WO2016143860A1 - 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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mass
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裕太 菅野
伊藤 潤
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 reproduced.
  • a retardation material is usually placed on a display element that forms an image, such as a liquid crystal panel.
  • a display element that forms an image
  • 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. Specifically, first, 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 chains are known as usable photo alignment materials. ing. 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 light (see Patent Documents 3 to 5).
  • an acrylic resin having a photodimerization site such as a cinnamoyl group or a chalcone group in such a side chain can provide sufficient orientation characteristics when applied to the formation of a retardation material. Not experiencing.
  • a large amount of polarized UV exposure is required. .
  • the polarized UV exposure amount is much higher than the polarized UV exposure amount (for example, about 30 mJ / cm 2 ) sufficient to align the liquid crystal for a normal liquid crystal panel.
  • the reason why the amount of polarized UV exposure is increased is that, in the case of retardation material formation, unlike liquid crystals for liquid crystal panels, polymerizable liquid crystal is used in a solution state and applied onto an alignment material. Are listed.
  • an alignment material is formed using an acrylic resin having a photodimerization site such as a cinnamoyl group in the side chain and the polymerizable liquid crystal is to be aligned
  • the photopolymerization reaction is performed in the acrylic resin or the like. After that, it is necessary to carry out irradiation with polarized light with a large exposure amount until resistance to the polymerizable liquid crystal solution is developed.
  • the conventional material such as the above-mentioned acrylic resin
  • the reaction needs to proceed to the inside of the alignment material, and a larger amount of exposure is required.
  • the orientation sensitivity of the conventional material becomes very small.
  • a photo-alignment technique capable of improving the alignment sensitivity of the alignment material and reducing the polarized UV exposure amount, and a cured film forming composition used for forming the alignment material are required. And the technique which can provide a patterned phase difference material with high efficiency is calculated
  • an object of the present invention is to provide a cured film forming composition for providing an alignment material having excellent photoreaction efficiency and capable of aligning a polymerizable liquid crystal with high sensitivity.
  • Another object of the present invention is an alignment material that is formed using the cured film-forming composition, has excellent photoreaction efficiency, and can align a polymerizable liquid crystal with high sensitivity, and the alignment material. It is providing the phase difference material formed using.
  • 1st aspect of this invention contains the high molecular compound which has the group represented by following formula (1) as a photo-alignment group in a side chain as (A) component, The cured film formation characterized by the above-mentioned. Relates to the composition.
  • * represents a bonding position with the side chain of the polymer compound
  • R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • R 3 represents an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aromatic group
  • R 1 and R 3 , or R 2 and R 3 may be bonded to each other to form a ring
  • X 1 represents a phenylene group which may be substituted with any substituent.
  • WHEREIN It is preferable that the high molecular compound of the said (A) component is an acrylic copolymer.
  • the high molecular compound of the said (A) component further has a self-crosslinkable group, or has further at least 1 crosslinkable group.
  • the crosslinkable group is a group that undergoes a thermal crosslinking reaction with a specific functional group 2 selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and a group represented by the following formula (2).
  • the specific functional group 2 includes a carboxyl group generated by dissociation of the protective group of the photo-alignable group represented by the above formula (1).
  • * represents a bonding position with another group
  • R 9 represents an alkyl group, an alkoxy group, or a phenyl group.
  • the polymer compound of the component (A) further has at least one specific functional group 2 and at least one crosslinkable group.
  • the specific functional group 2 is a group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group and a group represented by the following formula (2).
  • the crosslinkable group is a group that undergoes a thermal crosslinking reaction with the specific functional group 2.
  • the specific functional group 2 includes a carboxyl group generated by dissociation of the protective group of the photo-alignable group represented by the above formula (1).
  • * represents a bonding position with another group
  • R 9 represents an alkyl group, an alkoxy group, or a phenyl group.
  • the high molecular compound of the said (A) component further has at least 1 specific functional group 2, and the said composition is the bridge
  • the specific functional group 2 is a group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and a group represented by the following formula (2).
  • the specific functional group 2 includes a carboxyl group generated by dissociation of the protective group of the photo-alignable group represented by the above formula (1).
  • * represents a bonding position with another group
  • R 9 represents an alkyl group, an alkoxy group, or a phenyl group.
  • WHEREIN It is preferable to contain further the specific polymer which has at least 2 specific functional group 2 as (C) component.
  • the specific functional group 2 is a group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and a group represented by the above formula (2).
  • a crosslinking catalyst is further contained as the component (E).
  • the (E) crosslinking catalyst is (E-1) an acid or a thermal acid generator, or (E -2) One of a metal chelate compound and (E-3) a combination of silanol compounds.
  • the component (D) further contains an adhesion improving component having one or more polymerizable groups and at least one specific functional group 2 or at least one crosslinkable group.
  • the specific functional group 2 is a group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and a group represented by the above formula (2)
  • the crosslinkable group is the specific functional group. 2 and a group that undergoes a thermal crosslinking reaction.
  • the component (A) based on 100 parts by mass of the component (A), it contains 0.01 to 20 parts by mass of the component (E-1), or 0.1 to It is preferable to contain a combination of 30 parts by mass of the (E-2) component and 0.5 parts by mass to 70 parts by mass of the (E-3) component.
  • E-1 the component of the component (E-2)
  • E-3 the component of the component (E-3)
  • WHEREIN It is preferable to contain (D) component of 1 to 80 mass parts based on 100 mass parts of (A) component.
  • WHEREIN It is preferable to contain (F) component of 1 to 40 mass parts based on 100 mass parts of (A) component.
  • the second aspect of the present invention relates to a thermosetting film obtained by using the cured film forming composition of the first aspect of the present invention.
  • 3rd aspect of this invention is related with the orientation material characterized by being obtained using the cured film formation composition of 1st aspect of this invention.
  • 4th aspect of this invention is related with the phase difference material characterized by being formed using the cured film obtained from the cured film formation composition of the 1st aspect of this invention.
  • a cured film forming composition capable of forming a cured film having liquid crystal alignment ability (photo-alignment) by light irradiation in addition to high solvent resistance.
  • thermosetting film having liquid crystal alignment ability (photo-alignment) by light irradiation in addition to high solvent resistance.
  • the third aspect of the present invention it is possible to provide an alignment material that has alignment sensitivity and pattern formability and can align the polymerizable liquid crystal with high sensitivity.
  • the fourth aspect of the present invention it is possible to provide a retardation material that can be formed on a resin film with high efficiency and can be subjected to optical patterning.
  • the cured film forming composition of this invention contains the high molecular compound which has a specific photo-alignment group in a side chain as (A) component. Moreover, in addition to (A) component, the cured film formation composition of this invention can contain a crosslinking agent as (B) component.
  • the cured film forming composition of the present invention includes: (C) a specific polymer having at least two specific functional groups 2 as a component; (D) an adhesion improving compound further having one or more polymerizable groups and at least one specific functional group 2 or at least one crosslinkable group as a component; (E) a monomer having a crosslinking catalyst as a component, and a photo-alignable group in which a thermal crosslinking reactive site is directly bonded or bonded via a linking group as a component (F) and one or more polymerizable groups Furthermore, it can contain.
  • the specific functional group 2 is a group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group and a group represented by the following formula (2).
  • the crosslinkable group is the specific functional group. It is a group that undergoes a thermal crosslinking reaction with the group 2.
  • the specific functional group 2 includes a carboxyl group generated by dissociation of the protective group of the photo-alignable group represented by the above formula (1).
  • * represents a bonding position
  • R 9 represents an alkyl group, an alkoxy group, or a phenyl group.
  • the cured film forming composition of this invention can contain another additive, unless the effect of this invention is impaired.
  • the details of each component will be described.
  • the component (A) contained in the cured film forming composition of the present invention is a polymer compound having a group represented by the following formula (1) which is a photo-alignable group in its side chain.
  • * represents a bonding position with the side chain of the polymer compound
  • R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • R 3 represents an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aromatic group
  • R 1 and R 3 , or R 2 and R 3 may be bonded to each other to form a ring
  • X 1 represents a phenylene group which may be substituted with any substituent.
  • Examples of the alkyl group for R 1 and R 2 include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the alkyl group in R 3 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • the alkenyl group is an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms
  • the cycloalkyl group is a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms
  • the aromatic group include aromatic groups having 4 to 14 carbon atoms.
  • the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be linear or branched, and may be a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s- Butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, n-hexyl group, 1 -Methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 1,1,2-trimethylpropyl group and the like.
  • the alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms may be linear, branched or cyclic.
  • Examples of the cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group.
  • the aromatic group having 4 to 14 carbon atoms may be a heterocyclic ring, for example, a phenyl group, a biphenylyl group, an o-terphenylyl group, an m-terphenylyl group, a p-terphenylyl group, a fluorenyl group, a naphthalenyl group.
  • the optional substituent in the phenylene group of X 1 is not particularly limited.
  • an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, or an isobutyl group; a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group; a methoxy group; Examples thereof include alkoxy groups such as ethoxy group; halogen atoms such as iodine, bromine, chlorine and fluorine; cyano group; nitro group and the like.
  • a polymer compound having an organic group containing a group (photo-alignable group) represented by the above formula (1) in the side chain specifically represented by the formula (1)
  • a polymer compound in which a group to be bonded is bonded to the main chain via a spacer is preferred.
  • the group represented by the above formula (1) may be bonded not only to the side chain of the polymer compound but also to the terminal of the polymer compound.
  • the spacer is a divalent group selected from a linear alkylene group, a branched alkylene group, a cyclic alkylene group and a phenylene group, or a group formed by bonding a plurality of such divalent groups.
  • the bond between the divalent groups constituting the spacer, the bond between the spacer and the main chain, and the bond between the spacer and the group represented by the above formula (1) include a single bond, an ester bond, and an amide bond. , Urea bonds or ether bonds.
  • the divalent groups may be the same or different, and when there are a plurality of the bonds, the bonds may be the same or different.
  • an acrylic copolymer having a photoalignable group represented by the above formula (1) is more preferable.
  • an acrylic copolymer (also referred to as an acrylic resin) is obtained by homopolymerization or copolymerization using at least one monomer selected from the group consisting of acrylic acid esters and methacrylic acid esters (co). It refers to a copolymer obtained by copolymerization using a polymer, and other monomers having an unsaturated double bond such as styrene in addition to these monomers. Therefore, the “acrylic copolymer” in the present invention includes an acrylic polymer in addition to the acrylic copolymer.
  • the acrylic copolymer having a photo-alignment group may be an acrylic copolymer having such a structure, and the main chain skeleton of the polymer constituting the acrylic copolymer. And the type of side chain is not particularly limited.
  • the acrylic copolymer as the component (A) preferably has a weight average molecular weight of 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 150,000, and 3,000 to 100,000. More preferably it is. If the weight average molecular weight is over 200,000, the solubility in the solvent may be lowered and the handling property may be lowered. If the weight average molecular weight is less than 1,000, the heat is There may be insufficient curing during curing and solvent resistance and heat resistance may decrease.
  • 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
  • the monomer having a photoalignable group represented by the above formula (1) is, for example, a carboxyl group of a monomer having a cinnamic acid group, an ether compound represented by the following formula (3-1), or the following formula (3- It can be obtained by reacting with an ether compound represented by 2).
  • R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • R 3 represents an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group or an aromatic group.
  • R 2 and R 3 , or R 5 and R 3 may be bonded to each other to form a ring.
  • Examples of the monomer having a cinnamic acid group include monomers represented by the following (4).
  • X 1 represents a phenylene group which may be substituted with an arbitrary substituent
  • R 6 represents an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, a phenylene group, a divalent carbocyclic ring or a heterocyclic ring.
  • one or more hydrogen atoms in the alkylene group, phenylene or divalent carbocyclic or heterocyclic ring may be replaced by a fluorine atom or an organic group, and any methylene in R 6
  • the group (—CH 2 —) may be substituted with a phenylene group or a divalent carbocyclic or heterocyclic ring, and further, when any of the following groups is not adjacent to each other, these groups are substituted: —O—, —NHCO—, —CONH—, —COO—, —OCO—, —NH—, —NHCONH—, —CO—, R 7 represents —CH 2 —, —O—, -C NH -, - NHCO -, - COO -, - OCO -, - is NH- or -CO-, R 8 is a hydrogen atom or a methyl group).
  • Examples of the monomer having a cinnamic acid group include 4- (6-methacryloxyhexyl-1-oxy) cinnamic acid, 4- (6-acryloxyhexyl-1-oxy) cinnamic acid, 4- (3- And methacryloxypropyl-1-oxy) cinnamic acid and 4- (4- (6-methacryloxyhexyl-1-oxy) benzoyloxy) cinnamic acid.
  • Examples of the compound represented by the above formula (3-1) include methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, phenyl vinyl ether and the like. And unsaturated cyclic ethers such as 2,3-dihydrofuran and 3,4-dihydro-2H-pyran.
  • Examples of the compound represented by the formula (3-2) include chloromethyl methyl ether, chloromethyl ethyl ether, chloromethyl n-propyl ether, chloromethyl i-propyl ether, chloromethyl cyclohexyl ether, chloromethyl isobutyl ether, chloromethyl Examples thereof include n-butyl ether, chloromethyl t-butyl ether, chloromethyl phenyl ether and the like.
  • the compound represented by the formula (3-1) used as a starting material in the present invention can be obtained as a commercial product.
  • the reaction format may be either a rotary type (batch type) or a flow type.
  • Examples of the acid catalyst used in the reaction include phosphoric acid, p-toluenesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonate, methanesulfonic acid, and the like.
  • the acid catalyst is used in an amount of 0.01 mol to 0.5 mol, more preferably 0.01 mol to 0.3 mol, with respect to 1 mol of the monomer having a cinnamic acid group.
  • Solvents used for the reaction are, for example, lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, pentanol, isopentanol, butanol, isobutanol, diethyl ether, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, dioxane, methylcyclopentyl ether, tert-butyl.
  • lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, pentanol, isopentanol, butanol, isobutanol, diethyl ether, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, dioxane, methylcyclopentyl ether, tert-butyl.
  • Ethers such as methyl ether and tert-butyl ethyl ether, aromatic hydrocarbons such as benzene, xylene and toluene, aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and petroleum ether, and nitriles such as acetonitrile and propionitrile
  • Halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, carbon tetrachloride, formamides such as formamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl Rusuruhokishido, sulfoxides such as diethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, sulfones such as sulfolane, or a mixed solvent thereof.
  • aromatic hydrocarbons such as benzene, xylene and toluene, nitriles such as acetonitrile and propionitrile, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane and carbon tetrachloride, diethyl ether and tetrahydrofuran , Ethers such as dimethoxyethane, dioxane, methylcyclopentyl ether, tert-butyl methyl ether, tert-butyl ethyl ether.
  • aromatic hydrocarbons such as benzene, xylene and toluene
  • ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, dioxane, methylcyclopentyl ether, tert-butyl methyl ether and tert-butyl ethyl ether.
  • the reaction temperature is, for example, ⁇ 10 to 100 ° C., preferably 0 to 80 ° C.
  • the reaction time is 0.5 to 20 hours, preferably 1 to 15 hours.
  • the compound represented by the formula (3-2) used as a starting material in the present invention can be obtained as a commercial product.
  • the reaction format may be either a rotary type (batch type) or a flow type.
  • Examples of the base used in the reaction include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, alkali metal bicarbonates such as sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate, triethylamine
  • alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide
  • alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate
  • alkali metal bicarbonates such as sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate
  • triethylamine Organic bases such as tributylamine, diisopropylethylamine, N, N-dimethylaniline, pyridine, 4- (dimethylamino) pyridine, imidazole, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene, etc. 1 to 4 equivalents can be used with respect to the cinnamate derivative.
  • Solvents used for the reaction are, for example, lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, pentanol, isopentanol, butanol, isobutanol, diethyl ether, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, dioxane, methylcyclopentyl ether, tert-butyl.
  • lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, pentanol, isopentanol, butanol, isobutanol, diethyl ether, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, dioxane, methylcyclopentyl ether, tert-butyl.
  • Ethers such as methyl ether and tert-butyl ethyl ether, aromatic hydrocarbons such as benzene, xylene and toluene, aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and petroleum ether, and nitriles such as acetonitrile and propionitrile
  • Halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, carbon tetrachloride, formamides such as formamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl Rusuruhokishido, sulfoxides such as diethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, sulfones such as sulfolane, or a mixed solvent thereof.
  • aromatic hydrocarbons such as benzene, xylene and toluene, nitriles such as acetonitrile and propionitrile, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane and carbon tetrachloride, diethyl ether and tetrahydrofuran , Ethers such as dimethoxyethane, dioxane, methylcyclopentyl ether, tert-butyl methyl ether, tert-butyl ethyl ether.
  • aromatic hydrocarbons such as benzene, xylene and toluene
  • ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, dioxane, methylcyclopentyl ether, tert-butyl methyl ether and tert-butyl ethyl ether.
  • the reaction temperature is, for example, ⁇ 10 to 100 ° C., preferably 0 to 80 ° C.
  • the reaction time is 0.5 to 20 hours, preferably 1 to 15 hours.
  • the monomer represented by Formula (5) is obtained as an example of the monomer having the photoalignable group represented by Formula (1).
  • R 1 , R 2 , R 3 , X 1 , R 6 , R 7 , R 8 represent the above-mentioned meanings.
  • the component (A) contained in the cured film forming composition of the present invention further has a self-crosslinkable group in addition to the photo-alignable group represented by the above formula (1), or has a specific functional group 2 Or an acrylic polymer further having a crosslinkable group.
  • the crosslinkable group refers to a group that undergoes a thermal crosslinking reaction with a specific functional group 2 selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and a group represented by the following formula (2).
  • * represents a bonding position with another group
  • R 9 represents an alkyl group, an alkoxy group, or a phenyl group.
  • the bonding position with other groups in the formula (2) means the bonding position at the side chain or terminal of the polymer compound (including polymer / copolymer) or the bonding position at the terminal of the monomer or compound.
  • the alkyl group and alkoxy group of R 9 represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, respectively.
  • the self-crosslinking group examples include an alkoxymethylamide group, a hydroxymethylamide group, and an alkoxysilyl group.
  • the crosslinkable group examples include a glycidyl group, an epoxycyclohexyl group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group. That is, the monomer having a self-crosslinkable group and the monomer having a crosslinkable group refer to a monomer having an unsaturated double bond involved in the formation of a copolymer and the self-crosslinkable group or the crosslinkable group.
  • the self-crosslinking group or the crosslinkable group is contained in the polymer compound (A), the content is 0.1 to 0.9 per unit of the repeating unit in the polymer compound (A). From the viewpoint of the balance between the orientation of the alignment material and the solvent resistance, it is more preferably 0.1 to 0.8.
  • Examples of the monomer having a self-crosslinkable group and a crosslinkable group include N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-ethoxymethyl (meth) acrylamide, and N-butoxymethyl (meth).
  • the specific functional group 2 refers to a group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and a group represented by the above formula (2). [However, the specific functional group 2 includes a carboxyl group generated by dissociation of the protective group of the photo-alignable group represented by the above formula (1). ]
  • Component (B) described later it is preferable to use a crosslinking agent in combination.
  • Examples of the group represented by the above formula (2) include the following structures. (In the formula, * represents a bonding position with another group.)
  • a monomer having a photoalignable group represented by the above formula (1) As a method for synthesizing an acrylic copolymer further having at least one specific functional group 2 in addition to the photoalignable group, a monomer having a photoalignable group represented by the above formula (1), and at least one specific A method of polymerizing a monomer having a functional group 2 (a group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group and a group represented by the above formula (2)) is simple.
  • Examples of the monomer having at least one specific functional group 2 include, for example, 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 mono Acrylate, diethylene glycol monomethacrylate, caprolactone 2- (acryloyloxy) ethyl ester, caprolactone 2- (methacryloyloxy) ethyl ester, poly ( Tylene glycol) ethyl ether acrylate, poly (ethylene glycol) ethyl ether methacrylate, 5-acryloyloxy-6-hydroxynorborn
  • the component (A) contained in the cured film forming composition of the present invention further includes at least one of the specific functional group 2 and the crosslinkable group in addition to the photoalignable group represented by the formula (1). It is preferable that it is the acrylic copolymer which has.
  • the photo-alignment represented by the above formula (1) is used as a synthesis method of the acrylic copolymer further having the specific functional group 2 and the crosslinkable group.
  • a monomer having a group a monomer having the specific functional group 2 (a group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and a group represented by the formula (2)), and the crosslinkability.
  • a method of polymerizing a monomer having a group (a group that undergoes a thermal crosslinking reaction with the specific functional group 2) is simple.
