WO2014136889A1 - 硬化膜形成組成物、配向材および位相差材 - Google Patents

硬化膜形成組成物、配向材および位相差材 Download PDF

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耕平 後藤
昇志郎 湯川
正人 森内
真 畑中
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日産化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a cured film forming composition, an alignment material, and a retardation material.
  • a right-eye image is visually recognized by an observer's right eye
  • a left-eye image is visually recognized by an observer's left eye, whereby a stereoscopic image can be displayed.
  • a retardation material is usually disposed on a display element such as a liquid crystal panel.
  • a retardation material a plurality of two kinds of retardation regions having different retardation characteristics are regularly arranged, and a patterned retardation material is formed.
  • a retardation material patterned so as to arrange a plurality of retardation regions having different retardation characteristics is referred to as a patterned retardation material.
  • the patterned retardation material can be produced, for example, by optically patterning a retardation material made of a polymerizable liquid crystal as disclosed in Patent Document 2.
  • Optical patterning of a retardation material made of a polymerizable liquid crystal utilizes a photo-alignment technique known for forming an alignment material for a liquid crystal panel. That is, a coating film made of a photo-alignment material is provided on a substrate, and two types of polarized light having different polarization directions are irradiated on the coating film. Then, a photo-alignment film is obtained as an alignment material in which two types of liquid crystal alignment regions having different liquid crystal alignment control directions are formed.
  • a solution-like retardation material containing a polymerizable liquid crystal is applied on the photo-alignment film to realize the alignment of the polymerizable liquid crystal. Thereafter, the aligned polymerizable liquid crystal is cured to form a patterned retardation material.
  • acrylic resins and polyimide resins having photodimerization sites such as cinnamoyl groups and chalcone groups in the side chain are known as usable photo-alignment materials.
  • These resins have been reported to exhibit the ability to control the alignment of liquid crystals (hereinafter also referred to as liquid crystal alignment) by irradiation with polarized UV (see Patent Documents 3 to 5).
  • the patterned retardation material is configured by laminating a cured polymerizable liquid crystal layer on a photo-alignment film that is an alignment material.
  • the patterned phase difference material which has such a laminated structure can be used for the structure of 3D display with the laminated state. Therefore, it is necessary to develop a cured film that can be used as an alignment material having both excellent liquid crystal alignment properties and light transmission properties, and a cured film forming composition for forming the cured film.
  • an object of the present invention is to provide a cured film forming composition suitable for forming a cured film having excellent liquid crystal orientation and light transmission characteristics.
  • an object of the present invention is to provide a cured film forming composition that forms a cured film that exhibits excellent liquid crystal alignment and light transmission when a polymerizable liquid crystal layer is disposed thereon as an alignment material. Is to provide things.
  • An object of the present invention is to provide an alignment material excellent in liquid crystal alignment and light transmission characteristics.
  • An object of the present invention is to provide a retardation material capable of high-precision optical patterning.
  • the first aspect of the present invention is: (A) One or more compounds having a photo-alignment group and one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group, (B) (B-1): a polymer having at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group and an alkoxysilyl group, (B-2): capable of thermal reaction with the component (A) At least one polymer selected from the group (B-3): melamine formaldehyde resin, and (C) a crosslinking agent (provided that the component (B) is the component (B- 2), it may be the same as the component (B-2)), and the component (A) is a compound having a group represented by the following formula [1] as a photoalignable group It relates to the cured film forming composition containing at least.
  • a 1 and A 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group
  • a 3 is a hydroxy group, mercapto group, amino group, alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, phenoxy group, phenylthio group, phenyl Represents an amino group, a biphenylamino group, a phenyl group or a biphenyl group
  • the hydrogen atom on the phenylene group and the phenyl group are each independently at least one selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, or a nitro group. It may be substituted with a substituent.
  • the compound as the component (A) is preferably a compound having a photo-alignment group and a hydroxy group.
  • WHEREIN It is preferable to contain the compound which has a hydroxyl group and an acrylic group other than (D) (A) component.
  • the second aspect of the present invention relates to an alignment material characterized by being formed using the cured film forming composition of the first aspect of the present invention.
  • the third aspect of the present invention relates to a retardation material characterized by having a cured film obtained from the cured film forming composition of the first aspect of the present invention.
  • a cured film forming composition suitable for forming a cured film having excellent liquid crystal orientation and light transmittance can be provided.
  • an alignment material excellent in liquid crystal alignment and light transmittance can be provided.
  • a retardation material capable of high-precision optical patterning.
  • a compound having a group represented by the following formula [1] and one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group can be provided.
  • a 1 and A 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group
  • a 3 is a hydroxy group, mercapto group, amino group, alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, phenoxy group, phenylthio group, phenyl Represents an amino group, a biphenylamino group, a phenyl group or a biphenyl group
  • the hydrogen atom on the phenylene group and the phenyl group are each independently at least one selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, or a nitro group. It may be substituted with a substituent.
  • a compound represented by the following formula [2] can be provided.
  • a 1 and A 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group
  • a 3 is a hydroxy group, mercapto group, amino group, alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, phenoxy group, phenylthio group, phenyl Represents an amino group, a biphenylamino group, a phenyl group or a biphenyl group
  • the hydrogen atom on the phenylene group and the phenyl group are each independently at least one selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, or a nitro group. It may be substituted with a substituent, and n represents an integer of 2 to 20.
  • the cured film forming composition of the present invention (hereinafter also referred to as the present composition) will be described in detail with specific examples of components and the like.
  • the cured film and alignment material of the present invention using the cured film forming composition of the present invention, the retardation material formed using the alignment material, the liquid crystal display element, and the like will be described.
  • the component (A) of the composition of the present invention is a low molecular orientation component.
  • the component (A) is a component that imparts photo-alignment to the cured film of the present embodiment obtained from the composition of the present invention, and has a low molecular photo-alignment compared to the polymer of the later-described component (B) serving as a base. Become an ingredient.
  • the low molecular alignment component as the component (A) is a compound having a photoalignable group and one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group It can be.
  • the photo-alignment group means a functional group at a structural site that undergoes photodimerization or photoisomerization.
  • the structure part which the compound of a component can have as a photo-alignment group is the structure part which forms a dimer by light irradiation,
  • a cinnamoyl group, a chalcone group, a coumarin is mentioned as the specific example. Group, anthracene group and the like. Of these, a cinnamoyl group is preferred because of its high transparency in the visible light region and high photodimerization reactivity.
  • the photoisomerizable structural site that the compound of component (A) can have as a photoalignable group refers to a structural site that changes into a cis form and a trans form by light irradiation, and specific examples thereof include an azobenzene structure. And a site comprising a stilbene structure and the like. Of these, an azobenzene structure is preferred because of its high reactivity.
  • a compound having a photo-alignment group and one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group is represented by the following formula, for example. Specific examples of such a monomer are shown in the following formulas [A1] to [A5].
  • a 1 and A 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group
  • X 1 is selected from a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, an amino bond, or a combination thereof. It represents a structure in which 1 to 3 substituents selected from an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, a phenylene group, a biphenylene group, or a combination thereof are bonded via a seed or two or more kinds of bonds.
  • X 2 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a phenyl group, a biphenyl group, or a cyclohexyl group.
  • the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, the phenyl group, the biphenyl group, and the cyclohexyl group may be bonded through a covalent bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, or a urea bond.
  • X 3 is a hydroxy group, mercapto group, amino group, alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, phenoxy group, phenylthio group, phenyl An amino group, a biphenylamino group, a phenyl group or a biphenyl group is represented.
  • X 4 each independently represents a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an aromatic ring group, or an aliphatic ring group.
  • the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms may be branched or linear.
  • X 5 represents a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group or an alkoxysilyl group.
  • X represents a single bond, an oxygen atom or a sulfur atom.
  • the hydrogen atom on the phenyl group, biphenyl group, phenylene group, and biphenylene group is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or a halogen atom.
  • a trifluoromethyl group and a cyano group may be substituted with the same or different substituent (s).
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or 1 carbon atom. Represents an alkoxy group, a halogen atom, a trifluoromethyl group, or a cyano group.
  • the compound (A), which has a photoalignable group and a hydroxy group include, for example, 4- (8-hydroxyoctyloxy) cinnamic acid methyl ester, 4- (6-hydroxyhexyloxy) silicate.
  • Cinnamic acid methyl ester 4- (4-hydroxybutyloxy) cinnamic acid methyl ester, 4- (3-hydroxypropyloxy) cinnamic acid methyl ester, 4- (2-hydroxyethyloxy) cinnamic acid methyl ester, 4-hydroxymethyloxycinnamic acid methyl ester, 4-hydroxycinnamic acid methyl ester, 4- (8-hydroxyoctyloxy) cinnamic acid ethyl ester, 4- (6-hydroxyhexyloxy) cinnamic acid ethyl ester, 4- (4-hydroxybutyloxy) cinnamic acid ethyl ester, 4- (3-hydro Cypropyloxy) cinnamic acid ethyl ester, 4- (2-hydroxyethyloxy) cinnamic acid ethyl ester, 4-hydroxymethyloxycinnamic acid ethyl ester, 4-hydroxycinnamic acid
  • the compound (A) having a photo-alignment group and a carboxyl group include cinnamic acid, ferulic acid, 4-nitrocinnamic acid, 4-methoxycinnamic acid, and 3,4-dimethoxycinnamic acid. Cinnamic acid, coumarin-3-carboxylic acid, 4- (N, N-dimethylamino) cinnamic acid and the like.
  • Specific examples of the compound having a photo-alignable group and an amino group as component (A) include 4-aminocinnamic acid methyl ester, 4-amino cinnamic acid ethyl ester, 3-amino cinnamic acid methyl ester, Examples thereof include 3-aminocinnamic acid ethyl ester.
  • Specific examples of the compound (D) having a photo-alignment group and an alkoxysilyl group include 4- (3-trimethoxysilylpropyloxy) cinnamic acid methyl ester, 4- (3-triethoxysilyl) Propyloxy) cinnamic acid methyl ester, 4- (3-trimethoxysilylpropyloxy) cinnamic acid ethyl ester, 4- (3-triethoxysilylpropyloxy) cinnamic acid ethyl ester, 4- (6-trimethoxy Silylhexyloxy) cinnamic acid methyl ester, 4- (6-triethoxysilylhexyloxy) cinnamic acid methyl ester, 4- (6-trimethoxysilylhexyloxy) cinnamic acid methyl ester, 4- (6-trimethoxysilylhexyloxy) cinnamic acid ethyl
  • the low molecular orientation component which is the component (A) is a compound having a photoalignment group and a hydroxy group
  • the component (A) two or more photoalignment groups and / or hydroxy are present in the molecule. It is possible to use compounds having two or more groups.
  • a compound having two or more photo-alignable groups and two hydroxyl groups in the molecule can be used.
  • compounds having two or more photoalignable groups and hydroxy groups in the molecule can be exemplified by compounds represented by the following formulae.
  • the molecular weight of the low molecular orientation component (A) component is controlled to a value within a desired range.
  • heat curing is required, but when the heating is performed, the low molecular orientation component (A) component sublimes. Can be suppressed.
  • the compound of component (A) in the composition of the present invention is a mixture of a plurality of types of compounds having a photoalignment group and any one of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group. May be.
  • composition of the present invention has the following formula [1] as the component (A).
  • a 1 and A 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group
  • a 3 is a hydroxy group, mercapto group, amino group, alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, phenoxy group, phenylthio group, phenyl Represents an amino group, a biphenylamino group, a phenyl group or a biphenyl group
  • the hydrogen atom on the phenylene group and the phenyl group are each independently at least one selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, or a nitro group. It may be substituted with a substituent.
  • the compound which has a photoalignment group represented by this is contained.
  • a 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group
  • a 2 is preferably a hydrogen atom
  • a 3 is preferably an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, or the like.
  • the compound having a photoalignable group and a hydroxy group represented by the formula [1] include, for example, 4- [4- (8-hydroxyoctyloxy) benzoyl] cinnamic acid methyl ester, 4- [4 -(6-Hydroxyhexyloxy) benzoyl] cinnamic acid methyl ester, 4- [4- (4-hydroxybutyloxy) benzoyl] cinnamic acid methyl ester, 4- [4- (3-hydroxypropyloxy) benzoyl] Cinnamic acid methyl ester, 4- [4- (2-hydroxyethyloxy) benzoyl] cinnamic acid methyl ester, 4- [4-hydroxymethyloxybenzoyl] cinnamic acid methyl ester, 4- [4-hydroxybenzoyl] Cinnamic acid methyl ester, 4- [4- (8-hydroxyoctyloxy) benzoyl] ethyl cin
  • Specific examples of the compound having a photoalignable group and a carboxyl group represented by the above formula [1] include 4-benzoylcinnamic acid, 4- (4-nitrobenzoyl) cinnamic acid, 4- (4-methoxy Benzoyl) cinnamic acid, 4- (3,4-dimethoxybenzoyl) cinnamic acid and the like.
  • Specific examples of the compound having a photoalignable group and an amino group represented by the above formula [1] include 4- (4-aminobenzoyl) cinnamic acid methyl ester, 4- (4-aminobenzoyl) cinnamic acid Ethyl ester, 4- (4-aminobenzoyl) cinnamic acid tertiary butyl ester, 4- (3-aminobenzoyl) cinnamic acid methyl ester, 4- (3-aminobenzoyl) cinnamic acid ethyl ester, 4- ( And 3-aminobenzoyl) cinnamic acid tertiary butyl ester.
  • the compound having a photoalignable group represented by the above formula [1] and an alkoxysilyl group include 4- [4- (3-trimethoxysilylpropyloxy) benzoyl] cinnamic acid methyl ester, 4 -[4- (3-triethoxysilylpropyloxy) benzoyl] cinnamic acid methyl ester, 4- [4- (3-trimethoxysilylpropyloxy) benzoyl] cinnamic acid ethyl ester, 4- [4- (3 -Triethoxysilylpropyloxy) benzoyl] cinnamic acid ethyl ester, 4- [4- (3-trimethoxysilylpropyloxy) benzoyl] cinnamic acid tertiary butyl ester, 4- [4- (3-triethoxysilyl) Propyloxy) benzoyl] cinnamic acid tertiary
  • a 1 and A 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group
  • a 3 is a hydroxy group, mercapto group, amino group, alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms, phenoxy group, phenylthio group, phenyl Represents an amino group, a biphenylamino group, a phenyl group or a biphenyl group
  • the hydrogen atom on the phenylene group and the phenyl group are each independently at least one selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, or a nitro group. It may be substituted with a substituent, and n represents an integer of 2 to 20.
  • This compound is a novel compound not described in any document, and can be produced,
  • the compound represented by Formula 5 is a metal complex catalyst comprising a benzophenone compound represented by Formula 3 and a compound selected from (meth) acrylic acid ester, (meth) acrylic acid thioester, vinyl ketone and the like represented by Formula 4. And can be synthesized by conducting a coupling reaction such as a Heck reaction in the presence of a ligand and a base.
  • Y is a substituent capable of leaving, for example, a halogen atom of F, Cl, Br, I; p-toluenesulfonic acid ester group (—OSO 2 C 6 H 4 — A sulfonic acid ester group such as p-CH 3 ), a methanesulfonic acid ester group (—OSO 2 CH 3 ), and a trifluoromethanesulfonic acid ester group (—OSO 2 CF 3 ) is used.
  • a halogen atom of F, Cl, Br, I p-toluenesulfonic acid ester group
  • a sulfonic acid ester group such as p-CH 3
  • a methanesulfonic acid ester group —OSO 2 CH 3
  • a trifluoromethanesulfonic acid ester group —OSO 2 CF 3
  • the amount of the compound represented by Formula 4 used with respect to the compound represented by Formula 3 is not particularly limited, but is preferably 1.0 equivalent to 3.0 equivalents. More preferably, it is 1.0 equivalent to 1.2 equivalent.
  • a metal complex catalyst is formed using an appropriate metal complex and a ligand.
  • a palladium complex or a nickel complex is used as the metal complex, and depending on the reaction, it is preferable that a copper catalyst coexists as a co-catalyst.
  • the metal complex catalyst those having various structures can be used, but it is preferable to use a so-called low-valent palladium complex or nickel complex, particularly zero having tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand.
  • a valent metal complex catalyst is preferred.
  • an appropriate precursor that can be easily converted into a zero-valent metal complex catalyst in the reaction system can be used.
  • a metal complex that does not contain tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand and a tertiary phosphine or tertiary phosphite that is a ligand are mixed to produce tertiary phosphine or tertiary phosphite.
  • a low-valent metal complex catalyst having phosphite as a ligand can also be produced.
  • tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand examples include triphenylphosphine, tri-o-tolylphosphine, diphenylmethylphosphine, phenyldimethylphosphine, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, , 3-bis (diphenylphosphino) propane, 1,4-bis (diphenylphosphino) butane, 1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, triphenyl phosphite, etc. Can be mentioned.
  • a metal complex catalyst containing a mixture of two or more of these ligands is also preferably used.
  • a palladium complex not containing tertiary phosphine or tertiary phosphite in combination with a metal complex containing tertiary phosphine or tertiary phosphite as the metal complex catalyst.
  • the above ligands may be further combined.
  • Examples of palladium complexes that do not contain tertiary phosphine or tertiary phosphite include bis (benzylideneacetone) palladium, tris (benzylideneacetone) dipalladium, bis (acetonitrile) dichloropalladium, bis (benzonitrile) dichloropalladium, palladium acetate, and chloride. Palladium, palladium-activated carbon and the like can be mentioned.
  • Examples of the palladium complex containing tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand include (ethylene) bis (triphenylphosphine) palladium, tetrakis (triphenylphosphine) palladium, and bis (triphenylphosphine) dichloropalladium. Can be mentioned.
  • the metal complex catalyst only a palladium complex containing no tertiary phosphine or tertiary phosphite may be used.
  • the amount of these palladium complexes used may be a so-called catalytic amount, preferably 20 mol% or less, particularly preferably 10 mol% or less, relative to the compound represented by Formula 3.
  • the copper catalyst used as a co-catalyst at the same time is preferably a monovalent one, and examples thereof include copper (I) chloride, copper (I) bromide, copper (I) iodide, and copper (I) acetate.
  • the base examples include inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, cesium carbonate; methylamine, dimethyl Amine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropylamine, isopropylamine, diisopropylamine, triisopropylamine, butylamine, dibutylamine, tributylamine, diisopropylethylamine, pyridine, imidazole, quinoline, collidine, Amines such as pyrrolidine, piperidine, morpholine, N-methylmorpholine; sodium acetate, potassium acetate, lithium acetate, etc. It can be. These bases can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like. In this case, the above bases can be used alone
  • the amount of these bases used is preferably 20 mol% or less, particularly preferably 10 mol% or less, relative to the compound represented by Formula 3.
  • reaction solvents include water, alcohols (eg, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol and octanol), amines (pyridine, triethylamine, etc.), aprotic polar organic solvents (DMF (dimethylformamide), DMSO (dimethyl sulfoxide) ), DMAc (dimethylacetamide), NMP (N-methylpyrrolidone, etc.), ethers (Et 2 O, i-Pr 2 O, TBME, CPME, THF, dioxane, etc.), aliphatic hydrocarbons (pentane, heptane) Xylene, heptane, petroleum ether, etc.), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzen
  • solvents can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like, and can be used singly or in combination of two or more. Moreover, depending on the case, the said solvent can also be used as a solvent which does not contain water using a suitable dehydrating agent and a desiccant.
  • the amount of the solvent used is not particularly limited, but the reaction may be carried out without using a solvent.
  • a solvent 0.1 to 100 mass with respect to the compound represented by formula 3 Double the solvent may be used.
  • the amount is preferably 1 to 10 times by mass, more preferably 2 to 5 times by mass.
  • the reaction temperature can be selected from a temperature range of preferably ⁇ 100 ° C. or higher to the boiling point of the reaction solvent used, more preferably ⁇ 50 to 200 ° C., particularly preferably 20 to 150 ° C. .
  • the reaction time is 0.1 to 1000 hours, more preferably 0.5 to 100 hours.
  • the compound represented by Formula 5 obtained by the method shown in the above reaction formula is preferably purified by distillation, recrystallization, column chromatography such as silica gel, and the like. Note that recrystallization is preferably performed at as low a temperature as possible.
  • the compound represented by the formula [2] can be synthesized by performing the Williamson ether synthesis method in the coexistence of a base with the formulas 5 and 6.
  • X is a substituent capable of leaving, for example, a halogen atom of F, Cl, Br, I; p-toluenesulfonic acid ester group (—OSO 2 C 6 H 4 — A sulfonic acid ester group such as p-CH 3 ), a methanesulfonic acid ester group (—OSO 2 CH 3 ), and a trifluoromethanesulfonic acid ester group (—OSO 2 CF 3 ) is used.
  • Cl, Br, I, or a trifluoromethanesulfonic acid ester group is preferable from the viewpoint of reactivity and cost.
  • the usage-amount of the compound represented by Formula 6 with respect to the compound represented by Formula 5 is not specifically limited, 1.0 equivalent thru
  • the base is an inorganic base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, cesium carbonate, tert- Uses bases such as butoxy sodium, tert-butoxy potassium, sodium hydride, potassium hydride and amines such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, triisopropylamine, tributylamine, diisopropylethylamine, pyridine, imidazole, quinoline, collidine, etc. it can.
  • bases can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like. In this case, the above bases can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of these bases used is preferably 1.0 equivalent to 3.0 equivalents relative to the compound represented by Formula 5. More preferably, it is 1.0 equivalent to 1.5 equivalent.
  • Any reaction solvent may be used as long as it is stable under the reaction conditions, is inert, and does not interfere with the reaction.
  • Aprotic polar organic solvents DMF, DMSO, DMAc, NMP, etc.
  • ethers Et 2 O, i-Pr 2 O, TBME, CPME, THF, dioxane, etc.
  • aliphatic hydrocarbons penentane, hexane, etc.) , Heptane, petroleum ether, etc.
  • aromatic hydrocarbons benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.
  • halogenated hydrocarbons chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, etc.
  • Lower fatty acid esters methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate,
  • solvents can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like.
  • the above solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • an appropriate dehydrating agent or desiccant can be used as a non-aqueous solvent.
  • the amount of the solvent used is not particularly limited, but the reaction may be carried out without using a solvent.
  • a solvent 0.1 to 100 mass with respect to the compound represented by formula 5 Double the solvent may be used.
  • the amount is preferably 1 to 10 times by mass, more preferably 2 to 5 times by mass.
  • tetra-n-butylammonium iodide sodium iodide, potassium iodide, etc. may be added.
  • the reaction temperature can preferably be selected from a temperature range of ⁇ 100 ° C. or higher to the boiling point of the reaction solvent used, more preferably ⁇ 50 to 200 ° C., particularly preferably 20 to 150 ° C. .
  • the reaction time is 0.1 to 1000 hours, more preferably 0.5 to 100 hours.
  • the compound represented by Formula 5 obtained by the method shown in the above reaction formula is preferably purified by distillation, recrystallization, column chromatography such as silica gel, and the like. Note that recrystallization is preferably performed at as low a temperature as possible.
  • a Williamson ether synthesis method is carried out using the formula 3 and the formula 6, followed by a metal complex catalyst, coordination It can also be produced by carrying out a coupling reaction such as the Heck reaction with Formula 4 in the presence of a child and a base.
  • Component (B) contained in the composition of the present invention includes (B-1): a polymer having at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group, -2): a polymer having a substituent capable of thermally reacting with the component (A) and capable of self-crosslinking, or (B-3): a melamine formaldehyde resin.
  • B-1 a polymer having at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group
  • -2) a polymer having a substituent capable of thermally reacting with the component (A) and capable of self-crosslinking
  • B-3) a melamine formaldehyde resin
  • the component (B-1) is a polymer having at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group (hereinafter also referred to as a specific (co) polymer 1). .
  • polymer as component (B-1) examples include acrylic polymer, polyamic acid, polyimide, polyvinyl alcohol, polyester, polyester polycarboxylic acid, polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, polycaprolactone polyol, polyalkyleneimine. , Polyallylamine, celluloses (cellulose or derivatives thereof), polymers having a linear or branched structure such as phenol novolac resin, and cyclic polymers such as cyclodextrins.
  • acrylic polymer a polymer obtained by polymerizing a monomer having an unsaturated double bond such as acrylic ester, methacrylic ester or styrene can be applied.
  • the synthesis method of the acrylic polymer which is an example of the component (B-1) includes a monomer having at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group and an alkoxysilyl group, and if necessary, A method of (co) polymerizing with other monomers is simple.
  • Examples of the monomer having at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group and an alkoxysilyl group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2 -Hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, caprolactone 2- (acryloyloxy) ethyl ester , Caprolactone 2- (methacryloyloxy) ethyl ester, poly (ethylene glycol) ethyl -Teracrylate, poly (ethylene glycol) ethyl ether methacrylate, 5-acryloyloxy-6-hydroxynorbornene-2-carboxyl-6
  • an acrylic polymer as an example of the component (B-1) when obtained, it has at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group.
  • a monomer that is copolymerizable with the monomer and does not have a substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group can be used in combination.
  • Such monomers include acrylic ester compounds, methacrylic ester compounds, maleimide compounds, acrylamide compounds, acrylonitrile, maleic anhydride, styrene compounds and vinyl compounds.
  • acrylic ester compound examples include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, and phenyl acrylate.
  • methacrylic acid ester compound examples include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, and phenyl methacrylate.
  • vinyl compound examples include methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, vinyl naphthalene, vinyl carbazole, allyl glycidyl ether, 3-ethenyl-7-oxabicyclo [4.1.0] heptane, 1,2-epoxy-5-hexene. And 1,7-octadiene monoepoxide.
  • styrene compound examples include styrene, methyl styrene, chlorostyrene, and bromostyrene.
  • maleimide compound examples include maleimide, N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide.
  • the amount of the monomer having at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group and an alkoxysilyl group used to obtain an acrylic polymer as an example of the component (B-1) is ( Based on the total amount of all monomers used to obtain the acrylic polymer as an example of the component B-1), the content is preferably 5 mol% to 100 mol%.
  • a method for obtaining an acrylic polymer as an example of the component (B-1) is not particularly limited.
  • a monomer having at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group And a temperature of 50 ° C. to 110 ° C. in a solvent in which a monomer having no substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group and a polymerization initiator coexist if desired. Obtained by polymerization reaction under.
  • the solvent used is a monomer having at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group and an alkoxysilyl group, and optionally a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group and an alkoxysilyl group.
  • Any monomer that does not have a substituent selected from the group consisting of, a polymerization initiator, and the like can be used without particular limitation. Specific examples are described in the section of [Solvent] described later.
  • the acrylic polymer which is an example of the component (B-1) obtained by the above method is usually in a solution state dissolved in a solvent.
  • the acrylic polymer solution which is an example of the component (B-1) obtained by the above method, was added to diethyl ether or water under stirring to cause reprecipitation, and the generated precipitate was filtered and washed. Thereafter, it can be dried at room temperature or under normal pressure or reduced pressure to obtain an acrylic polymer powder as an example of the component (B-1).
  • the polymerization initiator and unreacted monomer coexisting with the acrylic polymer which is an example of the component (B-1) can be removed.
  • the purified component (B-1) A certain acrylic polymer powder is obtained. If sufficient purification cannot be achieved by a single operation, the obtained powder may be redissolved in a solvent and the above operation may be repeated.
  • the acrylic polymer as an example of the component (B-1) has a weight average molecular weight of preferably 3000 to 200000, more preferably 4000 to 150,000, and still more preferably 5000 to 100,000. If the weight average molecular weight exceeds 200,000, the solvent solubility may decrease and handling may decrease. If the weight average molecular weight is less than 3,000, the curing may be insufficient during thermal curing. The solvent resistance and heat resistance may be reduced.
  • the weight average molecular weight is a value obtained by using gel as a standard sample by gel permeation chromatography (GPC).
  • GPC gel permeation chromatography
  • polyether polyol which is a preferred example of the specific (co) polymer 1 of the component (B-1)
  • polyhydric alcohols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, propylene glycol, bisphenol A, triethylene glycol and sorbitol are used.
  • propylene oxide polyethylene glycol, polypropylene glycol and the like.
  • polyether polyols include ADEKA Adeka Polyether P Series, G Series, EDP Series, BPX Series, FC Series, CM Series, NOF UNIOX (registered trademark) HC-40, HC-60, ST- 30E, ST-40E, G-450, G-750, Uniol (registered trademark) TG-330, TG-1000, TG-3000, TG-4000, HS-1600D, DA-400, DA-700, DB-400 Nonion (registered trademark) LT-221, ST-221, OT-221 and the like.
  • the polyester polyol which is a preferred example of the specific (co) polymer of the component includes polyvalent carboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, isophthalic acid, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, polyethylene glycol, What reacted with diols, such as polypropylene glycol, is mentioned.
  • polyester polyol examples include DIC polylite (registered trademark) OD-X-286, OD-X-102, OD-X-355, OD-X-2330, OD-X-240, OD-X-668, OD-X-2108, OD-X-2376, OD-X-2044, OD-X-688, OD-X-2068, OD-X-2547, OD-X-2420, OD-X-2523, OD- X-2555, OD-X-2560, Kuraray polyols P-510, P-1010, P-2010, P-3010, P-4010, P-5010, P-6010, F-510, F-1010, F -2010, F-3010, P-1011, P-2011, P-2013, P-2030, N-2010, PNNA-2016 and the like.
  • DIC polylite registered trademark
  • the polycaprolactone polyol which is a preferred example of the specific (co) polymer of the component (B-1), is obtained by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactone using a polyhydric alcohol such as trimethylolpropane or ethylene glycol as an initiator. Can be mentioned.
  • Specific examples of the polycaprolactone polyol include DIC's Polylite (registered trademark) OD-X-2155, OD-X-640, OD-X-2568, Daicel Chemical's Plaxel (registered trademark) 205, L205AL, 205U, 208, 210 212, L212AL, 220, 230, 240, 303, 305, 308, 312, 320, and the like.
  • the polycarbonate polyol which is a preferred example of the specific (co) polymer of the component (B-1) is obtained by reacting a polyhydric alcohol such as trimethylolpropane or ethylene glycol with diethyl carbonate, diphenyl carbonate, ethylene carbonate or the like. Can be mentioned.
  • Specific examples of the polycarbonate polyol include Placel (registered trademark) CD205, CD205PL, CD210, CD220 manufactured by Daicel Chemical Industries, and C-590, C-1050, C-2050, C-2090, C-3090 manufactured by Kuraray, and the like.
  • Specific examples of the specific (co) polymer 1 of the component (B-1) include cellulose, hydroxyalkylcelluloses such as hydroxyethylcellulose and hydroxypropylcellulose, hydroxyhydroxyls such as hydroxyethylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose and hydroxyethylethylcellulose. Examples include alkylalkyl celluloses and celluloses, and hydroxyalkyl celluloses such as hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose are preferable.
  • cyclodextrin such as ⁇ -cyclodextrin, ⁇ -cyclodextrin and ⁇ cyclodextrin, methyl- ⁇ -cyclodextrin, methyl -Methylated cyclodextrins such as ⁇ -cyclodextrin and methyl- ⁇ -cyclodextrin, hydroxymethyl- ⁇ -cyclodextrin, hydroxymethyl- ⁇ -cyclodextrin, hydroxymethyl- ⁇ -cyclodextrin, 2-hydroxyethyl- ⁇ - Cyclodextrin, 2-hydroxyethyl- ⁇ -cyclodextrin, 2-hydroxyethyl- ⁇ -cyclodextrin, 2-hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, 2-hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, 2- Hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, 3-hydroxypropyl- ⁇ -
  • Examples of the phenol novolak resin which is a preferred example of the specific (co) polymer 1 of the component (B-1) include a phenol-formaldehyde polycondensate.
  • the polymer of the component (B-1) may be used in a powder form or a solution form in which a purified powder is redissolved in a solvent described later.
  • the component (B-1) may be a mixture of a plurality of polymers exemplified as the component (B-1).
  • the component (B-2) has a substituent capable of thermally reacting with the component (A) and is a self-crosslinkable polymer (hereinafter also referred to as a specific (co) polymer 2). ). More specifically, the specific (co) polymer 2 undergoes a thermal reaction and a self-crosslinking reaction with the component (A) and reacts at a temperature lower than the sublimation temperature of the component (A) (hereinafter, crosslinkable).
  • a polymer having a substituent and a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group is also referred to as a specific functional group).
  • Sublimation of the component (A) can be suppressed by the thermal reaction between the component (A) and the component (B-2).
  • the cured film formation composition of this Embodiment can form the orientation material with high photoreaction efficiency as above-mentioned as a cured film.
  • Preferred crosslinkable substituents contained in the polymer of component (B-2) include alkoxymethylamide groups and alkoxysilyl groups.
  • the content of the crosslinkable substituent is preferably 0.5 to 1 per repeating unit of the component (B-2). From the viewpoint of solvent resistance of the alignment material, 0.8 to 1 More preferably.
  • polymer of component (B-2) for example, substituted with a hydroxymethyl group or alkoxymethyl group such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, N-butoxymethylmethacrylamide, etc.
  • a hydroxymethyl group or alkoxymethyl group such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, N-butoxymethylmethacrylamide, etc.
