WO2017145652A1 - 液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents

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WO2017145652A1
WO2017145652A1 PCT/JP2017/003162 JP2017003162W WO2017145652A1 WO 2017145652 A1 WO2017145652 A1 WO 2017145652A1 JP 2017003162 W JP2017003162 W JP 2017003162W WO 2017145652 A1 WO2017145652 A1 WO 2017145652A1
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sealing material
liquid crystal
coating film
photo
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PCT/JP2017/003162
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Inventor
山田 悟
若彦 金子
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富士フイルム株式会社
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    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display panel.
  • Liquid crystal display panels are widely used for monitors and television applications such as personal computers and smartphones due to various advantages such as low voltage and low power consumption, and enabling miniaturization and thinning.
  • a liquid crystal display panel includes a pair of substrates, a sealing material for bonding the pair of substrates, and a liquid crystal layer formed in a space surrounded by the pair of substrates and the sealing material.
  • An alignment film for controlling the initial alignment of liquid crystal molecules is formed on the substrate.
  • alignment films that have been subjected to rubbing treatment have been used in many cases, but static electricity and dust generated by rubbing treatment may lead to problems, so they are manufactured without using rubbing treatment such as photo-alignment treatment. Alignment films have also been developed. In this specification, the alignment film manufactured by the photo-alignment treatment is also referred to as “photo-alignment film”.
  • sealing material forming region when an alignment film is formed in a region where a sealing material is formed (hereinafter also referred to as “sealing material forming region”), there is a problem that the adhesive strength of the sealing material is lowered.
  • the sealing material is formed on the substrate after the photo-alignment film formed in the sealing material forming region is removed. .
  • an object of the present invention is to provide a simpler method for manufacturing a liquid crystal display panel.
  • the present inventors have found that the above problems can be solved by providing the alignment film material with not only photo-alignment properties but also photo-patterning properties.
  • the substrate preparation step A coating film forming step of forming a coating film made of an alignment film material having a photopatterning property and a photoalignment property and containing a thermosetting component on a pair of substrates having a sealing material forming region; Removing and removing the coating film formed in the sealing material formation region of the coating film by exposing and developing the coating film; Thermosetting the coating film remaining after the removing step, and forming a thermosetting film in a region other than the sealing material forming region of the pair of substrates; A method of manufacturing
  • thermosetting film an angle between a side end surface of the thermosetting film formed in the liquid crystal layer forming region and in contact with the sealing material forming region and a surface of the thermosetting film in contact with the substrate is 30.
  • the alignment film material is a positive type in which an exposed portion of a coating film to be formed is dissolved.
  • the method for producing a liquid crystal display panel according to any one of (1) to (4), wherein (6) The method for producing a liquid crystal display panel according to any one of (1) to (5), wherein a wavelength of light used in the exposure is longer than a wavelength of light used in the photo-alignment treatment. (7) The method for producing a liquid crystal display panel according to any one of (1) to (6), wherein the light used in the photo-alignment treatment is linearly polarized light.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a pair of substrates 10 used in an embodiment of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a pair of substrates 10 used in an embodiment of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view after the coating film forming step in one embodiment of the production method of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view after the removal step in one embodiment of the production method of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view after the thermosetting step in one embodiment of the production method of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view after the photo-alignment treatment step in one embodiment of the production method of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view after the photo-alignment treatment step in one embodiment of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view after the sealing material forming step in one embodiment of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view after the sealing material forming step in one embodiment of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view after the bonding step and the liquid crystal layer forming step in one embodiment of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view after the removal step in one embodiment of the production method of the present invention.
  • FIG. 12 is a partial cross-sectional view after the thermosetting step in one embodiment of the production method of the present invention.
  • a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • substitution and non-substitution includes what does not have a substituent and what has a substituent.
  • the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
  • (meth) acrylate is a notation representing “acrylate” or “methacrylate”
  • (meth) acryl is a notation representing “acryl” or “methacryl”
  • (meth) “) Acryloyl” is a notation representing “acryloyl” or “methacryloyl”
  • (meth) acryloyloxy” is a notation representing “acryloyloxy” or “methacryloyloxy”.
  • the manufacturing method of the liquid crystal display panel (liquid crystal display device) of the present invention includes the following steps (1) to (4).
  • the method for manufacturing a liquid crystal display panel of the present invention is also referred to as “the manufacturing method of the present invention”.
  • the substrate preparation step includes the following steps (1-1) to (1-4).
  • Step (1-1) Coating film forming step A coating film comprising an alignment film material having a photopatterning property and a photoalignment property and containing a thermosetting component on a pair of substrates having a sealing material formation region.
  • -3) Thermosetting step
  • Step / step (1-4) light for thermosetting the coating film remaining after the removing step and forming a thermosetting film in a region other than the sealing material forming region of the pair of substrates.
  • Alignment treatment step A step of applying a photo-alignment treatment to the thermosetting film and forming a photo-alignment film in a region other than the sealing material formation region of the pair of substrates.
  • FIG. 1 to 10 are schematic views showing an embodiment of the production method of the present invention in the order of steps.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a pair of substrates 10 used in an embodiment of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the pair of substrates 10. Only one of the pair of substrates is shown.
  • a liquid crystal layer forming region a exists near the center of the main surface of the pair of substrates 10, a sealing material forming region b exists around the liquid crystal layer forming region, and an end region around the sealing material forming region b c exists.
  • an alignment film material (hereinafter also referred to as “specific alignment film material”) having a photo-patterning property and a photo-alignment property and containing a thermosetting component is formed on the pair of substrates 10.
  • a coating film 20 is formed (FIG. 3).
  • the coating film 20 is exposed and developed, and the coating film formed in the sealing material forming region b is removed from the coating film 20 (FIG. 4).
  • the coating film 22 (22a, 22c) remaining after the removing step is thermoset, and regions other than the sealing material forming region b of the pair of substrates 10 (liquid crystal layer forming region a, end region c).
  • thermosetting film 24 (24a, 24c) is formed (FIG. 5).
  • thermosetting film 24 is subjected to photo-alignment processing, and the photo-alignment films 26 (26a, 26c) are formed in regions other than the sealing material forming region b of the pair of substrates 10 (FIGS. 6 and 7). ).
  • a pair of substrates (a pair of substrates 12 with a photo-alignment film) in which the photo-alignment film 26 is formed in a region other than the sealing material formation region b is prepared.
  • the sealing material 30 is formed in any one sealing material forming region b of the pair of substrates 12 with the photo-alignment film (FIGS. 8 and 9). Thereafter, in the bonding step, the sealing material 30 of the substrate 12 with the photo-alignment film on which the sealing material 30 is formed is aligned with the sealing material formation region b of the substrate 12 with the photo-alignment film on which the sealing material is not formed. A pair of substrate 12 with a photo-alignment film is bonded by the sealing material 30.
  • a liquid crystal layer forming composition is sandwiched between a pair of substrates 12 with a photo-alignment film, and liquid crystal is formed in a space surrounded by the pair of substrates 12 with a photo-alignment film and the sealing material 30. Layer 40 is formed. In this way, the liquid crystal display panel 100 is obtained (FIG. 10).
  • the substrate preparation step is a step of preparing a pair of substrates in which a photo-alignment film is formed in a region other than the sealing material formation region, and includes steps (1-1) to (1-4) described later.
  • the coating film forming step is a coating film comprising an alignment film material (specific alignment film material) having a photo-patterning property and a photo-alignment property and containing a thermosetting component on a pair of substrates having a sealing material forming region. Is a step of forming.
  • an alignment film material specifically alignment film material
  • the specific alignment film material will be described in detail after the description of all steps.
  • a pair of substrates is used.
  • One of the pair of substrates is a substrate (hereinafter also referred to as “first substrate”) provided on the viewing side with respect to a liquid crystal layer to be described later, and the other is a side opposite to the first substrate of the liquid crystal layer to be described later (usually, A substrate (hereinafter also referred to as a “second substrate”) provided on the backlight side.
  • the substrate has a region where a sealing material is formed (sealing material forming region).
  • a sealing material is formed on one substrate. Since it is bonded to the sealing material forming region, as a result, the sealing material is also formed in the sealing material forming region of the other substrate. Therefore, usually, when a pair of substrates are opposed to each other, the sealing material forming regions of both coincide in the main surface direction.