  • the monomer which has a photo-alignment group represented by the said Formula (1), the monomer which has the specific functional group 2, and the monomer which has a crosslinkable group are as having mentioned above.
  • the photoalignable group represented by the above formula (1) when obtaining a specific copolymer (an acrylic copolymer having a photoalignable group represented by the formula (1)), the photoalignable group represented by the above formula (1) is obtained.
  • a monomer having a self-crosslinkable group or a monomer having a crosslinkable group, and a specific functional group 2 hydroxy group, carboxyl group, amide group, amino group and a group represented by the above formula (2) ) Having a monomer (hereinafter referred to as the specific functional group 1 together with the photo-alignable group, self-crosslinkable group, crosslinkable group and specific functional group 2 represented by the above formula (1)).
  • a monomer having no specific functional group 1 copolymerizable with the above monomer hereinafter also referred to as other monomer can be used in combination.
  • Such other monomers include acrylic acid ester compounds, methacrylic acid ester compounds, maleimide compounds, acrylamide compounds, acrylonitrile, maleic anhydride, styrene compounds and vinyl compounds.
  • acrylic acid ester compounds methacrylic acid ester compounds
  • maleimide compounds maleimide compounds
  • acrylamide compounds acrylonitrile
  • maleic anhydride maleic anhydride
  • styrene compounds vinyl compounds
  • acrylic ester compound examples include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, tert- Butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 2 -Propyl-2-adamantyl acrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl acrylate And 8-ethyl-8-tricyclodecyl acrylate.
  • methacrylic acid ester compound examples include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, tert- Butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 3-methoxybutyl methacrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, ⁇ -Butyrolactone methacrylate, 2-propyl- - adamantyl methacrylate, 8-methyl-8-tricyclode
  • vinyl compound examples include methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, vinyl naphthalene, vinyl carbazole, allyl glycidyl ether, and 3-ethenyl-7-oxabicyclo [4.1.0] heptane.
  • styrene compound examples include styrene, methylstyrene, chlorostyrene, and bromostyrene.
  • maleimide compound examples include maleimide, N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide.
  • a monomer having a photoalignable group other than the photoalignable group represented by the above formula (1) may be used in combination when obtaining the specific copolymer.
  • the amount of each monomer used to obtain the specific copolymer is 10 to 100 mol% of the monomer having the photoalignable group represented by the above formula (1) based on the total amount of all monomers, and self-crosslinking.
  • Substituents selected from a functional group, a specific functional group 2 and a crosslinkable group (these are collectively referred to as a specific crosslinkable group 1.
  • This also includes a carboxyl group generated by dissociation of a protective group of a photoalignable group). It is preferable that the monomer having a content of 0 to 90 mol%.
  • the effect of introducing the specific crosslinkable group 1 may not be sufficient.
  • the amount used is preferably 90 mol% or less based on the total amount of all monomers.
  • the method for obtaining the specific copolymer used in the present invention is not particularly limited.
  • a solvent in which a monomer having the specific functional group 1 and, if desired, the above other monomer and a polymerization initiator coexist 50 to 110 ° C. Is obtained by a polymerization reaction at a temperature of
  • the solvent used will not be specifically limited if the monomer which has the specific functional group 1, the said other monomer used as needed, a polymerization initiator, etc. are melt
  • Specific examples are described in ⁇ Solvent> described later.
  • the specific copolymer obtained by the above method is usually in a solution state dissolved in a solvent.
  • the solution of the specific copolymer obtained by the above method is poured into diethyl ether or water under stirring to cause reprecipitation, and after the generated precipitate is filtered and washed, under normal pressure or reduced pressure, It can be dried at room temperature or heat to obtain a powder of the specific copolymer.
  • the polymerization initiator and unreacted monomer coexisting with the specific copolymer can be removed, and as a result, a purified powder of the specific copolymer 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 specific copolymer may be used in the form of a powder or in the form of a solution obtained by re-dissolving the purified powder in a solvent described later.
  • the specific copolymer of component (A) thus obtained is excellent in solubility in a solvent in the state of a cured film forming composition (for example, a coating liquid (varnish)), while being applied to a substrate and baked. After that, the ether compound protecting the carboxyl group derived from the cinnamic acid group is released and the solubility is lowered, so that the solvent resistance is obtained. Therefore, the composition of the present invention exhibits a desired effect by containing at least the polymer compound as the component (A).
  • a cured film forming composition for example, a coating liquid (varnish)
  • the specific copolymer of component (A) may be a mixture of a plurality of types of specific copolymers.
  • the cured film forming composition of the present invention may contain a crosslinking agent as the component (B).
  • a crosslinking agent as component (B)
  • reaction with the above-mentioned specific functional group 2 a group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and a group represented by the above formula (2).
  • a cross-linking agent that is, a compound having a group that forms a cross-linkage by thermal cross-linking reaction with the specific functional group 2.
  • crosslinking agent as component (B), compounds such as epoxy compounds, methylol compounds, isocyanate compounds, phenoplast compounds, compounds having two or more trialkoxysilyl groups, alkoxysilane compounds having amino groups, etc .; N-alkoxymethyl Examples include polymers of acrylamide, polymers of compounds having epoxy groups, polymers of compounds having alkoxysilyl groups, polymers of compounds having isocyanate groups, and polymers such as melamine formaldehyde resins.
  • epoxy compound described above examples include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1, 6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N, N, N ′, N ′,-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, and N, N, N ′, N′-tetraglycidyl 4,4'-diaminodipheny
  • 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 Nippon Cytec Industries Co., Ltd. (former 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 manufactured by DIC Corporation (High-condensation type, trade name: Becamine (registered trademark) J-300S, P-955, N).
  • alkoxymethylated benzoguanamine examples include, for example, tetramethoxymethylbenzoguanamine.
  • Commercially available products are made by Nippon Cytec Industries Co., Ltd. (former Mitsui Cytec Co., Ltd.) (trade name: Cymel (registered trademark) 1123), manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd. (product name: Nicarak (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 Nippon Cytec Industries Co., Ltd. (former Mitsui Cytec Co., Ltd.), butoxymethyl type melamine Compound (trade name: My Coat (registered trademark) 506, 508), methoxymethyl type melamine compound (trade name: Nicalac (registered trademark) MW-30, MW-22, MW-) manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd. 11, MS-001, MX-002, MX-730, MX-750, MX-035), butoxymethyl type melamine compound (trade name: Nicalac (registered trademark) MX-45, MX-410) , MX-302).
  • it may be a compound obtained by condensing a melamine compound, urea compound, glycoluril compound and benzoguanamine compound in which a hydrogen atom of such an amino group is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group.
  • a melamine compound urea compound, glycoluril compound and benzoguanamine compound in which a hydrogen atom of such an 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 and the like.
  • Examples of commercially available products of the benzoguanamine compound include product name: Cymel (registered trademark) 1123 (Nippon Cytec Industries, Ltd.). ) (Former Mitsui Cytec Co., Ltd.)).
  • isocyanate compound described above examples include, for example, VESTANAT B1358 / 100, VESTAGON BF 1540 (above, isocyanurate-type modified polyisocyanate, manufactured by Evonik Japan (formerly Degussa Japan Co., Ltd.)), Takenate (registered trademark) B -882N, B-7075 (above, isocyanurate type modified polyisocyanate, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).
  • phenoplast compound described above include the compounds shown in the following [P-1] to [P-9], but the phenoplast compound is not limited to the following compound examples.
  • compounds having two or more trialkoxysilyl groups include, for example, 1,4-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene, 4,4′-bis (tri Methoxysilyl) biphenyl, 4,4′-bis (triethoxysilyl) biphenyl, bis (trimethoxysilyl) ethane, bis (triethoxysilyl) ethane, bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, Bis (trimethoxysilyl) ethylene, bis (triethoxysilyl) ethylene, 1,3-bis (trimethoxysilylethyl) tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (triethoxysilylethyl) tetramethyldisiloxane, bis ( Triethoxysilylmethyl) amine, bis (trimethoxysilyl
  • alkoxysilane compound having an amino group examples include, for example, N, N′-bis [3- (trimethoxysilyl) propyl] -1,2-ethanediamine, N, N′-bis [3- (tri Ethoxysilyl) propyl] -1,2-ethanediamine, N- [3- (trimethoxysilyl) propyl] -1,2-ethanediamine, N- [3- (triethoxysilyl) propyl] -1,2- Ethanediamine, bis- ⁇ 3- (trimethoxysilyl) propyl ⁇ amine, bis- ⁇ 3- (triethoxysilyl) propyl ⁇ amine, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, trimethoxy ⁇ 3 -(Methylamino) propyl ⁇ silane, 3- (N-allylamino) propyltrimethoxysilane, 3-
  • examples of the polymer of N-alkoxymethylacrylamide described above include N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-ethoxymethyl (meth) acrylamide, and N-butoxymethyl (meta).
  • Such a polymer include, for example, poly (N-butoxymethylacrylamide), a copolymer of N-butoxymethylacrylamide and styrene, a copolymer of N-hydroxymethylmethacrylamide and methylmethacrylate, N And a copolymer of ethoxymethyl methacrylamide and benzyl methacrylate, a copolymer of N-butoxymethyl acrylamide, benzyl methacrylate and 2-hydroxypropyl methacrylate.
  • the weight average molecular weight (polystyrene equivalent value) of such a polymer is 1,000 to 200,000, more preferably 3,000 to 150,000, and still more preferably 3,000 to 50,000.
  • Examples of the polymer of a compound having an epoxy group include a polymer produced using a compound having an epoxy group such as glycidyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, and the like. It is done.
  • Such a polymer include, for example, poly (3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate), poly (glycidyl methacrylate), a copolymer of glycidyl methacrylate and methyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, Examples thereof include a copolymer of methyl methacrylate, a copolymer of glycidyl methacrylate and styrene.
  • the weight average molecular weight (polystyrene equivalent value) of such a polymer is 1,000 to 200,000, more preferably 3,000 to 150,000, and still more preferably 3,000 to 50,000.
  • Examples of the polymer of a compound having an alkoxysilyl group described above include a polymer produced using a compound having an alkoxysilyl group such as 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane.
  • Such a polymer include, for example, poly (3-methacryloxypropyltrimethoxysilane), a copolymer of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane and styrene, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane and methyl Examples thereof include a copolymer with methacrylate.
  • the weight average molecular weight (polystyrene equivalent value) of such a polymer is 1,000 to 200,000, more preferably 3,000 to 150,000, and still more preferably 3,000 to 50,000.
  • Examples of the polymer of the compound having an isocyanate group described above include 2-isocyanatoethyl methacrylate (Karenz MOI [registered trademark], manufactured by Showa Denko KK), 2-isocyanatoethyl acrylate (Karenz AOI [registered trademark]).
  • polystyrene equivalent value of such a polymer is 1,000 to 200,000, more preferably 3,000 to 150,000, and still more preferably 3,000 to 50,000.
  • melamine formaldehyde resin examples include resins represented by the following formula obtained by polycondensation of melamine and formaldehyde.
  • R 21 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and q is a natural number representing the number of repeating units.
  • 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 is not particularly limited, but is generally synthesized by mixing melamine and formaldehyde, weakening it with sodium carbonate or ammonia, and then heating at 60 ° C to 100 ° C. . Further, the methylol group can be alkoxylated by reacting with alcohol.
  • the (B) component melamine formaldehyde resin preferably has a weight average molecular weight of 250 to 5,000, more preferably 300 to 4,000, and even more preferably 350 to 3,500. 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) may be used in a liquid form or a solution form in which a purified liquid is redissolved in a solvent described later.
  • cross-linking agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the content when the crosslinking agent of the component (B) is included is 1 part by mass to 100 parts by mass based on 100 parts by mass of the polymer compound as the component (A). It is preferably 5 to 80 parts by mass.
  • the content of the crosslinking agent is excessive, the photo-alignment property and the storage stability may be lowered.
  • the content of the crosslinking agent is too small, the solvent resistance of the cured film obtained from the cured film-forming composition is lowered, and the photo-alignment property may be lowered.
  • the cured film forming composition of the present invention includes at least two specific functional groups 2 (hydroxy group, carboxyl group, amide group, amino group, and group represented by the above formula (2) as the component (C). And a compound having a group selected from:
  • the component (C) is also referred to as a specific polymer.
  • the component (C) may be a low molecular compound or a high molecular compound.
  • Examples of the low molecular weight compound (C) include pentaerythritol, dipentaerythritol, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, adipic acid, adipamide, hexamethylene diamine, 1,4-bis (acetoacetylaminoethyl). ) Cyclohexane, 1- (4- (2- (4- (3-oxo-butyl) -phenoxy) -ethoxy) -phenyl) -butane-1,3-dione, 1,4-butanediol diacetate, etc. Is mentioned.
  • polymer compound (C) examples include acrylic polymer, polyamic acid, polyimide, polyvinyl alcohol, polyester, polyester polycarboxylic acid, polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, polycaprolactone polyol, and polyalkyleneimine.
  • the polymer compound which is component (C) is preferably an acrylic polymer, cyclodextrins, celluloses, polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, polycaprolactone polyol, and phenol novolac resin.
  • the acrylic polymer which is a preferable example of the polymer compound of component (C) is a polymer obtained by polymerizing a monomer having an unsaturated double bond such as acrylic acid, methacrylic acid, styrene, and vinyl compound. Any polymer may be used as long as it is a polymer obtained by polymerizing a monomer containing the specific functional group 2 or a mixture thereof, and there is no particular limitation on the type of main chain skeleton and side chain of the polymer constituting the acrylic polymer.
  • Monomers having a specific functional group 2 include monomers having a polyethylene glycol ester group, monomers having a hydroxyalkyl ester group having 2 to 5 carbon atoms, monomers having a phenolic hydroxy group, monomers having a carboxyl group, and amide groups. Monomer having an amino group, a monomer having a group represented by the above formula (2), and the like.
  • Examples of the monomer having a polyethylene glycol ester group described above include monoacrylate or monomethacrylate of H— (OCH 2 CH 2 ) p—OH.
  • the value of p is 2 to 50, preferably 2 to 10.
  • Examples of the monomer having a hydroxyalkyl ester group having 2 to 5 carbon atoms include 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, and 4-hydroxybutyl acrylate. And 4-hydroxybutyl methacrylate.
  • Examples of the monomer having a phenolic hydroxy group described above include p-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, and o-hydroxystyrene.
  • Examples of the monomer having a carboxyl group described above include acrylic acid, methacrylic acid, and vinyl benzoic acid.
  • Examples of the monomer having an amide group described above include acrylamide and methacrylamide.
  • Examples of the above-mentioned monomer having an amino group include 2-aminoethyl acrylate, 2-aminoethyl methacrylate, aminopropyl acrylate, and aminopropyl methacrylate.
  • Examples of the monomer having a group represented by the above formula (2) include 2-acetoacetoxyethyl acrylate and 2-acetoacetoxyethyl methacrylate.
  • a monomer having no specific functional group 2 can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Such monomers include acrylic acid ester compounds, methacrylic acid ester compounds, maleimide compounds, acrylonitrile, maleic anhydride, styrene compounds and vinyl compounds.
  • acrylic ester compound examples include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, tert-butyl.
  • methacrylic acid ester compound examples include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, tert-butyl.
  • maleimide compounds include maleimide, N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide.
  • styrene compound examples include styrene, methyl styrene, chlorostyrene, bromostyrene, and the like.
  • vinyl compound examples include vinyl ether, methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, phenyl vinyl ether, and propyl vinyl ether.
  • the usage-amount of the monomer which has the specific functional group 2 used in order to obtain the acrylic polymer which is an example of a component is based on the total amount of all the monomers used in order to obtain the acrylic polymer which is (C) component. 2 mol% to 100 mol% is preferable. When the monomer having the specific functional group 2 is too small, the liquid crystal orientation of the cured film obtained is insufficient. Moreover, when using together the monomer which does not have the specific functional group 2 when obtaining an acrylic polymer, it is preferable that the usage-amount is 98 mol% or less based on the total amount of all the monomers.
  • the method to obtain the acrylic polymer which is an example of a component is not specifically limited,
  • the monomer which has the specific functional group 2, the monomer which does not have the specific functional group 2 depending on necessity, a polymerization initiator, etc. coexist, for example It is obtained by a polymerization reaction at a temperature of 50 ° C. to 110 ° C. in the solvent.
  • the solvent used will not be specifically limited if the monomer which has the specific functional group 2, the monomer which does not have the specific functional group 2 used depending on necessity, a polymerization initiator, etc. are dissolved. Specific examples are described in the ⁇ Solvent> section below.
  • the acrylic polymer which is an example of the component (C) 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 (C) obtained by the above method
  • the acrylic polymer solution is poured into diethyl ether or water under stirring to cause reprecipitation, and the generated precipitate is filtered and washed
  • it Under normal pressure or reduced pressure, it can be dried at room temperature or dried to obtain an acrylic polymer powder as an example of the component (C).
  • the polymerization initiator coexisting with the acrylic polymer which is an example of the component (C) and unreacted monomers can be removed, and as a result, the acrylic polymer which is an example of the purified component (C) Of powder is obtained.
  • the obtained powder may be redissolved in a solvent and the above operation may be repeated.
  • the acrylic polymer which is a preferred example of the component (C) preferably has a weight average molecular weight (polystyrene conversion) of 3,000 to 200,000, more preferably 4,000 to 150,000. More preferably, it is 1,000 to 100,000. If the weight average molecular weight is over 200,000, the solubility in the solvent may be reduced and the handling property may be reduced. If the weight average molecular weight is less than 3,000, When cured, it may become insufficiently cured and solvent resistance and heat resistance may decrease.
  • cyclodextrins which are preferable examples of the polymer compound of component (C) include cyclodextrins 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- ⁇ -cyclo Dextrin, 2-hydroxyethyl- ⁇ -cyclodextrin, 2-hydroxyethyl- ⁇ -cyclodextrin, 2-hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, 2-hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, 2-hydride Roxypropyl- ⁇ -cyclodextrin,
  • celluloses that are preferable examples of the polymer compound of component (C) include hydroxyalkyl celluloses such as hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose, hydroxyalkylalkyl celluloses such as hydroxyethyl methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, and hydroxyethyl ethyl cellulose; Examples thereof include cellulose, and hydroxyalkyl celluloses such as hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose are preferable.
  • polyether polyol which is a preferred example of the polymer compound of component (C), polyethylene glycol, polypropylene glycol, propylene glycol, bisphenol A, triethylene glycol, sorbitol and other polyhydric alcohols, propylene oxide, polyethylene glycol, polypropylene glycol And the like.
  • Specific examples of the polyether polyol include Adeka Polyether P series, G series, EDP series, BPX series, FC series, CM series manufactured by ADEKA Corporation, and UNIOX (registered trademark) HC-40 manufactured by NOF Corporation.
  • polyester polyol which is a preferred example of the polymer compound of component (C)
  • examples thereof include those obtained by reacting diols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, polyethylene glycol and polypropylene glycol with polyvalent carboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid and isophthalic acid.
  • Specific examples of the polyester polyol include Polylite (registered trademark) OD-X-286, OD-X-102, OD-X-355, OD-X-2330, OD-X-240, OD- manufactured by DIC Corporation.
  • polycarbonate polyol which is a preferable example of the polymer compound (C) include those obtained by reacting a polyhydric alcohol such as trimethylolpropane or ethylene glycol with diethyl carbonate, diphenyl carbonate, ethylene carbonate or the like.
  • polycarbonate polyol include Plaxel (registered trademark) CD205, CD205PL, CD210, CD220 manufactured by Daicel Corporation, and polycarbonate diols C-590, C-1050, C-2050, C-2090 manufactured by Kuraray Co., Ltd., C- 3090 or the like.
  • polycaprolactone polyol which is a preferred example of the polymer compound of component (C) include those obtained by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactone using a polyhydric alcohol such as trimethylolpropane or ethylene glycol as an initiator.
  • polyhydric alcohol such as trimethylolpropane or ethylene glycol
  • Specific examples of the polycaprolactone polyol include DIC Corporation Polylite (registered trademark) OD-X-2155, OD-X-640, OD-X-2568, Daicel Corporation Plaxel (registered trademark) 205, L205AL, 205U, 208, 210, 212, L212AL, 220, 230, 240, 303, 305, 308, 312, 320, and the like.
  • phenol novolak resin that is a preferable example of the polymer compound of component (C) include phenol-formaldehyde polycondensate.
  • the compound of component (C) may be used in the form of a powder or in the form of a solution obtained by re-dissolving the purified powder in a solvent described later.
  • the component (C) may be a single species or a mixture of a plurality of compounds exemplified as the component (C).