  • Polymers produced using acrylamide compounds or methacrylamide compounds can be used.
  • Examples of such a polymer include poly (N-butoxymethylacrylamide), a copolymer of N-butoxymethylacrylamide and styrene, a copolymer of N-hydroxymethylmethacrylamide and methylmethacrylate, and N-ethoxymethyl.
  • Examples thereof include a copolymer of methacrylamide and benzyl methacrylate, and a copolymer of N-butoxymethylacrylamide, benzyl methacrylate and 2-hydroxypropyl methacrylate.
  • a polymer produced using a compound having an alkoxysilyl group can also be used.
  • examples of such a polymer include poly (3-methacryloxypropyltrimethoxysilane), a copolymer of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane and styrene, poly (3-acryloxypropyltrimethoxysilane), 3 -A copolymer of acryloxypropyltrimethoxysilane and methyl methacrylate.
  • the monomer (henceforth the monomer which has a non-reactive functional group) copolymerizable with the monomer which has a specific functional group is used. Can be used together.
  • Such monomers include acrylic acid ester compounds, methacrylic acid ester compounds, maleimide compounds, acrylamide compounds, acrylonitrile, maleic anhydride, styrene compounds and vinyl compounds. Specific examples of the monomer are as described for the component (B-1).
  • the method for obtaining the specific (co) polymer 2 used in the cured film-forming composition of the present embodiment is not particularly limited.
  • a monomer having a specific functional group, a monomer having a non-reactive functional group if desired, and polymerization initiation It is obtained by carrying out a polymerization reaction at a temperature of 50 ° C. to 110 ° C. in a solvent in which an agent or the like is present.
  • the solvent used will not be specifically limited if the monomer which has a specific functional group, the monomer which has a non-reactive functional group used depending on necessity, a polymerization initiator, etc. are dissolved.
  • Specific examples include solvents described in Solvents described below.
  • the specific (co) polymer 2 thus obtained is usually in the state of a solution dissolved in a solvent.
  • the solution of the specific (co) polymer 2 obtained as described above is re-precipitated by stirring with stirring such as diethyl ether or water, and the generated precipitate is filtered and washed.
  • it can be set as the powder of the specific (co) polymer 2 by carrying out normal temperature or heat drying under reduced pressure. By such an operation, the polymerization initiator and unreacted monomer coexisting with the specific (co) polymer 2 can be removed, and as a result, a purified powder of the specific (co) polymer 2 is obtained. If sufficient purification cannot be achieved by a single operation, the obtained powder may be redissolved in a solvent and the above operation may be repeated.
  • the powder of the specific (co) polymer 2 may be used as it is, or the powder is redissolved in, for example, a solvent described later to form a solution state. It may be used.
  • the polymer of the component (B-2) may be a mixture of a plurality of types of specific (co) polymers 2.
  • the weight average molecular weight of such a polymer is 1000 to 500000, preferably 1000 to 200000, more preferably 1000 to 100,000, and still more preferably 2000 to 50000. These polymers can be used alone or in combination of two or more.
  • the melamine formaldehyde resin as component (B-3) is a resin obtained by polycondensation of melamine and formaldehyde, and is represented by the following formula.
  • R 21 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the methylol group generated during the polycondensation of melamine and formaldehyde is alkylated from the viewpoint of storage stability.
  • the method for obtaining the melamine formaldehyde resin as the component (B-3) is not particularly limited, but generally, melamine and formaldehyde are mixed and made weakly alkaline using sodium carbonate, ammonia, etc., and then at 60 to 100 ° C. Synthesized by heating. Further, the methylol group can be alkoxylated by reacting with alcohol.
  • the melamine formaldehyde resin as the component (B-3) preferably has a weight average molecular weight of 250 to 5000, more preferably 300 to 4000, and further preferably 350 to 3500. If the weight average molecular weight exceeds 5,000, the solubility in the solvent may decrease and handling may decrease. If the weight average molecular weight is less than 250, the curing may be insufficient during thermal curing. Therefore, the effect of improving solvent resistance and heat resistance may not be sufficiently exhibited.
  • the melamine formaldehyde resin as the component (B-3) may be used in a liquid form or a solution form in which a purified liquid is redissolved in a solvent described later.
  • the component (B) may be a mixture of plural kinds of polymers selected from (B-1), (B-2) or (B-3).
  • the composition of the present invention contains a crosslinking agent as the component (C). Therefore, in the cured film obtained from the composition of the present invention, before the photoreaction by the photo-alignment group of the compound of component (A), (C) a crosslinking reaction by a thermal reaction using a crosslinking agent is performed. be able to. As a result, when used as an alignment material, it is possible to improve the resistance to the polymerizable liquid crystal applied thereon and its solvent.
  • composition of the present invention contains a crosslinking agent as the component (C).
  • the component (C) is a cross-linking agent that reacts with the above-described component (A), component (B), or both, and reacts at a temperature lower than the sublimation temperature of component (A).
  • (C) component can also react with (D) component.
  • the component (C) is at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group and an alkoxysilyl group of the compound which is the component (A) at a temperature lower than the sublimation temperature of the component (A), It binds to at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group and an alkoxysilyl group contained in the component B) and the hydroxy group of the compound which is the component (D).
  • the (A) component, the (B) component, the (D) component, and the crosslinking agent as the (C) component are thermally reacted, the (A) component is prevented from sublimating. can do.
  • the composition of this invention can form the orientation material with high photoreaction efficiency as above-mentioned as a cured film.
  • crosslinking agent (C) examples include compounds such as epoxy compounds, methylol compounds and isocyanate compounds, with methylol compounds being preferred.
  • methylol compound described above examples include compounds such as alkoxymethylated glycoluril, alkoxymethylated benzoguanamine, and alkoxymethylated melamine.
  • alkoxymethylated glycoluril examples include, for example, 1,3,4,6-tetrakis (methoxymethyl) glycoluril, 1,3,4,6-tetrakis (butoxymethyl) glycoluril, 1,3,4 , 6-tetrakis (hydroxymethyl) glycoluril, 1,3-bis (hydroxymethyl) urea, 1,1,3,3-tetrakis (butoxymethyl) urea, 1,1,3,3-tetrakis (methoxymethyl) Examples include urea, 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-dihydroxy-2-imidazolinone, and 1,3-bis (methoxymethyl) -4,5-dimethoxy-2-imidazolinone.
  • glycoluril compounds (trade names: Cymel (registered trademark) 1170, Powderlink (registered trademark) 1174) manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., methylated urea resins (trade name: UFR (registered trademark) 65) ), Butylated urea resin (trade names: UFR (registered trademark) 300, U-VAN10S60, U-VAN10R, U-VAN11HV), urea / formaldehyde resin (high condensation type, commercial product) manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. Name: Beccamine (registered trademark) J-300S, P-955, N) and the like.
  • alkoxymethylated benzoguanamine examples include, for example, tetramethoxymethylbenzoguanamine.
  • Commercially available products manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd. (trade name: Cymel (registered trademark) 1123), manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd. (trade names: Nicalac (registered trademark) BX-4000, BX-37, BL- 60, BX-55H) and the like.
  • alkoxymethylated melamine examples include, for example, hexamethoxymethylmelamine.
  • methoxymethyl type melamine compounds (trade names: Cymel (registered trademark) 300, 301, 303, 350) manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., butoxymethyl type melamine compounds (trade name: My Coat (registered trademark)) 506, 508), Sanwa Chemical's methoxymethyl-type melamine compound (trade names: Nicalak (registered trademark) MW-30, MW-22, MW-11, MS-001, MX-002, MX-730, MX-750, MX-035), butoxymethyl type melamine compounds (trade names: Nicalac (registered trademark) MX-45, MX-410, MX-302) and the like.
  • it may be a compound obtained by condensing a melamine compound, urea compound, glycoluril compound and benzoguanamine compound in which the hydrogen atom of the amino group is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group.
  • a melamine compound urea compound, glycoluril compound and benzoguanamine compound in which the hydrogen atom of the amino group is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group.
  • the high molecular weight compound manufactured from the melamine compound and the benzoguanamine compound which are described in US Patent 6,323,310 is mentioned.
  • Examples of commercially available products of the melamine compound include trade name: Cymel (registered trademark) 303 (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.).
  • Examples of commercially available products of the benzoguanamine compound include product name: Cymel (registered trademark) 1123 ( Mitsui Cytec Co., Ltd.).
  • an acrylamide compound substituted with a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, N-butoxymethylmethacrylamide, or the like Polymers produced using methacrylamide compounds can also be used.
  • the component (B) when the component (B) is the above (B-2), it may be the same as the component (B-2).
  • Examples of such a polymer include poly (N-butoxymethylacrylamide), a copolymer of N-butoxymethylacrylamide and styrene, a copolymer of N-hydroxymethylmethacrylamide and methylmethacrylate, and N-ethoxymethyl.
  • Examples thereof include a copolymer of methacrylamide and benzyl methacrylate, and a copolymer of N-butoxymethylacrylamide, benzyl methacrylate and 2-hydroxypropyl methacrylate.
  • the weight average molecular weight of such a polymer is 1000 to 500000, preferably 2000 to 200000, more preferably 3000 to 150,000, and still more preferably 3000 to 50000.
  • cross-linking agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the crosslinking agent as the component (C) in the composition of the present invention is 10 to 400 parts by mass based on 100 parts by mass of the total amount of the compound as the component (A) and the polymer as the component (B). It is preferably 15 parts by mass to 200 parts by mass.
  • content of a crosslinking agent is too small, the solvent tolerance and heat resistance of the cured film obtained from a cured film formation composition will fall, and the orientation sensitivity at the time of photo-alignment will fall. On the other hand, when the content is excessive, the photo-alignment property and the storage stability may be lowered.
  • the composition of this invention can contain the compound which has a hydroxyl group and an acrylic group other than (A) component as (D) component with (A) component, (B) component, and (C) component.
  • the compound as component (D) functions to enhance the adhesion between the cured polymerizable liquid crystal layer formed thereon. To do. Next, (D) component contained in the composition of this invention is demonstrated.
  • the component (D) contained in the composition of the present invention is a compound having a component (C), a thermally crosslinkable group, and an acrylic group.
  • it is a compound having a hydroxy group and an acrylic group other than the component (A).
  • the cured film formed from the composition of the present invention containing the component (D) is used as an alignment material
  • the polymerizable functional group of the polymerizable liquid crystal is improved so that the adhesion between the alignment material and the polymerizable liquid crystal layer is improved.
  • the crosslinking reaction site of the alignment material can be linked by a covalent bond.
  • the retardation material of this embodiment formed by laminating a cured polymerizable liquid crystal on the alignment material of this embodiment can maintain strong adhesion even under high temperature and high quality conditions, such as peeling. High durability can be exhibited.
  • the content of the component (D) in the composition of the present invention is preferably 0.1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the compound (A) and the component (B). More preferably, it is 5 to 35 parts by mass.
  • the content of the component (D) is 0.1 parts by mass or more, sufficient adhesion can be imparted to the formed cured film.
  • it is more than 40 parts by mass the storage stability of the cured film forming composition may be lowered.
  • the component (D) may be a mixture of a plurality of compounds of the component (D).
  • R 11 represents a hydrogen atom or a methyl group, and m represents an integer of 1 to 10.
  • composition of the present invention can contain the above-mentioned (D) component in addition to the above-mentioned (A) component, (B) component and (C) component, and further contains a crosslinking catalyst as the (E) component. can do.
  • (E) As a crosslinking catalyst which is a component, it can be set as an acid or a thermal acid generator, for example. This component (E) is effective in promoting the thermosetting reaction in the formation of a cured film using the composition of the present invention.
  • the component (E) is a sulfonic acid group-containing compound, hydrochloric acid or a salt thereof, a compound that generates an acid by thermal decomposition during pre-baking or post-baking, that is, a temperature of 80
  • the compound is not particularly limited as long as it is a compound capable of generating an acid by thermal decomposition at from 250C to 250C.
  • Examples of such compounds include hydrochloric acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid, octanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, camphorsulfonic acid, trifluoro.
  • L-methanesulfonic acid p-phenolsulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, mesitylenesulfonic acid, p-xylene-2-sulfonic acid, m-xylene-2-sulfonic acid, 4-ethylbenzenesulfonic acid, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctanesulfonic acid, perfluoro (2-ethoxyethane) sulfonic acid, pentafluoroethanesulfonic acid, nonafluorobutane-1-sulfonic acid, sulfonic acid such as dodecylbenzenesulfonic acid, or a hydrate or salt thereof Is mentioned.
  • Examples of the compound that generates an acid by heat include bis (tosyloxy) ethane, bis (tosyloxy) propane, bis (tosyloxy) butane, p-nitrobenzyl tosylate, o-nitrobenzyl tosylate, 1,2, 3-phenylene tris (methyl sulfonate), p-toluenesulfonic acid pyridinium salt, p-toluenesulfonic acid morphonium salt, p-toluenesulfonic acid ethyl ester, p-toluenesulfonic acid propyl ester, p-toluenesulfonic acid butyl ester, p-toluenesulfonic acid isobutyl ester, p-toluenesulfonic acid methyl ester, p-toluenesulfonic acid phenethyl ester, cyanomethyl p-
  • the content of the component (E) in the composition of the present invention is preferably 0.01 parts by mass to 10 parts with respect to 100 parts by mass of the total amount of the compound which is the component (A) and the polymer of the component (B). Parts by mass, more preferably 0.05 to 8 parts by mass, and still more preferably 0.1 to 6 parts by mass.
  • the content of the component (E) is preferably 0.01 parts by mass or more, sufficient thermosetting and solvent resistance can be imparted, and high sensitivity to exposure can also be imparted.
  • the storage stability of a cured film forming composition can be made favorable by setting it as 10 mass parts or less.
  • composition of the present invention can contain other additives as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • a sensitizer can be contained.
  • the sensitizer is effective in promoting the photoreaction when forming the cured film of the embodiment of the present invention from the composition of the present invention.
  • Sensitizers include derivatives such as benzophenone, anthracene, anthraquinone and thioxanthone, and nitrophenyl compounds.
  • N, N-diethylaminobenzophenone which is a derivative of benzophenone and 2-nitrofluorene, 2-nitrofluorenone, 5-nitroacenaphthene, 4-nitrobiphenyl, 4-nitrocinnamic acid, which are nitrophenyl compounds, 4- Nitrostilbene, 4-nitrobenzophenone and 5-nitroindole are particularly preferred.
  • sensitizers are not particularly limited to those described above. These can be used alone or in combination of two or more compounds.
  • the use ratio of the sensitizer is preferably 0.1 parts by mass to 20 parts by mass, more preferably 0.2 parts by mass to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). 10 parts by mass. If this ratio is too small, the effect as a sensitizer may not be sufficiently obtained. If it is too large, the transmittance of the formed cured film may be reduced or the coating film may be roughened. There are things to do.
  • composition of the present invention includes, as other additives, silane coupling agents, surfactants, rheology modifiers, pigments, dyes, storage stabilizers, antifoaming agents, An antioxidant etc. can be contained.
  • composition of the present invention is often used in a solution state dissolved in a solvent.
  • the solvent used in that case dissolves the component (A), the component (B) and the component (C), and if necessary, the component (D), the component (E), and / or other additives.
  • the solvent include, for example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether Acetate, propylene glycol propyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2-butanone, 3-methyl-2-pentanone, 2-pentanone, 2-heptanone, ⁇ -butyrolactone, ethyl 2-hydroxypropionate , Ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethoxy vinegar Ethyl, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate
  • solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • the composition of the present invention is a thermosetting cured film forming composition having photo-alignment properties.
  • the composition of the present invention is a group consisting of (A) component, a low molecular orientation component, and (B) component (B-1): a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group, and an alkoxysilyl group.
  • the compound which has a hydroxyl group and an acrylic group other than (A) component as (D) component can be contained, and a crosslinking catalyst can be contained as (E) component.
  • another additive can be contained and a solvent can be contained further.
  • the mixing ratio of the component (A) and the component (B) is preferably 5:95 to 60:40 by mass ratio.
  • the content of the component (B) is excessive, the liquid crystal orientation is liable to be lowered, and when it is too small, the solvent resistance is lowered and the orientation is liable to be lowered.
  • composition of the present invention are as follows.
  • the mixing ratio of the component (A) and the component (B) is 5:95 to 60:40 by mass ratio, and is based on 100 parts by mass of the total amount of the component (A) and the component (B).
  • the mixing ratio of the component (A) and the component (B) is 5:95 to 60:40 by mass ratio, and is based on 100 parts by mass of the total amount of the component (A) and the component (B).
  • the mixing ratio of the component (A) and the component (B) is 5:95 to 60:40 by mass ratio, and is based on 100 parts by mass of the total amount of the component (A) and the component (B).