  • the shape of the sealing material forming region is not particularly limited, but is preferably a band shape surrounding the region where the liquid crystal layer is formed (liquid crystal layer forming region) as shown in FIG.
  • the first substrate preferably includes a base material and a color filter (color filter substrate).
  • a transparent substrate used in a liquid crystal cell of a conventionally known liquid crystal display panel can be used.
  • a glass substrate, a quartz substrate, a transparent resin substrate, or the like can be used.
  • the color filter is not particularly limited.
  • a color filter generally used for a liquid crystal display panel can be used.
  • Such a color filter is usually composed of transparent colored patterns of red, green and blue, and each transparent colored pattern is made of a resin composition in which a colorant is dissolved or dispersed, preferably pigment fine particles are dispersed. Composed.
  • the color filter may be formed by preparing an ink composition colored in a predetermined color and printing it for each colored pattern.
  • a paint type photosensitive material containing a colorant of a predetermined color may be used. It is more preferable to carry out by a photolithography method using a conductive resin composition.
  • the second substrate preferably includes a base material, a thin film transistor, and a display electrode.
  • a transparent substrate used in a liquid crystal cell of a conventionally known liquid crystal display panel can be used, for example, a glass substrate, a quartz substrate, a transparent resin, as the above-described first substrate.
  • a substrate or the like can be used. Among these, it is preferable to use a glass substrate.
  • TFT thin film transistor
  • the configuration is not particularly limited, and is a top gate type. There may be a bottom gate type.
  • Specific examples of the thin film transistor include amorphous silicon-TFT, low-temperature polysilicon-TFT, oxide semiconductor TFT, and the like.
  • Display electrode As the display electrode, those used in known liquid crystal display panels can be used as appropriate, and examples of the constituent material thereof include indium tin oxide (ITO) and zinc oxide.
  • ITO indium tin oxide
  • a transparent conductive material such as aluminum (Aluminum doped Zinc Oxide: AZO) or indium zinc oxide (Indium Zinc Oxide: IZO) can be used.
  • the coating method is not particularly limited. Specifically, for example, a printing method (for example, gravure printing method, screen printing method, flexographic printing method, inkjet printing method, imprinting method, etc.), spin coating method, slit coating method, etc. , Slit and spin coating method, curtain coating method and the like.
  • a printing method for example, gravure printing method, screen printing method, flexographic printing method, inkjet printing method, imprinting method, etc.
  • spin coating method for example, gravure printing method, screen printing method, flexographic printing method, inkjet printing method, imprinting method, etc.
  • spin coating method for example, gravure printing method, screen printing method, flexographic printing method, inkjet printing method, imprinting method, etc.
  • spin coating method for example, gravure printing method, screen printing method, flexographic printing method, inkjet printing method, imprinting method, etc.
  • spin coating method for example, gravure printing method, screen printing method, flexographic printing method, inkjet printing method, im
  • a solvent removal step of removing the solvent contained in the coating film may be provided before the removal step.
  • the processing conditions differ depending on the type and amount of the solvent. For example, when NMP (N-methylpyrrolidone) is used as the solvent, the temperature is about 80 to 150 ° C. and about 0.5 to 3 minutes. The step of heating is preferable, and the step of heating at about 90 to 120 ° C. for about 0.5 to 2 minutes is more preferable.
  • the thickness of the coating film is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5 ⁇ m.
  • the softening temperature Tm [° C] of the coating is measured by measuring the displacement at each temperature by pushing the coating into a hardness machine, applying a load (100 mN), increasing the temperature from 90 ° C to 350 ° C in 5 ° C increments. Calculated. Specifically, the temperature at which the displacement changed by 10% or more was defined as the softening temperature Tm. Further, the curing start temperature Tc [° C.] of the thermosetting component in the coating film was calculated by measuring IR (infrared spectroscopy) while increasing the temperature of the coating film by 5 ° C. per minute. Specifically, the temperature at which the change amount of the IR spectrum of the reactive group in the curing reaction in each thermosetting component becomes a value of 10% or more with respect to the final change amount of the IR spectrum is the curing start temperature Tc. It was.
  • Step (1-2): Removal step A removal process is a process of exposing and developing with respect to the coating film formed at the coating-film formation process, and removing the coating film formed in the sealing material formation area among the said coating films.
  • a low-pressure mercury lamp a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a chemical lamp, a light-emitting diode (LED) light source, an excimer laser generator, etc.
  • i-line 365 nm
  • h-line 405 nm
  • g Actinic rays having a wavelength of 300 nm to 450 nm such as a line (436 nm)
  • irradiation light can also be adjusted through spectral filters, such as a long wavelength cut filter, a short wavelength cut filter, and a band pass filter, as needed.
  • the exposure amount is preferably 1 to 500 mJ / cm 2 .
  • various types of exposure machines such as a mirror projection aligner, a stepper, a scanner, a proximity, a contact, a microlens array, a lens scanner, and a laser exposure can be used.
  • exposure using a so-called super-resolution technique can be performed. Examples of the super-resolution technique include multiple exposure in which exposure is performed a plurality of times, a method using a phase shift mask, and an annular illumination method. By using these super-resolution techniques, it is possible to form a higher definition pattern, which is preferable.
  • the wavelength of the light used by exposure is longer than the wavelength of the light used by the optical alignment process mentioned later.
  • the developer used for development preferably contains an aqueous solution of a basic compound.
  • a basic compound include compounds described in paragraph 0171 of International Publication No. 2015/0887829, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetra Butylammonium hydroxide and choline (2-hydroxyethyltrimethylammonium hydroxide) are preferred.
  • An aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant to the alkaline aqueous solution can also be used as a developer.
  • the pH of the developer is preferably 10.0 to 14.0.
  • the development time is preferably 30 to 500 seconds, and the development method may be any of a liquid piling method (paddle method), a shower method, a dipping method, and the like.
  • a rinsing step can also be performed after development. In the rinsing step, the developed substrate and the development residue are removed by washing the developed substrate with pure water or the like.
  • a known method can be used as the rinsing method. For example, shower rinse and dip rinse can be mentioned.
  • the angle d1 between the side end surface of the coating film formed in the liquid crystal layer formation region and the surface of the coating film that contacts the substrate is not particularly limited, but is narrower.
  • the angle is preferably 50 degrees or more, more preferably 70 degrees or more, and further preferably 70 to 90 degrees. Among them, a larger angle is preferable. That is, 90 degrees is most preferable. In the present specification, a large angle for an angle up to 90 degrees is also simply referred to as “a large angle”. As shown in FIG.
  • the coating film angle d1 is in the liquid crystal layer forming region a of the coating film remaining after the removing step. This is the angle between the side end face 22p of the formed coating film 22a that contacts the sealing material forming region b and the surface 22q of the coating film 22a that contacts the substrate 10.
  • thermosetting step is a step of thermosetting the coating film remaining after the removing step and forming a thermosetting film in a region other than the sealing material forming region of the pair of substrates.
  • the heating temperature for thermosetting is preferably 180 to 400 ° C, more preferably 220 ° C to 350 ° C.
  • the heating time is preferably 15 to 120 minutes. This heating can be performed using a heating device such as a hot plate or an oven. Further, the transparency can be further improved by performing the heat treatment in a nitrogen atmosphere. It is also possible to perform post-baking after baking at a relatively low temperature before thermosetting (post-baking) (addition of a middle baking step). When middle baking is performed, it is preferable to post-bake at a high temperature of 200 ° C. or higher after heating at 90 to 150 ° C. for 1 to 60 minutes. Moreover, middle baking and post-baking can be heated in three or more stages.
  • the film hardening reaction can be accelerated
  • the preferred exposure amount in the case of including a post-exposure step preferably 100 ⁇ 3,000mJ / cm 2, particularly preferably 100 ⁇ 500mJ / cm 2.
  • the thickness of the thermosetting film is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5 ⁇ m.
  • the angle d2 between the side end face of the thermosetting film formed in the liquid crystal layer forming region and the surface of the thermosetting film in contact with the substrate is not particularly limited. A larger angle is preferable because a liquid crystal display panel with a narrow frame can be obtained. That is, 90 degrees is most preferable. Specifically, it is preferably 30 to 90 degrees, more preferably 50 to 90 degrees, and further preferably 70 to 90 degrees.