  • the content is preferably 10 parts by mass to 200 parts by mass based on 100 parts by mass of the polymer compound of the component (A). More preferably, it is 30 to 150 parts by mass.
  • the content of the component (C) is excessive, the photo-alignment may decrease. On the other hand, if it is too small, the adhesion tends to decrease.
  • the cured film forming composition of the present invention is a compound having any one of the component (A), the component (B), and the component (C) and a thermally crosslinkable group and a polymerizable group, that is, one or more polymerizable compounds.
  • a compound further having a group and at least one specific functional group 2 or at least one crosslinkable group can be further contained as the component (D).
  • the specific functional group 2 is a group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and a group represented by the above formula (2)
  • the crosslinkable group is a specific functional group. It is a group that undergoes a thermal crosslinking reaction with the group 2.
  • a component is a component which improves adhesiveness so that it may mention later, and is also called an adhesive improvement compound.
  • the compound of the component (D) is formed on the alignment material (cured film) and on the alignment material. Reinforces the adhesion between the cured polymerizable liquid crystal layers, that is, acts as an adhesion improving component.
  • the compound of (D) component is formed on a liquid crystal aligning film (cured film) and it.
  • the polymerizable functional group of the polymerizable liquid crystal and the crosslinking reaction site contained in the liquid crystal alignment film can be linked by a covalent bond so as to improve the adhesion to the polymerizable liquid crystal layer.
  • the retardation material of the present invention formed by laminating a cured polymerizable liquid crystal on the alignment material of the present embodiment can maintain strong adhesion even under conditions of high temperature and high humidity, and against peeling and the like. High durability can be shown.
  • the compound of component (D) is preferably a compound having a polymerizable group containing a C ⁇ C double bond and a hydroxy group, and a polymerizable group containing a C ⁇ C double bond and an N-alkoxymethyl group, or Examples thereof include compounds having an N-hydroxymethyl group.
  • Examples of the polymerizable group containing a C ⁇ C double bond include an acryl group, a methacryl group, a vinyl group, an allyl group, and a maleimide group.
  • the compound having a polymerizable group containing a C ⁇ C double bond as a component (D) and a hydroxy group will be given.
  • the compound of (D) component is not limited to the following compound examples.
  • R 41 represents a hydrogen atom or a methyl group, and m represents an integer of 1 to 10.
  • the N-alkoxymethyl group or the N-hydroxymethyl group N includes an amide nitrogen atom, a thioamide nitrogen atom, a urea nitrogen atom, a thiourea nitrogen atom, a urethane nitrogen atom, a nitrogen atom bonded to the adjacent position of the nitrogen atom of the nitrogen-containing heterocycle, and the like. Can be mentioned.
  • the N-alkoxymethyl group includes an amide nitrogen atom, a thioamide nitrogen atom, a urea nitrogen atom, a thiourea nitrogen atom, a urethane nitrogen atom, and a nitrogen bonded to the adjacent position of the nitrogen atom of the nitrogen-containing heterocyclic ring.
  • Examples include a structure in which an alkoxymethyl group is bonded to a nitrogen atom selected from atoms and the like.
  • the compound having a polymerizable group containing a C ⁇ C double bond and an N-alkoxymethyl group or an N-hydroxymethyl group as the component (D) may be any compound having the above-mentioned group, but preferably For example, the compound represented by the following formula (X) is mentioned.
  • R 11 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 12 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • alkyl group having 1 to 10 carbon atoms examples include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, and n-pentyl.
  • the compound represented by the formula (X) include N-hydroxymethyl (meth) acrylamide (N-methylol (meth) acrylamide), N-methoxymethyl (meth) acrylamide, and N-ethoxymethyl (meth).
  • examples thereof include acrylamide compounds and methacrylamide compounds substituted with a hydroxymethyl group (methylol group) or an alkoxymethyl group, such as acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide, and N-isobutoxymethyl (meth) acrylamide.
  • (Meth) acrylamide means both methacrylamide and acrylamide.
  • a compound represented by the following formula (X2) is preferable. .
  • R 51 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 52 represents a monovalent aliphatic group containing an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent aliphatic cyclic group having 5 to 6 carbon atoms, or an aliphatic ring having 5 to 6 carbon atoms; An ether bond may be included in the structure.
  • R 53 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, a divalent aliphatic ring group having 5 to 6 carbon atoms, or a divalent group containing an aliphatic ring having 5 to 6 carbon atoms. And an ether bond may be included in the structure.
  • R 54 is a linear or branched divalent to 9-valent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent to 9-valent aliphatic cyclic group having 5 to 6 carbon atoms, or a carbon number of 5 It represents a divalent to a 9-valent aliphatic group containing 6 to 6 aliphatic rings, and one methylene group or a plurality of non-adjacent methylene groups in these groups may be replaced with an ether bond.
  • Z is> NCOO-, or -OCON ⁇ (where "-" indicates that there is one bond, and ">” and “ ⁇ ” indicate that there are two bonds, and It represents an alkoxymethyl group (that is, —OR 52 group) is bonded to any one of the bonds.)
  • r is a natural number of 2 or more and 9 or less.
  • alkylene group having 2 to 20 carbon atoms in the definition of R 53 include a divalent group in which one hydrogen atom is further removed from an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms described later.
  • divalent to 9-valent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms in the definition of R 54 include further 1 to 8 hydrogen atoms from an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, which will be described later. Examples of the divalent to 9-valent groups removed are listed.
  • the alkyl group having 1 carbon atom is a methyl group
  • specific examples of the alkyl group having 2 to 20 carbon atoms include ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i -Butyl group, s-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, 1-methyl-n-butyl group, 2-methyl-n-butyl group, 3-methyl-n-butyl group, 1,1- Dimethyl-n-propyl group, n-hexyl group, 1-methyl-n-pentyl group, 2-methyl-n-pentyl group, 1,1-dimethyl-n-butyl group, 1-ethyl-n-butyl group, 1,1,2-trimethyl-n-propyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-
  • R 53 and R 54 are preferably an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, particularly preferably R 53 is an ethylene group and R 54 is a hexylene group from the viewpoint of availability of raw materials. .
  • alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in the definition of R 52 include a specific example of an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms in the definition of R 53 and a methyl group. Of these, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an n-butyl group is particularly preferable.
  • R may be a natural number of 2 or more and 9 or less, preferably 2 to 6.
  • Compound (X2) is obtained by the production method represented by the following reaction scheme. That is, a carbamate compound having an acrylic or methacryl group represented by the following formula (X2-1) (hereinafter also referred to as compound (X2-1)) is converted to trimethylsilyl chloride and paraformaldehyde (generally represented by the chemical formula (CH 2 O) n). And an intermediate represented by the following formula (X2-2) is synthesized, and an alcohol represented by R 52 —OH is added to the reaction solution and reacted. Manufactured by.
  • R 51 , R 52 , R 53 , R 54 , Z and r represent the above-mentioned meanings, and X represents —NHCOO— or —OCONH—.
  • trimethylsilyl chloride and paraformaldehyde to be used with respect to compound (X2-1) is not particularly limited. However, in order to complete the reaction, trimethylsilyl chloride is 1.0 to 6.0 equivalent times the amount of one carbamate bond in the molecule, Paraformaldehyde is preferably used in an amount of 1.0 to 3.0 equivalents, and more preferably the equivalent of trimethylsilyl chloride is greater than the equivalent of paraformaldehyde.
  • the reaction solvent is not particularly limited as long as it is inert to the reaction.
  • hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, benzene and toluene; methylene chloride, carbon tetrachloride, chloroform, 1,2-dichloroethane and the like Halogenated hydrocarbons; ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dioxane and tetrahydrofuran; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N -Nitrogen-containing aprotic polar solvents such as methyl-2-pyrrolidone and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone; pyridines such as pyridine and picoline. These solvents may be used alone or as a mixture of two or more thereof.
  • Preferred are methylene chlor
  • reaction concentration is not particularly limited, but the reaction may be carried out without using a solvent.
  • a solvent 0.1 to 100 mass relative to compound (X2-1) is used. Double the solvent may be used. Preferably it is 1 thru
  • the reaction temperature is not particularly limited, but is, for example, ⁇ 90 to 200 ° C., preferably ⁇ 20 to 100 ° C., and more preferably ⁇ 10 to 50 ° C.
  • the reaction time is usually 0.05 to 200 hours, preferably 0.5 to 100 hours.
  • the reaction can be carried out at normal pressure or under pressure, and can be batch or continuous.
  • a polymerization inhibitor may be added.
  • BHT 2,6-di-tert-butyl-para-cresol
  • hydroquinone para-methoxyphenol, etc.
  • para-methoxyphenol para-methoxyphenol
  • the addition amount in the case of adding a polymerization inhibitor is not particularly limited, but is 0.0001 to 10 wt%, preferably 0.01 to 1 wt% with respect to the total amount (mass) of compound (X2-1). is there. In the present specification, wt% means mass%.
  • a base may be added to suppress hydrolysis under acidic conditions.
  • the base include pyridines such as pyridine and picoline, and tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, diisopropylethylamine and tributylamine. Triethylamine and diisopropylethylamine are preferable, and triethylamine is more preferable.
  • the addition amount in the case of adding a base is not particularly limited, but it may be used 0.01 to 2.0 equivalents, more preferably 0.5 to 1 with respect to the addition amount of trimethylsilyl chloride used in the reaction. 0.0 equivalents.
  • the synthesis method of compound (X2-1) is not particularly limited, but it can be produced by reacting (meth) acryloyloxyalkyl isocyanate with a polyol compound or reacting a hydroxyalkyl (meth) acrylate compound with a polyisocyanate compound. I can do it.
  • (meth) acryloyloxyalkyl isocyanate examples include, for example, 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (manufactured by Showa Denko KK, trade name: Karenz MOI [registered trademark]), 2-acryloyloxyethyl isocyanate (Showa). Denko Co., Ltd., trade name: Karenz AOI [registered trademark]) and the like.
  • polyol compound examples include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, Examples include diol compounds such as 1,6-hexanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol, triol compounds such as glycerin and trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, and diglycerin.
  • hydroxyalkyl (meth) acrylate compounds include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, and diethylene glycol.
  • monomers having a hydroxy group such as monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, poly (ethylene glycol) ethyl ether acrylate, poly (ethylene glycol) ethyl ether methacrylate, and the like.
  • polyisocyanate compound examples include aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4′-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), ⁇ , ⁇ Alicyclic diisocyanates such as' -diisocyanate dimethylcyclohexane, lysine ester triisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 1,8-diisocyanate-4-isocyanatomethyloctane, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, And triisocyanates such as bicycloheptane triisocyanate.
  • aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, isophorone
  • the component (D) may be a mixture of a plurality of compounds of the component (D).
  • the content in the case of containing the component (D) in the cured film forming composition of the present invention is preferably 1 part by mass to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer compound of the component (A). More preferably, it is 3 to 50 parts by mass.
  • content of (D) component is preferably 1 part by mass to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer compound of the component (A). More preferably, it is 3 to 50 parts by mass.
  • the photo-alignment property and solvent resistance of a cured film may fall.
  • sufficient adhesiveness can be provided to the cured film formed by content of (D) component being 1 mass part or more.
  • composition for forming a retardation material of the present embodiment further contains a crosslinking catalyst as the component (E) in addition to the components (A), (B), (C) and (D). Can do.
  • crosslinking catalyst (E) examples include an acid or a thermal acid generator as (E-1). This component (E-1) is effective in accelerating the thermosetting reaction of the composition when a cured film is formed using the cured film-forming composition of the present invention.
  • the component (E-1) include sulfonic acid group-containing compounds, hydrochloric acid or salts thereof as the acid.
  • the thermal acid generator is a compound that generates an acid by thermal decomposition during heat treatment (pre-baking or post-baking), that is, a compound that generates an acid by thermal decomposition at a temperature of 80 ° C. to 250 ° C. It is not particularly limited.
  • the acid include, for example, hydrochloric acid or a salt thereof; methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid, octanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, camphor Sulfonic acid, trifluoromethanesulfonic 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, non
  • Examples of the compound that generates an acid by heat include, for example, bis (tosyloxy) ethane, bis (tosyloxy) propane, bis (tosyloxy) butane, p-nitrobenzyl tosylate, o-nitrobenzyl tosylate, 1,2,3 -Phenylenetris (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,
  • TA100, TA120, TA160 manufactured by San Apro Co., Ltd.
  • K-PURE registered trademark
  • TAG2690, TAG2690, CXC1614, CXC1738 and above, King Industries Inc.
  • Sun-Aid SI-100L, SI-180L Sun-Aid SI-100L, SI-180L (Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) and the like.
  • examples of the crosslinking catalyst for component (E) include a metal chelate compound as (E-2) and a silanol compound as (E-3).
  • a metal chelate compound as (E-2) and a silanol compound as (E-3).
  • Examples of the (E-2) metal chelate compound include zirconium compounds, titanium compounds, aluminum compounds, and more specifically, diisopropoxytitanium bisacetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, zirconium tetraacetyl.
  • Examples of the (E-3) silanol compound include triphenylsilanol, trimethylsilanol, triethylsilanol, 1,1,3,3-tetraphenyl-1,3-disiloxanediol, and 1,4-bis (hydroxydimethyl). And silyl) benzene.
  • the content is preferably 0.00 with respect to 100 parts by mass of the polymer compound of the component (A). It is 01 to 20 parts by mass, more preferably 0.01 to 15 parts by mass, and still more preferably 0.01 to 10 parts by mass.
  • the content of component (E-1) is preferably 0.01 parts by mass or more, sufficient thermosetting and solvent resistance can be imparted. However, when it is more than 20 parts by mass, the storage stability of the composition may be lowered.
  • the content of the (E-2) component is the polymer compound of the (A) component Is preferably 0.1 part by mass to 30 parts by mass, more preferably 0.5 part by mass to 15 parts by mass
  • the content of (E-3) is the component (A) Preferably they are 0.5 mass part thru
  • the cured film forming composition of the present invention has, as component (F), a photo-alignable group formed by bonding a thermal crosslinking reactive site directly or via a linking group, and one or more polymerizable groups. Monomers can be included.
  • the monomer of component (F) is in close contact with the cured polymerizable liquid crystal layer formed thereon. Enhances the property, that is, acts as an adhesion improving component.
  • thermal crosslinking reactive site formed by bonding to the photo-alignment group of the component (F) monomer examples include a carboxyl group, an amide group, an N-substituted amide group, a hydroxy group, an amino group, an alkoxysilyl group, and the above formula (2). And groups protected by a protecting group which can be dissociated by heating. Of these, a carboxyl group or an amide group is preferred.
  • the photoalignable group in the monomer of component (F) refers to a functional group having a structural site that undergoes photodimerization or photoisomerization.
  • the structural part that undergoes photodimerization is a part that forms a dimer by light irradiation, and specific examples thereof include a cinnamoyl group, a chalcone group, a coumarin group, and an anthracene group. Of these, a cinnamoyl group is preferred because of its high transparency in the visible light region and high photodimerization reactivity.
  • the above-mentioned photoisomerizable structural site refers to a structural site that changes into a cis form and a trans form by light irradiation, and specific examples thereof include a part composed of an azobenzene structure, a stilbene structure, and the like. Of these, an azobenzene structure is preferred because of its high reactivity.
  • the thermal crosslinking reactive site is bonded to the photo-alignment group through a direct bond or a linking group.
  • a linking group include a linear alkylene group having 1 to 15 carbon atoms, and 3 carbon atoms.
  • examples of the bond between divalent groups constituting the linking group and the bond between the linking group and the thermal crosslinking reactive site include a single bond, an ester bond, an amide bond, a urea bond, or an ether bond.
  • the divalent groups may be the same or different, and when there are a plurality of the bonds, the bonds may be the same or different.
  • linear alkylene group having 1 to 15 carbon atoms examples include methylene group, ethylene group, n-propylene group, n-butylene group, n-pentylene group, n-hexylene group, n-heptylene group, and n-octylene.
  • Examples of the branched alkylene group having 3 to 20 carbon atoms include i-propylene group, i-butylene group, s-butylene group, t-butylene group, 1-methyl-n-butylene group, 2-methyl- n-butylene group, 3-methyl-n-butylene group, 1,1-dimethyl-n-propylene group, 1,2-dimethyl-n-propylene group, 2,2-dimethyl-n-propylene group, 1-ethyl -N-propylene group, 1-methyl-n-pentylene group, 2-methyl-n-pentylene group, 3-methyl-n-pentylene group, 4-methyl-n-pentylene group, 1,1-dimethyl-n- Butylene, 1,2-dimethyl-n-butylene, 1,3-dimethyl-n-butylene, 2,2-dimethyl-n-butylene, 2,3-dimethyl-n-butylene, 3,3 -Dimethyl-n-bu
  • Examples of the cyclic alkylene group having 3 to 20 carbon atoms include a monocyclic alkylene group such as a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a cycloheptylene group, and a cyclooctylene group, and norbornylene. And polycyclic alkylene groups such as a tricyclodecylene group, a tetracyclododecylene group and an adamantylene group.
  • Monomer As a photo-alignment group formed by bonding a thermal crosslinking reactive site directly or via a linking group, an organic group containing a structure represented by the following formula (Y) can be mentioned as a preferable one.
  • R 31 represents a hydroxy group, an amino group, a hydroxyphenoxy group, a carboxylphenoxy group, an aminophenoxy group, an aminocarbonylphenoxy group, a phenylamino group, or a hydroxyphenylamino group.
  • X 3 represents a phenylene group which may be substituted with an arbitrary substituent. (The benzene ring in the definition may be substituted with a substituent.)
  • alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isobutyl group
  • Haloalkyl groups such as a trifluoromethyl group
  • Alkoxy groups such as a methoxy group and an ethoxy group
  • a halogen atom such as iodine, bromine, chlorine or fluorine
  • a cyano group such as iodine, bromine, chlorine or fluorine
  • a cyano group such as iodine, bromine, chlorine or fluorine
  • the substituent include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and an isobutyl group; a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group; a methoxy group, Examples thereof include alkoxy groups such as ethoxy group; halogen atoms such as iodine, bromine, chlorine and fluorine; cyano group; nitro group and the like.
  • an organic group including a structure in which R 31 represents a hydroxy group or an amino group, and X 3 represents a phenylene group which may be substituted with an arbitrary substituent is preferable.
  • examples of the polymerizable group containing a C ⁇ C double bond include an acryl group, a methacryl group, a vinyl group, an allyl group, and a maleimide group.
  • the monomer of the component (F) a monomer having a group represented by the formula (1) mentioned in the component (A) can be used.
  • the monomer represented by the formula (5) mentioned in the above component (A) can be mentioned.
  • Examples of the monomer of component (F) include 4- (6-methacryloxyhexyl-1-oxy) cinnamic acid, 4- (3-methacryloxypropyl-1-oxy) cinnamic acid, and 4- (6 -Methacryloxyhexyl-1-oxy) cinnamamide, and monomers obtained by reacting these monomers with the formula (3-1) or (3-2) mentioned in the above component (A).
  • the content in the case where the component (F) in the cured film forming composition of the present invention is contained is preferably 1 part by mass to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer compound of the component (A). Preferably, it is 5 to 30 parts by mass. When there is more content of (F) component than 40 mass parts, the solvent resistance of a cured film may fall.
  • the cured film forming composition of the present invention is mainly used in the state of a solution (varnish) dissolved in a solvent.
  • the solvent used in that case is the component (A), and if desired, the component (B), the component (C), the component (D), the component (E), the component (F), and / or other additives described later.
  • its type and structure are not particularly limited.
  • the solvent include, for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, n-pentanol, 2-methyl-1-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol propyl ether, propylene glycol propyl ether acetate, Toluene, xylene, methyl Ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2-butanone
  • methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol is used from the viewpoint that the film is a solvent having resistance.
  • N-butanol, 2-methyl-1-butanol, 2-heptanone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol, diethylene glycol, and propylene glycol monomethyl ether acetate are preferably used.
  • the cured film forming composition of the present invention is a sensitizer, an adhesion improver, a silane coupling agent, a surfactant, a rheology modifier, a pigment, as necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Dyes, storage stabilizers, antifoaming agents, antioxidants and the like can be contained.
  • a sensitizer is effective in promoting a photoreaction after forming a thermosetting film using the cured film forming composition of the present invention.
  • sensitizers that are examples of additives include benzophenone, anthracene, anthraquinone, thioxanthone and derivatives thereof, and nitrophenyl compounds.
  • benzophenone derivatives and nitrophenyl compounds are preferred.