  • a cured film forming composition containing 10 parts by weight to 400 parts by weight of component (C), 0.1 part by weight to 40 parts by weight of component (D), and a solvent.
  • the mixing ratio of the component (A) and the component (B) is 5:95 to 60:40 by mass ratio, and is based on 100 parts by mass of the total amount of the component (A) and the component (B). , 0.1 to 40 parts by weight of component (C), 10 to 400 parts by weight of component (D), 0.01 to 10 parts by weight of component (E), a cured film containing a solvent Forming composition.
  • the blending ratio, preparation method, and the like when the composition of the present invention is used as a solution are described in detail below.
  • the ratio of the solid content in the composition of the present invention is not particularly limited as long as each component is uniformly dissolved in the solvent, but is 1% by mass to 80% by mass, preferably 3% by mass to 60% by mass, more preferably 5% by mass to 40% by mass.
  • solid content means what remove
  • the method for preparing the composition of the present invention is not particularly limited.
  • a preparation method for example, the (A) component and the (C) component, and further the (D) component and the (E) component are mixed in a predetermined ratio to the solution of the (B) component dissolved in the solvent to obtain a uniform solution. Or a method in which other additives are further added and mixed as necessary at an appropriate stage of the preparation method.
  • a solution of a specific copolymer obtained by a polymerization reaction in a solvent can be used as it is.
  • the (A) component and the (C) component, the (D) component, the (E) component, and the like are added to the solution of the (B) component in the same manner as described above to obtain a uniform solution.
  • a solvent may be further added for the purpose of adjusting the concentration.
  • the solvent used in the production process of the component (B) and the solvent used for adjusting the concentration of the cured film forming composition may be the same or different.
  • the prepared cured film-forming composition solution is preferably used after being filtered using a filter having a pore size of about 0.2 ⁇ m.
  • a substrate of a solution of the composition of the present invention for example, a silicon / silicon dioxide coated substrate, a silicon nitride substrate, a substrate coated with a metal such as aluminum, molybdenum, chromium, etc., a glass substrate, a quartz substrate, an ITO substrate, etc.
  • film for example, triacetyl cellulose (TAC) film, cycloolefin polymer film, polyethylene terephthalate film, acrylic film resin film, etc.
  • bar coating, spin coating, flow coating, roll coating, slit coating, slitting etc.
  • a coated film is formed by coating by spin coating, ink jet coating, printing, or the like, and then heated and dried with a hot plate or an oven to form a cured film.
  • the heating and drying conditions may be such that the curing reaction proceeds to such an extent that the alignment material component formed from the cured film does not elute into the polymerizable liquid crystal solution applied thereon, for example, a temperature of 60 ° C. to 200 ° C.
  • the heating temperature and the heating time appropriately selected from the range of time 0.4 minutes to 60 minutes are employed.
  • the heating temperature and heating time are preferably 70 ° C. to 160 ° C., 0.5 minutes to 10 minutes.
  • the film thickness of the cured film formed using the composition of the present invention is, for example, 0.05 ⁇ m to 5 ⁇ m, and can be appropriately selected in consideration of the level difference of the substrate to be used and the optical and electrical properties.
  • the cured film thus formed can function as an alignment material, that is, a member for aligning a liquid crystalline compound including a polymerizable liquid crystal by performing polarized UV irradiation.
  • ultraviolet light or visible light having a wavelength of 150 nm to 450 nm is usually used, and irradiation is performed by irradiating linearly polarized light from a vertical or oblique direction at room temperature or in a heated state.
  • the alignment material formed from the composition of the present invention has solvent resistance and heat resistance
  • a phase difference material composed of a polymerizable liquid crystal solution is applied on the alignment material, and then the phase transition of the liquid crystal.
  • the retardation material is brought into a liquid crystal state and is aligned on the alignment material.
  • the retardation material in a desired orientation state is cured as it is, and a retardation material having a layer having optical anisotropy can be formed.
  • the retardation material for example, a liquid crystal monomer having a polymerizable group and a composition containing the same are used. And when the board
  • the phase difference material that forms such a phase difference material is in a liquid crystal state and has an alignment state such as horizontal alignment, cholesteric alignment, vertical alignment, hybrid alignment, etc. on the alignment material. It can be used properly according to the phase difference characteristic.
  • the patterned phase difference material used for 3D display from the predetermined reference
  • the retardation material is brought into a liquid crystal state by heating to a phase transition temperature of the liquid crystal.
  • the polymerizable liquid crystal in a liquid crystal state is aligned on an alignment material on which two types of liquid crystal alignment regions are formed, and forms an alignment state corresponding to each liquid crystal alignment region. Then, the retardation material in which such an orientation state is realized is cured as it is, the above-described orientation state is fixed, and a plurality of two kinds of retardation regions having different retardation characteristics are regularly arranged. A phase difference material can be obtained.
  • the alignment material formed from the composition of the present invention can be used as a liquid crystal alignment film of a liquid crystal display element.
  • the alignment materials on both the substrates are bonded to each other via a spacer, and then between the substrates.
  • a liquid crystal display element in which the liquid crystal is aligned can be manufactured by injecting the liquid crystal. Therefore, the composition of this invention can be used suitably for manufacture of various retardation materials (retardation film), a liquid crystal display element, etc.
  • compositional components used in Examples and their abbreviations Each composition component used in the following examples and comparative examples is as follows. ⁇ Compound having photoalignable group and hydroxy group> CIN1: 4- (6-hydroxyhexyloxy) cinnamic acid methyl ester
  • PEPO Polyester polyol polymer (Adipic acid / diethylene glycol copolymer having the following structural units. Molecular weight 4,800)
  • R represents alkylene
  • ⁇ Measurement of molecular weight of polymer> The molecular weight of the polyimide, polyamic acid, or acrylic polymer in the synthesis example was measured using a room temperature gel permeation chromatography (GPC) apparatus (GPC-101) manufactured by Shodex Co., Ltd., and columns (KD-803, KD-805) manufactured by Shodex. Measurement was performed as follows. The following number average molecular weight (hereinafter referred to as Mn) and weight average molecular weight (hereinafter referred to as Mw) were expressed in terms of polystyrene.
  • Mn number average molecular weight
  • Mw weight average molecular weight
  • BMAA (100.0 g) and AIBN (4.2 g) as a polymerization catalyst were dissolved in PGME (193.5 g) and reacted at 90 ° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid content concentration: 35% by mass) (P3).
  • Mn of the obtained acrylic copolymer was 2,700 and Mw was 3,900.
  • Examples 1 to 11 and Comparative Example 1 Each cured film formation composition of an Example and a comparative example was prepared with the composition shown in Table 1, and orientation sensitivity, pattern formation property, and transmittance
  • Each cured film forming composition of Examples and Comparative Examples was applied on a TAC film using a bar coater, and then heated and dried in a heat circulation oven at a temperature of 110 ° C. for 120 seconds to form a cured film.
  • Each cured film was vertically irradiated with 313 nm linearly polarized light to form an alignment material.
  • a polymerizable liquid crystal solution for horizontal alignment is applied using a bar coater, and then prebaked on a hot plate at 70 ° C. for 60 seconds to form a coating film having a thickness of 1.0 ⁇ m. did.
  • the coating film on this substrate was exposed at 300 mJ / cm 2 to produce a retardation material.
  • the retardation material on the prepared substrate is sandwiched between a pair of polarizing plates, the state of retardation property development in the retardation material is observed, and the exposure amount of polarized UV necessary for the alignment material to exhibit liquid crystal alignment is determined. It was. The evaluation results are summarized in Table 2 later.
  • the material was obtained.
  • a polymerizable liquid crystal solution for horizontal alignment is applied using a bar coater, and then prebaked on a hot plate at 70 ° C. for 60 seconds to form a coating film having a thickness of 1.0 ⁇ m. did.
  • the coating film on this substrate was exposed at 300 mJ / cm 2 to prepare a patterned retardation material in which two types of regions having different retardation characteristics were regularly arranged.
  • the patterned phase difference material on the produced substrate was observed using a polarizing microscope, and evaluation was made with ⁇ indicating that the phase difference pattern was formed without alignment defects, and ⁇ indicating that the alignment defects were observed. The evaluation results are summarized in Table 2 later.
  • the alignment materials obtained by using the cured film forming compositions of Examples 1 to 11 have a low exposure value of 10 mJ / cm 2 for polarized UV light necessary for exhibiting liquid crystal alignment. Better alignment sensitivity.
  • the alignment material obtained using the cured film forming compositions of Examples 1 to 11 showed good pattern formability, similar to the alignment material obtained using the cured film forming composition of the comparative example.
  • the pattern was formed by doubling the irradiation amount of the example.
  • the cured film obtained using the cured film-forming composition of Examples 1 to 11 was 100 with respect to light having a wavelength of 400 nm, similarly to the cured film obtained using the cured film-forming composition of Comparative Example. % Or close to it, and good light transmission characteristics.
  • the cured film forming composition according to the present invention is very useful as an alignment material for forming a liquid crystal alignment film of a liquid crystal display element and an optically anisotropic film provided inside or outside the liquid crystal display element, It is suitable as a material for forming a patterned retardation material for 3D display. Further, a material for forming a cured film such as a protective film, a planarizing film and an insulating film in various displays such as a thin film transistor (TFT) type liquid crystal display element and an organic EL element, in particular, an interlayer insulating film and a color filter of the TFT type liquid crystal element It is also suitable as a material for forming a protective film or an insulating film of an organic EL element.
  • TFT thin film transistor

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Abstract