  • the angle d2 of the coating film was formed in the liquid crystal layer forming region a in the thermosetting film, as shown in FIG. 12 (partial sectional view after the thermosetting step in one embodiment of the manufacturing method of the present invention). This is the angle between the side end surface 24p of the coating film 24a that contacts the sealing material forming region b and the surface 24q of the coating film 24a that contacts the substrate 10.
  • the photo-alignment processing step is a step of performing photo-alignment processing on the thermosetting film and forming the photo-alignment film in a region other than the sealing material formation region of the pair of substrates.
  • the light alignment treatment preferably uses light having a wavelength of 365 nm or less.
  • polarized ultraviolet rays for obtaining uniform alignment.
  • the method of irradiating polarized ultraviolet rays is not particularly limited.
  • limiting in particular as polarized light For example, linearly polarized light, circularly polarized light, elliptically polarized light etc. are mentioned, Among these, linearly polarized light is preferable.
  • non-polarized light may be irradiated at an angle inclined from the normal line of the thin film.
  • non-polarized light may be irradiated from an oblique direction on the surface of the thin film.
  • “Inclined irradiation” is not particularly limited as long as it is a direction inclined by a polar angle ⁇ (0 ⁇ ⁇ 90 °) with respect to the normal direction of the thin film surface, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • is preferably 20 to 80 °.
  • Examples of the light source used include a xenon lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, and a metal halide lamp.
  • a xenon lamp By using an interference filter, a color filter, or the like for ultraviolet rays obtained from such a light source, the wavelength range of irradiation can be limited.
  • linearly polarized light can be obtained by using a polarizing filter or a polarizing prism for the light from these light sources.
  • the sealing material forming step is a step of forming a sealing material in any one sealing material forming region of the pair of substrates obtained in the substrate preparing step.
  • a method for forming the sealing material is not particularly limited, but a method of applying the sealing material forming composition to the sealing material forming region is preferable.
  • the composition for forming a sealing material conventionally known ones can be used, and examples thereof include an acrylic resin type, an epoxy resin type, a composition containing both an acrylic resin and an epoxy resin.
  • Step (3): Bonding step The bonding process is a process of bonding a pair of substrates together with a sealing material. That is, a pair of photo-alignment films is formed by aligning the seal material of the substrate with a photo-alignment film on which the seal material is formed in the seal-material forming step with the seal material forming region of the substrate with the photo-alignment film on which the seal material is not formed. In this step, the attached substrate is bonded by the sealing material 30.
  • the liquid crystal layer forming step is a step of forming a liquid crystal layer in a space surrounded by the pair of substrates and the sealing material.
  • the liquid crystal layer forming composition is sandwiched between a pair of substrates with a photo-alignment film (a seal material is formed on one side), and the pair of substrates with the photo-alignment film and the seal material
  • the liquid crystal layer is preferably formed in a space surrounded by 30.
  • a driving method for driving the liquid crystal layer As a driving method for driving the liquid crystal layer, a TN (Twisted Nematic) method, a VA (Vertical Alignment) method, an IPS (In-Plane-Switching) method, an FFS (Fringe Field Switching) method, an OCB (Optically Filled Code) method. Etc.
  • the IPS method is preferable.
  • the IPS liquid crystal cell rod-like liquid crystal molecules are aligned substantially parallel to the substrate, and the liquid crystal molecules respond in a planar manner when an electric field parallel to the substrate surface is applied. That is, in the IPS system, the liquid crystal constituting the liquid crystal layer is a horizontally aligned liquid crystal.
  • black is displayed when no electric field is applied, and the absorption axes of a pair of upper and lower polarizing plates are orthogonal.
  • the alignment film material (specific alignment film material) used in the present invention has photo-patterning properties and photo-alignment properties. Further, it contains a thermosetting component. That is, the alignment film material used in the present invention has photo-patterning properties, photo-alignment properties, and thermosetting properties.
  • the alignment film material contains a single compound having all three properties (photo-patterning property, photo-alignment property, and thermosetting property), so that it has three properties (photo-patterning property, photo-alignment property, and thermosetting property). ) May contain a plurality of compounds having each of the above. When the alignment film material contains a plurality of compounds, any of the plurality of compounds may have two or more of the three characteristics (photo patterning property, photo alignment property, thermosetting property). .
  • the polymers p1 (photo-patterning property), p2 (photo-alignment property), p3 (photo-alignment property) and p4 (thermosetting component), which will be described later, may be contained as separate polymers. It may be contained as a polymer. That is, one polymer may be contained as a plurality of polymers among the polymers p1 to p4.
  • P4 and P5 used in Examples described later are a structural unit having a group in which an acid group is protected by an acid-decomposable group, a structural unit having a photoalignable group, and a structural unit having a crosslinkable group. Therefore, it corresponds to all of the polymer p1 (photo-patterning property), the polymer p2 (photo-alignment property), and the polymer p4 (thermosetting component).
  • the alignment film material used in the present invention has photo-patterning properties. That is, when the coating film formed from the alignment film material used in the present invention is exposed and developed, the exposed portion (exposed portion) is dissolved (positive type) or not exposed. A pattern is formed by dissolving a part (non-exposed part) (negative type).
  • the alignment film material used in the present invention is preferably a positive type in which the exposed portion of the coating film to be formed dissolves because the angle d2 described above becomes large.
  • Preferred embodiments for the alignment film material used in the present invention to have photo-patterning properties include, for example, the following preferred embodiments 1 to 3.
  • Preferred embodiment 1 positive type (chemical amplification type) A polymer containing a structural unit having a group in which an acid group is protected with an acid-decomposable group and a photoacid generator are contained.
  • Preferred embodiment 2 Positive type (quinonediazide compound) Contains quinonediazide compounds.
  • Preferred embodiment 3 Negative type A compound (polymerizable compound) having two or more groups having an ethylenically unsaturated bond and a photopolymerization initiator are contained.
  • the alignment film material generates a polymer p1 including a structural unit having a group in which an acid group is protected by an acid-decomposable group, and a photoacid generator (preferably, an acid having a pKa of 3 or less is generated.
  • a photoacid generator preferably, an acid having a pKa of 3 or less is generated.
  • a positive pattern is formed.
  • a preferred embodiment 1 is a so-called chemical amplification type.
  • the polyimide precursor p3 to be described later when X 1 or X 2 in the formula (p3) to be described later is an acid-decomposable group, corresponding to the polymer p1.
  • a group in which an acid group is protected by an acid-decomposable group causes a deprotection reaction using an acid as a catalyst (or an initiator), thereby generating an acid group, a regenerated acid, and a decomposed structure.
  • the group in which the acid group is protected with an acid-decomposable group those known as an acid group and an acid-decomposable group can be used and are not particularly limited.
  • Preferred examples of the acid group include a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group.
  • an acid-decomposable group a group that is relatively easily decomposed by an acid (for example, an acetal functional group such as an ester structure, a tetrahydropyranyl ester group, or a tetrahydrofuranyl ester group) or an acid-decomposable group is relatively difficult to decompose by an acid.
  • Groups for example, tertiary alkyl groups such as tert-butyl ester groups and tertiary alkyl carbonate groups such as tert-butyl carbonate groups).
  • the structural unit having a group in which the acid group is protected with an acid-decomposable group is a structural unit having a protected carboxyl group in which the carboxyl group is protected with an acid-decomposable group (hereinafter referred to as “protected carboxyl protected with an acid-decomposable group”).
  • a structural unit having a protected phenolic hydroxyl group in which the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group hereinafter referred to as “protected phenolic hydroxyl group protected with an acid-decomposable group”. It is also referred to as a “constituent unit”.
  • the structural unit having a protected carboxyl group protected with an acid-decomposable group and the structural unit having a protected phenolic hydroxyl group protected with an acid-decomposable group will be described in order.
  • Structural unit having a protected carboxyl group protected with an acid-decomposable group The structural unit having a protected carboxyl group protected with an acid-decomposable group is described in detail below. And a structural unit having a protected carboxyl group protected by an acid-decomposable group.
  • a structural unit which has the said carboxyl group which can be used for the structural unit which has the protected carboxyl group protected by the said acid-decomposable group A well-known structural unit can be used.
  • a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid having at least one carboxyl group in the molecule such as an unsaturated monocarboxylic acid, unsaturated dicarboxylic acid, or unsaturated tricarboxylic acid, or an ethylenically unsaturated group and an acid.