  • Specific examples of preferred compounds include N, N-diethylaminobenzophenone, 2-nitrofluorene, 2-nitrofluorenone, 5-nitroacenaphthene, 4-nitrobiphenyl, 4-nitrocinnamic acid, 4-nitrostilbene, 4-nitrobenzophenone. , And 5-nitroindole.
  • N, N-diethylaminobenzophenone which is a derivative of benzophenone is preferable.
  • sensitizers are not limited to those described above.
  • the sensitizers can be used alone or in combination of two or more compounds.
  • the proportion of the sensitizer used in the cured film forming composition of the present invention is preferably 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of components (A) to (F), more
  • the amount is preferably 0.2 to 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 may be lowered and the coating film may be roughened.
  • the cured film forming composition of the present invention contains the polymer compound as the component (A) as an essential component, and further includes a crosslinking agent as the component (B) and at least two specific functional groups 2 as the component (C).
  • a specific polymer having (a group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group and a group represented by the above formula (2)), and (D) one or more polymerizable groups as a component; , At least one specific functional group 2 (a group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group, an amino group, and a group represented by the above formula (2)) or at least one crosslinkable group (specific functional group) 2 and a group capable of undergoing a thermal crosslinking reaction), (E) a crosslinking catalyst as a component, and (F) a photo-alignment formed by bonding a thermal crosslinking reactive site directly or via a linking group as a component.
  • Sex groups and one or more Monomer, and a polymerizable group may contain at least one component of the.
  • the cured film formation composition of this invention can contain another additive, unless the effect of this invention is impaired.
  • the compounding ratio of (A) component and (B) component has preferable 20:80 thru
  • the content of the component (B) is excessive, the liquid crystal orientation tends to be lowered.
  • the preferable example of the cured film formation composition of this invention is as follows. [1]: A cured film forming composition containing the component (A).
  • the mixing ratio of the component (A) and the component (B) is 20:80 to 100: 0 by mass ratio, and based on 100 parts by mass of the component (A), 10 parts by mass to 200 parts by mass.
  • C The cured film formation composition containing a component.
  • the blending ratio, preparation method, and the like when the cured film forming composition of the present invention is used as a solution are described in detail below.
  • the ratio of the solid content in the cured film forming 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 2%. It is from mass% to 60 mass%, more preferably from 3 mass% to 40 mass%.
  • solid content means what remove
  • the method for preparing the cured film forming composition of the present invention is not particularly limited.
  • a preparation method for example, (B) component, (C) component, (D) component, (E) component, (F) component, etc. are mixed in a predetermined ratio to a solution of component (A) dissolved in a solvent.
  • a method for obtaining 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 the polymer compound (specific copolymer) of the component (A) obtained by a polymerization reaction in a solvent can be used as it is.
  • the (B) component, the (C) component, the (D) component, the (E) component, the (F) component, etc. are put into the solution of the (A) component in the same manner as described above to obtain a uniform solution, A cured film forming composition is prepared.
  • a solvent may be further added for the purpose of adjusting the concentration.
  • the solvent used in the production process of the component (A) 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 solution of the cured film forming composition of the present invention is applied to a substrate (for example, a silicon / silicon dioxide-coated substrate, a silicon nitride substrate, a substrate coated with a metal such as aluminum, molybdenum, or chromium, a glass substrate, a quartz substrate, or ITO.
  • a substrate for example, a silicon / silicon dioxide-coated substrate, a silicon nitride substrate, a substrate coated with a metal such as aluminum, molybdenum, or chromium, a glass substrate, a quartz substrate, or ITO.
  • Substrates) and films for example, triacetyl cellulose (TAC) film, polycarbonate (PC) film, cycloolefin polymer (COP) film, cycloolefin copolymer (COC) film, polyethylene terephthalate (PET) film, acrylic film, polyethylene film) , Etc., by bar coating, spin coating, flow coating, roll coating, slit coating, spin coating following slit, inkjet coating, printing, etc. Coating film is formed, then dried by heating on a hot plate or an oven or the like, it is possible to form a cured film.
  • TAC triacetyl cellulose
  • PC polycarbonate
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • PET polyethylene terephthalate
  • Coating film is formed, then dried by heating on a hot plate or an oven or the like, it is possible to form a cured film.
  • the heating and drying conditions may be such that the cross-linking reaction with the cross-linking agent proceeds to such an extent that the components of the alignment material formed from the cured film do not elute into the polymerizable liquid crystal solution applied thereon.
  • a heating temperature and a heating time appropriately selected from the range of 0 to 230 ° C. and a time of 0.4 to 60 minutes are employed.
  • the heating temperature and the heating time are preferably 70 ° C. to 230 ° C., 0.5 minutes to 10 minutes.
  • the film thickness of the cured film (and the alignment material formed later) formed using the cured film forming composition of the present invention is, for example, 0.05 ⁇ m to 5 ⁇ m. Can be selected as appropriate in consideration of specific characteristics.
  • the cured film thus formed can function as an alignment material, that is, a member for aligning a liquid crystal compound such as liquid crystal by performing polarized UV irradiation.
  • ultraviolet light to 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 cured film-forming composition of the present invention has solvent resistance and heat resistance, after applying a retardation material comprising a polymerizable liquid crystal solution on the alignment material, By heating to the phase transition temperature, the phase difference material can be brought into a liquid crystal state and can be aligned on the alignment material. And the phase difference material can be formed as a layer which has optical anisotropy by hardening the phase difference material which became the orientation state as it is.
  • the retardation material for example, a liquid crystal monomer having a polymerizable group and a composition containing the same are used.
  • substrate which forms an orientation material is a film
  • the film which has the phase difference material of this Embodiment is useful as a phase difference film.
  • 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.
  • the patterned phase difference material used for 3D display it is predetermined to the cured film formed by the above-mentioned method from the cured film formation composition of this embodiment through the mask of a line and space pattern.
  • the polarized UV exposure is performed in the +45 degree direction from the reference, and then the polarized UV light is exposed in the -45 degree direction after removing the mask to form two types of liquid crystal alignment regions having different liquid crystal alignment control directions. Obtained alignment material is obtained.
  • the retardation material is brought into a liquid crystal state by being heated to the phase transition temperature of the liquid crystal, and is aligned on the alignment material.
  • the retardation material in an oriented state is cured as it is, and a patterned retardation material in which a plurality of two types of retardation regions having different retardation characteristics are regularly arranged can be obtained.
  • the alignment materials on both substrates are bonded to each other via a spacer, and then between the substrates.
  • a liquid crystal display element in which liquid crystal is injected to align the liquid crystal may be used. Therefore, the cured film forming composition of this invention can be used suitably for manufacture of various retardation materials (retardation film), a liquid crystal display element, etc.
  • composition component used in Examples and their abbreviations Each composition component used in the following examples and comparative examples is as follows. ⁇ Component (A), Component (B), Component (C): Raw Material> M6CA: 4- (6-methacryloxyhexyl-1-oxy) cinnamic acid CN1: 4- (6-methacryloxyhexyl-1-oxy) cinnamic acid methyl 6MBe: 4-methoxyphenyl-4-((6- (Methacryloxy) hexyl) oxy) benzoate HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate MAA: methacrylic acid MMA: methyl methacrylate lens MOI-BM (registered trademark): 2- (0- (1′-methylpropylideneamino) methacrylate Carboxyamino) ethyl (made by Showa Denko KK) BMAA: N-butoxymethylacrylamide
  • EGAMA ethylene glycol monoacetoacetate monomethacrylate (2-acetoacetoxyethyl methacrylate) (formula below)
  • GMA glycidyl methacrylate
  • AIBN ⁇ , ⁇ '-azobisisobutyronitrile
  • AM-1 (See Synthesis Example 1)
  • AM-2 (See Synthesis Example 2)
  • AM-3 (See Synthesis Example 3)
  • HMM Melamine crosslinking agent represented by the following structural formula [CYMEL (registered trademark) 303 (Mitsui Cytec Co., Ltd.)]
  • TC-401 Titanium tetraacetylacetonate (containing 35% IPA [isopropanol] as a solvent)
  • ORGATICS registered trademark
  • the molecular weight of the acrylic copolymer in the polymerization example is as follows 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 Co. And measured.
  • 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.
  • Synthesis Example 2 Synthesis of compound [AM-2] In a 200 mL one-necked flask, 106 g of THF, 19.2 g (0.06 mol) of M6CA, 6.95 g (0.07 mol) of butyl vinyl ether, and 0.44 g (1.70 mmol) of pyridinium paratoluenesulfonate (Py-PTS) at room temperature. The mixture was stirred and reacted at room temperature for 14 hours under magnetic stirring. Purification operation was carried out using an evaporator, liquid separation, filtration, etc. to obtain the target product [AM-2] (22.5 g, 0.052 mol, yield 90.0%). The structure of the compound [AM-2] was confirmed by obtaining the following spectral data by 1 H-NMR analysis.
  • Synthesis Example 3 Synthesis of compound [AM-3] In a 200 mL one-necked flask, 107 g of THF, 18.1 g (0.05 mol) of M6CA, 8.24 g (0.07 mol) of cyclohexyl vinyl ether, and 0.41 g (1.60 mmol) of pyridinium paratoluenesulfonate (Py-PTS) at room temperature. The mixture was stirred and reacted at room temperature for 14 hours under magnetic stirring. Purification was carried out using an evaporator, liquid separation, filtration, etc. to obtain the target product [AM-3] (20.4 g, 0.044 mol, yield 81.6%). The structure of the compound [AM-3] was confirmed by obtaining the following spectral data by 1 H-NMR analysis.
  • Synthesis Example 5 Synthesis of compound [DM-2] In a 500 mL four-necked flask under a nitrogen stream, 35.0 g of ethyl acetate, 87.0 g of toluene, 8.41 g (50.0 mmol) of hexamethylene diisocyanate, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7- Undecene (DBU) (0.345 g, 2.27 mmol) and 2,6-di-tert-butyl-para-cresol (BHT) (70.0 mg, 0.318 mmol) were charged at room temperature under magnetic stirring. The temperature was raised to 60 ° C.
  • DBU 1,8-diazabicyclo [5.4.0]-7- Undecene
  • BHT 2,6-di-tert-butyl-para-cresol
  • the mixed solution of the two organic layers was further washed with 170 g of brine, and the obtained organic layer was dried over magnesium sulfate. Magnesium sulfate was removed by filtration, and the resulting dichloromethane solution was concentrated and dried to obtain the desired [DM-2] (16.2 g, 33.1 mmol, yield 91.0%).
  • the structure of the compound [DM-2] was confirmed by obtaining the following spectral data by 1 H-NMR analysis.
  • Examples 1 to 20> and ⁇ Comparative Examples 1 to 2> The cured film forming compositions of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 2 were prepared with the compositions shown in Table 1.
  • the compounding quantity regarding the component obtained with the (co) polymer solution in the polymerization example is a solid content conversion value
  • a cured film was prepared by the following procedure using each cured film forming composition, and the orientation of each of the obtained cured films was evaluated.
  • a 0 ⁇ m coating film was formed. This coating film was exposed at 300 mJ / cm 2 to prepare a retardation material.
  • the phase difference material on the prepared substrate is sandwiched between a pair of polarizing plates, the state of the phase difference characteristic in the phase difference material is observed, ⁇ if the phase difference is expressed without defects, and no phase difference is expressed Things were rated as x.
  • the obtained results are shown in the column of Table 2 “Drying conditions 1”.
  • the heating and drying conditions of each cured film forming composition were heated and dried on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds and further at 200 ° C. for 300 seconds.
  • (Drying condition 2) a retardation material was prepared and evaluated in the same manner as "drying condition 1". The obtained results are shown in the column of Table 2 “Drying conditions 2”.
  • the cured film forming compositions of Examples 1 to 21 were able to form a retardation material with an exposure amount as low as 10 mJ / cm 2 by drying under suitable drying conditions.
  • Comparative Example 1 in which the cured film forming composition did not have thermosetting properties, liquid crystal alignment was not obtained.
  • the cured film forming composition of the present invention is very useful as an alignment material for forming a liquid crystal alignment film of a liquid crystal display element or an optically anisotropic film provided inside or outside the liquid crystal display element, and particularly 3D. It is suitable as a material for forming a patterned retardation material for a display. Furthermore, a material for forming a cured film such as a protective film, a flat 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, particularly an interlayer insulating film of a TFT type liquid crystal display element, a color filter 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】優れた光反応効率を有し、高感度で重合性液晶を配向させることができる配向材を提供するための硬化膜形成組成物を提供すること。【解決手段】光配向性基として下記式(1)で表される基を側鎖に有する高分子化合物を含有することを特徴とする、硬化膜形成組成物、当該組成物を用いて得られる硬化膜、配向材、位相差材。(式中、*は高分子化合物の側鎖との結合位置を表し、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又はアルキル基を表し、Rはアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、芳香族基を表し、RとR、又はRとRは互いに結合して環を形成してもよい。Xは任意の置換基で置換されていてもよいフェニレン基を表す。)

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再現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、通常、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を配置する。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。具体的には、まず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。