【課題】優れた液晶配向性を有する硬化膜の形成に好適な硬化膜形成組成物を提供し、配向材を提供し、その配向材を使用して位相差材を提供する。 【解決手段】硬化膜形成組成物は、(A)光配向性基と、ヒドロキシ基等とを有する化合物の一種または複数種、(B):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基を有する等のポリマー、並びに (C)架橋剤を含有し、(A)成分は、光配向性基として下記式[1]で表される基を有する化合物を少なくとも含有する。 (式中、AとAはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、 Aはヒドロキシ基等を表す。) この硬化膜形成組成物を用い、硬化膜を形成し、光配向技術を利用して配向材を形成する。配向材の上に重合性液晶を塗布し、硬化させて位相差材を得る。

Description

硬化膜形成組成物、配向材および位相差材
 本発明は、硬化膜形成組成物、配向材および位相差材に関する。
 近年、液晶パネルを用いたテレビ等のディスプレイの分野においては、高性能化に向けた取り組みとして、3D画像を楽しむことができる3Dディスプレイの開発が進められている。3Dディスプレイでは、例えば、観察者の右目に右目用画像を視認させ、観察者の左目に左目用画像を視認させることにより、立体感のある画像を表示させることができる。
 3D画像を表示する3Dディスプレイの方式には多様なものがあり、専用のメガネを必要としない方式としては、レンチキュラレンズ方式およびパララックスバリア方式等が知られている。
 そして、観察者がメガネを着用して3D画像を観察するディスプレイの方式の1つとしては、円偏光メガネ方式等が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
 円偏光メガネ方式の3Dディスプレイの場合、液晶パネル等の画像を形成する表示素子の上に位相差材が配置されるのが通常である。この位相差材は、位相差特性の異なる2種類の位相差領域がそれぞれ複数、規則的に配置されており、パターニングされた位相差材を構成している。尚、以下、本明細書においては、このような位相差特性の異なる複数の位相差領域を配置するようにパターン化された位相差材をパターン化位相差材と称する。
 パターン化位相差材は、例えば、特許文献2に開示されるように、重合性液晶からなる位相差材料を光学パターニングすることで作製することができる。重合性液晶からなる位相差材料の光学パターニングは、液晶パネルの配向材形成で知られた光配向技術を利用する。すなわち、基板上に光配向性の材料からなる塗膜を設け、これに偏光方向が異なる2種類の偏光を照射する。そして、液晶の配向制御方向の異なる2種類の液晶配向領域が形成された配向材として光配向膜を得る。この光配向膜の上に重合性液晶を含む溶液状の位相差材料を塗布し、重合性液晶の配向を実現する。その後、配向された重合性液晶を硬化してパターン化位相差材を形成する。
 液晶パネルの光配向技術を用いた配向材形成では、利用可能な光配向性の材料として、側鎖にシンナモイル基およびカルコン基等の光二量化部位を有するアクリル樹脂やポリイミド樹脂等が知られている。これらの樹脂は、偏光UV照射することにより、液晶の配向を制御する性能(以下、液晶配向性とも言う。)を示すことが報告されている(特許文献3乃至特許文献5を参照。)。
特開平10-232365号公報 特開2005-49865号公報 特許第3611342号明細書 特開2009-058584号公報 特表2001-517719号公報
 以上のように、パターン化位相差材は、配向材である光配向膜の上に、硬化された重合性液晶の層を積層して構成される。そして、そのような積層構造を有するパターン化位相差材は、その積層状態のままで3Dディスプレイの構成に用いることができる。
 そのため、優れた液晶配向性と光透過特性とを両立する配向材として使用することができる硬化膜、及び該硬化膜を形成するための硬化膜形成組成物の開発が必要とされている。
 本発明の目的は、以上の知見や検討結果に基づいてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、優れた液晶配向性と光透過特性とを有する硬化膜の形成に好適な硬化膜形成組成物を提供することである。特に、本発明の目的は、配向材として使用されて、その上に重合性液晶の層が配置されたときに、優れた液晶配向性と光透過性を示す硬化膜を形成する硬化膜形成組成物を提供することである。
 本発明の目的は、液晶配向性と光透過特性に優れた配向材を提供することである。
 本発明の目的は、高精度な光学パターニングが可能な位相差材を提供することである。
 本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
 本発明の第1の態様は、
(A)光配向性基と、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる一つの基とを有する化合物の一種または複数種、
(B)(B-1):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基を有するポリマー、(B-2):(A)成分と熱反応可能な置換基を有し、自己架橋可能なポリマー、または(B-3):メラミンホルムアルデヒド樹脂、から選ばれる少なくとも一種のポリマー、並びに
(C)架橋剤(但し、(B)成分が上記(B-2)であるときは、(B-2)成分と同じであっても良い。)を含有し、(A)成分は、光配向性基として下記式[1]で表される基を有する化合物を少なくとも含有する硬化膜形成組成物に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、AとAはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
はヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、炭素原子数1乃至10のアルキルチオ基、炭素原子数1乃至10のアルキルアミノ基、フェノキシ基、フェニルチオ基、フェニルアミノ基、ビフェニルアミノ基、フェニル基またはビフェニル基を表し、
フェニレン基上及びフェニル基上の水素原子は、それぞれ独立に、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基から選ばれる少なくとも一種の置換基で置換されていてもよい。)
 本発明の第1の態様において、(A)成分の化合物は、光配向性基とヒドロキシ基を有する化合物であることが好ましい。
 本発明の第1の態様において、(D)(A)成分以外の、ヒドロキシ基およびアクリル基を有する化合物を含有することが好ましい。
 本発明の第1の態様において、(E)架橋触媒を含有することが好ましい。
 本発明の第2の態様は、本発明の第1の態様の硬化膜形成組成物を用いて形成されることを特徴とする配向材に関する。
 本発明の第3の態様は、本発明の第1の態様の硬化膜形成組成物から得られる硬化膜を有することを特徴とする位相差材に関する。
 本発明の第1の態様によれば、優れた液晶配向性と光透過性とを有する硬化膜の形成に好適な硬化膜形成組成物を提供することができる。
 本発明の第2の態様によれば、液晶配向性と光透過性に優れた配向材を提供することができる。
 本発明の第3の態様によれば、高精度な光学パターニングが可能な位相差材を提供することができる。
 本発明によれば、下記式[1]で表される基と、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる一つの基とを有する化合物を提供することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中、AとAはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
はヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、炭素原子数1乃至10のアルキルチオ基、炭素原子数1乃至10のアルキルアミノ基、フェノキシ基、フェニルチオ基、フェニルアミノ基、ビフェニルアミノ基、フェニル基またはビフェニル基を表し、
フェニレン基上及びフェニル基上の水素原子は、それぞれ独立に、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基から選ばれる少なくとも一種の置換基で置換されていてもよい。)
 本発明によれば、下記式[2]で表される化合物を提供することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式[2]中、AとAはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
はヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、炭素原子数1乃至10のアルキルチオ基、炭素原子数1乃至10のアルキルアミノ基、フェノキシ基、フェニルチオ基、フェニルアミノ基、ビフェニルアミノ基、フェニル基またはビフェニル基を表し、
フェニレン基上及びフェニル基上の水素原子は、それぞれ独立に、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基から選ばれる少なくとも一種の置換基で置換されていてもよく、nは2乃至20の整数を表す。)
 以下、本発明の硬化膜形成組成物(以下、本発明組成物ともいう)について、成分等の具体例を挙げながら詳細に説明する。そして、本発明の硬化膜形成組成物を用いた本発明の硬化膜および配向材、並びに、その配向材を用いて形成される位相差材および液晶表示素子等について説明する。
[(A)成分]
 本発明の組成物の(A)成分は、低分子配向成分である。(A)成分は、本発明の組成物から得られる本実施形態の硬化膜に光配向性を付与する成分であり、ベースとなる後述の(B)成分のポリマーに比べて低分子の光配向成分となる。
 本発明の組成物において、(A)成分である低分子配向成分は、光配向性基、並びに、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる一つの基を有する化合物とすることができる。
 尚、本発明において、光配向性基とは、光二量化または光異性化する構造部位の官能基を言う。
 (A)成分の化合物が光配向性基として有することのできる光二量化する構造部位とは、光照射により二量体を形成する部位であり、その具体例としては、シンナモイル基、カルコン基、クマリン基、アントラセン基等が挙げられる。これらのうち可視光領域での透明性の高さ、光二量化反応性の高さからシンナモイル基が好ましい。
 また、(A)成分の化合物が光配向性基として有することのできる光異性化する構造部位とは、光照射によりシス体とトランス体とに変わる構造部位を指し、その具体例としてはアゾベンゼン構造、スチルベン構造等からなる部位が挙げられる。これらのうち反応性の高さからアゾベンゼン構造が好ましい。
 光配向性基とヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる一つの基とを有する化合物は、例えば、下記式で表される。そのようなモノマーの具体例を、下記式[A1]乃至式[A5]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 前記式中、AとAはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、Xは単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、アミノ結合またはそれらの組み合わせから選ばれる1種又は2種以上の結合を介して、炭素原子数1乃至18のアルキレン基、フェニレン基、ビフェニレン基またはそれらの組み合わせから選ばれる1乃至3の置換基が結合してなる構造を表す。Xは水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1乃至18のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基又はシクロヘキシル基を表す。その際、炭素原子数1乃至18のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基及びシクロヘキシル基は、共有結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合又は尿素結合を介して結合してもよい。Xはヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、炭素原子数1乃至10のアルキルチオ基、炭素原子数1乃至10のアルキルアミノ基、フェノキシ基、フェニルチオ基、フェニルアミノ基、ビフェニルアミノ基、フェニル基またはビフェニル基を表す。Xはそれぞれ独立に単結合、炭素原子数1乃至20のアルキレン基、芳香族環基、又は、脂肪族環基を表す。ここで炭素原子数1乃至20のアルキレン基は分岐状でも直鎖状でもよい。Xはヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基またはアルコキシシリル基を表す。Xは単結合、酸素原子又は硫黄原子を表す。なお、これらの置換基において、フェニル基上、ビフェニル基上、フェニレン基上及びビフェニレン基上の水素原子は、炭素原子数1乃至4のアルキル基、炭素原子数1乃至4のアルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基およびシアノ基から選ばれる同一又は相異なる1または複数の置換基によって置換されていてもよい。
 上記式中、R、R、R、R、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数1乃至4のアルキル基、炭素原子数1乃至4のアルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基またはシアノ基を表す。
 (A)成分である、光配向性基およびヒドロキシ基を有する化合物の具体例としては、例えば、4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-ヒドロキシメチルオキシけい皮酸メチルエステル、4-ヒドロキシけい皮酸メチルエステル、4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-ヒドロキシメチルオキシけい皮酸エチルエステル、4-ヒドロキシけい皮酸エチルエステル、4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)けい皮酸フェニルエステル、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)けい皮酸フェニルエステル、4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)けい皮酸フェニルエステル、4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)けい皮酸フェニルエステル、4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)けい皮酸フェニルエステル、4-ヒドロキシメチルオキシけい皮酸フェニルエステル、4-ヒドロキシけい皮酸フェニルエステル、4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)けい皮酸ビフェニルエステル、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)けい皮酸ビフェニルエステル、4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)けい皮酸ビフェニルエステル、4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)けい皮酸ビフェニルエステル、4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)けい皮酸ビフェニルエステル、4-ヒドロキシメチルオキシけい皮酸ビフェニルエステル、4-ヒドロキシけい皮酸ビフェニルエステル、けい皮酸8-ヒドロキオクチルエステル、けい皮酸6-ヒドロキシヘキシルエステル、けい皮酸4-ヒドロキシブチルエステル、けい皮酸3-ヒドロキシプロピルエステル、けい皮酸2-ヒドロキシエチルエステル、けい皮酸ヒドロキシメチルエステル、4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)アゾベンゼン、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)アゾベンゼン、4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)アゾベンゼン、4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)アゾベンゼン、4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)アゾベンゼン、4-ヒドロキシメチルオキシアゾベンゼン、4-ヒドロキシアゾベンゼン、4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)カルコン、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)カルコン、4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)カルコン、4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)カルコン、4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)カルコン、4-ヒドロキシメチルオキシカルコン、4-ヒドロキシカルコン、4’-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)カルコン、4’-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)カルコン、4’-(4-ヒドロキシブチルオキシ)カルコン、4’-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)カルコン、4’-(2-ヒドロキシエチルオキシ)カルコン、4’-ヒドロキシメチルオキシカルコン、4’-ヒドロキシカルコン、7-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)クマリン、7-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)クマリン、7-(4-ヒドロキシブチルオキシ)クマリン、7-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)クマリン、7-(2-ヒドロキシエチルオキシ)クマリン、7-ヒドロキシメチルオキシクマリン、7-ヒドロキシクマリン、6-ヒドロキシオクチルオキシクマリン、6-ヒドロキシヘキシルオキシクマリン、6-(4-ヒドロキシブチルオキシ)クマリン、6-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)クマリン、6-(2-ヒドロキシエチルオキシ)クマリン、6-ヒドロキシメチルオキシクマリン、6-ヒドロキシクマリンが挙げられる。
 (A)成分である、光配向性基およびカルボキシル基を有する化合物の具体例としては、けい皮酸、フェルラ酸、4-ニトロけい皮酸、4-メトキシけい皮酸、3,4-ジメトキシけい皮酸、クマリン-3-カルボン酸、4-(N,N-ジメチルアミノ)けい皮酸等が挙げられる。
 (A)成分である、光配向性基およびアミノ基を有する化合物の具体例としては、4-アミノけい皮酸メチルエステル、4-アミノけい皮酸エチルエステル、3-アミノけい皮酸メチルエステル、3-アミノけい皮酸エチルエステル等が挙げられる。
 (D)成分である、光配向性基とアルコキシシリル基とを有する化合物の具体例としては、4-(3-トリメトキシシリルプロピルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(3-トリエトキシシリルプロピルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(3-トリメトキシシリルプロピルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-(3-トリエトキシシリルプロピルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-(6-トリメトキシシリルヘキシルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(6-トリエトキシシリルヘキシルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(6-トリメトキシシリルヘキシルオキシ)けい皮酸エチルエステルおよび4-(6-トリエトキシシリルヘキシルオキシ)けい皮酸エチルエステル等が挙げられる。
 (A)成分である低分子配向成分は、以上の具体例を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
 また、(A)成分である低分子配向成分が、光配向性基およびヒドロキシ基を有する化合物である場合、(A)成分として、分子内に、光配向性基を2個以上および/またはヒドロキシ基を2個以上有する化合物を用いることが可能である。具体的には、(A)成分として、分子内に1個のヒドロキシ基とともに2個以上の光配向性基を有する化合物や、分子内に1個の光配向性基とともに2個以上のヒドロキシ基を有する化合物や、分子内に光配向性基とヒドロキシ基をそれぞれ2個以上有する化合物を用いることが可能である。例えば、分子内に光配向性基とヒドロキシ基をそれぞれ2個以上有する化合物については、下記式で表される化合物を例示することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 このような化合物を適宜選択することにより、(A)成分である低分子配向成分の分子量を所望範囲の値に制御することが可能となる。本発明の組成物を用い、本実施形態の硬化膜を形成するためには、加熱硬化が必要となるが、その加熱を行う際に、(A)成分である低分子配向成分が昇華するのを抑制することができる。
 尚、本発明の組成物における(A)成分の化合物としては、光配向性基とヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基のいずれか一つとを有する、複数種の化合物の混合物であってもよい。
 本発明の組成物は(A)成分として、下記式[1]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式中、AとAはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
はヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、炭素原子数1乃至10のアルキルチオ基、炭素原子数1乃至10のアルキルアミノ基、フェノキシ基、フェニルチオ基、フェニルアミノ基、ビフェニルアミノ基、フェニル基またはビフェニル基を表し、
フェニレン基上及びフェニル基上の水素原子は、それぞれ独立に、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基から選ばれる少なくとも一種の置換基で置換されていてもよい。)で表される光配向性基を有する化合物を含有する。
 Aとしては、水素原子またはメチル基が好ましく、Aとしては水素原子が好ましく、Aとしては炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、フェニル基等が好ましい。
 式[1]で表される光配向性基およびヒドロキシ基を有する化合物の具体例としては、例えば、4-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-ヒドロキシベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-ヒドロキシベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-ヒドロキシベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-[4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-[4-ヒドロキシベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-ベンゾイルけい皮酸8-ヒドロキオクチルエステル、4-ベンゾイルけい皮酸6-ヒドロキシヘキシルエステル、4-ベンゾイルけい皮酸4-ヒドロキシブチルエステル、4-ベンゾイルけい皮酸3-ヒドロキシプロピルエステル、4-ベンゾイルけい皮酸2-ヒドロキシエチルエステル、4-ベンゾイルけい皮酸ヒドロキシメチルエステル、4-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4-(4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル)カルコン、4-(4-ヒドロキシベンゾイル)カルコン、4’-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4’-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4’-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4’-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4’-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4’-(4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル)カルコン、4’-(4-ヒドロキシベンゾイル)カルコン等が挙げられる。
 上記式[1]で表される光配向性基およびカルボキシル基を有する化合物の具体例としては、4-ベンゾイルけい皮酸、4-(4-ニトロベンゾイル)けい皮酸、4-(4-メトキシベンゾイル)けい皮酸、4-(3,4-ジメトキシベンゾイル)けい皮酸等が挙げられる。