  • a structural unit having both an anhydride-derived structure a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid having at least one carboxyl group in the molecule, and a structural unit having both an ethylenically unsaturated group and a structure derived from an acid anhydride will be described in order.
  • acrylic acid, methacrylic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl-succinic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid 2- (meth) acryloyloxyethyl-phthalic acid or an anhydride of an unsaturated polyvalent carboxylic acid is preferably used.
  • the structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid having at least one carboxyl group in the molecule may be composed of one kind alone, or may be composed of two or more kinds.
  • (1-2) Structural unit having both an ethylenically unsaturated group and a structure derived from an acid anhydride A structural unit having both an ethylenically unsaturated group and a structure derived from an acid anhydride has an ethylenically unsaturated group It is preferably a unit derived from a monomer obtained by reacting a hydroxyl group present in the structural unit with an acid anhydride.
  • the acid anhydride known ones can be used, and specifically, maleic anhydride, succinic anhydride, itaconic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, chlorendic anhydride, etc.
  • Dibasic acid anhydrides such as trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, biphenyltetracarboxylic anhydride, and the like.
  • acid anhydrides such as trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, biphenyltetracarboxylic anhydride, and the like.
  • phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, or succinic anhydride is preferable from the viewpoint of developability.
  • the reaction rate of the acid anhydride with respect to the hydroxyl group is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 30 to 100 mol% from the viewpoint of developability.
  • a known acid-decomposable group can be used as the acid-decomposable group that can be used in the structural unit having a protected carboxyl group protected by the acid-decomposable group.
  • the acid-decomposable group is preferably a protected carboxyl group in which the carboxyl group is protected in the form of an acetal.
  • the carboxyl group is more preferably a protected carboxyl group protected in the form of an acetal represented by the following formula a1-10 from the viewpoint of sensitivity.
  • the entire protected carboxyl group is — (C ⁇ O) —O—CR 101 R 102 ( OR 103 ).
  • R 101 and R 102 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group, except that R 101 and R 102 are both hydrogen atoms.
  • R 103 represents an alkyl group.
  • R 101 or R 102 and R 103 may be linked to form a cyclic ether.
  • R 101 and R 102 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and the alkyl group may be linear, branched or cyclic.
  • both R 101 and R 102 do not represent a hydrogen atom, and at least one of R 101 and R 102 represents an alkyl group.
  • the alkyl group may be linear, branched or cyclic.
  • the linear alkyl group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • the branched chain preferably has 3 to 6 carbon atoms, and more preferably has 3 or 4 carbon atoms.
  • methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n examples include -hexyl group, texyl group (2,3-dimethyl-2-butyl group), n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group and the like.
  • the cyclic alkyl group preferably has 3 to 12 carbon atoms, more preferably 4 to 8 carbon atoms, and still more preferably 4 to 6 carbon atoms.
  • Examples of the cyclic alkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a norbornyl group, and an isobornyl group.
  • the alkyl group may have a substituent, and examples of the substituent include a halogen atom, an aryl group, and an alkoxy group.
  • R 101 , R 102 and R 103 When it has a halogen atom as a substituent, R 101 , R 102 and R 103 become a haloalkyl group, and when it has an aryl group as a substituent, R 101 , R 102 and R 103 become an aralkyl group.
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and among these, a fluorine atom or a chlorine atom is preferable.
  • the aryl group is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and more preferably an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
  • Specific examples include a phenyl group, an ⁇ -methylphenyl group, a naphthyl group, and the like, and examples of the entire alkyl group substituted with an aryl group, that is, an aralkyl group include a benzyl group, an ⁇ -methylbenzyl group, a phenethyl group, A naphthylmethyl group etc. can be illustrated.
  • the alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably a methoxy group or an ethoxy group.
  • the alkyl group is a cycloalkyl group
  • the cycloalkyl group may have a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms as a substituent, and the alkyl group is a linear chain. Or a branched alkyl group, it may have a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms as a substituent. These substituents may be further substituted with the above substituents.
  • R 101 , R 102 and R 103 represent an aryl group
  • the aryl group preferably has 6 to 12 carbon atoms, and more preferably 6 to 10 carbon atoms.
  • the aryl group may have a substituent, and preferred examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the aryl group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a cumenyl group, and a 1-naphthyl group.
  • R 101 , R 102 and R 103 can be bonded together to form a ring together with the carbon atom to which they are bonded.
  • Examples of the ring structure when R 101 and R 102 , R 101 and R 103 or R 102 and R 103 are bonded include, for example, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a tetrahydrofuranyl group, an adamantyl group, and a tetrahydropyrani group. And the like.
  • any one of R 101 and R 102 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • radical polymerizable monomer used for forming the structural unit having a protected carboxyl group represented by the formula a1-10 a commercially available one may be used, or one synthesized by a known method may be used. You can also. For example, it can be synthesized by the synthesis method described in paragraphs 0037 to 0040 of JP2011-212494A.
  • the first preferred embodiment of the structural unit having a protected carboxyl group protected with an acid-decomposable group is a structural unit represented by the following formula.
  • R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, at least one of R 1 and R 2 is an alkyl group or an aryl group, and R 3 is an alkyl group or Represents an aryl group, R 1 or R 2 and R 3 may be linked to form a cyclic ether, R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a single bond or an arylene group;
  • R 1 and R 2 are alkyl groups, alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms are preferred. When R 1 and R 2 are aryl groups, a phenyl group is preferred. R 1 and R 2 are preferably each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 3 represents an alkyl group or an aryl group, preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. X represents a single bond or an arylene group, and a single bond is preferable.
  • a second preferred embodiment of the structural unit having a protected carboxyl group protected with an acid-decomposable group is a structural unit represented by the following formula.
  • R 121 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • L 1 represents a carbonyl group
  • R 122 to R 128 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a hydrogen atom is preferred.
  • R represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the molar ratio of the structural unit having a group in which the acid group is protected with an acid-decomposable group to the total structural unit constituting the polymer p1 is not particularly limited, but is preferably 10 to 100 mol%, preferably 20 to 90 More preferably, it is mol%.
  • the content of the polymer p1 in the alignment film material is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 99.9 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid components.
  • the lower limit is more preferably 10 parts by mass or more, and still more preferably 20 parts by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 90 parts by mass or less, and still more preferably 80 parts by mass or less.
  • the polymer p1 may be used alone or in combination of two or more.
  • the photoacid generator is not particularly limited.
  • the photoacid generator is preferably a compound that reacts with actinic rays having a wavelength of 300 nm or more, preferably 300 to 450 nm, and generates an acid, but is not limited to its chemical structure.
  • a photoacid generator that is not directly sensitive to an actinic ray having a wavelength of 300 nm or more can also be used as a sensitizer if it is a compound that reacts with an actinic ray having a wavelength of 300 nm or more and generates an acid when used in combination with a sensitizer. It can be preferably used in combination.
  • the photoacid generator used in the present invention is preferably a photoacid generator that generates an acid having a pKa of 3 or less, and more preferably a photoacid generator that generates an acid having a pKa of 2 or less.
  • pKa basically refers to pKa in water at 25 ° C. Those that cannot be measured in water refer to those measured after changing to a solvent suitable for measurement.
  • the pKa described in the chemical handbook can be referred to.
  • the acid having a pKa of 3 or less is preferably sulfonic acid or phosphonic acid, and more preferably sulfonic acid.
  • the photoacid generator is preferably one that generates an acid having a pKa of 2 or less.
  • photoacid generators examples include onium salt compounds, trichloromethyl-s-triazines, sulfonium salts, iodonium salts, quaternary ammonium salts, diazomethane compounds, imide sulfonate compounds, and oxime sulfonate compounds. .
  • onium salt compounds, imide sulfonate compounds, and oxime sulfonate compounds are preferable, and onium salt compounds and oxime sulfonate compounds are particularly preferable.
  • a photo-acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • trichloromethyl-s-triazines diaryliodonium salts, triarylsulfonium salts, quaternary ammonium salts, and diazomethane compounds
  • examples of trichloromethyl-s-triazines, diaryliodonium salts, triarylsulfonium salts, quaternary ammonium salts, and diazomethane compounds include compounds described in paragraph numbers 0083 to 0088 of JP2011-212494A; Examples of the compounds described in JP-A-2011-105645, paragraphs 0013 to 0049, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • Specific examples of the imidosulfonate compound include compounds described in paragraph numbers 0065 to 0075 of WO2011 / 087011, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • triarylsulfonium salts having the following structure.