 上述の液晶パネルの光配向技術を用いた配向材形成において、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、液晶配向性ともいう。)を示すことが報告されている(特許文献3~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号公報 特開2009-058584号公報 特表2001-517719号公報
 しかしながら、本発明者らの検討によれば、こうした側鎖にシンナモイル基やカルコン基等の光二量化部位を有するアクリル樹脂は、位相差材の形成に適用した場合に、充分な配向特性が得られないことを経験している。特に、これらの樹脂に偏光UVを照射して配向材を形成し、その配向材を用いて重合性液晶からなる位相差材料の光学パターニングをするためには、大きな偏光UV露光量が必要となる。その偏光UV露光量は、通常の液晶パネル用の液晶を配向させるのに十分な偏光UV露光量(例えば、30mJ/cm程度。)より格段に多くなる。
 このように偏光UV露光量が多くなる理由としては、位相差材形成の場合、液晶パネル用の液晶と異なり、重合性液晶が溶液の状態で用いられ、配向材の上に塗布されることが挙げられている。
 より詳細には、側鎖にシンナモイル基等の光二量化部位を有するアクリル樹脂等を用いて配向材を形成し、重合性液晶を配向させようとする場合、そのアクリル樹脂等においては、光二量化反応による光架橋を行い、その後、重合性液晶溶液に対する耐性が発現するまで、大きな露光量の偏光照射を行う必要がある。液晶パネルの液晶を配向させるためには、通常、光配向性の配向材の表面のみを二量化反応させればよい。しかし、上述のアクリル樹脂等の従来材料を用いて配向材に溶剤耐性を発現させようとすると、配向材の内部にまで反応を進行させる必要があり、より多くの露光量が必要となる。その結果、従来材料の配向感度は非常に小さくなってしまうという問題があった。
 また、上述の従来材料である樹脂にこのような溶剤耐性を発現させるため、架橋剤を添加する技術が知られている。しかし、架橋剤による熱硬化反応を行った場合、形成された塗膜の内部に架橋剤による3次元構造が形成され、光反応性が低下することが確認されている。すなわち、溶剤耐性の発現を架橋剤のみで実現するべく添加すると配向感度の大きな低下を引き起こし得るため、従来材料に単に架橋剤を添加して使用しても所望とする効果は得られていない。
 以上より、配向材の配向感度を向上させ、偏光UV露光量を低減できる光配向技術と、その配向材の形成に用いられる硬化膜形成組成物が求められている。そして、高効率にパターン化位相差材を提供することができる技術が求められている。
 本発明は、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、優れた光反応効率を有し、高感度で重合性液晶を配向させることができる配向材を提供するための硬化膜形成組成物を提供することである。
 そして、本発明の別の目的は、その硬化膜形成組成物を用いて形成される、優れた光反応効率を有し、高感度で重合性液晶を配向させることができる配向材とその配向材を用いて形成された位相差材を提供することにある。
 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)成分として、光配向性基として下記式(1)で表される基を側鎖に有する高分子化合物を含有することを特徴とする、硬化膜形成組成物に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中、*は高分子化合物の側鎖との結合位置を表し、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又はアルキル基を表し、Rはアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、芳香族基を表し、RとR、又はRとRは互いに結合して環を形成してもよい。Xは任意の置換基で置換されていてもよいフェニレン基を表す。)
 本発明の第1の態様において、前記(A)成分の高分子化合物がアクリル共重合体であることが好ましい。
 本発明の第1の態様において、前記(A)成分の高分子化合物が自己架橋性基をさらに有するか、又は、少なくとも1つの架橋性基をさらに有することが好ましい。このとき、前記架橋性基はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び下記式(2)で表される基からなる群から選ばれる特定官能基2と熱架橋反応する基である。
[但し、上記式(1)で表される光配向性基の保護基が解離して生じるカルボキシル基も特定官能基2に含まれる。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、*は他の基との結合位置を表し、Rはアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基を表す。)
 本発明の第1の態様において、前記(A)成分の高分子化合物が、少なくとも1つの特定官能基2並びに少なくとも1つの架橋性基をさらに有することが好ましい。このとき、前記特定官能基2はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び下記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基であり、
前記架橋性基は、上記特定官能基2と熱架橋反応する基である。
[但し、上記式(1)で表される光配向性基の保護基が解離して生じるカルボキシル基も特定官能基2に含まれる。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、*は他の基との結合位置を表し、Rはアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基を表す。)
 本発明の第1の態様において、前記(A)成分の高分子化合物が、少なくとも1つの特定官能基2をさらに有し、かつ、前記組成物が、前記特定官能基2と熱架橋反応する架橋剤(B)をさらに含有することが好ましい。このとき、前記特定官能基2はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び下記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基である。
[但し、上記式(1)で表される光配向性基の保護基が解離して生じるカルボキシル基も特定官能基2に含まれる。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、*は他の基との結合位置を表し、Rはアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基を表す。)
 本発明の第1の態様において、(C)成分として、少なくとも2つの特定官能基2を有する特定重合体をさらに含有することが好ましい。このとき、特定官能基2は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基である。
 本発明の第1の態様において、(E)成分として架橋触媒をさらに含有することが好ましく、このとき前記(E)架橋触媒は、(E-1)酸又は熱酸発生剤、或いは、(E-2)金属キレート化合物及び(E-3)シラノール化合物の組み合わせ、のいずれか一方である。
 本発明の第1の態様において、(D)成分として1つ以上の重合性基と、少なくとも1つの特定官能基2又は少なくとも1つの架橋性基を有する密着性向上成分をさらに含有することが好ましい。このとき、特定官能基2は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基であり、前記架橋性基は前記特定官能基2と熱架橋反応する基である。
 本発明の第1の態様において、(F)成分として熱架橋反応性部位が直接結合又は連結基を介して結合してなる光配向性基と、1つ以上の重合性基とを有するモノマーをさらに含有することが好ましい。
 本発明の第1の態様において、(A)成分である高分子化合物の100質量部に基づいて1質量部乃至100質量部の(B)成分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、(A)成分の100質量部に基づいて、10質量部乃至200質量部の(C)成分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、(A)成分の100質量部に基づいて、0.01質量部乃至20質量部の(E-1)成分を含有するか、または、0.1質量部乃至30質量部の(E-2)成分と0.5質量部乃至70質量部の(E-3)成分の組み合わせ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、(A)成分の100質量部に基づいて、1質量部乃至80質量部の(D)成分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、(A)成分の100質量部に基づいて、1質量部乃至40質量部の(F)成分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得られることを特徴とする熱硬化膜に関する。
 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を用いて得られることを特徴とする配向材に関する。
 本発明の第4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使用して形成され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、高い溶剤耐性に加えて、光照射による液晶配向能(光配向性)を有する硬化膜を形成できる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、高い溶剤耐性に加えて、光照射による液晶配向能(光配向性)を有する熱硬化膜を提供することができる。
 本発明の第3の態様によれば、配向感度、パターン形成性を備え、高感度で重合性液晶を配向させることができる配向材を提供することができる。
 本発明の第4の態様によれば、樹脂フィルム上でも高い効率で形成できて光学パターニングの可能な位相差材を提供することができる。
<硬化膜形成組成物>
 本発明の硬化膜形成組成物は、(A)成分として特定の光配向性基を側鎖に有する高分子化合物を含有する。また、本発明の硬化膜形成組成物は、(A)成分に加えて、(B)成分として架橋剤を含有することができる。さらに、本発明の硬化膜形成組成物は、(A)成分、(B)成分に加えて、
(C)成分として少なくとも2つの特定官能基2を有する特定重合体、
(D)成分として1つ以上の重合性基と、少なくとも1つの特定官能基2又は少なくとも1つの架橋性基をさらに有する密着性向上化合物、
(E)成分として架橋触媒、並びに
(F)成分として熱架橋反応性部位が直接結合又は連結基を介して結合してなる光配向性基と、1つ以上の重合性基とを有するモノマー
をさらに含有することができる。
 なお上記特定官能基2は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び下記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基であり、上記架橋性基とは、上記特定官能基2と熱架橋反応する基である。[但し、上記式(1)で表される光配向性基の保護基が解離して生じるカルボキシル基も特定官能基2に含まれる。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式中、*は結合位置を表し、Rはアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基を表す。)
 また、本発明の硬化膜形成組成物は、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。
 以下、各成分の詳細を説明する。
<(A)成分>
 本発明の硬化膜形成組成物に含有される(A)成分は、その側鎖に光配向性の基である下記式(1)で表される基を有する高分子化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式中、*は高分子化合物の側鎖との結合位置を表し、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又はアルキル基を表し、Rはアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、芳香族基を表し、RとR、又はRとRは互いに結合して環を形成してもよい。Xは任意の置換基で置換されていてもよいフェニレン基を表す。)
 R及びRにおけるアルキル基としては、炭素原子数1乃至6のアルキル基が挙げられる。
 Rにおけるアルキル基としては炭素原子数1乃至6のアルキル基が、アルケニル基としては炭素原子数2乃至6のアルケニル基が、シクロアルキル基としては炭素原子数3乃至8のシクロアルキル基が、そして芳香族基としては炭素原子数4乃至14の芳香族基が、それぞれ挙げられる。
 上記炭素原子数1乃至6のアルキル基としては、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1,1-ジメチルプロピル基、2,2-ジメチルプロピル基、n-ヘキシル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、1,1-ジメチルブチル基、1-エチルブチル基、1,1,2-トリメチルプロピル基等が挙げられる。
 上記炭素原子数2乃至6のアルケニル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、例えば、エテニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、1-メチル-1-エテニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、2-メチル-1-プロペニル基、2-メチル-2-プロペニル基、1-エチルエテニル基、1-メチル-1-プロペニル基、1-メチル-2-プロペニル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、1-n-プロピルエテニル基、1-メチル-1-ブテニル基、1-メチル-2-ブテニル基、1-メチル-3-ブテニル基、2-エチル-2-プロペニル基、2-メチル-1-ブテニル基、2-メチル-2-ブテニル基、2-メチル-3-ブテニル基、3-メチル-1-ブテニル基、3-メチル-2-ブテニル基、3-メチル-3-ブテニル基、1,1-ジメチル-2-プロペニル基、1-i-プロピルエテニル基、1,2-ジメチル-1-プロペニル基、1,2-ジメチル-2-プロペニル基、1-c-ペンテニル基、2-c-ペンテニル基、3-c-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、2-ヘキセニル基、3-ヘキセニル基、4-ヘキセニル基、5-ヘキセニル基、1-メチル-1-ペンテニル基、1-メチル-2-ペンテニル基、1-メチル-3-ペンテニル基、1-メチル-4-ペンテニル基、1-n-ブチルエテニル基、2-メチル-1-ペンテニル基、2-メチル-2-ペンテニル基、2-メチル-3-ペンテニル基、2-メチル-4-ペンテニル基、2-n-プロピル-2-プロペニル基、3-メチル-1-ペンテニル基、3-メチル-2-ペンテニル基、3-メチル-3-ペンテニル基、3-メチル-4-ペンテニル基、3-エチル-3-ブテニル基、4-メチル-1-ペンテニル基、4-メチル-2-ペンテニル基、4-メチル-3-ペンテニル基、4-メチル-4-ペンテニル基、1,1-ジメチル-2-ブテニル基、1,1-ジメチル-3-ブテニル基、1,2-ジメチル-1-ブテニル基、1,2-ジメチル-2-ブテニル基、1,2-ジメチル-3-ブテニル基、1-メチル-2-エチル-2-プロペニル基、1-s-ブチルエテニル基、1,3-ジメチル-1-ブテニル基、1,3-ジメチル-2-ブテニル基、1,3-ジメチル-3-ブテニル基、1-i-ブチルエテニル基、2,2-ジメチル-3-ブテニル基、2,3-ジメチル-1-ブテニル基、2,3-ジメチル-2-ブテニル基、2,3-ジメチル-3-ブテニル基、2-i-プロピル-2-プロペニル基、3,3-ジメチル-1-ブテニル基、1-エチル-1-ブテニル基、1-エチル-2-ブテニル基、1-エチル-3-ブテニル基、1-n-プロピル-1-プロペニル基、1-n-プロピル-2-プロペニル基、2-エチル-1-ブテニル基、2-エチル-2-ブテニル基、2-エチル-3-ブテニル基、1,1,2-トリメチル-2-プロペニル基、1-t-ブチルエテニル基、1-メチル-1-エチル-2-プロペニル基、1-エチル-2-メチル-1-プロペニル基、1-エチル-2-メチル-2-プロペニル基、1-i-プロピル-1-プロペニル基、1-i-プロピル-2-プロペニル基、1-メチル-2-c-ペンテニル基、1-メチル-3-c-ペンテニル基、2-メチル-1-c-ペンテニル基、2-メチル-2-c-ペンテニル基、2-メチル-3-c-ペンテニル基、2-メチル-4-c-ペンテニル基、2-メチル-5-c-ペンテニル基、2-メチレン-c-ペンチル基、3-メチル-1-c-ペンテニル基、3-メチル-2-c-ペンテニル基、3-メチル-3-c-ペンテニル基、3-メチル-4-c-ペンテニル基、3-メチル-5-c-ペンテニル基、3-メチレン-c-ペンチル基、1-c-ヘキセニル基、2-c-ヘキセニル基、3-c-ヘキセニル基等が挙げられる。
 上記炭素原子数3乃至8のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。
 そして炭素原子数4乃至14の芳香族基としては、ヘテロ環であってもよく、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、o-テルフェニリル基、m-テルフェニリル基、p-テルフェニリル基、フルオレニル基、ナフタレニル基、1-フェニルナフタレニル基、2-フェニルナフタレニル基、アントラセニル基等が挙げられる。
 前記Xのフェニレン基における任意の置換基としては特に限定されないが、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基等のアルキル基;トリフルオロメチル基等のハロアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;ヨウ素、臭素、塩素、フッ素等のハロゲン原子;シアノ基;ニトロ基等が挙げられる。
 (A)成分の高分子化合物としては、上記式(1)で表される基(光配向性基)を含む有機基を側鎖に有する高分子化合物、具体的には式(1)で表される基がスペーサーを介して主鎖に結合した高分子化合物が好ましい。なお、上記式(1)で表される基は、高分子化合物の側鎖のみならず、高分子化合物の末端に結合していてもよい。
 スペーサーとしては、直鎖状アルキレン基、分岐状アルキレン基、環状アルキレン基及びフェニレン基から選ばれる二価の基であるか、当該二価の基が複数結合してなる基を表す。この場合、スペーサーを構成する二価の基同士の結合、スペーサーと主鎖との結合、及びスペーサーと上記式(1)で表される基との結合としては、単結合、エステル結合、アミド結合、ウレア結合またはエーテル結合が挙げられる。上記二価の基が複数となる場合は、二価の基同士は同一でも異なっていてもよく、上記結合が複数となる場合は、結合同士は同一でも異なっていてもよい。
 その中でも、(A)成分としては、上記式(1)で表される光配向性基を有するアクリル共重合体がより好ましい。
 本発明において、アクリル共重合体(アクリル樹脂ともいう)とは、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一種のモノマーを用いて単独重合又は共重合して得られる(共)重合体、さらにこれらモノマーに加えてスチレン等の不飽和二重結合を有する他のモノマーを用いて共重合して得られる共重合体をいう。従って、本発明における「アクリル共重合体」には、アクリル共重合体の他、アクリル重合体も含まれる。
 光配向性基を有するアクリル共重合体(以下、特定共重合体ともいう)は、斯かる構造を有するアクリル共重合体であればよく、アクリル共重合体を構成する高分子の主鎖の骨格及び側鎖の種類などについて特に限定されない。
 (A)成分のアクリル共重合体は、重量平均分子量が1,000乃至200,000であることが好ましく、2,000乃至150,000であることがより好ましく、3,000乃至100,000であることがさらに好ましい。重量平均分子量が200,000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1,000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及び耐熱性が低下する場合がある。なお、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。
 (A)成分の光配向性基を有するアクリル共重合体の合成方法としては、例えば、上記式(1)で表される光配向性基を有するモノマーを重合する方法が簡便である。
 上記式(1)で表される光配向性基を有するモノマーは、例えばけい皮酸基を有するモノマーのカルボキシル基を、下記式(3-1)で表されるエーテル化合物または下記式(3-2)で表されるエーテル化合物と反応させることにより得ることが出来る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式中、Rは水素原子又はアルキル基を表し、R及びRはそれぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表し、Rはアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基又は芳香族基を表し、RとR、又はRとRは互いに結合して環を形成していてもよい。)
 けい皮酸基を有するモノマーとしては、下記(4)で表されるモノマーが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(式(4)中、Xは任意の置換基で置換されていてもよいフェニレン基を表し、Rは炭素原子数1乃至30のアルキレン基、フェニレン基または二価の炭素環若しくは複素環であり、前記アルキレン基、フェニレンまたは二価の炭素環若しくは複素環中の1つ若しくは複数の水素原子は、フッ素原子又は有機基で置き換えられていてもよい。また、R中の任意のメチレン基(-CH-)は、フェニレン基または二価の炭素環若しくは複素環に置き換えられていてもよく、さらに、次に挙げるいずれかの基が互いに隣り合わない場合において、これらの基に置き換えられていてもよい;-O-、-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-、-NH-、-NHCONH-、-CO-。Rは-CH-、-O-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、-OCO-、-NH-又は-CO-であり、Rは水素原子又はメチル基である。)
 上記けい皮酸基を有するモノマーとしては、4-(6-メタクリルオキシヘキシル-1-オキシ)けい皮酸、4-(6-アクリルオキシヘキシル-1-オキシ)けい皮酸、4-(3-メタクリルオキシプロピル-1-オキシ)けい皮酸、4-(4-(6-メタクリルオキシヘキシル-1-オキシ)ベンゾイルオキシ)けい皮酸などが挙げられる。
 上記式(3-1)で表される化合物としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、i-プロピルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル等のビニルエーテル、2,3-ジヒドロフラン、3,4-ジヒドロ-2H-ピラン等の不飽和環状エーテルが挙げられる。
 式(3-2)で表される化合物としては、クロロメチルメチルエーテル、クロロメチルエチルエーテル、クロロメチルn-プロピルエーテル、クロロメチルi-プロピルエーテル、クロロメチルシクロヘキシルエーテル、クロロメチルイソブチルエーテル、クロロメチルn-ブチルエーテル、クロロメチルt-ブチルエーテル、クロロメチルフェニルエーテル等が挙げられる。
 上記けい皮酸基を有するモノマーと、式(3-1)で表される化合物とを反応させる際には、けい皮酸基を有するモノマーの1モルに対して、0.9モル乃至1.5モルの式(3-1)で表される化合物を、無触媒下、もしくは、酸触媒下で反応させればよい。
 本発明において出発原料として用いる式(3-1)で表される化合物は市販品として入手することが出来る。
 反応形式は、回転式(バッチ式)、流通式のいずれでもよい。
 反応に用いる酸触媒としては、リン酸、p-トルエンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸ピリジニウム、メタンスルホン酸などが挙げられる。酸触媒は、けい皮酸基を有するモノマーの1モルに対して、0.01モル乃至0.5モル、より好ましくは0.01モル乃至0.3モル使用する。
 反応に用いる溶媒は、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、ペンタノール、イソペンタノール、ブタノール、イソブタノール等の低級アルコール類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジオキサン、メチルシクロペンチルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、tert-ブチルエチルエーテル等のエーテル類、ベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素類、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、石油エーテル等の脂肪族炭化水素類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類、ホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド等のホルムアミド類、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド類、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、スルホラン等のスルホン類、あるいはこれらの混合溶媒等が挙げられる。好ましくは、ベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジオキサン、メチルシクロペンチルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、tert-ブチルエチルエーテル等のエーテル類である。より好ましくは、ベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジオキサン、メチルシクロペンチルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、tert-ブチルエチルエーテル等のエーテル類である。
 反応温度は、例えば-10~100℃、好ましくは0~80℃である。
 反応時間は、バッチ処理の場合には0.5~20時間、好ましくは1~15時間である。
 上記けい皮酸基を有するモノマーと、式(3-2)で表される化合物とを反応させる際には、けい皮酸基を有するモノマーの1モルに対して、0.9モル乃至1.1モルの式(3-2)で表される化合物を、溶媒中、塩基存在下で反応させればよい。
 本発明において出発原料として用いる式(3-2)で表される化合物は市販品として入手することが出来る。
 反応形式は、回転式(バッチ式)、流通式のいずれでもよい。
 反応に用いる塩基は、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属重炭酸塩、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、ピリジン、4-(ジメチルアミノ)ピリジン、イミダゾール、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセン等の有機塩基等を、けい皮酸誘導体に対して1~4当量用いることができる。
 反応に用いる溶媒は、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、ペンタノール、イソペンタノール、ブタノール、イソブタノール等の低級アルコール類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジオキサン、メチルシクロペンチルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、tert-ブチルエチルエーテル等のエーテル類、ベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素類、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、石油エーテル等の脂肪族炭化水素類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類、ホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド等のホルムアミド類、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド類、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、スルホラン等のスルホン類、あるいはこれらの混合溶媒等が挙げられる。好ましくは、ベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジオキサン、メチルシクロペンチルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、tert-ブチルエチルエーテル等のエーテル類である。より好ましくは、ベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジオキサン、メチルシクロペンチルエーテル、tert-ブチルメチルエーテル、tert-ブチルエチルエーテル等のエーテル類である。
 反応温度は、例えば-10~100℃、好ましくは0~80℃である。
 反応時間は、バッチ処理の場合には0.5~20時間、好ましくは1~15時間である。
 このようにして、上記式(1)で表される光配向性基を有するモノマーの一例として、式(5)で表されるモノマーが得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式(5)中、R、R、R、X、R、R、Rは前記の意味を表す。)
 また、本発明の硬化膜形成組成物に含有される(A)成分は、上記式(1)で表される光配向性基に加えて、自己架橋性基をさらに有するか、特定官能基2をさらに有するか、又は架橋性基をさらに有するアクリル重合体であることが好ましい。ここで架橋性基とは、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び下記式(2)で表される基からなる群から選ばれる特定官能基2と熱架橋反応する基をいう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 式中、*は他の基との結合位置を表し、Rはアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基を表す。
 なお、式(2)における他の基との結合位置とは、高分子化合物(重合体・共重合体を含む)の側鎖や末端における結合位置、或いはモノマーや化合物の末端における結合位置を意味する。
 またRのアルキル基、アルコキシ基は、炭素原子数1乃至6のアルキル基、炭素原子数1乃至6のアルコキシ基をそれぞれ表す。
 上記式(1)で表される光配向性基に加えて、自己架橋性基をさらに有するか、特定官能基2をさらに有するか、又は架橋性基をさらに有するアクリル共重合体の合成方法としては、前述の光配向性基を有するモノマーと、自己架橋性基を有するモノマー、特定官能基2を有するモノマー又は架橋性基を有するモノマーとを重合する方法が簡便である。
 上記自己架橋性基としては、アルコキシメチルアミド基、ヒドロキシメチルアミド基、アルコキシシリル基等が挙げられる。上記架橋性基としては、グリシジル基、エポキシシクロヘキシル基、ビニル基、及びブロックイソシアネート基等が挙げられる。すなわち自己架橋性基を有するモノマー、架橋性基を有するモノマーとは、共重合体の形成に関わる不飽和二重結合と、上記自己架橋性基又は架橋性基とを有するモノマーを指す。
 かかる自己架橋性基又は架橋性基を(A)成分の高分子化合物に含有させる場合の含有量は、(A)成分の高分子化合物における繰り返し単位1単位あたり、0.1乃至0.9個であることが好ましく、配向材の配向性と耐溶剤性とのバランスの観点から、0.1乃至0.8個であることがさらに好ましい。
 自己架橋性基及び架橋性基を有するモノマーとしては、例えば、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基で置換された(メタ)アクリルアミド化合物;3-トリメトキシシリルプロピルアクリレート、3-トリエトキシシリルプロピルアクリレート、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレート等のトリアルコキシシリル基を有するモノマー;グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等のグリシジル基又はエポキシシクロヘキシル基を有するモノマー;1,2-エポキシ-5-ヘキセン、1,7-オクタジエンモノエポキサイド等のビニル基を有するモノマー;メタクリル酸2-(0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ)エチル、メタクリル酸2-(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ)エチル等のブロックイソシアネート基を有するモノマー等が挙げられる。なお、(メタ)アクリルアミドとは、アクリルアミドとメタクリルアミドの双方を意味する。