 上記式[1]で表される光配向性基およびアミノ基を有する化合物の具体例としては、4-(4-アミノベンゾイル)けい皮酸メチルエステル、4-(4-アミノベンゾイル)けい皮酸エチルエステル、4-(4-アミノベンゾイル)けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-(3-アミノベンゾイル)けい皮酸メチルエステル、4-(3-アミノベンゾイル)けい皮酸エチルエステル、4-(3-アミノベンゾイル)けい皮酸ターシャリーブチルエステル等が挙げられる。
 上記式[1]で表される光配向性基とアルコキシシリル基とを有する化合物の具体例としては、4-[4-(3-トリメトキシシリルプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(3-トリエトキシシリルプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(3-トリメトキシシリルプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(3-トリエトキシシリルプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(3-トリメトキシシリルプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-(3-トリエトキシシリルプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-(6-トリメトキシシリルヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(6-トリエトキシシリルヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(6-トリメトキシシリルヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(6-トリエトキシシリルヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(6-トリメトキシシリルヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステルおよび4-[4-(6-トリエトキシシリルヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル等が挙げられる。
 なお、光配向性基として上記式[1]で表される基を有する化合物としては、例えば、下記式[2]で表される化合物があげられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式[2]中、AとAはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
はヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、炭素原子数1乃至10のアルキルチオ基、炭素原子数1乃至10のアルキルアミノ基、フェノキシ基、フェニルチオ基、フェニルアミノ基、ビフェニルアミノ基、フェニル基またはビフェニル基を表し、
フェニレン基上及びフェニル基上の水素原子は、それぞれ独立に、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基から選ばれる少なくとも一種の置換基で置換されていてもよく、nは2乃至20の整数を表す。)
 この化合物は、文献未記載の新規化合物であり、例えば、下記のスキームで示される方法で製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 式5で表される化合物は、式3で表されるベンゾフェノン化合物と、式4で表される(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸チオエステル、ビニルケトン等から選ばれる化合物とを金属錯体触媒、配位子と塩基の共存下、ヘック反応などのカップリング反応を行うことで合成することができる。
 式3で表わされる化合物において、Yは、脱離能力のある置換基であり、例えば、F、Cl、Br、Iのハロゲン原子;p-トルエンスルホン酸エステル基(-OSO-p-CH)、メタンスルホン酸エステル基(-OSOCH)、トリフルオロメタンスルホン酸エステル基(-OSOCF)などのスルホン酸エステル基などが用いられる。なかでも、反応性の点から、Br、I、又はトリフルオロメタンスルホン酸エステル基が好ましい。
 式3で表わされる化合物に対する式4で表わされる化合物の使用量は特に限定されないが、1.0当量乃至3.0当量が好ましい。さらに好ましくは1.0当量乃至1.2当量である。
 本反応においては、適当な金属錯体と配位子を用いて金属錯体触媒を形成し、使用する。通常、金属錯体としては、パラジウム錯体やニッケル錯体が使用され、反応によっては、銅触媒を助触媒として共存させることが好ましい。
 金属錯体触媒としては、種々の構造のものを用いることができるが、いわゆる低原子価のパラジウム錯体又はニッケル錯体を用いることが好ましく、特に3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子とするゼロ価金属錯体触媒が好ましい。また、反応系中で容易にゼロ価金属錯体触媒に変換される適当な前駆体を用いることもできる。さらに、反応系中で、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子として含まない金属錯体と、配位子である3級ホスフィンや3級ホスファイトとを混合し、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子とする低原子価金属錯体触媒を生成させることもできる。
 配位子である3級ホスフィン又は3級ホスファイトとしては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ-o-トリルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、フェニルジメチルホスフィン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスファイト等が挙げられる。これらの配位子の2種以上を混合して含む金属錯体触媒も好適に用いられる。
 金属錯体触媒として、3級ホスフィンや3級ホスファイトを含まないパラジウム錯体と、3級ホスフィン又は3級ホスファイトを含む金属錯体とを組み合わせて用いることも好ましい。この場合、上記配位子をさらに組み合わせてもよい。3級ホスフィンや3級ホスファイトを含まないパラジウム錯体としては、ビス(ベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(アセトニトリル)ジクロロパラジウム、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、パラジウム-活性炭等が挙げられる。また、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子として含むパラジウム錯体としては、(エチレン)ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム等が挙げられる。
 金属錯体触媒として、上記の3級ホスフィンや3級ホスファイトを含まないパラジウム錯体のみを用いてもよい。
 これらパラジウム錯体の使用量は、いわゆる触媒量で良く、好ましくは、式3で表わされる化合物に対して20モル%以下であり、特に好ましくは10モル%以下である。同時に助触媒として使用される銅触媒は1価のものが好ましく、例えば、塩化銅(I)、臭化銅(I)、ヨウ化銅(I)、酢酸銅(I)などが挙げられる。
 塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、燐酸ナトリウム、燐酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウムなどの無機塩基;メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、キノリン、コリジン、ピロリジン、ピペリジン、モルフォリン、N-メチルモルフォリンなどのアミン;酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウムなどが使用できる。これらの塩基は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、この場合、上記塩基は1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。
 これら塩基の使用量は、好ましくは、式3で表わされる化合物に対して20モル%以下であり、特に好ましくは10モル%以下である。
 反応溶媒としては、当該反応条件下において安定であって、不活性で、反応を妨げないものであればいずれも使用できる。反応溶媒として、水、アルコール類(例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールやオクタノール等)、アミン類(ピリジン、トリエチルアミン等)、非プロトン性極性有機溶媒(DMF(ジメチルホルムアミド)、DMSO(ジメチルスルホキシド)、DMAc(ジメチルアセトアミド)、NMP(N-メチルピロリドン)など)、エーテル類(EtO、i-PrO、TBME、CPME、THF、ジオキサンなど)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど)、ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど)、低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチルなど)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなど)などが使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、上記溶媒は、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて水を含有しない溶媒として用いることもできる。
 溶媒の使用量(反応濃度)は特に限定されないが、溶媒を用いずに反応を実施しても良く、また溶媒を使用する場合には式3で表わされる化合物に対し、0.1乃至100質量倍の溶媒を用いてもよい。好ましくは1乃至10質量倍であり、さらに好ましくは2乃至5質量倍である。
 反応温度は、好ましくは、-100 ℃以上から使用する反応溶媒の沸点の温度までの温度範囲を選ぶことができるが、より好ましくは、-50乃至200℃、特に好ましくは20乃至150℃である。反応時間は、0.1乃至1000時間、より好ましくは0.5乃至100時間である。
 上記反応式にて示される方法により得られた式5で表わされる化合物は、蒸留、再結晶、又はシリカゲルなどのカラムクロマトグラフィーなどで精製するのが好ましい。なお、再結晶はできるだけ低温で行うのが好ましい。
 式[2]で表される化合物は、式5と式6を塩基の共存下、ウィリアムソンエーテル合成法を行うことで、合成することができる。
 式6で表わされる化合物において、Xは、脱離能力のある置換基であり、例えば、F、Cl、Br、Iのハロゲン原子;p-トルエンスルホン酸エステル基(-OSO-p-CH)、メタンスルホン酸エステル基(-OSOCH)、トリフルオロメタンスルホン酸エステル基(-OSOCF)などのスルホン酸エステル基などが用いられる。なかでも、反応性やコストの点から、Cl、Br、I、又はトリフルオロメタンスルホン酸エステル基が好ましい。
 式5で表わされる化合物に対する式6で表わされる化合物の使用量は特に限定されないが、1.0当量乃至3.0当量が好ましい。さらに好ましくは1.0当量乃至1.2当量である。
 本反応においては、適当な塩基を使用する。通常、塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、燐酸ナトリウム、燐酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウムなどの無機塩基、tert-ブトキシナトリウム、tert-ブトキシカリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウムといった塩基やトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、キノリン、コリジンなどのアミン類などが使用できる。これらの塩基は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、この場合、上記塩基は1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。
 これら塩基の使用量は、好ましくは、式5で表わされる化合物に対して1.0当量乃至3.0当量が好ましい。さらに好ましくは1.0当量乃至1.5当量である。
 反応溶媒としては、当該反応条件下において安定であって、不活性で、反応を妨げないものであればいずれも使用できる。非プロトン性極性有機溶媒(DMF、DMSO、DMAc、NMPなど)、エーテル類(EtO、i-PrO、TBME、CPME、THF、ジオキサンなど)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど)、ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど)、低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等)が使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、この場合、上記溶媒は1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。
 溶媒の使用量(反応濃度)は特に限定されないが、溶媒を用いずに反応を実施しても良く、また溶媒を使用する場合には式5で表わされる化合物に対し、0.1乃至100質量倍の溶媒を用いてもよい。好ましくは1乃至10質量倍であり、さらに好ましくは2乃至5質量倍である。
 反応をより効果的に進行させるため、ヨウ化テトラ-n-ブチルアンモニウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウムなどを添加することもある。
 反応温度は、好ましくは、-100℃以上から使用する反応溶媒の沸点の温度までの温度範囲を選ぶことができるが、より好ましくは、-50乃至200℃、特に好ましくは20乃至150℃である。反応時間は、0.1乃至1000時間、より好ましくは0.5乃至100時間である。
 上記反応式にて示される方法により得られた式5で表わされる化合物は、蒸留、再結晶、又はシリカゲルなどのカラムクロマトグラフィーなどで精製するのが好ましい。なお、再結晶はできるだけ低温で行うのが好ましい。
 式[2]で表される化合物を製造する方法としては、上記で示したスキームのほかに、式3と式6を用いてウィリアムソンエーテル合成法を行い、続いて、金属錯体触媒、配位子と塩基の共存下、式4とヘック反応などのカップリング反応を行うことでも製造することができる。
[(B)成分]
 本発明の組成物に含有される(B)成分は、(B-1):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基を有するポリマー、(B-2):(A)成分と熱反応可能な置換基を有し、自己架橋可能なポリマー、または(B-3):メラミンホルムアルデヒド樹脂、から選ばれる少なくとも一種のポリマーである。以下、各成分について詳細に述べる。
[(B-1)成分]
 (B-1)成分は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基を有するポリマー(以下、特定(共)重合体1とも言う。)である。
 (B-1)成分であるポリマーとしては、例えば、アクリル重合体、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエステルポリカルボン酸、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリアルキレンイミン、ポリアリルアミン、セルロース類(セルロースまたはその誘導体)、フェノールノボラック樹脂等の直鎖構造または分岐構造を有するポリマー、シクロデキストリン類等の環状ポリマー等が挙げられる。
 このうち、アクリル重合体としてはアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン等の不飽和二重結合を有するモノマーを重合して得られる重合体が適用されうる。
 (B-1)成分の例であるアクリル重合体の合成方法としては、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基を有するモノマーと、所望によりそれ以外のモノマーとを(共)重合する方法が簡便である。
 ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基を有するモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルアクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、カプロラクトン2-(アクリロイルオキシ)エチルエステル、カプロラクトン2-(メタクリロイルオキシ)エチルエステル、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリレート、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルメタクリレート、5-アクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン、5-メタクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン等のヒドロキシ基を有するモノマー、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、モノ-(2-(アクリロイルオキシ)エチル)フタレート、モノ-(2-(メタクリロイルオキシ)エチル)フタレート、ビニル安息香酸、N-(カルボキシフェニル)マレイミド、N-(カルボキシフェニル)メタクリルアミド、N-(カルボキシフェニル)アクリルアミド等のカルボキシル基を有するもモノマー、及び、p-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、o-ヒドロキシスチレン、N-(ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)マレイミド及び、N-(ヒドロキシフェニル)マレイミド等のフェノール性水酸基を有するモノマー、アミノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、アミノプロピルアクリレート及びアミノプロピルメタクリレート等のアミノ基を有するモノマー、トリメトキシシリルプロピルアクリレート、トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、トリエトキシシリルプロピルアクリレート及びトリエトキシシリルプロピルメタクリレート等のトリエチルアルコキシシリル基を有するモノマー等が挙げられる。
 また、本発明においては、(B-1)成分の例であるアクリル重合体を得る際に、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基を有するモノマーの他に、該モノマーと共重合可能な、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる置換基を有さないモノマーを併用することができる。
 そのようなモノマーの具体例としては、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド化合物、アクリルアミド化合物、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
 以下、前記モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
 前記アクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、グリシジルアクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、2-アミノエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、2-メチル-2-アダマンチルアクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルアクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルアクリレート、及び、8-エチル-8-トリシクロデシルアクリレート等が挙げられる。
 前記メタクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t-ブチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2-メトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2-エトキシエチルメタクリレート、2-アミノメチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3-メトキシブチルメタクリレート、2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート、γ-ブチロラクトンメタクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルメタクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、及び、8-エチル-8-トリシクロデシルメタクリレート等が挙げられる。
 前記ビニル化合物としては、例えば、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ビニルナフタレン、ビニルカルバゾール、アリルグリシジルエーテル、3-エテニル-7-オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン、1,2-エポキシ-5-ヘキセン、及び、1,7-オクタジエンモノエポキサイド等が挙げられる。
 前記スチレン化合物としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。
 前記マレイミド化合物としては、例えば、マレイミド、N-メチルマレイミド、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等が挙げられる。
 (B-1)成分の例であるアクリル重合体を得るために用いるヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基を有するモノマーの使用量は、(B-1)成分の例であるアクリル重合体を得るために用いる全モノマーの合計量に基づいて、5モル%乃至100モル%であることが好ましい。
 (B-1)成分の例であるアクリル重合体を得る方法は特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基を有するモノマーと、所望によりヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる置換基を有さないモノマーと重合開始剤等とを共存させた溶剤中において、50℃乃至110℃の温度下で重合反応により得られる。その際、用いられる溶剤は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基を有するモノマーと、所望によりヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる置換基を有さないモノマーおよび重合開始剤等を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する[溶剤]の項に記載する。
 以上の方法により得られる(B-1)成分の例であるアクリル重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。
 また、上記方法で得られた(B-1)成分の例であるアクリル重合体の溶液を、攪拌下のジエチルエーテルや水等に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後に、常圧または減圧下で、常温乾燥または加熱乾燥し、(B-1)成分の例であるアクリル重合体の粉体とすることができる。上述の操作により、(B-1)成分の例であるアクリル重合体と共存する重合開始剤および未反応のモノマーを除去することができ、その結果、精製した(B-1)成分の例であるアクリル重合体の粉体が得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解させ、上述の操作を繰り返し行えば良い。
 (B-1)成分の例であるアクリル重合体は、重量平均分子量が3000乃至200000であることが好ましく、4000乃至150000であることがより好ましく、5000乃至100000であることがさらに好ましい。重量平均分子量が200000を超えて過大なものであると、溶剤に対する溶解性が低下しハンドリング性が低下する場合があり、重量平均分子量が3000未満で過小なものであると、熱硬化時に硬化不足になり溶剤耐性および耐熱性が低下する場合がある。尚、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準試料としてポリスチレンを用いて得られる値である。以下、本明細書においても同様とする。
 次に、(B-1)成分の特定(共)重合体1の好ましい一例であるポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレングリコールやビスフェノールA、トリエチレングリコール、ソルビトール等の多価アルコールにプロピレンオキサイドやポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等を付加したものが挙げられる。ポリエーテルポリオールの具体例としてはADEKA製アデカポリエーテルPシリーズ、Gシリーズ、EDPシリーズ、BPXシリーズ、FCシリーズ、CMシリーズ、日油製ユニオックス(登録商標)HC-40、HC-60、ST-30E、ST-40E、G-450、G-750、ユニオール(登録商標)TG-330、TG-1000、TG-3000、TG-4000、HS-1600D、DA-400、DA-700、DB-400、ノニオン(登録商標)LT-221、ST-221、OT-221等が挙げられる。