  • Preferred examples of the oxime sulfonate compound that is, a compound having an oxime sulfonate structure include compounds having an oxime sulfonate structure represented by the following general formula (B1-1).
  • R 21 represents an alkyl group or an aryl group. Wavy lines represent bonds with other groups.
  • any group may be substituted, and the alkyl group in R 21 may be linear, branched or cyclic. Acceptable substituents are described below.
  • the alkyl group for R 21 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the alkyl group represented by R 21 has a halogen atom, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a cycloalkyl group (7,7-dimethyl-2-oxonorbornyl group). It may be substituted with a bridged alicyclic group, preferably a bicycloalkyl group or the like.
  • aryl group for R 21 an aryl group having 6 to 11 carbon atoms is preferable, and a phenyl group or a naphthyl group is more preferable.
  • the aryl group of R 21 may be substituted with a lower alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
  • the above compound containing an oxime sulfonate structure represented by the above general formula (B1-1) is preferably an oxime sulfonate compound described in paragraph numbers 0108 to 0133 of JP-A-2014-238438.
  • a naphthalene imide compound is preferable, and the description of International Publication WO11 / 087011 can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • the content of the photoacid generator is preferably 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content of the alignment film material.
  • the lower limit is more preferably 0.2 parts by mass or more, and further preferably 0.5 parts by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 10 parts by mass or less, and still more preferably 5 parts by mass or less.
  • only 1 type may be used for a photo-acid generator, and it can also use 2 or more types together. When using 2 or more types of photo-acid generators, it is preferable that the total amount becomes the said range.
  • a preferred embodiment 2 is an embodiment in which the alignment film material contains a quinonediazide compound.
  • the alignment film material when the coating film formed from the alignment film material is exposed, a carboxy group is usually generated from the quinonediazide compound in the exposed portion. A pattern is formed.
  • the alignment film material preferably contains a polymer containing a structural unit having a crosslinkable group described later.
  • quinonediazide compound As the quinonediazide compound, a 1,2-quinonediazide compound that generates a carboxylic acid upon irradiation with actinic rays can be used.
  • a condensate of a phenolic compound or an alcoholic compound (hereinafter referred to as “mother nucleus”) and 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid halide can be used.
  • the description in paragraphs 0075 to 0078 of JP2012-088459A can be referred to, the contents of which are incorporated herein.
  • condensation reaction In the condensation reaction of the phenolic compound or alcoholic compound (mother nucleus) and 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide, preferably 30 to 85 moles relative to the number of OH groups in the phenolic compound or alcoholic compound. %, More preferably 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide corresponding to 50 to 70 mol% can be used.
  • the condensation reaction can be carried out by a known method.
  • 1,2-quinonediazide compound examples include 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid amides in which the ester bond of the mother nucleus exemplified above is changed to an amide bond, such as 2,3,4-triaminobenzophenone-1,2 -Naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid amide is also preferably used.
  • the content of the quinonediazide compound in the alignment film material is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 2 to 40 parts by mass, and still more preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content.
  • a preferred embodiment 3 is an embodiment in which the alignment film material contains a compound having two or more groups having an ethylenically unsaturated bond (polymerizable compound) and a photopolymerization initiator.
  • the alignment film material when the coating film formed from the alignment film material is exposed, the exposed portion is usually crosslinked, so that the unexposed portion is dissolved by development and a negative pattern is formed.
  • the alignment film material preferably contains a polymer containing a constituent unit having a crosslinkable group described later.
  • Examples of the group having an ethylenically unsaturated bond that the polymerizable compound has include a vinyl group, a (meth) allyl group, and a (meth) acryloyl group, and a (meth) acryloyl group is preferable.
  • the polymerizable compound may be in any chemical form such as a monomer, a prepolymer, an oligomer, or a polymer. Monomers and / or polymers are preferred.
  • the monomer type polymerizable compound preferably has a molecular weight of 100 to 3,000.
  • the polymer type polymerizable compound preferably has a weight average molecular weight of 3,000 to 2,000,000.
  • the upper limit is preferably 1,000,000 or less, and more preferably 500,000 or less.
  • the lower limit is preferably 4,000 or more, and more preferably 5,000 or more.
  • the polymerizable compound is preferably a (meth) acrylate compound.
  • the (meth) acrylate compound is preferably a compound having 2 or more (meth) acryloyl groups in one molecule, and more preferably a compound having 3 or more (meth) acryloyl groups.
  • the upper limit of the number of (meth) acryloyl groups is preferably 15 or less, more preferably 10 or less, still more preferably 8 or less, and particularly preferably 6 or less.
  • Specific examples of these compounds include compounds described in paragraphs 0095 to 0108 of JP-A-2009-288705, paragraph 0227 of JP-A-2013-29760, and paragraphs 0254 to 0257 of JP-A-2008-292970. Which is incorporated herein by reference.
  • the polymerizable compounds are dipentaerythritol triacrylate (commercially available product KAYARAD D-330; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol tetraacrylate (commercially available product KAYARAD D-320; Nippon Kayaku Co., Ltd.).
  • Dipentaerythritol penta (meth) acrylate (as a commercial product, KAYARAD D-310; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate (As a commercial product, KAYARAD DPHA; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., A-DPH-12E; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), and these (meth) acryloyl groups contain ethylene glycol and propylene glycol residues.
  • Through Have structures (e.g., commercially available from Sartomer Company, SR454, SR499) is preferred. These oligomer types can also be used. KAYARAD RP-1040, DPCA-20 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and M-321 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) can also be used.
  • the polymerizable compound may have an acid group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group.
  • a preferable acid value of the polymerizable compound having an acid group is 0.1 to 40 mgKOH / g, and particularly preferably 5 to 30 mgKOH / g. If the acid value of the polymerizable compound is 0.1 mgKOH / g or more, the developability is good, and if it is 40 mgKOH / g or less, it is advantageous in production and handling. Furthermore, the photopolymerization performance is good and the curability is excellent.
  • Examples of commercially available polymerizable compounds having an acid group include polybasic acid-modified acrylic oligomers manufactured by Toagosei Co., Ltd., such as M-305, M-510, and M-520.
  • the polymerizable compound is also preferably a compound having a caprolactone structure.
  • examples of the polymerizable compound having a caprolactone structure are commercially available from Nippon Kayaku Co., Ltd. as KAYARAD DPCA series, and examples thereof include DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60, DPCA-120 and the like.
  • a polymerizable compound having an alkyleneoxy group can also be used.
  • the polymerizable compound having an alkyleneoxy group is preferably a polymerizable compound having an ethyleneoxy group and / or a propyleneoxy group, more preferably a polymerizable compound having an ethyleneoxy group, and 4 to 20 ethyleneoxy groups (meta ) Acrylate compounds are more preferred.
  • Examples of commercially available polymerizable compounds having an alkyleneoxy group include SR-494, a tetrafunctional acrylate having four ethyleneoxy groups manufactured by Sartomer, and six pentyleneoxy groups manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. DPCA-60, which is a hexafunctional acrylate, and TPA-330, which is a trifunctional acrylate having three isobutyleneoxy groups.
  • Polymerizable compounds include urethane acrylates such as those described in JP-B-48-41708, JP-A-51-37193, JP-B-2-32293, and JP-B-2-16765.
  • Urethane compounds having an ethylene oxide skeleton described in JP-B-58-49860, JP-B-56-17654, JP-B-62-39417, and JP-B-62-39418 are also suitable.
  • urethane oligomers UAS-10, UAB-140 (Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd.), U-15HA, U-6LPA, UA-7200 (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.), DPHA-40H (Japan) Kayaku Co., Ltd.), UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, AI-600 (manufactured by Kyoeisha) and the like.
  • the polymerizable compound is also preferably a polymer having a group having an ethylenically unsaturated bond in the side chain (hereinafter also referred to as a polymerizable polymer).
  • the content of the structural unit having a group having an ethylenically unsaturated bond in the side chain is preferably 5 to 100% by mass of the total structural unit.
  • the lower limit is more preferably 10% by mass or more, and still more preferably 15% by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 95% by mass or less, and still more preferably 90% by mass or less.