 また、特定官能基2とは、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基をいう。[但し、上記式(1)で表される光配向性基の保護基が解離して生じるカルボキシル基も特定官能基2に含まれる。]
 なお本発明の硬化膜形成組成物において、(A)成分として上記式(1)で表される光配向性基と少なくとも1つの上記特定官能基2とを有するアクリル共重合体を用いる場合には、後述する(B)成分:架橋剤を併用することが好ましい。
 上記式(2)で表される基としては、例えば、以下の構造等が挙げられる。
(式中、*は他の基との結合位置を表す。)
 光配向性基に加えて、少なくとも1つの特定官能基2をさらに有するアクリル共重合体の合成方法としては、上記式(1)で表される光配向性基を有するモノマーと、少なくとも1つの特定官能基2(ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基)を有するモノマーとを重合する方法が簡便である。
 少なくとも1つの特定官能基2(ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基)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、及び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、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、及び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;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ヒドロキシ基を有するモノマー;アクリルアミド、メタクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド等のアミド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:2-アセトアセトキシエチルアクリレート、2-アセトアセトキシエチルメタクリレート(エチレングリコールモノアセトアセテートモノメタクリレート)等の上記式(2)で表される基を有するモノマー等が挙げられる。
 本発明の硬化膜形成組成物に含有される(A)成分は、上記式(1)で表される光配向性基に加えて、少なくとも1つの上記特定官能基2並びに上記架橋性基をさらに有するアクリル共重合体であることが好ましい。
 上記式(1)で表される光配向性基に加えて、特定官能基2並びに架橋性基をさらに有するアクリル共重合体の合成方法としては、上記式(1)で表される光配向性基を有するモノマーと、上記特定官能基2(ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基)を有するモノマーと、上記架橋性基(上記特定官能基2と熱架橋反応する基)を有するモノマーとを重合する方法が簡便である。
 なお、上記式(1)で表される光配向性基を有するモノマー、特定官能基2を有するモノマー、及び架橋性基を有するモノマーは、上述した通りである。
 また、本発明においては、特定共重合体(式(1)で表される光配向性基を有するアクリル共重合体)を得る際に、上記式(1)で表される光配向性基を有するモノマー、自己架橋性基を有するモノマー又は架橋性基を有するモノマー、並びに特定官能基2(ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基から選ばれ基)を有するモノマー(以下、上記式(1)で表される光配向性基、自己架橋性基、架橋性基及び特定官能基2を合わせて、特定官能基1ともいう)の他に、これらのモノマーと共重合可能な特定官能基1を有しないモノマー(以下、その他モノマーとも称する)を併用することができる。
 そのようなその他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、前記その他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、イソプロピルアクリレート、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、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、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、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、イソプロピルメタクリレート、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、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、tert-ブ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、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、及び3-エテニル-7-オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン等が挙げられる。
 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、及び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。
 また、本発明においては、特定共重合体を得る際に、上記式(1)で表される光配向性基以外の光配向性基を有するモノマーを併用してもよい。
 特定共重合体を得るために用いる各モノマーの使用量は、全モノマーの合計量に基づいて、上記式(1)で表される光配向性基を有するモノマーが10乃至100モル%、自己架橋性基、特定官能基2及び架橋性基から選ばれる置換基(これらをまとめて特定架橋性基1とも称する。これは、光配向性基の保護基が解離して生じるカルボキシル基も含む。)を有するモノマーが0乃至90モル%であることが好ましい。なお、特定架橋性基1を導入したい場合は、特定架橋性基1を有するモノマーの含有量が10モル%よりも少ないと、特定架橋性基1の導入による効果が充分ではないことがある。
 また、特定共重合体を得る際に上記その他モノマーを併用する場合、その使用量は、全モノマーの合計量に基づいて、90モル%以下であることが好ましい。
 本発明に用いる特定共重合体を得る方法は特に限定されないが、例えば、特定官能基1を有するモノマーと所望により上記その他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、特定官能基1を有するモノマー、所望により用いられる上記その他モノマー及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。
 前記方法により得られる特定共重合体は、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特定共重合体の溶液を、撹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、常圧又は減圧下で、常温乾燥又は加熱乾燥し、特定共重合体の粉体とすることができる。前記操作により、特定共重合体と共存する重合開始剤及び未反応のモノマーを除去することができ、その結果、精製した特定共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、上記の操作を繰り返し行えばよい。
 本発明においては、特定共重合体は粉体形態で、あるい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。
 このようにして得られた(A)成分の特定共重合体は、硬化膜形成組成物(例えば塗布液(ワニス))の状態では溶剤への溶解性に優れ、一方、基板に塗布して焼成した後は、けい皮酸基由来のカルボキシル基を保護していたエーテル化合物が遊離し、溶解性が低下するため、耐溶剤性を獲得する。従って、本発明の組成物は、(A)成分である高分子化合物を少なくとも含有することにより、所望の効果を発揮する。
 また、本発明においては、(A)成分の特定共重合体は、複数種の特定共重合体の混合物であってもよい。
<(B)成分>
 本発明の硬化膜形成組成物には、(B)成分として架橋剤を含有させることができる。
 (B)成分である架橋剤としては、上述の特定官能基2(ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基)と反応する架橋剤、すなわち特定官能基2と熱架橋反応して架橋を形成する基を有する化合物が挙げられる。
 (B)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、イソシアネート化合物、フェノプラスト化合物、トリアルコキシシリル基を2個以上有する化合物、アミノ基を有するアルコキシシラン化合物等の化合物;N-アルコキシメチルアクリルアミドの重合体、エポキシ基を有する化合物の重合体、アルコキシシリル基を有する化合物の重合体、イソシアネート基を有する化合物の重合体、及びメラミンホルムアルデヒド樹脂等の重合体などが挙げられる。
 上述したエポキシ化合物の具体例としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2-ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6-テトラグリシジル-2,4-ヘキサンジオール、N,N,N’,N’,-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、及びN,N,N’,N’-テトラグリシジル-4、4’-ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
 上述したメチロール化合物の具体例としては、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、及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、日本サイテック・インダストリーズ(株)(旧 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)、DIC(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、日本サイテック・インダストリーズ(株)(旧三井サイテック(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、日本サイテック・インダストリーズ(株)(旧 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)、(株)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又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及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(以上、日本サイテック・インダストリーズ(株)(旧 三井サイテック(株)製))等が挙げられる。
 上述したイソシアネート化合物の具体例としては、例えば、VESTANAT B1358/100、VESTAGON BF 1540(以上、イソシアヌレート型変性ポリイソシアネート、エボニック・ジャパン(旧 デグサジャパン(株))製)、タケネート(登録商標)B-882N、同B-7075(以上、イソシアヌレート型変性ポリイソシアネート、三井化学(株)製)等が挙げられる。
 上述したフェノプラスト化合物の具体例としては以下の[P-1]~[P-9]に示す化合物が挙げられるが、フェノプラスト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-C000016
(上記式中、Meはメチル基を表す)。
 トリアルコキシシリル基を2個以上有する化合物の具体例としては、例えば、1,4-ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,4-ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、4,4’-ビス(トリメトキシシリル)ビフェニル、4,4’-ビス(トリエトキシシリル)ビフェニル、ビス(トリメトキシシリル)エタン、ビス(トリエトキシシリル)エタン、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、ビス(トリメトキシシリル)エチレン、ビス(トリエトキシシリル)エチレン、1,3-ビス(トリメトキシシリルエチル)テトラメチルジシロキサン、1,3-ビス(トリエトキシシリルエチル)テトラメチルジシロキサン、ビス(トリエトキシシリルメチル)アミン、ビス(トリメトキシシリルメチル)アミン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)アミン、ビス(トリメトキシシリルプロピル)アミン、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)カーボネート、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)カーボネート、ビス[(3-トリメトキシシリル)プロピル]ジスルフィド、ビス[(3-トリエトキシシリル)プロピル]ジスルフィド、ビス[(3-トリメトキシシリル)プロピル]チオウレア、ビス[(3-トリエトキシシリル)プロピル]チオウレア、ビス[(3-トリメトキシシリル)プロピル]ウレア、ビス[(3-トリエトキシシリル)プロピル]ウレア、1,4-ビス(トリメトキシシリルメチル)ベンゼン、1,4-ビス(トリエトキシシリルメチル)ベンゼン、トリス(トリメトキシシリルプロピル)アミン、トリス(トリエトキシシリルプロピル)アミン、1,1,2-トリス(トリメトキシシリル)エタン、1,1,2-トリス(トリエトキシシリル)エタン、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、及びトリス(3-トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等の化合物が挙げられる。
 アミノ基を有するアルコキシシラン化合物の具体例としては、例えば、N,N’-ビス[3-(トリメトキシシリル)プロピル]-1,2-エタンジアミン、N,N’-ビス[3-(トリエトキシシリル)プロピル]-1,2-エタンジアミン、N-[3-(トリメトキシシリル)プロピル]-1,2-エタンジアミン、N-[3-(トリエトキシシリル)プロピル]-1,2-エタンジアミン、ビス-{3-(トリメトキシシリル)プロピル}アミン、ビス-{3-(トリエトキシシリル)プロピル}アミン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、トリメトキシ{3-(メチルアミノ)プロピル}シラン、3-(N-アリルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3-(N-アリルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3-(ジエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3-(ジエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3-(フェニルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、及び3-(フェニルアミノ)プロピルトリエトキシシラン等の化合物が挙げられる。
 さらに、上述したN-アルコキシメチルアクリルアミドの重合体としては、例えば、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシメチル基又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又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が挙げられる。
 そのようなポリマーの具体例としては、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、及び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(ポリスチレン換算値)は、1,000乃至200,000であり、より好ましくは3,000乃至150,000であり、さらに好ましくは3,000乃至50,000である。
 エポキシ基を有する化合物の重合体としては、例えば、グリシジルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等のエポキシ基を有する化合物を使用して製造されるポリマーが挙げられる。
 そのようなポリマーの具体例としては、例えば、ポリ(3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート)、ポリ(グリシジルメタクリレート)、グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合体、グリシジルメタクリレートとスチレン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(ポリスチレン換算値)は、1,000乃至200,000であり、より好ましくは3,000乃至150,000であり、さらに好ましくは3,000乃至50,000である。
 上述したアルコキシシリル基を有する化合物の重合体としては、例えば、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の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が挙げられる。
 そのようなポリマーの具体例としては、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、3-メタ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。このようなポリマーの重量平均分子量(ポリスチレン換算値)は、1,000乃至200,000であり、より好ましくは3,000乃至150,000であり、さらに好ましくは3,000乃至50,000である。
 上述したイソシアネート基を有する化合物の重合体としては、例えば、2-イソシアナトエチルメタクリレート(カレンズMOI[登録商標]、昭和電工(株)製)、2-イソシアナトエチルアクリレート(カレンズAOI[登録商標]、昭和電工(株)製)等のイソシアネート基を有する化合物、または2-(0-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチルメタクリレート(カレンズMOI-BM[登録商標]、昭和電工(株)製)、2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート(カレンズMOI-BP[登録商標]、昭和電工(株)製)等のブロックイソシアネート基を有する化合物を使用して製造されるポリマーが挙げられる。
 そのようなポリマーの具体例としては、例えば、ポリ(2-イソシアナトエチルアクリレート)、ポリ(2-(0-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチルメタクリレート)、2-イソシアナトエチルメタクリレートとスチレンとの共重合体、2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレートとメチ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(ポリスチレン換算値)は、1,000乃至200,000であり、より好ましくは3,000乃至150,000であり、さらに好ましくは3,000乃至50,000である。
 上述したメラミンホルムアルデヒド樹脂の具体例としては、メラミンとホルムアルデヒドを重縮合して得られる、下記式で表される樹脂が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(式中、R21は水素原子又は炭素原子数1乃至4のアルキル基を表し、qは繰り返し単位の数を表す自然数である。)
 上記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。
 上記メラミンホルムアルデヒド樹脂を得る方法は特に限定されないが、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)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5,000であることが好ましく、300乃至4,000であることがより好ましく、350乃至3,500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。
 本発明の硬化膜形成組成物において、(B)成分としてのメラミンホルムアルデヒド樹脂は液体形態で、又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。
 これらの架橋剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 本発明の硬化膜形成組成物における(B)成分の架橋剤を含有させる場合の含有量は、(A)成分である高分子化合物の100質量部に基づいて1質量部乃至100質量部であることが好ましく、より好ましくは5質量部乃至80質量部である。架橋剤の含有量が過大である場合には光配向性及び保存安定性が低下することがある。他方、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が低下し、光配向性が低下する虞がある。
<(C)成分>
 本発明の硬化膜形成組成物には、(C)成分として、少なくとも2つの特定官能基2(ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基)を有する化合物を含有させることができる。ここで(C)成分は特定重合体ともいう。(C)成分は、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
 (C)成分である低分子化合物としては、例えば、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、アジピン酸、アジポアミド、ヘキサメチレンジアミン、1,4-ビス(アセトアセチルアミノエチル)シクロヘキサン、1-(4-(2-(4-(3-オキソ-ブチル)-フェノキシ)-エトキシ)-フェニル)-ブタン-1,3-ジオン、及び1,4-ブタンジオールジアセトアセテート等が挙げられる。
 (C)成分である高分子化合物としては、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(セルロース又はその誘導体)、フェノールノボラック樹脂等の直鎖構造又は分岐構造を有するポリマー、及び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。
 上記の中でも(C)成分である高分子化合物として好ましくは、アクリル重合体、シクロデキストリン類、セルロース類、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、及びフェノールノボラック樹脂が挙げられる。
 (C)成分の高分子化合物の好ましい一例であるアクリル重合体としては、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、ビニル化合物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であって、特定官能基2を含むモノマー又はその混合物を重合させることにより得られる重合体であればよく、アクリル重合体を構成する高分子の主鎖の骨格および側鎖の種類などについて特に限定されない。
 特定官能基2を含むモノマーとしては、ポリエチレングリコールエステル基を有するモノマー、炭素原子数2乃至5のヒドロキシアルキルエステル基を有するモノマー、フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマー、カルボキシル基を有するモノマー、アミド基を有するモノマー、アミノ基を有するモノマー、及び上記式(2)で表される基を有するモノマー等が挙げられる。
 上述したポリエチレングリコールエステル基を有するモノマーとしては、例えば、H-(OCHCH)p-OHのモノアクリレート又はモノメタクリレートが挙げられる。そのpの値は2乃至50であり、好ましくは2乃至10である。
 上述した炭素原子数2乃至5のヒドロキシアルキルエステル基を有するモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、及び4-ヒドロキシブチルメタクリレート等が挙げられる。
 上述したフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーとしては、例えば、p-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、及びo-ヒドロキシスチレン等が挙げられる。
 上述したカルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、及びビニル安息香酸等が挙げられる。
 上述したアミド基を有するモノマーとしては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド等が挙げられる。
 上述したアミノ基を有するモノマーとしては、例えば、2-アミノエチルアクリレート、2-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が挙げられる。
 上述した上記式(2)で表される基を有するモノマーとしては、2-アセトアセトキシエチルアクリレート、2-アセトアセトキシエチルメタクリレート等が挙げられる。
 また、本発明においては、(C)成分の例であるアクリル重合体を合成するに際し、本発明の効果を損なわない限り、特定官能基2を有し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。
 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、イソプロピルアクリレート、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、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、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、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。
 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、イソプロピルメタクリレート、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、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、tert-ブ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、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、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。
 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。
 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。
 ビニル化合物としては、例えば、ビニルエーテル、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、及びプロピルビニルエーテル等が挙げられる。
 (C)成分の例であるアクリル重合体を得るために用いる特定官能基2を有するモノマーの使用量は、(C)成分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、2モル%乃至100モル%であることが好ましい。特定官能基2を有するモノマーが過小の場合は、得られる硬化膜の液晶配向性が不充分となる。
 また、アクリル重合体を得る際に特定官能基2を有しないモノマーを併用する場合、その使用量は、全モノマーの合計量に基づいて、98モル%以下であることが好ましい。
 (C)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、特定官能基2を有するモノマーと、所望により特定官能基2を有しないモノマーと、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、特定官能基2を有するモノマーと、所望により用いられる特定官能基2を有し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(C)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(C)成分の例であるアクリル重合体の溶液を、撹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、常圧又は減圧下で、常温乾燥又は加熱乾燥し、(C)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、(C)成分の例であるアクリル重合体と共存する重合開始剤及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(C)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よい。
 (C)成分の好ましい例であるアクリル重合体は、重量平均分子量(ポリスチレン換算)が3,000乃至200,000であることが好ましく、4,000乃至150,000であることがより好ましく、5,000乃至100,000であることがさらに好ましい。重量平均分子量が200,000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3,000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。
 また、(C)成分の高分子化合物の好ましい一例であるシクロデキストリン類としては、α-シクロデキストリン、β-シクロデキストリン及び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、及びメチル-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、及び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、例えば、ヒドロキシアルキルシクロデキストリンが好ましい。
 (C)成分の高分子化合物の好ましい一例であるセルロース類としては、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及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。
 (C)成分の高分子化合物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、(株)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(株)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。
 (C)成分の高分子化合物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(株)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、(株)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。
 (C)成分の高分子化合物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に炭酸ジエチル、炭酸ジフェニルや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(株)ダイセル製プラクセル(登録商標)CD205、CD205PL、CD210、CD220、(株)クラレ製ポリカーボネートジオールC-590、C-1050、C-2050、C-2090、C-3090等が挙げられる。
 (C)成分の高分子化合物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(株)製ポリライト(登録商標)OD-X-2155、OD-X-640、OD-X-2568、(株)ダイセル製プラクセル(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。
 (C)成分の高分子化合物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等が挙げられる。
 本発明の硬化膜形成組成物において、(C)成分の化合物は、粉体形態で、又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、本発明の硬化膜形成組成物において、(C)成分は、一種単独であってもよいし、(C)成分として例示された化合物の複数種の混合物であってもよい。
 本発明の硬化膜形成組成物における(C)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分の高分子化合物の100質量部に基づいて、10質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは30質量部乃至150質量部である。(C)成分の含有量が過大である場合には光配向性が低下することがある。また過小の場合には密着性が低下しやすい。
<(D)成分>