 (B-1)成分の特定(共)重合体の好ましい一例であるポリエステルポリオールとしては、アジピン酸、セバシン酸、イソフタル酸等の多価カルボン酸にエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のジオールを反応させたものが挙げられる。ポリエステルポリオールの具体例としてはDIC製ポリライト(登録商標)OD-X-286、OD-X-102、OD-X-355、OD-X-2330、OD-X-240、OD-X-668、OD-X-2108、OD-X-2376、OD-X-2044、OD-X-688、OD-X-2068、OD-X-2547、OD-X-2420、OD-X-2523、OD-X-2555、OD-X-2560、クラレ製ポリオールP-510、P-1010、P-2010、P-3010、P-4010、P-5010、P-6010、F-510、F-1010、F-2010、F-3010、P-1011、P-2011、P-2013、P-2030、N-2010、PNNA-2016等が挙げられる。
 (B-1)成分の特定(共)重合体の好ましい一例であるポリカプロラクトンポリオールとしては、トリメチロールプロパンやエチレングリコール等の多価アルコールを開始剤としてε-カプロラクトンを開環重合させたものが挙げられる。ポリカプロラクトンポリオールの具体例としてはDIC製ポリライト(登録商標)OD-X-2155、OD-X-640、OD-X-2568、ダイセル化学製プラクセル(登録商標)205、L205AL、205U、208、210、212、L212AL、220、230、240、303、305、308、312、320等が挙げられる。
 (B-1)成分の特定(共)重合体の好ましい一例であるポリカーボネートポリオールとしては、トリメチロールプロパンやエチレングリコール等の多価アルコールと炭酸ジエチル、炭酸ジフェニル、エチレンカーボネート等を反応させたものが挙げられる。ポリカーボネートポリオールの具体例としてはダイセル化学製プラクセル(登録商標)CD205、CD205PL、CD210、CD220、クラレ製のC-590、C-1050、C-2050、C-2090、C-3090等が挙げられる。
 (B-1)成分の特定(共)重合体1の好ましい一例であるセルロースとしては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロース類、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロース等のヒドロキシアルキルアルキルセルロース類およびセルロース等が挙げられ、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロース類が好ましい。
 (B-1)成分の特定(共)重合体1の好ましい一例であるシクロデキストリンとしては、α-シクロデキストリン、β-シクロデキストリンおよびγシクロデキストリン等のシクロデキストリン、メチル-α-シクロデキストリン、メチル-β-シクロデキストリンならびにメチル-γ-シクロデキストリン等のメチル化シクロデキストリン、ヒドロキシメチル-α-シクロデキストリン、ヒドロキシメチル-β-シクロデキストリン、ヒドロキシメチル-γ-シクロデキストリン、2-ヒドロキシエチル-α-シクロデキストリン、2-ヒドロキシエチル-β-シクロデキストリン、2-ヒドロキシエチル-γ-シクロデキストリン、2-ヒドロキシプロピル-α-シクロデキストリン、2-ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン、2-ヒドロキシプロピル-γ-シクロデキストリン、3-ヒドロキシプロピル-α-シクロデキストリン、3-ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン、3-ヒドロキシプロピル-γ-シクロデキストリン、2,3-ジヒドロキシプロピル-α-シクロデキストリン、2,3-ジヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン、2,3-ジヒドロキシプロピル-γ-シクロデキストリン等のヒドロキシアルキルシクロデキストリン等が挙げられる。
 (B-1)成分の特定(共)重合体1の好ましい一例であるフェノールノボラック樹脂としては、例えば、フェノール-ホルムアルデヒド重縮合物などが挙げられる。
 本発明の組成物において、(B-1)成分のポリマーは、粉体形態で、または精製した粉末を後述する溶剤に再溶解した溶液形態で用いてもよい。
 また、本発明の組成物において、(B-1)成分は、(B-1)成分として例示されたポリマーの複数種の混合物であってもよい。
[(B-2)成分]
 本実施の形態の硬化膜形成組成物において、(B-2)成分は(A)成分と熱反応可能な置換基を有し、自己架橋可能なポリマー(以下特定(共)重合体2ともいう)とすることもできる。
 特定(共)重合体2は、より詳しくは、(A)成分との熱反応及び自己架橋反応を起こし、かつ(A)成分の昇華温度より低温で反応する架橋性置換基(以下、架橋性置換基とヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基とをまとめて特定官能基ともいう)を有するポリマーである。(A)成分と(B-2)成分との熱反応により、(A)成分が昇華するのを抑制することができる。そして、本実施の形態の硬化膜形成組成物は、硬化膜として、上述したように、光反応効率の高い配向材を形成することができる。
(B-2)成分のポリマーが含有する好ましい架橋性置換基としては、アルコキシメチルアミド基、アルコキシシリル基等があげられる。かかる架橋性置換基の含有量は、(B-2)成分の繰り返し単位1単位あたり、0.5乃至1個であることが好ましく、配向材の耐溶剤性という観点から、0.8乃至1個であることがさらに好ましい。
 (B-2)成分のポリマーとしては、例えば、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等のヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物を使用して製造されるポリマーを用いることができる。
 そのようなポリマーとしては、例えば、ポリ(N-ブトキシメチルアクリルアミド)、N-ブトキシメチルアクリルアミドとスチレンとの共重合体、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミドとメチルメタクリレートとの共重合体、N-エトキシメチルメタクリルアミドとベンジルメタクリレートとの共重合体、および、N-ブトキシメチルアクリルアミドとベンジルメタクリレートと2-ヒドロキシプロピルメタクリレートとの共重合体等が挙げられる。
 また、(B-2)成分としてはアルコキシシリル基を有する化合物を使用して製造されるポリマーも用いることができる。
 そのようなポリマーとしては、例えば、ポリ(3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン)、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランとスチレンとの共重合体、ポリ(3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン)、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシランとメチルメタクリレートとの共重合体等が挙げられる。
 また、本実施の形態の硬化膜形成組成物に用いる特定(共)重合体2においては、特定官能基を有するモノマーと共重合可能なモノマー(以下非反応性官能基を有するモノマーともいう)を併用することができる。
 そのようなモノマーの具体例としては、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド化合物、アクリルアミド化合物、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
 上記モノマーの具体例は、(B-1)成分のところで記載した通りである。
 本実施の形態の硬化膜形成組成物に用いる特定(共)重合体2を得る方法は特に限定されないが、例えば、特定官能基を有するモノマー、所望により非反応性官能基を有するモノマーおよび重合開始剤等を共存させた溶剤中において、50℃乃至110℃の温度下で重合反応させて得られる。その際、用いられる溶剤は、特定官能基を有するモノマー、所望により用いられる非反応性官能基を有するモノマーおよび重合開始剤等を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する溶剤に記載する溶剤が挙げられる。
 このようにして得られる特定(共)重合体2は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。
 また、上記のようにして得られた特定(共)重合体2の溶液を、ジエチルエーテルや水等の撹拌下に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後、常圧又は減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、特定(共)重合体2の粉体とすることができる。このような操作により、特定(共)重合体2と共存する重合開始剤や未反応モノマーを除去することができ、その結果、精製した特定(共)重合体2の粉体が得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えば良い。
 本実施の形態の硬化膜形成組成物においては、上記特定(共)重合体2の粉体をそのまま用いても良く、あるいはその粉体を、たとえば後述する溶剤に再溶解して溶液の状態として用いても良い。
 また、本実施形態においては、(B-2)成分のポリマーは、複数種の特定(共)重合体2の混合物であってもよい。
 このようなポリマーの重量平均分子量は、1000乃至500000であり、好ましくは、1000乃至200000であり、より好ましくは1000乃至100000であり、さらに好ましくは2000乃至50000である。
 これらのポリマーは、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 (B-3)成分のメラミンホルムアルデヒド樹脂としては、メラミンとホルムアルデヒドを重縮合して得られる樹脂であり下記式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 上記式中、R21は水素原子または炭素原子数1乃至4のアルキル基を表す。
 (B-3)成分のメラミンホルムアルデヒド樹脂は、保存安定性の観点からメラミンとホルムアルデヒドの重縮合の際に生成したメチロール基がアルキル化されていることが好ましい。
 (B-3)成分のメラミンホルムアルデヒド樹脂を得る方法は特には限定されないが、一般的にメラミンとホルムアルデヒドを混合し、炭酸ナトリウムやアンモニア等を用いて弱アルカリ性にした後60℃乃至100℃にて加熱することにより合成される。さらにアルコールと反応させることでメチロール基をアルコキシ化することができる。
 (B-3)成分のメラミンホルムアルデヒド樹脂は、重量平均分子量が250乃至5000であることが好ましく、300乃至4000であることがより好ましく、350乃至3500であることがさらに好ましい。重量平均分子量が5000を超えて過大なものであると、溶剤に対する溶解性が低下しハンドリング性が低下する場合があり、重量平均分子量が250未満で過小なものであると、熱硬化時に硬化不足になり溶剤耐性および耐熱性の向上効果が十分に現れない場合がある。
 本発明の実施形態においては、(B-3)成分のメラミンホルムアルデヒド樹脂は液体形態で、あるいは精製した液体を後述する溶剤に再溶解した溶液形態で用いてもよい。
 また、本発明の実施形態においては、(B)成分は、(B-1)、(B-2)または(B-3)から選ばれる複数種のポリマーの混合物であってもよい。
 本発明の組成物は、上述したように、(C)成分として、架橋剤を含有する。そのため、本発明の組成物から得られた硬化膜の内部では、(A)成分の化合物の光配向性基による光反応の前に、(C)架橋剤を用いた熱反応による架橋反応を行うことができる。その結果、配向材として用いられた場合に、その上に塗布される重合性液晶やその溶剤に対する耐性を向上させることができる。
[(C)成分]
 本発明の組成物は、(C)成分として、架橋剤を含有する。
 より詳しくは、(C)成分は、上述の(A)成分または(B)成分、もしくはこれらの双方と反応し、かつ(A)成分の昇華温度より低温で反応する架橋剤である。また、本実施形態の硬化膜形成組成物が(D)成分として密着成分を含有する場合、(C)成分は(D)成分とも反応することができる。(C)成分は、(A)成分の昇華温度より低温で、(A)成分である化合物のヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基、(B)成分に含まれるヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基、(D)成分である化合物のヒドロキシ基と結合する。その結果、後述するように、(A)成分、(B)成分および(D)成分と、(C)成分である架橋剤とが熱反応する際に、(A)成分が昇華するのを抑制することができる。そして、本発明の組成物は、硬化膜として、上述したように、光反応効率の高い配向材を形成することができる。
 (C)成分である架橋剤としては、エポキシ化合物、メチロール化合物およびイソシアナート化合物等の化合物が挙げられるが、好ましくはメチロール化合物である。
 上述したメチロール化合物の具体例としては、例えば、アルコキシメチル化グリコールウリル、アルコキシメチル化ベンゾグアナミンおよびアルコキシメチル化メラミン等の化合物が挙げられる。
 アルコキシメチル化グリコールウリルの具体例としては、例えば、1,3,4,6-テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル、1,3,4,6-テトラキス(ブトキシメチル)グリコールウリル、1,3,4,6-テトラキス(ヒドロキシメチル)グリコールウリル、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)尿素、1,1,3,3-テトラキス(ブトキシメチル)尿素、1,1,3,3-テトラキス(メトキシメチル)尿素、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)-4,5-ジヒドロキシ-2-イミダゾリノン、および1,3-ビス(メトキシメチル)-4,5-ジメトキシ-2-イミダゾリノン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック(株)製グリコールウリル化合物(商品名:サイメル(登録商標)1170、パウダーリンク(登録商標)1174)等の化合物、メチル化尿素樹脂(商品名:UFR(登録商標)65)、ブチル化尿素樹脂(商品名:UFR(登録商標)300、U-VAN10S60、U-VAN10R、U-VAN11HV)、大日本インキ化学工業(株)製尿素/ホルムアルデヒド系樹脂(高縮合型、商品名:ベッカミン(登録商標)J-300S、同P-955、同N)等が挙げられる。
 アルコキシメチル化ベンゾグアナミンの具体例としては、例えば、テトラメトキシメチルベンゾグアナミン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック(株)製(商品名:サイメル(登録商標)1123)、(株)三和ケミカル製(商品名:ニカラック(登録商標)BX-4000、同BX-37、同BL-60、同BX-55H)等が挙げられる。
 アルコキシメチル化メラミンの具体例としては、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック(株)製メトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:サイメル(登録商標)300、同301、同303、同350)、ブトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:マイコート(登録商標)506、同508)、三和ケミカル製メトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:ニカラック(登録商標)MW-30、同MW-22、同MW-11、同MS-001、同MX-002、同MX-730、同MX-750、同MX-035)、ブトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:ニカラック(登録商標)MX-45、同MX-410、同MX-302)等が挙げられる。
 また、このようなアミノ基の水素原子がメチロール基またはアルコキシメチル基で置換されたメラミン化合物、尿素化合物、グリコールウリル化合物およびベンゾグアナミン化合物を縮合させて得られる化合物であってもよい。例えば、米国特許第6323310号に記載されているメラミン化合物およびベンゾグアナミン化合物から製造される高分子量の化合物が挙げられる。前記メラミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)303(三井サイテック(株)製)等が挙げられ、前記ベンゾグアナミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)1123(三井サイテック(株)製)等が挙げられる。
 さらに、(C)成分としては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等のヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物を使用して製造されるポリマーも用いることができる。この場合、(B)成分が上記(B-2)であるときは、(B-2)成分と同じであっても良い。
 そのようなポリマーとしては、例えば、ポリ(N-ブトキシメチルアクリルアミド)、N-ブトキシメチルアクリルアミドとスチレンとの共重合体、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミドとメチルメタクリレートとの共重合体、N-エトキシメチルメタクリルアミドとベンジルメタクリレートとの共重合体、および、N-ブトキシメチルアクリルアミドとベンジルメタクリレートと2-ヒドロキシプロピルメタクリレートとの共重合体等が挙げられる。このようなポリマーの重量平均分子量は、1000乃至500000であり、好ましくは、2000乃至200000であり、より好ましくは3000乃至150000であり、さらに好ましくは3000乃至50000である。
 これらの架橋剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 本発明の組成物における(C)成分の架橋剤の含有量は、(A)成分である化合物と(B)成分のポリマーとの合計量の100質量部に基づいて10質量部乃至400質量部であることが好ましく、より好ましくは15質量部乃至200質量部である。架橋剤の含有量が過小である場合には、硬化膜形成組成物から得られる硬化膜の溶剤耐性および耐熱性が低下し、光配向時の配向感度が低下する。他方、含有量が過大である場合には光配向性および保存安定性が低下することがある。
 本発明の組成物は、(A)成分、(B)成分および(C)成分とともに、(D)成分として、(A)成分以外の、ヒドロキシ基およびアクリル基を有する化合物を含有することができる。(D)成分である化合物は、本実施の形態のフィルムを配向材として用いた場合に、その上に形成される硬化された重合性液晶の層との間の密着性を強化するように機能する。次に、本発明の組成物に含有される(D)成分について説明する。
[(D)成分]
 本発明の組成物に含有される(D)成分は、(C)成分と熱架橋可能な基とアクリル基とを有する化合物である。好ましくは、(A)成分以外の、ヒドロキシ基およびアクリル基を有する化合物である。
 (D)成分を含有する本発明の組成物から形成される硬化膜を配向材として用いる場合、配向材と重合性液晶の層との密着性が向上するよう、重合性液晶の重合性官能基と配向材の架橋反応部位を共有結合によりリンクさせることができる。その結果、本実施形態の配向材上に硬化した重合性液晶を積層してなる本実施形態の位相差材は、高温高質の条件下でも、強い密着性を維持することができ、剥離等に対する高い耐久性を示すことができる。
 本発明の組成物における(D)成分の含有量は、(A)成分である化合物と(B)成分との合計量の100質量部に対して、好ましくは0.1質量部乃至40質量部であり、更に好ましくは5質量部乃至35質量部である。(D)成分の含有量を0.1質量部以上とすることで、形成される硬化膜に充分な密着性を付与することができる。しかし、40質量部より多い場合、硬化膜形成組成物の保存安定性が低下する場合がある。
 また、本発明の組成物において、(D)成分は、(D)成分の化合物の複数種の混合物であってもよい。
 以下に、(D)成分の化合物の好ましい例を挙げる。尚、(D)成分の化合物は、以下の化合物例に限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(上記式中、R11は水素原子またはメチル基を表し、mは1乃至10の整数を表す。)
[(E)成分]
 本発明の組成物は、上述した(A)成分、(B)成分および(C)成分に加え、上述の(D)成分を含有することができ、さらに、(E)成分として架橋触媒を含有することができる。
 (E)成分である架橋触媒としては、例えば、酸または熱酸発生剤とすることができる。この(E)成分は、本発明の組成物を用いた硬化膜の形成において、熱硬化反応の促進に有効となる。
 (E)成分として酸または熱酸発生剤を用いる場合、(E)成分は、スルホン酸基含有化合物、塩酸またはその塩、プリベークまたはポストベーク時に熱分解して酸を発生する化合物、すなわち温度80℃乃至250℃で熱分解して酸を発生する化合物であれば特に限定されるものではない。
 そのような化合物としては、例えば、塩酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、カンファスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p-フェノールスルホン酸、2-ナフタレンスルホン酸、メシチレンスルホン酸、p-キシレン-2-スルホン酸、m-キシレン-2-スルホン酸、4-エチルベンゼンスルホン酸、1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロ(2-エトキシエタン)スルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ノナフルオロブタン-1-スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等のスルホン酸またはその水和物や塩等が挙げられる。
 また、熱により酸を発生する化合物としては、例えば、ビス(トシルオキシ)エタン、ビス(トシルオキシ)プロパン、ビス(トシルオキシ)ブタン、p-ニトロベンジルトシレート、o-ニトロベンジルトシレート、1,2,3-フェニレントリス(メチルスルホネート)、p-トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、p-トルエンスルホン酸モルフォニウム塩、p-トルエンスルホン酸エチルエステル、p-トルエンスルホン酸プロピルエステル、p-トルエンスルホン酸ブチルエステル、p-トルエンスルホン酸イソブチルエステル、p-トルエンスルホン酸メチルエステル、p-トルエンスルホン酸フェネチルエステル、シアノメチルp-トルエンスルホネート、2,2,2-トリフルオロエチルp-トルエンスルホネート、2-ヒドロキシブチルp-トシレート、N-エチル-4-トルエンスルホンアミド、および下記式[TAG-1]乃至式[TAG-41]で表される化合物等を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 本発明の組成物における(E)成分の含有量は、(A)成分である化合物と(B)成分のポリマーとの合計量の100質量部に対して、好ましくは0.01質量部乃至10質量部、より好ましくは0.05質量部乃至8質量部、さらに好ましくは0.1質量部乃至6質量部である。(E)成分の含有量を0.01質量部以上とすることで、充分な熱硬化性と溶剤耐性を付与することができ、露光に対する高い感度をも付与することができる。また、10質量部以下とすることで、硬化膜形成組成物の保存安定性を良好にすることができる。
[その他の添加剤]
 本発明の組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、その他の添加剤を含有することができる。
 その他の添加剤としては、例えば、増感剤を含有することができる。増感剤は、本発明の組成物から本発明の実施形態の硬化膜を形成するに際し、その光反応を促進することにおいて有効となる。
 増感剤としては、ベンゾフェノン、アントラセン、アントラキノンおよびチオキサントン等の誘導体並びにニトロフェニル化合物等が挙げられる。これらのうちベンゾフェノンの誘導体であるN,N-ジエチルアミノベンゾフェノンおよびニトロフェニル化合物である2-ニトロフルオレン、2-ニトロフルオレノン、5-ニトロアセナフテン、4-ニトロビフェニル、4-ニトロけい皮酸、4-ニトロスチルベン、4-ニトロベンゾフェノン、5-ニトロインドールが特に好ましい。
 これらの増感剤は特に上述のものに限定されるものではない。これらは、単独または2種以上の化合物を併用することが可能である。
 本発明の実施形態において、増感剤の使用割合は、(A)成分の100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部であることが好ましく、より好ましくは0.2質量部乃至10質量部である。この割合が過小である場合には、増感剤としての効果を充分に得られない場合があり、過大である場合には、形成される硬化膜の透過率が低下したり塗膜が荒れたりすることがある。
 また、本発明の組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、その他の添加剤として、シランカップリング剤、界面活性剤、レオロジー調整剤、顔料、染料、保存安定剤、消泡剤、酸化防止剤等を含有することができる。