  • the polymerizable polymer may contain other structural unit positions in addition to the structural unit having a group having an ethylenically unsaturated bond in the side chain.
  • the other structural unit may contain a functional group such as an acid group or may not contain a functional group.
  • the acid group include a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group. Only one type of acid group may be included, or two or more types of acid groups may be included.
  • Other functional groups include development promoting groups such as lactones, acid anhydrides, amides, cyano groups, long chain and cyclic alkyl groups, aralkyl groups, aryl groups, polyalkylene oxide groups, hydroxyl groups, maleimide groups, amino groups, etc. Can be introduced as appropriate.
  • the polymerizable polymer preferably contains a structural unit having an acid group.
  • the proportion of the structural unit having an acid group is preferably 1 to 50% by mass of the total structural units constituting the polymerizable polymer.
  • the lower limit is more preferably 2% by mass or more, and further preferably 3% by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 35% by mass or less, and still more preferably 30% by mass or less.
  • the acid value of the polymerizable polymer is preferably 10 to 150 mgKOH / g.
  • the lower limit is preferably 20 mgKOH / g or more, more preferably 30 mgKOH / g or more.
  • the upper limit is preferably 140 mgKOH / g or less, and more preferably 130 mgKOH / g or less.
  • Examples of commercially available polymerizable polymers include: NR series (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), Photomer 6173 (COOH-containing polyurethane acrylic oligomer. Diamond Shamrock Co. Ltd., biscort R-264, KS resist 106 (any) Also manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), Cyclomer P series (for example, ACA230AA), Plaxel CF200 series (both manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), Ebecryl 3800 (manufactured by Daicel UCB Co., Ltd.), Acrycure-RD-F8 ( Nippon Shokubai Co., Ltd.).
  • the content of the polymerizable compound in the alignment film material is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more, and still more preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of all solid components.
  • the upper limit is more preferably 99 parts by mass or less, for example.
  • the alignment film material may contain only one type of polymerizable compound or two or more types. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the alignment film material contains a photopolymerization initiator.
  • the photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it has the ability to initiate polymerization of a polymerizable compound, and can be appropriately selected from known photopolymerization initiators. For example, those having photosensitivity to visible light from the ultraviolet region are preferable.
  • the photopolymerization initiator preferably contains at least one compound having a molar extinction coefficient of at least about 50 within a range of about 300 nm to 800 nm (more preferably 330 nm to 500 nm).
  • Examples of the photopolymerization initiator include acylphosphine compounds, alkylphenone compounds, ⁇ -aminoketone compounds, benzophenone compounds, benzoin ether compounds, ketal derivative compounds, thioxanthone compounds, oxime compounds, hexaarylbiimidazole compounds, trihalomethyls.
  • Examples thereof include compounds, azo compounds, organic peroxides, diazonium compounds, iodonium compounds, sulfonium compounds, azinium compounds, metallocene compounds, organic boron salt compounds, disulfone compounds, and thiol compounds. From the viewpoint of sensitivity, oxime compounds and alkylphenone compounds are preferred.
  • the description in paragraph numbers 0061 to 0073 of JP2011-186398A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • IRGACURE OXE-01 manufactured by BASF
  • IRGACURE OXE-02 manufactured by BASF
  • TR-PBG-304 manufactured by Changzhou Strong Electronic New Materials Co., Ltd.
  • Adeka Arcles NCI are commercially available products. -831 (manufactured by ADEKA), Adeka Arcles NCI-930 (manufactured by ADEKA) and the like can be used.
  • an oxime compound having a fluorine atom can also be used as a photopolymerization initiator.
  • Specific examples of the oxime compound having a fluorine atom include compounds described in JP 2010-262028 A, compounds 24 and 36 to 40 described in JP-A-2014-500852, and compounds described in JP-A 2013-164471 ( C-3). This content is incorporated herein.
  • alkylphenone compounds examples include hydroxyalkylphenone compounds and aminoalkylphenone compounds.
  • hydroxyalkylphenone compound commercially available products such as IRGACURE 184, DAROCUR 1173, IRGACURE 500, IRGACURE 2959, IRGACURE 127 (product names: all manufactured by BASF) can be used.
  • aminoalkylphenone compounds commercially available products IRGACURE 907, IRGACURE 369, and IRGACURE 379EG (trade names: all manufactured by BASF) can be used.
  • acylphosphine compound commercially available products such as IRGACURE 819 and DAROCUR-TPO (trade names: both manufactured by BASF) can be used.
  • the content of the photopolymerization initiator is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 0.5 to 30 parts by weight, and further preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable compound. is there. Within this range, better sensitivity and pattern formability can be obtained.
  • the alignment film material may contain only one type of photopolymerization initiator, or may contain two or more types. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the alignment film material used in the present invention has photo-alignment properties.
  • Preferred embodiments for the alignment film material to have photo-alignment include, for example, the following preferred embodiments 1 and 2.
  • Preferred embodiment 1 An embodiment containing a polymer p2 containing a structural unit having a photo-alignment group
  • Preferred embodiment 2 A polyimide precursor p3 represented by the formula (p3) described later is contained.
  • a preferred embodiment 1 includes an embodiment in which the alignment film material contains a polymer p2 including a structural unit having a photoalignable group.
  • the photoalignment group refers to a photoreactive group that imparts orientation by any of a photodimerization reaction, a photoisomerization reaction, and a photolysis reaction. Especially, the photoreactive group which provides orientation by photodimerization reaction is preferable.
  • Examples of the group that imparts orientation by a photodimerization reaction include groups introduced from at least one derivative selected from the group consisting of maleimide derivatives, cinnamic acid derivatives, and coumarin derivatives.
  • Preferred examples include cinnamate group and chalcone group. Of these, a cinnamate group is preferable.
  • the cinnamate group and the chalcone group for example, the following structure (in the following formula, * represents a connecting site to a polymer chain, and R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group) is introduced.
  • the connecting site to the polymer chain represented by * may be directly connected to the main chain of the polymer or may be bonded via a divalent linking group.
  • the monovalent organic group represented by R is preferably an alkyl group or an aryl group.
  • the monovalent organic group represented by R preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 7 carbon atoms.
  • the reactive group that isomerizes by the action of light specifically, for example, a group composed of a skeleton of at least one compound selected from the group consisting of an azobenzene compound, a stilbene compound, and a spiropyran compound is preferable. It is mentioned in.
  • Specific examples of the reactive group capable of decomposing by the action of light include a group composed of a skeleton of a cyclobutane compound.
  • the reaction is preferably a group that imparts orientation by a photodimerization reaction that reacts with shorter wave light, and is at least one selected from the group consisting of a cinnamate group and a chalcone group. More preferably.
  • the main chain skeleton of the polymer p2 having a structural unit having a photo-alignment group is not particularly limited, but the side chain molecular design is diversified, and the main chain formation by radical polymerization reaction of an ethylenically unsaturated compound is simple.
  • a polymer (polymer) having a repeating unit (structural unit) represented by the following general formula (III) is preferable.
  • R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • X represents an arylene group, — (C ⁇ O) —O—, or — (C ⁇ O) —NR— (R represents a hydrogen atom or Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, L represents a single bond or a divalent linking group, and P represents a photoalignment group.)
  • R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • the alkyl group is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (eg, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group). N-butyl group, etc.) are preferred.
  • R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • L represents a single bond or a divalent linking group, and the divalent linking group may be —O—, —S—, an alkylene group, an arylene group, or a combination thereof. Is preferred.
  • the alkylene group represented by L may be a linear, branched, or cyclic structure, but is preferably a linear structure.
  • the alkylene group represented by L preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably 2 to 4 carbon atoms.
  • a phenylene group is preferable.
  • P represents a photo-alignment group, and specific examples thereof include chalcone group, cinnamate group, stilbenyl group, maleimide group, and azobenzyl group.
  • the photoalignable group represented by P may have a substituent as long as the photoalignment is not lost.
  • the substituent include a halogeno group, an alkyl group, and an aryl group, and an alkyl group or an aryl group is preferable.
  • the alkyl group or aryl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 7 carbon atoms.
  • the molar ratio of the structural unit having a photoalignable group to the total structural units constituting the polymer p2 is not particularly limited, but is preferably 10 to 100% by mole, more preferably 20 to 90% by mole. .
  • the content of the polymer p2 in the alignment film material is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 99.9 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid components.