 本発明の硬化膜形成組成物は、(A)成分、(B)成分、及び(C)成分のいずれかと熱架橋可能な基と重合性基とを有する化合物、すなわち、1つ以上の重合性基と、少なくとも1つの特定官能基2又は少なくとも1つの架橋性基をさらに有する化合物を(D)成分としてさらに含有することができる。上述したように、特定官能基2は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基であり、上記架橋性基は特定官能基2と熱架橋反応する基である。(D)成分は後述するように密着性を向上させる成分であり、密着性向上化合物ともいう。
 (D)成分を含有する本発明の硬化膜形成組成物から形成される硬化膜を配向材として用いた場合、(D)成分の化合物は、配向材(硬化膜)と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、すなわち密着性向上成分として作用する。
 また(D)成分を含有する本発明の硬化膜形成組成物から形成される硬化膜を液晶配向膜として用いる場合、(D)成分の化合物は液晶配向膜(硬化膜)とその上に形成される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液晶配向膜に含まれる架橋反応部位と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発明の位相差材は、高温高湿の条件下でも、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。
 (D)成分の化合物としては、好ましくは、C=C二重結合を含む重合性基とヒドロキシ基を有する化合物、及びC=C二重結合を含む重合性基とN-アルコキシメチル基、又はN-ヒドロキシメチル基を有する化合物が挙げられる。C=C二重結合を含む重合性基としては、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、アリル基、及びマレイミド基等が挙げられる。
 以下に、(D)成分のC=C二重結合を含む重合性基とヒドロキシ基とを有する化合物の好ましい例を挙げる。なお、(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-C000018
(式中、R41は水素原子又はメチル基を表し、mは1乃至10の整数を表す。)
 (D)成分のC=C二重結合を含む重合性基と、N-アルコキシメチル基、又はN-ヒドロキシメチル基とを有する化合物において、N-アルコキシメチル基、又はN-ヒドロキシメチル基のN、すなわち窒素原子としては、アミドの窒素原子、チオアミドの窒素原子、ウレアの窒素原子、チオウレアの窒素原子、ウレタンの窒素原子、含窒素へテロ環の窒素原子の隣接位に結合した窒素原子等が挙げられる。従って、N-アルコキシメチル基としては、アミドの窒素原子、チオアミドの窒素原子、ウレアの窒素原子、チオウレアの窒素原子、ウレタンの窒素原子、含窒素へテロ環の窒素原子の隣接位に結合した窒素原子等から選ばれる窒素原子にアルコキシメチル基が結合した構造が挙げられる。
 (D)成分のC=C二重結合を含む重合性基とN-アルコキシメチル基、又はN-ヒドロキシメチル基を有する化合物としては、上記の基を有するものであればよいが、好ましくは、例えば下記の式(X)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式中、R11は水素原子又はメチル基を表し、R12は水素原子、若しくは炭素原子数1乃至10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表す)
 上記炭素原子数1乃至10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、1-メチル-n-ブチル基、2-メチル-n-ブチル基、3-メチル-n-ブチル基、1,1-ジメチル-n-プロピル基、1,2-ジメチル-n-プロピル基、2,2-ジメチル-n-プロピル基、1-エチル-n-プロピル基、n-ヘキシル基、1-メチル-n-ペンチル基、2-メチル-n-ペンチル基、3-メチル-n-ペンチル基、4-メチル-n-ペンチル基、1,1-ジメチル-n-ブチル基、1,2-ジメチル-n-ブチル基、1,3-ジメチル-n-ブチル基、2,2-ジメチル-n-ブチル基、2,3-ジメチル-n-ブチル基、3,3-ジメチル-n-ブチル基、1-エチル-n-ブチル基、2-エチル-n-ブチル基、1,1,2-トリメチル-n-プロピル基、1,2,2-トリメチル-n-プロピル基、1-エチル-1-メチル-n-プロピル基、1-エチル-2-メチル-n-プロピル基、n-ヘプチル基、1-メチル-n-ヘキシル基、2-メチル-n-ヘキシル基、3-メチル-n-ヘキシル基、1,1-ジメチル-n-ペンチル基、1,2-ジメチル-n-ペンチル基、1,3-ジメチル-n-ペンチル基、2,2-ジメチル-n-ペンチル基、2,3-ジメチル-n-ペンチル基、3,3-ジメチル-n-ペンチル基、1-エチル-n-ペンチル基、2-エチル-n-ペンチル基、3-エチル-n-ペンチル基、1-メチル-1-エチル-n-ブチル基、1-メチル-2-エチル-n-ブチル基、1-エチル-2-メチル-n-ブチル基、2-メチル-2-エチル-n-ブチル基、2-エチル-3-メチル-n-ブチル基、n-オクチル基、1-メチル-n-ヘプチル基、2-メチル-n-ヘプチル基、3-メチル-n-ヘプチル基、1,1-ジメチル-n-ヘキシル基、1,2-ジメチル-n-ヘキシル基、1,3-ジメチル-n-ヘキシル基、2,2-ジメチル-n-ヘキシル基、2,3-ジメチル-n-ヘキシル基、3,3-ジメチル-n-ヘキシル基、1-エチル-n-ヘキシル基、2-エチル-n-ヘキシル基、3-エチル-n-ヘキシル基、1-メチル-1-エチル-n-ペンチル基、1-メチル-2-エチル-n-ペンチル基、1-メチル-3-エチル-n-ペンチル基、2-メチル-2-エチル-n-ペンチル基、2-メチル-3-エチル-n-ペンチル基、3-メチル-3-エチル-n-ペンチル基、n-ノニル基、及びn-デシル基等が挙げられる。
 上記式(X)で表される化合物の具体例としては、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド(N-メチロール(メタ)アクリルアミド)、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、及びN-イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等の、ヒドロキシメチル基(メチロール基)又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又はメタクリルアミド化合物が挙げられる。なお(メタ)アクリルアミドとはメタクリルアミドとアクリルアミドの双方を意味する。
 (D)成分のC=C二重結合を含む重合性基とN-アルコキシメチル基を有する化合物の別の態様としては、好ましくは、例えば下記の式(X2)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 式中、R51は水素原子又はメチル基を表す。
 R52は炭素原子数1乃至20のアルキル基、炭素原子数5乃至6の1価の脂肪族環基、若しくは炭素原子数5乃至6の脂肪族環を含む1価の脂肪族基を表し、構造中にエーテル結合を含んでいてもよい。
 R53は直鎖又は分枝鎖の炭素原子数2乃至20のアルキレン基、炭素原子数5乃至6の2価の脂肪族環基、若しくは炭素原子数5乃至6の脂肪族環を含む2価の脂肪族基を表し、構造中にエーテル結合を含んでいてもよい。
 R54は直鎖又は分枝鎖の炭素原子数1乃至20の2価乃至9価の脂肪族基、炭素原子数5乃至6の2価乃至9価の脂肪族環基、若しくは炭素原子数5乃至6の脂肪族環を含む2価乃至9価の脂肪族基を表し、これらの基の一つのメチレン基または隣り合わない複数のメチレン基がエーテル結合に置き換わっていてもよい。
 Zは>NCOO-、または-OCON<(ここで「-」は結合手が1つであることを示す。また、「>」「<」は結合手が2つであることを示し、かつ、どちらか1つの結合手にアルコキシメチル基(即ち-OR52基)が結合していることを示す。)を表す。
 rは2以上9以下の自然数である。
 R53の定義における炭素原子数2乃至20のアルキレン基の具体例としては、後述する炭素原子数2乃至20のアルキル基から、さらに1個の水素原子を取り去った2価の基が挙げられる。
 またR54の定義における炭素原子数1乃至20の2価乃至9価の脂肪族基の具体例としては、後述する炭素原子数1乃至20のアルキル基から、さらに1乃至8個の水素原子を取り去った2価乃至9価の基が挙げられる。
 上記の炭素原子数1のアルキル基はメチル基であり、また炭素原子数2乃至20のアルキル基の具体例としては、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、1-メチル-n-ブチル基、2-メチル-n-ブチル基、3-メチル-n-ブチル基、1,1-ジメチル-n-プロピル基、n-ヘキシル基、1-メチル-n-ペンチル基、2-メチル-n-ペンチル基、1,1-ジメチル-n-ブチル基、1-エチル-n-ブチル基、1,1,2-トリメチル-n-プロピル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-エイコシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、それらの一種または複数種が炭素原子数20までの範囲で結合した基と、これらの基の一つのメチレンまたは隣り合わない複数のメチレン基がエーテル結合に置き換わった基等が一例として挙げられる。
 これらのうち、R53及びR54は、炭素原子数2乃至10のアルキレン基が好ましく、R53がエチレン基であり、R54がヘキシレン基であるのが原料の入手性等の点から特に好ましい。
 R52の定義における炭素原子数1乃至20のアルキル基の具体例としては、R53の定義における炭素原子数2乃至20のアルキル基の具体例及びメチル基が挙げられる。これらのうち、炭素原子数1乃至6のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基またはn-ブチル基が特に好ましい。
 rとしては、2以上9以下の自然数が挙げられるが、中でも、2乃至6が好ましい。
 化合物(X2)は、下記の反応スキームで表される製造方法により得られる。すなわち、下記式(X2-1)で表されるアクリルまたはメタクリル基を有するカルバメート化合物(以下、化合物(X2-1)ともいう)を、トリメチルシリルクロリドとパラホルムアルデヒド(一般に化学式(CHO)nで表される)とを加えた溶媒中で反応させて下記式(X2-2)で表される中間体を合成し、その反応液へR52-OHで表されるアルコールを加えて反応させることにより製造される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 式中、R51、R52、R53、R54、Z及びrは前記の意味を表し、Xは-NHCOO-または-OCONH-を表す。
 化合物(X2-1)に対するトリメチルシリルクロリドとパラホルムアルデヒドの使用量は特に限定されないが、反応を完結させるため、分子中のカルバメート結合1つに対し、トリメチルシリルクロリドは1.0乃至6.0当量倍、パラホルムアルデヒドは1.0乃至3.0当量倍使用することが好ましく、トリメチルシリルクロリドの使用当量はパラホルムアルデヒドの使用当量より多いことがより好ましい。
 反応溶媒としては、反応に不活性なものであれば特に限定はないが、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素類;塩化メチレン、四塩化炭素、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン等のハロゲン系炭化水素類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等の含窒素非プロトン性極性溶媒;ピリジン、ピコリン等のピリジン類等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても、これらのうちの2種類以上を混合して用いてもよい。好ましくは塩化メチレン、クロロホルムであり、さらに好ましくは塩化メチレンである。
 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よく、また溶媒を使用する場合には化合物(X2-1)に対して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30質量倍であり、さらに好ましくは2乃至20質量倍である。
 反応温度は特に限定されないが、例えば-90乃至200℃、好ましくは-20乃至100℃で、さらに好ましくは-10乃至50℃である。
 反応時間は、通常、0.05乃至200時間、好ましくは0.5乃至100時間である。
 反応は、常圧または加圧下で行うことができ、また回分式でも連続式でもよい。
 反応させる際に、重合禁止剤を添加してもよい。そのような重合禁止剤としてはBHT(2,6-ジ-ターシャリーブチル-パラ-クレゾール)やハイドロキノン、パラ-メトキシフェノールなどを用いることができ、アクリル基、メタクリル基の重合を阻害するものであれば特に限定はされない。
 重合禁止剤を添加する場合の添加量は特に限定されないが、化合物(X2-1)の総使用量(質量)に対し、0.0001乃至10wt%であり、好ましくは0.01乃至1wt%である。本明細書においてwt%とは質量%を意味する。
 中間体(X2-2)にアルコールを反応させる工程においては、酸性条件下の加水分解を抑制するため塩基を加えてもよい。塩基の例としてはピリジン、ピコリン等のピリジン類や、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン等の第3級アミン等が挙げられる。好ましくはトリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミンであり、より好ましくはトリエチルアミンである。塩基を添加する場合の添加量は、特に限定はされないが、反応時に用いたトリメチルシリルクロリドの添加量に対し、0.01乃至2.0当量倍使用すればよく、より好ましくは0.5乃至1.0当量である。
 また、化合物(X2-1)から中間体(X2-2)を得た後、中間体(X2-2)を単離することなく、アルコールを添加して反応させてもよい。
 化合物(X2-1)の合成法は特に限定されないが、(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネートとポリオール化合物とを反応させるか、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させることにより、製造することが出来る。
 (メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネートの具体例としては、例えば2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工(株)製,商品名:カレンズMOI[登録商標])、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネ-ト(昭和電工(株)製,商品名:カレンズAOI[登録商標])などが挙げられる。
 ポリオール化合物の具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノールなどのジオール化合物、グリセリン、トリメチロールプロパンなどのトリオール化合物、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ジグリセリンなどが挙げられる。
 ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート化合物の具体例としては、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、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、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等のヒドロキシ基を有するモノマー等が挙げられる。
 ポリイソシアネート化合物の具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、ω,ω’-ジイソシアネートジメチルシクロヘキサン等の脂環族ジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、1,8-ジイソシアネート-4-イソシアネートメチルオクタン、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート等のトリイソシアネート等が挙げられる。
 これらの(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネート化合物、ポリオール化合物、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート化合物およびポリイソシアネート化合物は一般に市販されており、また、公知の方法によって合成することができる。
 また、本発明の硬化膜形成組成物において、(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。
 本発明の硬化膜形成組成物における(D)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分の高分子化合物の100質量部に対して、好ましくは1質量部乃至80質量部であり、更に好ましくは3質量部乃至50質量部である。(D)成分の含有量が80質量部より多い場合、硬化膜の光配向性、耐溶剤性が低下する場合がある。また(D)成分の含有量を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。
<(E)成分>
 本実施の形態の位相差材用形成用組成物は、(A)成分、(B)成分、(C)成分および(D)成分に加えて、(E)成分として架橋触媒をさらに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(E-1)として、酸又は熱酸発生剤が挙げられる。この(E-1)成分は、本発明の硬化膜形成組成物を用いて硬化膜を形成する際、該組成物の熱硬化反応を促進させることにおいて有効である。
 (E-1)成分の具体例として、上記酸としてスルホン酸基含有化合物、塩酸又はその塩が挙げられる。また上記熱酸発生剤としては、加熱処理時(プリベーク又はポストベーク時)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。
 上記酸の具体例としては、例えば、塩酸又はその塩;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、カンファースルホン酸、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基含有化合物又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ホニウム塩、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-トルエンスルホネート、N-エチル-p-トルエンスルホンアミド、さらに下記式で表される化合物:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
等が挙げられる。
 また、熱により酸を発生する化合物の市販品としては、TA100、TA120、TA160(以上、サンアプロ(株)製)、K-PURE〔登録商標〕TAG2689、同TAG2690、同CXC1614、同CXC1738(以上、King Industries Inc.製)、サンエイドSI-100L、同SI-180L(以上、三新化学工業(株)製)等が挙げられる。
 この他に(E)成分の架橋触媒としては、例えば、(E-2)として金属キレート化合物、(E-3)としてシラノール化合物を挙げることができる。(E)成分の架橋触媒として、(E-2)金属キレート化合物と(E-3)シラノール化合物を組み合わせて用いることで、本発明の硬化膜形成組成物を用いて硬化膜を形成する際、該組成物の熱硬化反応の促進に有効となる。
 上記(E-2)金属キレート化合物としては、例えば、ジルコニウム化合物、チタニウム化合物、アルミニウム化合物などが挙げられ、より具体的にはジイソプロポキシチタニウムビスアセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、ジイソプロポキシアセチルアセトネートアルミニウム、イソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、イソプロポキシビス(アセチルアセトネート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトネート)アルミニウム[トリス(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウム(III)]、モノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、テトラキスイソプロポキシチタニウム、テトラキスノルマルブトキシチタニウム、テトラオクチルチタネート、テトラキス(ノルマルプロポキシ)ジルコニウム、テトラキス(ノルマルブトキシ)ジルコニウム等が挙げられる。
 上記(E-3)シラノール化合物としては、例えば、トリフェニルシラノール、トリメチルシラノール、トリエチルシラノール、1,1,3,3-テトラフェニル-1,3-ジシロキサンジオール、1,4-ビス(ヒドロキシジメチルシリル)ベンゼン等が挙げられる。
 本発明の硬化膜形成組成物における(E)成分を含有させる場合の含有量は、(E-1)の場合、(A)成分の高分子化合物の100質量部に対して、好ましくは0.01質量部乃至20質量部、より好ましくは0.01質量部乃至15質量部、更に好ましくは0.01質量部乃至10質量部である。(E-1)成分の含有量を0.01質量部以上とすることで、充分な熱硬化性および溶剤耐性を付与することができる。但し、20質量部より多い場合、組成物の保存安定性が低下する場合がある。
 本発明の硬化膜形成組成物における(E-2)成分と(E-3)成分とを含有させる場合の含有量は、(E-2)成分の含有量は(A)成分の高分子化合物の100質量部に対して、好ましくは0.1質量部乃至30質量部、より好ましくは0.5質量部乃至15質量部であり、(E-3)の含有量は、(A)成分の高分子化合物の100質量部に対して、好ましくは0.5質量部乃至70質量部、より好ましくは1質量部乃至60質量部であり、更に好ましくは2質量部乃至50質量部である。(E-2)成分と(E-3)成分との含有量を上記範囲にすることで、充分な熱硬化性および溶剤耐性を付与することができる。但し、上記範囲より多い場合、組成物の保存安定性が低下する場合がある。
<(F)成分>
 本発明の硬化膜形成組成物は、(F)成分として、熱架橋反応性部位が直接結合又は連結基を介して結合してなる光配向性基と、1つ以上の重合性基とを有するモノマーを含有することができる。
 (F)成分のモノマーは、本発明の硬化膜形成組成物から形成される硬化膜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、すなわち密着性向上成分として作用する。
 (F)成分のモノマーの光配向性基に結合してなる熱架橋反応性部位としては、カルボキシル基、アミド基、N-置換アミド基、ヒドロキシ基、アミノ基、アルコキシシリル基及び上記式(2)で表される基、並びにこれらの基が加熱により解離可能な保護基で保護された基等が挙げられる。これらのうち、カルボキシル基またはアミド基が好ましい。
 また(F)成分のモノマーにおける光配向性基とは、光二量化または光異性化する構造部位を有する官能基をいう。
 上記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。
 また上記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。
 上記熱架橋反応性部位は直接結合又は連結基を介して光配向性基に結合してなり、そのような連結基としては、炭素原子数1乃至15の直鎖状アルキレン基、炭素原子数3乃至20の分岐状アルキレン基、炭素原子数3乃至20の環状アルキレン基及びフェニレン基から選ばれる二価の基であるか、又は当該二価の基が複数結合してなる基である。この場合、連結基を構成する二価の基同士の結合、及び連結基と上記熱架橋反応性部位との結合は、単結合、エステル結合、アミド結合、ウレア結合またはエーテル結合が挙げられる。上記二価の基が複数となる場合は、二価の基同士は同一でも異なっていてもよく、上記結合が複数となる場合は、結合同士は同一でも異なっていてもよい。
 前記炭素原子数1乃至15の直鎖状アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基、n-ヘプチレン基、n-オクチレン基、n-ノニレン基、n-デシレン基、n-ウンデシレン基、n-ドデシレン基、n-トリデシレン基、n-テトラデシレン基、n-ペンタデシレン基が挙げられる。
 前記炭素原子数3乃至20の分岐状アルキレン基としては、例えば、i-プロピレン基、i-ブチレン基、s-ブチレン基、t-ブチレン基、1-メチル-n-ブチレン基、2-メチル-n-ブチレン基、3-メチル-n-ブチレン基、1,1-ジメチル-n-プロピレン基、1,2-ジメチル-n-プロピレン基、2,2-ジメチル-n-プロピレン基、1-エチル-n-プロピレン基、1-メチル-n-ペンチレン基、2-メチル-n-ペンチレン基、3-メチル-n-ペンチレン基、4-メチル-n-ペンチレン基、1,1-ジメチル-n-ブチレン基、1,2-ジメチル-n-ブチレン基、1,3-ジメチル-n-ブチレン基、2,2-ジメチル-n-ブチレン基、2,3-ジメチル-n-ブチレン基、3,3-ジメチル-n-ブチレン基、1-エチル-n-ブチレン基、2-エチル-n-ブチレン基、1,1,2-トリメチル-n-プロピレン基、1,2,2-トリメチル-n-プロピレン基、1-エチル-1-メチル-n-プロピレン基及び1-エチル-2-メチル-n-プロピレン基等の他、炭素原子数が20までの範囲で且つ任意の箇所で分岐しているアルキレン基等が挙げられる。
 前記炭素原子数3乃至20の環状アルキレン基としては、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基及びシクロオクチレン基等の単環式アルキレン基、並びにノルボルニレン基、トリシクロデシレン基、テトラシクロドデシレン基及びアダマンチレン基等の多環式アルキレン基が挙げられる。
 (F)成分のモノマーとしては、好ましくは、熱架橋反応性部位が直接結合又は連結基を介して結合してなる光配向性基と、C=C二重結合を含む重合性基とを有するモノマーである。
 熱架橋反応性部位が直接結合又は連結基を介して結合してなる光配向性基としては、下記式(Y)で表される構造を含む有機基を好ましいものとして挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(式中、*は他の基との結合位置を表し、R31はヒドロキシ基、アミノ基、ヒドロキシフェノキシ基、カルボキシルフェノキシ基、アミノフェノキシ基、アミノカルボニルフェノキシ基、フェニルアミノ基、ヒドロキシフェニルアミノ基、カルボキシルフェニルアミノ基、アミノフェニルアミノ基、ヒドロキシアルキルアミノ基またはビス(ヒドロキシアルキル)アミノ基を表し、Xは任意の置換基で置換されていてもよいフェニレン基を表し、これらの置換基の定義におけるベンゼン環は置換基で置換されていてもよい。)
 前記任意の置換基としては特に限定されないが、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基等のアルキル基;トリフルオロメチル基等のハロアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;ヨウ素、臭素、塩素、フッ素等のハロゲン原子;シアノ基;ニトロ基等が挙げられる。
 ベンゼン環が置換基で置換されていてもよい場合の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基等のアルキル基;トリフルオロメチル基等のハロアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;ヨウ素、臭素、塩素、フッ素等のハロゲン原子;シアノ基;ニトロ基等が挙げられる。
 その中でも、式(1)において、R31がヒドロキシ基又はアミノ基を表し、Xが任意の置換基で置換されていてもよいフェニレン基を表す構造を含む有機基が好ましい。
 また、C=C二重結合を含む重合性基としては、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、アリル基、及びマレイミド基等が挙げられる。
 また、(F)成分のモノマーとしては、上記(A)成分で挙げた式(1)で表される基を有するモノマーも用いることが出来る。そのようなモノマーとしては、上記(A)成分で挙げた式(5)で表されるモノマーが挙げられる。
 (F)成分のモノマーとしては、例えば、4-(6-メタクリルオキシヘキシル-1-オキシ)けい皮酸、4-(3-メタクリルオキシプロピル-1-オキシ)けい皮酸、及び4-(6-メタクリルオキシヘキシル-1-オキシ)シンナムアミド、並びに、これらのモノマーを上記(A)成分で挙げた式(3-1)又は(3-2)と反応させて得られるモノマー等が挙げられる。
 本発明の硬化膜形成組成物における(F)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分の高分子化合物100質量部に対して、好ましくは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30質量部である。(F)成分の含有量が40質量部より多い場合、硬化膜の耐溶剤性が低下する場合がある。
<溶剤>
 本発明の硬化膜形成組成物は、主として溶剤に溶解した溶液(ワニス)の状態で用いられる。その際に使用する溶剤は、(A)成分、所望により、(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分、(F)成分、及び/又は、後述するその他添加剤を溶解できればよく、その種類及び構造などは特に限定されるものでない。
 溶剤の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、n-ペンタノール、2-メチル-1-ブタノール、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、ジエチレングリコール、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モノエチルエーテル、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、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、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メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、シクロペンチルメチルエーテル、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、及びN-メチル-2-ピロリドン等が挙げられる。
 本発明の硬化膜形成組成物を用いて、フィルム上で硬化膜を形成して配向材を製造する場合、上記フィルムが耐性を示す溶剤であるという観点から、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-プロパノール、n-ブタノール、2-メチル-1-ブタノール、2-ヘプタノン、メチルイソブチルケトン、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、ジエチレングリコール、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等を用いることが好ましい。
 これらの溶剤は、1種単独で又は2種以上の組合せで使用することができる。
<その他添加剤>
 さらに、本発明の硬化膜形成組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、増感剤、密着向上剤、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。
 例えば、増感剤は、本発明の硬化膜形成組成物を用いて熱硬化膜を形成した後、光反応を促進することにおいて有効である。
 その他添加剤の一例であるの増感剤としては、ベンゾフェノン、アントラセン、アントラキノン、チオキサントン等及びその誘導体、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、ベンゾフェノン誘導体及びニトロフェニル化合物が好ましい。好ましい化合物の具体例として、N,N-ジエチルアミノベンゾフェノン、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-ニトロケイ皮酸、4-ニトロスチルベン、4-ニトロベンゾフェノン、及び5-ニトロインドール等が挙げられる。特に、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が好ましい。
 これらの増感剤は上記のものに限定されるものではない。また、増感剤は単独で又は2種以上の化合物を組み合わせて併用することが可能である。
 本発明の硬化膜形成組成物における増感剤の使用割合は、成分(A)~成分(F)の合計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透過率の低下および塗膜の荒れが生じることがある。
<硬化膜形成組成物の調製>
 本発明の硬化膜形成組成物は、(A)成分である高分子化合物を必須の成分として含有し、さらに、(B)成分である架橋剤、(C)成分として少なくとも2つの特定官能基2(ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基)を有する特定重合体、(D)成分として1つ以上の重合性基と、少なくとも1つの特定官能基2(ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基)又は少なくとも1つの架橋性基(特定官能基2と熱架橋反応する基)とを有する密着性向上化合物、(E)成分として架橋触媒、そして(F)成分として熱架橋反応性部位が直接結合又は連結基を介して結合してなる光配向性基と、1つ以上の重合性基とを有するモノマー、のうち少なくとも一成分を含有することができる。そして、本発明の硬化膜形成組成物は、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。