[溶剤]
 本発明の組成物は、溶剤に溶解した溶液状態で用いられることが多い。その際に用いられる溶剤は、(A)成分、(B)成分および(C)成分、必要に応じて(D)成分、(E)成分、および/または、その他の添加剤を溶解するものであり、そのような溶解能を有する溶剤であれば、その種類および構造などは特に限定されるものでない。
 溶剤の具体例を挙げると、例えば、エチ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、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、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エチルエーテル、プロピレングリコール、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、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ブタノン、3-メチル-2-ペンタノン、2-ペンタノン、2-ヘプタノン、γ―ブチロラクトン、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸メチル、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エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、およびN-メチルピロリドン等が挙げられる。
 これらの溶剤は、一種単独で、または二種以上の組合せで使用することができる。これら溶剤のうち、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、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、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エチルおよび3-エトキシプロピオン酸メチルは成膜性が良好で安全性が高いためより好ましい。
<硬化膜形成組成物の調製>
 本発明の組成物は、光配向性を有する熱硬化性の硬化膜形成組成物である。本発明の組成物は、上述したように、(A)成分である低分子配向成分、(B)成分である(B-1):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基を有するポリマー、(B-2):(A)成分と熱反応可能な置換基を有し、自己架橋可能なポリマー、または(B-3):メラミンホルムアルデヒド樹脂、から選ばれる少なくとも一種のポリマー、並びに、(C)成分である架橋剤を含有する。さらに、(D)成分として(A)成分以外の、ヒドロキシ基およびアクリル基を有する化合物を含有でき、(E)成分として架橋触媒を含有することができる。そして、本発明の効果を損なわない限りにおいて、その他の添加剤を含有することができ、さらに、溶剤を含有することができる。
 (A)成分と(B)成分の配合比は、質量比で5:95乃至60:40が好ましい。(B)成分の含有量が過大の場合は液晶配向性が低下し易く、過小の場合は溶剤耐性が低下することにより配向性が低下し易い。
 本発明の組成物の好ましい例は、以下のとおりである。
 [1]:(A)成分と(B)成分の配合比が質量比で5:95乃至60:40であり、(A)成分と(B)成分との合計量の100質量部に基づいて、10質量部乃至400質量部の(C)成分を含有する硬化膜形成組成物。
 [1]:(A)成分と(B)成分の配合比が質量比で5:95乃至60:40であり、(A)成分と(B)成分との合計量の100質量部に基づいて、10質量部乃至400質量部の(C)成分、溶剤を含有する硬化膜形成組成物。
 [1]:(A)成分と(B)成分の配合比が質量比で5:95乃至60:40であり、(A)成分と(B)成分との合計量の100質量部に基づいて、10質量部乃至400質量部の(C)成分、0.1質量部乃至40質量部の(D)成分、溶剤を含有する硬化膜形成組成物。
 [1]:(A)成分と(B)成分の配合比が質量比で5:95乃至60:40であり、(A)成分と(B)成分との合計量の100質量部に基づいて、0.1質量部乃至40質量部の(C)成分、10質量部乃至400質量部の(D)成分、0.01質量部乃至10質量部の(E)成分、溶剤を含有する硬化膜形成組成物。
 本発明の組成物を溶液として用いる場合の配合割合、調製方法等を以下に詳述する。
 本発明の組成物における固形分の割合は、各成分が均一に溶剤に溶解している限り、特に限定されるものではないが、1質量%乃至80質量%であり、好ましくは3質量%乃至60質量%であり、より好ましくは5質量%乃至40質量%である。ここで、固形分とは、硬化膜形成組成物の全成分から溶剤を除いたものをいう。
 本発明の組成物の調製方法は、特に限定されない。調製法としては、例えば、溶剤に溶解した(B)成分の溶液に(A)成分および(C)成分、さらには(D)成分、(E)成分を所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法、または、この調製法の適当な段階において、必要に応じてその他添加剤をさらに添加して混合する方法が挙げられる。
 本発明の組成物の調製においては、溶剤中の重合反応によって得られる特定共重合体の溶液をそのまま使用することができる。この場合、例えば、(B)成分の溶液に、上述と同様に(A)成分および(C)成分、さらには、(D)成分、(E)成分等を加えて均一な溶液とする。この際に、濃度調整を目的としてさらに溶剤を追加投入してもよい。このとき、(B)成分の生成過程で用いられる溶剤と、硬化膜形成組成物の濃度調整に用いられる溶剤とは同一であってもよく、また異なってもよい。
 また、調製された硬化膜形成組成物の溶液は、孔径が0.2μm程度のフィルタなどを用いて濾過した後、使用することが好ましい。
<硬化膜、配向材および位相差材>
 本発明の組成物の溶液を基板(例えば、シリコン/二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、金属、例えば、アルミニウム、モリブデン、クロム等が被覆された基板、ガラス基板、石英基板、ITO基板等)やフィルム(例えば、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、アクリルフィルム等の樹脂フィルム)等の上に、バーコート、回転塗布、流し塗布、ロール塗布、スリット塗布、スリットに続いた回転塗布、インクジェット塗布、印刷などによって塗布して塗膜を形成し、その後、ホットプレートまたはオーブン等で加熱乾燥することにより、硬化膜を形成することができる。
 加熱乾燥の条件としては、硬化膜から形成される配向材の成分が、その上に塗布される重合性液晶溶液に溶出しない程度に硬化反応が進行すればよく、例えば、温度60℃乃至200℃、時間0.4分間乃至60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度および加熱時間が採用される。加熱温度および加熱時間は、好ましくは70℃乃至160℃、0.5分間乃至10分間である。
 本発明の組成物を用いて形成される硬化膜の膜厚は、例えば、0.05μm乃至5μmであり、使用する基板の段差や光学的、電気的性質を考慮し適宜選択することができる。
 このようにして形成された硬化膜は、偏光UV照射を行うことで配向材、すなわち、重合性液晶等を含む液晶性を有する化合物を配向させる部材として機能させることができる。
 偏光UVの照射方法としては、通常150nm乃至450nmの波長の紫外光乃至可視光が用いられ、室温または加熱した状態で、垂直または斜め方向から直線偏光を照射することによって行われる。
 本発明の組成物から形成された配向材は耐溶剤性および耐熱性を有しているため、この配向材上に、重合性液晶溶液からなる位相差材料を塗布した後、その液晶の相転移温度まで加熱することで位相差材料を液晶状態とし、配向材上で配向させる。そして、所望とする配向状態となった位相差材料をそのまま硬化させ、光学異方性を有する層を持つ位相差材を形成することができる。
 位相差材料としては、例えば、重合性基を有する液晶モノマーおよびそれを含有する組成物等が用いられる。そして、配向材が形成される基板がフィルムである場合には、本実施の形態の位相差材を有するフィルムは、位相差フィルムとして有用となる。このような位相差材を形成する位相差材料は、液晶状態となって、配向材上で、水平配向、コレステリック配向、垂直配向、ハイブリッド配向等の配向状態をとるものがあり、それぞれ必要とされる位相差特性に応じて使い分けることができる。
 また、3Dディスプレイに用いられるパターン化位相差材を製造する場合には、本発明の組成物から上記した方法で形成された硬化膜に、ラインアンドスペースパターンのマスクを介して所定の基準から、例えば、+45度の向きで偏光UV露光し、次いで、マスクを外してから-45度の向きで偏光UVを露光し、液晶の配向制御方向の異なる2種類の液晶配向領域が形成された配向材を形成する。その後、重合性液晶溶液からなる位相差材料を塗布した後、液晶の相転移温度まで加熱することで位相差材料を液晶状態とする。液晶状態となった重合性液晶は、2種類の液晶配向領域が形成された配向材上で配向し、各液晶配向領域にそれぞれ対応する配向状態を形成する。そして、そのような配向状態が実現された位相差材料をそのまま硬化させ、上述の配向状態を固定化し、位相差特性の異なる2種類の位相差領域がそれぞれ複数、規則的に配置された、パターン化位相差材を得ることができる。
 また、本発明の組成物から形成された配向材は、液晶表示素子の液晶配向膜としての利用も可能である。例えば、上記のようにして形成された、本実施形態の配向材を有する2枚の基板を用い、スペーサを介して両基板上の配向材が互いに向かい合うように張り合わせた後、それらの基板の間に液晶を注入して、液晶が配向した液晶表示素子を製造することができる。
 そのため、本発明の組成物は、各種位相差材(位相差フィルム)や液晶表示素子等の製造に好適に用いることができる。
 以下、実施例を挙げて、本実施の形態をさらに詳しく説明する。しかし、本発明は、これら実施例に限定されるものでない。
[実施例等で用いる組成成分とその略称]
 以下の実施例および比較例で用いられる各組成成分は、次のとおりである。
<光配向性基とヒドロキシ基とを有する化合物>
 CIN1:4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)けい皮酸メチルエステル
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 CIN11:4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
<(B)成分のポリマー>
 PEPO:ポリエステルポリオール重合体(下記構造単位を有するアジピン酸/ジエチレングリコール共重合体。分子量4,800。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(上記式中、Rは、アルキレンを表す。)
<架橋剤>
 HMM:下記の構造式で表されるメラミン架橋剤
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
<架橋触媒>
PTSA:パラトルエンスルホン酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
<ヒドロキシ基およびアクリル基を有する化合物>
D-1:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
D-2:下記の構造式で示されるヒドロキシ基およびアクリル基を有する化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
<重合体原料>
MAA:メタクリル酸
MMA:メタクリル酸メチル
HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
BMAA:N-ブトキシメチルアクリルアミド
AIBN:α、α’-アゾビスイソブチロニトリル
<溶剤>
 実施例および比較例の各硬化膜形成組成物は溶剤を含有し、その溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)を用いた。
 <重合体の分子量の測定>
 合成例におけるポリイミド、ポリアミック酸又はアクリルポリマーの分子量は、(株)Shodex社製常温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置(GPC-101)、Shodex社製カラム(KD―803、KD-805)を用い以下のようにして測定した。
 なお、下記の数平均分子量(以下、Mnと称す。)及び重量平均分子量(以下、Mwと称す。)は、ポリスチレン換算値にて表した。
 カラム温度:50℃
 溶離液:N,N-ジメチルホルムアミド(添加剤として、臭化リチウム-水和物(LiBr・H2O)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o―リン酸)が30mmol/L、テトラヒドロフラン(THF)が10mL/L)
 流速:1.0mL/分
 検量線作成用標準サンプル:東ソー社製 TSK 標準ポリエチレンオキサイド(分子量 約900,000、150,000、100,000、30,000)、及び、ポリマーラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(分子量 約12,000、4,000、1,000)。
 <HNMRの測定>
 装置:フーリエ変換型超伝導核磁気共鳴装置(FT-NMR)INOVA-400(Varian製)400MHz
 溶媒:重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d)、重水素化クロロホルム(CDCl
 標準物質:テトラメチルシラン(TMS)
<実施例および比較例>
(合成例1)CIN11の合成
(合成例1-1)CIN11の前駆体CIN11-1の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 1L四口フラスコに、4-ブロモ-4’-ヒドロキシベンゾフェノンを80.0g、N,N-ジメチルアセトアミドを500mL、アクリル酸tert―ブチルを55.4g、トリブチルアミンを160.2g、酢酸パラジウムを1.29g、トリ(o-トリル)ホスフィンを3.50g加えて、100℃に加熱しながら攪拌した。反応終了後、2Lの酢酸エチルに反応系を注ぎ、1N-塩酸水溶液、飽和食塩水を用いて抽出を行った。抽出した有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて脱水乾燥し、無水硫酸マグネシウムを濾過した。得られた濾液をロータリーエバポレーターを用いて溶媒留去し、109.4gの目的物CIN11-1(赤褐色粘体)を得た。得られたCIN11-1は精製せずに次の反応に用いた。
(合成例1-2)CIN11の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 2L四口フラスコに、CIN11-1を93.4g、N,N-ジメチルホルムアミドを1L、6-クロロ-1-ヘキサノールを39.3g、炭酸カリウムを119.4g、ヨウ化カリウムを4.8g加えて、100℃に加熱しながら攪拌した。反応終了後、5Lの水に反応系を注ぎ、1N-塩酸水溶液で中和を行い、酢酸エチルを用いて抽出を行った。抽出した有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて脱水乾燥し、無水硫酸マグネシウムを濾過した。得られた濾液をロータリーエバポレーターを用いて溶媒留去を行った。残渣をイソプロパノール/ヘキサン=1/10を用いて再結晶を行い、CIN11(黄土色固体)を113.8g得た。目的物のH-NMRで測定した結果を以下に示す。この結果から、得られた固体が、目的のCIN11であることを確認した。
1H NMR (400 MHz,[D6]-DMSO):δ7.86-7.88 (d,2H), 7.73-7.75 (d,2H), 7.69-7.71 (d,2H), 7.62-7.66 (d,1H), 7.08-7.10 (d,2H), 6.65-6.69 (d,1H), 4.35-4.37 (t,1H), 4.06-4.09 (t,2H), 3.37-3.42 (q,2H), 1.73-1.77 (m,2H), 1.50 (s,9H), 1.37-1.46 (m,6H)
<重合例1>
 MAA 3.5g、MMA 7.0g、HEMA 7.0g、重合触媒としてAIBN 0.5gをPGME 53.9gに溶解し、70℃にて20時間反応させることによりアクリル共重合体溶液(固形分濃度25質量%)(P1)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは10,300、Mwは24,600であった。
<重合例2>
 MMA 100.0g、HEMA11.1g、重合触媒としてAIBN 5.6gをPGME 450.0gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル共重合体溶液(固形分濃度20質量%)(P2)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは4,200、Mwは7,600であった。
<重合例3>
 BMAA100.0g、重合触媒としてAIBN 4.2gをPGME 193.5gに溶解し、90℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度35質量%)(P3)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは2,700、Mwは3,900であった。
<実施例1乃至11、比較例1>
 表1に示す組成にて実施例及び比較例の各硬化膜形成組成物を調製し、それぞれについて、配向感度、パターン形成性、透過率の評価を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
[配向感度の評価]
 実施例および比較例の各硬化膜形成組成物をTACフィルム上にバーコータを用いて塗布した後、温度110℃で120秒間、熱循環式オーブン中で加熱乾燥を行い、硬化膜を形成した。この各硬化膜に313nmの直線偏光を垂直に照射し、配向材を形成した。基板上の配向材の上に、水平配向用重合性液晶溶液を、バーコータを用いて塗布し、次いで、70℃で60秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.0μmの塗膜を形成した。この基板上の塗膜を300mJ/cmで露光し、位相差材を作製した。作製した基板上の位相差材を一対の偏光板で挟み込み、位相差材における位相差特性の発現状況を観察し、配向材が液晶配向性を示すのに必要な偏光UVの露光量を配向感度とした。評価結果は、後に表2にまとめて示す。
[パターン形成性の評価]
 実施例および比較例の各硬化膜形成組成物をTACフィルム上にバーコータを用いて塗布した後、温度110℃で120秒間、熱循環式オーブン中で加熱乾燥を行い、硬化膜を形成した。この硬化膜に350μmのラインアンドスペースマスクを介し313nmの直線偏光を40mJ/cm垂直に照射した。次に、マスクを取り外し、基板を90度回転させた後、313nmの直線偏光を20mJ/cm垂直に照射し、液晶の配向制御方向が90度異なる2種類の液晶配向領域が形成された配向材を得た。基板上の配向材の上に、水平配向用重合性液晶溶液を、バーコータを用いて塗布し、次いで、70℃で60秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.0μmの塗膜を形成した。この基板上の塗膜を300mJ/cmで露光し、異なる位相差特性を有する2種類の領域が規則的に配列されたパターン化位相差材を作製した。作製した基板上のパターン化位相差材を、偏光顕微鏡を用いて観察し、配向欠陥なく位相差パターンが形成されているものを○、配向欠陥が見られるものを×として評価した。評価結果は、後に表2にまとめて示す。
[光透過率(透明性)の評価]
 実施例および比較例の各硬化膜形成組成物を石英基板上にスピンコータを用いて塗布した後、温度110℃で120秒間ホットプレート上において加熱乾燥ベークを行い膜厚200nmの硬化膜を形成した。膜厚はFILMETRICS社製 F20を用いて測定した。この硬化膜を紫外線可視分光光度計((株)島津製作所製SHIMADZU UV-2550型番)を用いて波長400nmの光に対する透過率を測定した。
[評価の結果]
 以上の評価を行った結果を、上述したように、表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
 実施例1乃至11の硬化膜形成組成物を用いて得られた配向材は、液晶配向性を示すのに必要な偏光UVの露光量がいずれも10mJ/cmと低い値であり、比較例よりも良好な配向感度を示した。
 実施例1乃至11の硬化膜形成組成物を用いて得られた配向材は、比較例の硬化膜形成組成物を用いて得られた配向材と同様に、良好なパターン形成性を示した。一方、比較例1では、照射量を実施例の2倍にすることでパターン形成した。
 実施例1乃至11の硬化膜形成組成物を用いて得られた硬化膜は、比較例の硬化膜形成組成物を用いて得られた硬化膜と同様に、波長400nmの光に対して、100%またはそれに近い透過率を示し、良好な光透過特性を示した。
 本発明による硬化膜形成組成物は、液晶表示素子の液晶配向膜や、液晶表示素子に内部や外部に設けられる光学異方性フィルムを形成するための配向材として非常に有用であり、特に、3Dディスプレイのパターン化位相差材の形成材料として好適である。さらに、薄膜トランジスタ(TFT)型液晶表示素子や有機EL素子などの各種ディスプレイにおける保護膜、平坦化膜および絶縁膜などの硬化膜を形成する材料、特に、TFT型液晶素子の層間絶縁膜、カラーフィルタの保護膜または有機EL素子の絶縁膜などを形成する材料としても好適である。

Claims (8)

  1. (A)光配向性基と、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる一つの基とを有する化合物の一種または複数種、
    (B)(B-1):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも一つの置換基を有するポリマー、(B-2):(A)成分と熱反応可能な置換基を有し、自己架橋可能なポリマー、または(B-3):メラミンホルムアルデヒド樹脂、から選ばれる少なくとも一種のポリマー、並びに
    (C)架橋剤(但し、(B)成分が上記(B-2)であるときは、(B-2)成分と同じであっても良い。)を含有し、(A)成分は、光配向性基として下記式[1]で表される基を有する化合物を少なくとも含有する硬化膜形成組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、AとAはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
    はヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、炭素原子数1乃至10のアルキルチオ基、炭素原子数1乃至10のアルキルアミノ基、フェノキシ基、フェニルチオ基、フェニルアミノ基、ビフェニルアミノ基、フェニル基またはビフェニル基を表し、
    フェニレン基上及びフェニル基上の水素原子は、それぞれ独立に、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基から選ばれる少なくとも一種の置換基で置換されていてもよい。)
  2.  (A)成分の化合物は、前記式[1]で表される光配向性基を有する基とヒドロキシ基を有する化合物である請求項1に記載の硬化膜形成組成物。
  3.  更に、(D)(A)成分以外の、ヒドロキシ基およびアクリル基を有する化合物を含有する請求項1又は請求項2に記載の硬化膜形成組成物。
  4.  更に、(E)架橋触媒を含有する請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物。
  5.  請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物を用い形成される配向材。
  6.  請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物から得られる硬化膜を有する位相差材。
  7.  下記式[1]で表される基と、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる一つの基とを有する化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、AとAはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
    はヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、炭素原子数1乃至10のアルキルチオ基、炭素原子数1乃至10のアルキルアミノ基、フェノキシ基、フェニルチオ基、フェニルアミノ基、ビフェニルアミノ基、フェニル基またはビフェニル基を表し、
    フェニレン基上及びフェニル基上の水素原子は、それぞれ独立に、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基から選ばれる少なくとも一種の置換基で置換されていてもよい。)
  8. 下記式[2]で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式[2]中、AとAはそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
    はヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、炭素原子数1乃至10のアルキルチオ基、炭素原子数1乃至10のアルキルアミノ基、フェノキシ基、フェニルチオ基、フェニルアミノ基、ビフェニルアミノ基、フェニル基またはビフェニル基を表し、
    フェニレン基上及びフェニル基上の水素原子は、それぞれ独立に、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基から選ばれる少なくとも一種の置換基で置換されていてもよく、nは2乃至20の整数を表す。)
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