  • the lower limit is more preferably 10 parts by mass or more, and still more preferably 20 parts by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 90 parts by mass or less, and still more preferably 80 parts by mass or less.
  • the polymer p2 may be used alone or in combination of two or more.
  • Preferable embodiment 1a an embodiment in which the polymer p2 further includes a structural unit having a ubiquitous group
  • a structural unit having a ubiquitous group for example, at least one partial structure selected from the group consisting of a fluorine-substituted hydrocarbon group, a siloxane skeleton, and an alkyl group having 10 to 30 carbon atoms (hereinafter referred to as “unevenly-distributed group”).
  • Polymer p2a containing a structural unit having a Since the orientation group is unevenly distributed on the surface of the film by including the structural unit having the uneven distribution group, the content of the polymer p2 can be suppressed.
  • each ubiquitous group will be described in detail.
  • the fluorine-substituted hydrocarbon group may be a hydrocarbon group substituted by at least one fluorine atom, and may be an alkyl group or an alkylene group (hereinafter, this paragraph).
  • the alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and an alkyl group in which all hydrogen atoms such as an alkyl group are substituted with fluorine atoms is more preferable. .
  • Such a fluorine-substituted hydrocarbon group is preferably a group represented by the following general formula I from the viewpoint of uneven distribution.
  • R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and * represents a site connected to a polymer chain.
  • X represents a single bond or a divalent linking group
  • m represents an integer of 1 to 3
  • n represents an integer of 1 or more
  • r represents 0 or an integer of 1 to 2.
  • m 1, the plurality of R 2 may be the same or different.
  • M in the general formula I represents an integer of 1 to 3, and is preferably 1 or 2.
  • N in the general formula I represents an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 10, more preferably an integer of 1 to 4, and particularly preferably 1 or 2.
  • R in the general formula I represents 0 or an integer of 1 to 2, preferably 1 or 2, and more preferably 2.
  • the connecting portion to the polymer chain represented by * may be directly connected to the main chain of the polymer, or may contain a polyoxyalkylene group, an alkylene group, an ester group, a urethane group, or a hetero atom. You may couple
  • alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 2 in the general formula I examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group and the like.
  • a hydrogen atom or a methyl group more preferably a hydrogen atom.
  • X when X is a single bond, it means that the polymer main chain and the carbon atom to which R 2 is bonded are directly connected.
  • examples of the linking group include —O—, —S—, —N (R 4 ) —, —CO—, and the like.
  • R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group, and a hydrogen atom and a methyl group are preferable.
  • a method of introducing a fluorine-substituted hydrocarbon group into a polymer a method of introducing a fluorine-substituted hydrocarbon group into a polymer by a polymer reaction; a monomer having a fluorine-substituted hydrocarbon group (hereinafter referred to as “fluorine-substituted hydrocarbon group-containing” And a method of introducing a structural unit having a fluorine-substituted hydrocarbon group into the polymer.
  • the fluorine-substituted hydrocarbon group-containing monomer is a monomer represented by the following general formula II: It is mentioned as preferable.
  • R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group that may have a substituent, or an ethyl group that may have a substituent.
  • R 2 , X, m, n and r all have the same meaning as R 2 , X, m, n and r in formula I, and preferred examples are also the same.
  • a halogen atom represented by R ⁇ 1 > in General formula II a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom is mentioned, for example.
  • the monomer represented by the general formula II include tetrafluoroisopropyl methacrylate represented by the following formula (IIa), hexafluoroisopropyl methacrylate represented by the following formula (IIb), and the like.
  • Other specific examples include compounds described in paragraph numbers [0058] to [0061] of JP2010-18728A. Of these, a structure in which a fluorine-substituted hydrocarbon group is bonded to a polyoxyalkylene group is preferable.
  • the siloxane skeleton is not particularly limited as long as it has “—Si—O—Si—”, and preferably contains a polyoxyalkylene group.
  • the siloxane skeleton is copolymerized with a compound having a (meth) acryloyloxy group and an alkoxysilyl group and introduced into a constituent unit having a partial structure of the siloxane skeleton in the polymer.
  • a compound having a (meth) acryloyloxy group and an alkoxysilyl group is preferable.
  • the alkoxysilyl group for example, a group represented by the following formula (X) is preferable.
  • R 3 to R 5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group or an alkoxy group, and at least one is an alkoxy group. * Represents a binding position.
  • At least one of R 3 to R 5 is an alkoxy group, and the alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms. It is more preferably a group, more preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably an ethoxy group or a methoxy group.
  • Specific examples of the compound having such an alkoxysilyl group and a (meth) acryloyloxy group include 3- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane and 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane. 3- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, and the like.
  • the siloxane skeleton is polymerized with a compound represented by the following structural formula (A) (hereinafter also referred to as “specific siloxane compound”), and the siloxane skeleton is converted into a polymer. It is preferable to introduce.
  • R 7 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms which may have a substituent such as a hydroxyl group, an amine group, or a halogen atom, or the following structural formula (B ) Represents a divalent linking group.
  • R 4 represents a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.
  • n1, n2, and n3 are each independently an integer of 0 to 100.
  • two or more R 4 s exist in the structural formula (B), but they may be different or the same.
  • x1, x2 and x3 are integers whose sum satisfies 1 to 100.
  • Y1 is an integer of 1 to 30.
  • X 2 is a single bond or a divalent group represented by the following structural formula (C).
  • R 8 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent such as a hydroxyl group, an amine group, or a halogen atom
  • Q 1 , Q 2 represents an oxygen atom, a sulfur atom, or —NRB—, and Q 1 and Q 2 may be different from each other or the same.
  • RB represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Q 2 is bonded to R 7 in the structural formula (A).
  • Y 2 represents a monovalent group represented by the following structural formula (D) to the following structural formula (F).
  • R 5 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • Z 1 , Z 2 , and Z 3 each independently represent a monovalent group represented by the following structural formula (G).
  • R 6 represents an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • y2 represents an integer of 1 to 100, preferably an integer of 1 to 50, more preferably 1 to 20 It is an integer.
  • siloxane skeleton examples include the structures described in paragraphs [0092] to [0094] of JP 2010-18728 A, as specific examples of the above formula (A), but are not limited thereto. Absent. Of these, a structure in which a siloxane structure is bonded to a polymer via a polyoxyalkylene group is preferable.
  • the alkyl group having 10 to 30 carbon atoms may contain a branched structure or a cyclic structure. It is preferably in the range of 10 to 30, more preferably all have a linear structure.
  • the alkyl group preferably has 10 to 20 carbon atoms.
  • the side chain of the polymer preferably has a group represented by the following general formula (a3-1).
  • n a3 represents an integer of 10 to 30, and * represents a position linked to the main chain or side chain of the polymer. na3 is preferably an integer of 10 to 20.
  • the method for introducing the structure of the general formula (a3-1) into the main chain or side chain of the polymer For example, a monomer having the structure of (a3-1) is appropriately selected during synthesis and applied. In this case, the structure (a3-1) can be introduced into the repeating unit of the obtained polymer.
  • the monomer having the structure of the general formula (a3-1) a commercially available compound can be used, but it is included in (a3-1) with respect to a commercially available monomer having no structure of (a3-1).
  • a desired structure may be introduced as appropriate.
  • the method of introducing the structure (a3-1) into a commercially available monomer and a known method may be applied as appropriate.
  • the monomer having the structure of the general formula (a3-1) can be appropriately selected according to the main chain structure of the polymer.
  • the polymer has a (meth) acrylic structure in the main chain, the following general It is preferable to use a monomer represented by the formula (a3-2).
  • R 32 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a halogen atom
  • X 31 represents a divalent linking group
  • R 33 represents a single bond or an alkyleneoxy group.
  • N a3 has the same meaning as the general formula (a3-1), including the preferred range.
  • R 32 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a halogen atom, more preferably a hydrogen atom or a methyl group, and still more preferably a methyl group.
  • examples of the divalent linking group as X 31 include —O—, —S—, —N (R 4 ) —, and the like. Among these, —O— is more preferable.
  • R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group may be a linear structure or a branched structure, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group.
  • they are a hydrogen atom and a methyl group.
  • the alkyleneoxy group for R 33 preferably has 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyleneoxy group may have a branched structure. Moreover, even if it has a substituent, it may be unsubstituted. Examples of the substituent that may have include a halogen atom. Specific examples of the alkyleneoxy group include a methyleneoxy group, an ethyleneoxy group, a propyleneoxy group, a butyleneoxy group, and the like.