 なお(B)成分を配合する場合、(A)成分と(B)成分の配合比は、質量比で20:80乃至100:0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い。
 中でも、本発明の硬化膜形成組成物の好ましい例は、以下のとおりである。
 [1]:(A)成分を含有する硬化膜形成組成物。
 [2]:(A)成分である高分子化合物の100質量部に基づいて1質量部乃至100質量部の(B)成分を含有する硬化膜形成組成物。
 [3]:(A)成分と(B)成分の配合比が質量比で20:80乃至100:0であり、(A)成分の100質量部に基づいて、10質量部乃至200質量部の(C)成分を含有する硬化膜形成組成物。
 [4]:(A)成分の100質量部に基づいて、1質量部乃至80質量部の(D)成分、溶剤を含有する硬化膜形成組成物。
 [5]:(A)成分の100質量部に基づいて、10質量部乃至200質量部の(C)成分、0.01質量部乃至20質量部の(E-1)成分又は0.1質量部乃至30質量部の(E-2)成分と0.5質量部乃至70質量部の(E-3)成分の組み合わせ、溶剤を含有する硬化膜形成組成物。
 [6]:(A)成分の100質量部に基づいて、10質量部乃至200質量部の(C)成分、0.01質量部乃至20質量部の(E-1)成分又は0.1質量部乃至30質量部の(E-2)成分と0.5質量部乃至70質量部の(E-3)成分の組み合わせ、1質量部乃至80質量部の(D)成分、溶剤を含有する硬化膜形成組成物。
 [7]:(A)成分の100質量部に基づいて、10質量部乃至200質量部の(C)成分、0.01質量部乃至20質量部の(E-1)成分又は0.1質量部乃至30質量部の(E-2)成分と0.5質量部乃至70質量部の(E-3)成分の組み合わせ、1質量部乃至80質量部の(D)成分、1質量部乃至40質量部の(F)成分、溶剤を含有する硬化膜形成組成物。
 本発明の硬化膜形成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。
 本発明の硬化膜形成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2質量%乃至60質量%であり、より好ましくは3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。
 本発明の硬化膜形成組成物の調製方法は、特に限定されない。調製方法としては、例えば、溶剤に溶解した(A)成分の溶液に、(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分、(F)成分等を所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法、或いは、この調製方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。
 本発明の硬化膜形成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(A)成分の高分子化合物(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、(A)成分の溶液に前記と同様に(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分、及び(F)成分等を入れて均一な溶液とし、硬化膜形成組成物を調製する。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、(A)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>
 本発明の硬化膜形成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、クロムなどが被覆された基板、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、ポリカーボネート(PC)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、シクロオレフィンコポリマー(COC)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、アクリルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム(PP)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、架橋剤による架橋反応が進行すればよく、例えば、温度60℃乃至230℃、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230℃、0.5分間乃至10分間である。
 本発明の硬化膜形成組成物を用いて形成される硬化膜(及び後に形成される配向材)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、液晶等の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~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。
 本発明の硬化膜形成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、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ことができる。そして、配向状態となった位相差材料をそのまま硬化させることにより、光学異方性を有する層として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、配向材を形成す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である。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に応じて使い分けることが出来る。
 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、本実施形態の硬化膜形成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得る。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し、配向材上で配向させる。そして、配向状態となった位相差材料をそのまま硬化させ、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、上記のようにして形成された、本発明の配向材を有する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とすることもできる。
 そのため、本発明の硬化膜形成組成物は、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、例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明するが、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。
<成分(A)、成分(B)、成分(C):原料>
M6CA:4-(6-メタクリルオキシヘキシル-1-オキシ)けい皮酸
CN1:4-(6-メタクリルオキシヘキシル-1-オキシ)けい皮酸メチル
6MBe:4-メトキシフェニル-4-((6-(メタクリルオキシ)ヘキシル)オキシ)ベンゾエート
HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
MAA:メタクリル酸
MMA:メタクリル酸メチル
カレンズMOI-BM(登録商標):メタクリル酸2-(0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ)エチル(昭和電工株式会社製)
BMAA:N-ブトキシメチルアクリルアミド
EGAMA:エチレングリコールモノアセトアセテートモノメタクリレート(2-アセトアセトキシエチルメタクリレート)(下記式)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
GMA:メタクリル酸グリシジル
AIBN:α,α’-アゾビスイソブチロニトリル
AM-1:(合成例1参照)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
AM-2:(合成例2参照)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
AM-3:(合成例3参照)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
<成分(B):架橋剤>
HMM:下記の構造式で表されるメラミン架橋剤[サイメル(CYMEL)(登録商標)303(三井サイテック(株)製)]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
TC-401:チタンテトラアセチルアセトネート(溶媒としてIPA[イソプロパノール]を35%含む) オルガチックス(登録商標) TC-401 マツモトファインケミカル(株)製
<成分(D):密着性向上化合物>
80MFA:エポキシエステル80MFA(共栄社化学株式会社製)
BMAA:N-ブトキシメチルアクリルアミド
DM-1:(合成例4参照)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
DM-2:(合成例5参照)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
<成分(E):架橋触媒>
PTSA:p-トルエンスルホン酸
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
TPDA:トリス(2,4-ペンタンジオナト)-アルミニウム(III)
TPS:トリフェニルシラノール
TAG-2689:K-PURE〔登録商標〕TAG2689(King Industries Inc.製)
<成分(F):光配向性基と重合性基を有するモノマー>
M6CA:4-(6-メタクリルオキシヘキシル-1-オキシ)けい皮酸
<溶剤>
プロピレングリコールモノメチルエーテル:PM
イソプロパノール:IPA
 <重合体の分子量の測定>
 重合例におけるアクリル共重合体の分子量は、(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・HO)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(株)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)。
H-NMRの測定>
 H-NMR分析に用いた分析装置及び分析条件は、下記の通りである。
 核磁気共鳴装置:Varian NMR System 400 NB(400 MHz)
 測定溶媒:DMSO-d
 基準物質:テトラメチルシラン(TMS)(δ0.0 ppm for H)
<(A)成分の重合体原料の合成>
合成例1:化合物[AM-1]の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 200mLの1口フラスコにTHF105g、M6CA20.5g(0.06mol)、エチルビニルエーテル5.35g(0.07mol)、パラトルエンスルホン酸ピリジニウム(Py-PTS)0.47g(1.90mmol)を室温にて仕込み、マグネチックスターラー撹拌下にて室温で14時間反応させた。エバポレーター・分液・ろ過等にて精製操作を行い、目的物[AM-1]を得た(23.5g、0.058mol、収率94.0%)。化合物[AM-1]の構造は、H-NMR分析により以下のスペクトルデータを得て確認した。
 H-NMR(CDCl):δ7.62(m,3H),6.91(dd,2H),6.43(d,1H),5.96(m,2H),5.61(t,1H),4.05(t,2H),3.95(t,2H),3.61(q,1H),3.48(q,1H),1.83(s,3H),1.64(m,4H),1.33(m,7H),1.09(t,3H).
合成例2:化合物[AM-2]の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 200mLの1口フラスコにTHF106g、M6CA19.2g(0.06mol)、ブチルビニルエーテル6.95g(0.07mol)、パラトルエンスルホン酸ピリジニウム(Py-PTS)0.44g(1.70mmol)を室温にて仕込み、マグネチックスターラー撹拌下にて室温で14時間反応させた。エバポレーター・分液・ろ過等にて精製操作を行い、目的物[AM-2]を得た(22.5g、0.052mol、収率90.0%)。化合物[AM-2]の構造は、H-NMR分析により以下のスペクトルデータを得て確認した。
 H-NMR(CDCl):δ7.62(m,3H),6.96(dd,2H),6.48(d,1H),5.99(m,2H),5.66(t,1H),4.10(t,2H),4.02(t,2H),3.60(q,1H),3.48(q,1H),1.88(s,3H),1.69(m,4H),1.34(m,11H),0.87(t,3H).
合成例3:化合物[AM-3]の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 200mLの1口フラスコにTHF107g、M6CA18.1g(0.05mol)、シクロヘキシルビニルエーテル8.24g(0.07mol)、パラトルエンスルホン酸ピリジニウム(Py-PTS)0.41g(1.60mmol)を室温にて仕込み、マグネチックスターラー撹拌下にて室温で14時間反応させた。エバポレーター・分液・ろ過等にて精製操作を行い、目的物[AM-3]を得た(20.4g、0.044mol、収率81.6%)。化合物[AM-3]の構造は、H-NMR分析により以下のスペクトルデータを得て確認した。
 H-NMR(CDCl):δ7.60(m,3H),6.96(dd,2H),6.47(d,1H),6.09(m,2H),5.67(t,1H),4.10(t,2H),4.02(t,2H),3.52(m,1H),1.88(s,3H),1.77-1.17(br,21H).
<(A)成分の重合体の合成>
<重合例1>
 AM-2 7.0g、HEMA 3.0g、重合触媒としてAIBN 0.3gをPM 41.2g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%)(PA1)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは14,000、Mwは38,000であった。
<重合例2>
 AM-2 5.0g、HEMA 5.0g、重合触媒としてAIBN 0.3gをPM 41.2g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%)(PA2)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは13,000、Mwは27,000であった。
<重合例3>
 AM-2 3.0g、HEMA 7.0g、重合触媒としてAIBN 0.3gをPM 41.2g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%)(PA3)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは14,000、Mwは29,000であった。
<重合例4>
 AM-1 7.0g、HEMA 3.0g、重合触媒としてAIBN 0.3gをPM 41.2g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%)(PA4)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは15,000、Mwは32,000であった。
<重合例5>
 AM-3 7.0g、HEMA 3.0g、重合触媒としてAIBN 0.3gをPM 41.2g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%)(PA5)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは14,000、Mwは35,000であった。
<重合例6>
 AM-1 4.3g、6MBe 0.5g、重合触媒としてAIBN 0.2gをPM 45.0g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10質量%)(PA6)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは2,300、Mwは12,000であった。
<重合例7>
 AM-1 7.0g、カレンズMOI-BM 3.0g、重合触媒としてAIBN 0.3gをPM 41.2g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%)(PA7)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは13,000、Mwは38,000であった。
<重合例8>
 AM-1 6.0g、EGAMA 4.0g、重合触媒としてAIBN 0.3gをPM 41.2g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%)(PA8)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは14,000、Mwは40,000であった。
<重合例9>
 AM-1 7.0g、GMA 3.0g、重合触媒としてAIBN 0.3gをPM 41.2g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%)(PA9)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは18,000、Mwは49,000であった。
<重合例10>
 CIN1 7.0g、HEMA 3.0g、重合触媒としてAIBN 0.3gをPM 41.2g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%)(PA10)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは13,000、Mwは38,000であった。
<(B)成分の合成>
<重合例11>
 BMAA100.0g、重合触媒としてAIBN 4.2gをPM 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%)(PB1)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。
<(C)成分の合成>
<重合例12>
 MMA 7.0g、HEMA 7.0g、MAA 3.5g、重合触媒としてAIBN 0.5gをPM 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%)(PC1)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13>
 MMA 9.0g、HEMA 1.0g、重合触媒としてAIBN 0.1gをPM 40.4g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%)(PC2)を得た。得られたアクリル共重合体のMnは15,900、Mwは29,900であった。
<(E)成分の合成>
合成例4:化合物[DM-1]の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 窒素気流下中、2Lの四つ口フラスコに酢酸エチル500g、1,6-ヘキサンジオール35.5g(0.300mol)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)1.80g(11.8mmol)、2,6-ジ-ターシャリーブチル-パラ-クレゾール(BHT)0.45g(2.04mmol)を室温にて仕込み、マグネチックスターラー撹拌下にて55℃まで昇温した。反応液へ、2-イソシアナトエチルアクリレート95.9g(0.679mol)を滴下し、2時間撹拌した後に反応液を高速液体クロマトフラフィーにて分析し、中間体が面積百分率で1%以下となったところで反応を完了させた。ヘキサンを328g加え、室温まで冷却させた後、析出した固体をヘキサン229gで2回洗浄し、乾燥させて化合物[A-a]を得た(104g、0.260mol、収率86.7%)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 窒素気流下中、2Lの四つ口フラスコにジクロロメタン1,330g、化合物[A-a]100g(0.250mol)、パラホルムアルデヒド22.5g(0.749mol)を仕込み、氷浴中、トリメチルシリルクロリド122g(1.12mol)を滴下した。2時間撹拌後、トリエチルアミン63.2g(0.625mol)とメタノール240gの混合液を滴下した。30分撹拌後、5Lの分液ロートに移し、水1500gを加えて分液操作を行った。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、硫酸マグネシウムをろ過により除去して得られたろ液を濃縮、乾燥させて化合物[DM-1]を得た(110g、0.226mol、収率90.3%)。化合物[DM-1]の構造は、H-NMR分析により以下のスペクトルデータを得て確認した。
 H-NMR(CDCl):δ6.42(d,2H J=17.2),6.17-6.08(m,2H),5.86(d,2H J=10.0),4.77(d,4H J=19.6),4.30(m,4H),4.12(t,4H J=6.4),3.61(m,4H),3.30(d,6H J=12.8),1.67(m,4H),1.40(m,4H).
合成例5:化合物[DM-2]の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 窒素気流下中、500mLの四つ口フラスコに酢酸エチル35.0g、トルエン87.0g、ヘキサメチレンジイソシアネート8.41g(50.0mmol)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン(DBU)0.345g(2.27mmol)、2,6-ジ-ターシャリーブチル-パラ-クレゾール(BHT)70.0mg(0.318mmol)を室温にて仕込み、マグネチックスターラー撹拌下にて60℃まで昇温した。反応液へ、2-ヒドロキシエチルアクリレート12.8g(111mmol)とトルエン26.0gの混合液を滴下し、1時間撹拌した後、室温で24時間撹拌した。131gのヘキサンを加え氷浴に漬けて冷却させた後、析出した結晶をろ過、乾燥させて化合物[A-b]を得た(15.0g、37.4mmol、収率74.8%)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 窒素気流下中、300mLの四つ口フラスコにジクロロメタン200g、化合物[A-b]14.6g(36.4mmol)、パラホルムアルデヒド3.28g(109mmol)を仕込み、氷浴中、トリメチルシリルクロリド23.7g(218mmol)を滴下した。1時間撹拌後、メタノール35.6gを滴下し1時間撹拌した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液300mLで有機層を洗浄し、得られた水層はジクロロメタン200gでさらに洗浄した。この2種の有機層を混合した溶液をさらにブライン170gで洗浄し、得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。硫酸マグネシウムをろ過により除去し、得られたジクロロメタン溶液を濃縮、乾燥させて目的の[DM-2]を得た(16.2g、33.1mmol、収率91.0%)。化合物[DM-2]の構造は、H-NMR分析により以下のスペクトルデータを得て確認した。
 H-NMR(CDCl):δ6.33(d,2H J=17.2),6.20-6.14(m,2H),5.96(d,2H J=10.4),4.63(s,4H),4.33(m,4H),4.27(m,4H),3.16-3.14(br,10H),1.47(m,4H),1.20(m,4H).
<実施例1乃至20>及び<比較例1乃至2>
 表1に示す組成にて、実施例1乃至20および比較例1乃至2の各硬化膜形成組成物を調製した。
 なお、重合例にて(共)重合体溶液で得た成分に関する配合量は固形分換算値であり、また実施例19で使用した溶剤はPMとIPAとを配合比(質量換算)PM:IPA=99:1にて混合した溶剤である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000044
 次に、各硬化膜形成組成物を用いて以下の手順にて硬化膜を作製し、得られた硬化膜それぞれについて、配向性の評価を行った。
[配向性の評価]
 実施例及び比較例の各硬化膜形成組成物を無アルカリガラス上にスピンコーターを用いて2,000rpmで30秒間回転塗布した後、温度100℃で60秒間、ホットプレート上で加熱乾燥を行い硬化膜を形成した(乾燥条件1)。この硬化膜に313nmの直線偏光を10mJ/cmの露光量で垂直に照射した。露光後の基板上にメルク株式会社製の水平配向用重合性液晶溶液RMS03-013Cを、スピンコーターを用いて塗布し、次いで、60℃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、位相差が欠陥なく発現しているものを○、位相差が発現していないものを×と評価した。得られた結果を表2「乾燥条件1」の欄に示す。
 乾燥条件1における位相差特性の評価結果が×だったものについて、各硬化膜形成組成物の前記加熱乾燥の条件を100℃で60秒間、さらに200℃で300秒間のホットプレート上での加熱乾燥とし(乾燥条件2)、「乾燥条件1」と同様に位相差材を作成してその評価を行った。得られた結果を表2「乾燥条件2」の欄に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000045
 実施例1乃至実施例21の硬化膜形成組成物は、好適な乾燥条件での乾燥を行うことにより10mJ/cmと低い露光量で位相差材を形成することが可能であった。一方、硬化膜形成組成物が熱硬化性を有していない比較例1では液晶配向性が得られなかった。一方、熱硬化系を有するものの、光配向性基として公知のエステル基を有する高分子化合物を用いた比較例2では、液晶配向性が得られた実施例1乃至実施例21の乾燥条件(1及び2)では、液晶配向性が得られなかった。
 本発明の硬化膜形成組成物は、液晶表示素子の液晶配向膜や、液晶表示素子の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、平坦膜及び絶縁膜などの硬化膜を形成する材料、特にTFT型液晶表示素子の層間絶縁膜、カラーフィルタの保護膜又は有機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 (17)

  1. (A)光配向性基として下記式(1)で表される基を側鎖に有する高分子化合物を含有することを特徴とする、硬化膜形成組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、*は高分子化合物の側鎖との結合位置を表し、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又はアルキル基を表し、Rはアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、芳香族基を表し、RとR、又はRとRは互いに結合して環を形成してもよい。Xは任意の置換基で置換されていてもよいフェニレン基を表す。)
  2. 前記(A)成分の高分子化合物が、アクリル共重合体である、請求項1に記載の硬化膜形成組成物。
  3. 前記(A)成分の高分子化合物が、自己架橋性基をさらに有するか、又は、少なくとも1つの架橋性基をさらに有し、
    前記架橋性基はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び下記式(2)で表される基からなる群から選ばれる特定官能基2と熱架橋反応する基である、
    請求項1又は請求項2のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、*は他の基との結合位置を表し、Rはアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基を表す。)
  4. 前記(A)成分の高分子化合物が、少なくとも1つの特定官能基2並びに少なくとも1つの架橋性基をさらに有し、
    前記特定官能基2はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び下記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基であり、
    前記架橋性基は、上記特定官能基2と熱架橋反応する基である、
    請求項1又は請求項2に記載の硬化膜形成組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、*は他の基との結合位置を表し、Rはアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基を表す。)
  5. 前記(A)成分の高分子化合物が、少なくとも1つの特定官能基2をさらに有し、
    前記特定官能基2はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び下記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基であり、かつ、
    前記組成物が、前記特定官能基2と熱架橋反応する架橋剤(B)をさらに含有する、
    請求項1又は請求項2に記載の硬化膜形成組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式中、*は他の基との結合位置を表し、Rはアルキル基、アルコキシ基又はフェニル基を表す。)
  6. (C)成分として、少なくとも2つの特定官能基2を有する特定重合体をさらに含有し、前記特定官能基2はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基である、
    請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物。
  7. (E)成分として、架橋触媒をさらに含有し、前記(E)架橋触媒は、(E-1)酸又は熱酸発生剤、或いは、(E-2)金属キレート化合物及び(E-3)シラノール化合物の組み合わせ、のいずれか一方である、
    請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物。
  8. (D)成分として、1つ以上の重合性基と、少なくとも1つの特定官能基2又は少なくとも1つの架橋性基をさらに有する密着性向上化合物をさらに含有し、
    前記特定官能基2はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基及び上記式(2)で表される基からなる群から選ばれる基であり、
    前記架橋性基は前記特定官能基2と熱架橋反応する基である、
    請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物。
  9. (F)成分として熱架橋反応性部位が直接結合又は連結基を介して結合してなる光配向性基と、1つ以上の重合性基とを有するモノマーをさらに含有する、
    請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物。
  10. (A)成分100質量部に基づいて、1質量部乃至100質量部の(B)成分を含有する、請求項5乃至請求項9のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物。
  11. (A)成分100質量部に基づいて、10質量部乃至200質量部の(C)成分を含有する、請求項6乃至請求項10のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物。
  12. (A)成分100質量部に基づいて、0.01質量部乃至20質量部の(E-1)成分を含有するか、または、0.1質量部乃至30質量部の(E-2)成分と0.5質量部乃至70質量部の(E-3)成分の組み合わせを含有する、請求項7乃至請求項11のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物。
  13. (A)成分100質量部に基づいて、1質量部乃至80質量部の(D)成分を含有する、請求項8乃至請求項12のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物。
  14. (A)成分の100質量部に基づいて、1質量部乃至40質量部の(F)成分を含有する、請求項9乃至請求項13のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物。
  15. 請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物を用いて得られることを特徴とする熱硬化膜。
  16. 請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の硬化膜形成組成物を用いて得られることを特徴とする配向材。
  17. 請求項1乃至請求項14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使用して形成されることを特徴とする位相差材。
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