  • R 33 is preferably an unsubstituted linear alkyleneoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or a single bond, and more preferably a single bond.
  • a polymer having a repeating unit represented by the following general formula (U-a3-1) can be obtained.
  • Such a polymer is one of preferred embodiments having a repeating unit represented by the general formula (U-a3-1).
  • n a3 has the same meaning as that of the general formula (a3-1), including a preferable range, and R 32 , X 31 , and R 33 represent the general formula (a3- It is synonymous including 2) and a preferable range.
  • the molar ratio of the structural unit having a ubiquitous group to the total structural units constituting the polymer p2a is not particularly limited, but is preferably 1 to 50% by mole, and more preferably 10 to 30% by mole.
  • the content of the polymer p2a in the alignment film material is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 99.9 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid components.
  • the lower limit is more preferably 1 part by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 20 parts by mass or less, and still more preferably 10 parts by mass or less.
  • the polymer p2a may be used alone or in combination of two or more.
  • a preferred embodiment 2 includes an embodiment in which the alignment film material contains a polyimide precursor p3 (polymer p3) represented by the formula (p3).
  • the polyimide precursor p3 is ring-closed (cyclized) by the thermosetting process described above to become a polyimide, and is further assumed to be decomposed and aligned at the portion A in the formula (p3) by the above-described photo-alignment treatment. Is done.
  • the polyimide precursor p3 since the polyimide precursor p3 is cyclized by a thermosetting process, it shows thermosetting. That is, the polyimide precursor p3 has photo-alignment properties and also corresponds to a thermosetting component described later.
  • the polyimide precursor p3 will be described.
  • A represents a tetravalent organic group
  • B represents a divalent organic group
  • X 1 and X 2 are a hydrogen atom or an acid-decomposable group.
  • A preferably has at least one structure selected from the following formulas (A-1) to (A-5). Of these, the structure of the formula (A-1) is preferable from the viewpoint of exhibiting better photoalignment.
  • R 11 , R 12 , R 13 and R 14 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom or an organic group having 1 to 4 carbon atoms.
  • a in the above formula (p3) can contain a tetravalent aromatic hydrocarbon group and / or a tetravalent chain hydrocarbon group.
  • Specific examples of the tetravalent aromatic hydrocarbon group include a tetravalent group in which four hydrogens in the mother skeleton of the aromatic hydrocarbon are substituted.
  • Examples of the chain hydrocarbon of the tetravalent chain hydrocarbon group include ethane, n-propane, n-butane, n-pentane, n-hexane, n-octane, n-decane, and n-dodecane. it can.
  • These tetravalent chain hydrocarbon groups may contain an aromatic ring in at least a part of the structure.
  • B is preferably a divalent aromatic hydrocarbon group or a divalent alicyclic group, and the following formula (B-1) to the following formula (B-10) and the following formula ( More preferred is at least one structure selected from 4) to (5).
  • R 5 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a hydroxyl group.
  • Z 1 is a single bond, an ester bond, an amide bond, a thioester bond, or a divalent organic group having 2 to 10 carbon atoms.
  • Specific examples and preferred embodiments of the acid-decomposable group represented by X 1 and X 2 in the formula (p3) are the same as the acid-decomposable group that the polymer p1 has.
  • X 1 or X 2 in the formula (p3) is an acid-decomposable group
  • the polyimide precursor p3 in order to fall in polymer p1 described above, the alignment layer material also exhibit optical patterning properties become.
  • the content of the polyimide precursor p3 in the alignment film material is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 99.9 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid components.
  • the lower limit is more preferably 10 parts by mass or more, and still more preferably 20 parts by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 90 parts by mass or less, and still more preferably 80 parts by mass or less.
  • the polyimide precursor p3 may be used alone or in combination of two or more.
  • thermosetting component As described above, the alignment film material used in the present invention contains a thermosetting component.
  • the thermosetting component is cured (crosslinked, cyclized, etc.) in the above-described thermosetting step.
  • thermosetting component As a suitable aspect of a thermosetting component, the polymer p4 containing the structural unit which has a crosslinkable group is mentioned, for example. Moreover, the polyimide precursor p3 mentioned above is also mentioned as a suitable aspect of a thermosetting component.
  • the structural unit which has a crosslinkable group is explained in full detail.
  • the crosslinkable group is not particularly limited as long as it is a group that causes a curing reaction by heat treatment.
  • Preferred embodiments of the structural unit having a crosslinkable group include an epoxy group (for example, oxiranyl group, 3,4-epoxycyclohexyl group, etc.), oxetanyl group, —NH—CH 2 —O—R (R is a hydrogen atom or carbon atom)
  • R is a hydrogen atom or carbon atom
  • a group represented by the group: —NH—CH 2 —O—R (R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms), a (meth) acryloyl group, and a blocked isocyanate group. is preferably a structural unit containing at least one selected, epoxy group, oxetanyl group, and, -NH-CH 2 -O-R (R is a hydrogen atom or a carbon atoms ⁇ And more preferably a structural unit containing at least one selected from the group consisting of groups represented by.) Represents an alkyl group of 20.
  • the structural unit having the epoxy group and / or oxetanyl group only needs to have at least one epoxy group or oxetanyl group in one structural unit, one or more epoxy groups and one or more oxetanyl groups, 2 It may have one or more epoxy groups or two or more oxetanyl groups, and is not particularly limited, but preferably has a total of 1 to 3 epoxy groups and / or oxetanyl groups. It is more preferable to have one or two oxetanyl groups in total, and it is even more preferable to have one epoxy group or one oxetanyl group.
  • radical polymerizable monomer used for forming the structural unit having an epoxy group include, for example, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl ⁇ -ethyl acrylate, and glycidyl ⁇ -n-propyl acrylate.
  • radical polymerizable monomer used for forming the structural unit having an oxetanyl group include, for example, a (meth) acryl having an oxetanyl group described in paragraphs 0011 to 0016 of JP-A No. 2001-330953. Acid esters, and the like, the contents of which are incorporated herein.
  • radical polymerizable monomer used for forming the structural unit having the epoxy group and / or oxetanyl group include a monomer containing a methacrylic ester structure and a monomer containing an acrylic ester structure. It is preferable.
  • These structural units can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • R represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • structural unit having an ethylenically unsaturated group Another example of the structural unit having a crosslinkable group is a structural unit having an ethylenically unsaturated group.
  • a structural unit having an ethylenically unsaturated group in the side chain is preferable, a structure having an ethylenically unsaturated group at the terminal and a side chain having 3 to 16 carbon atoms. Units are more preferred.
  • FIG. 1 (Structural unit having a group represented by —NH—CH 2 —O—R)
  • Another example of the structural unit having a crosslinkable group is a structure having a group represented by —NH—CH 2 —O—R (R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms). Units are also preferred.
  • R is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, and still more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group may be a linear, branched or cyclic alkyl group, but is preferably a linear or branched alkyl group.
  • the structural unit is more preferably a structural unit having a group represented by the following formula a2-30.
  • R 31 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 32 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 32 is preferably an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group may be a linear, branched or cyclic alkyl group, but is preferably a linear or branched alkyl group.
  • Specific examples of R 32 include a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a cyclohexyl group, and an n-hexyl group. Of these, i-butyl group, n-butyl group and methyl group are preferable.
  • the molar ratio of the structural unit having a crosslinkable group to the total structural units constituting the polymer p4 is not particularly limited, but is preferably 10 to 50 mol%.
  • the polymer p4 preferably further includes a structural unit having an acid group.
  • the epoxy group and / or oxetanyl group reacts with the acid group to crosslink.
  • the structural unit which has an acid group may be contained as a polymer different from the polymer p4.
  • the acid group in the present invention means a proton dissociable group having a pKa smaller than 11.
  • the acid group used in the present invention include a carboxylic acid group, a sulfonamide group, a phosphonic acid group, a sulfonic acid group, a phenolic hydroxyl group, a sulfonamide group, a sulfonylimide group, and acid anhydride groups of these acid groups, And the group etc. which neutralized these acid groups and made it into salt structure are illustrated, and a carboxylic acid group and / or a phenolic hydroxyl group are preferable.
  • the structural unit containing an acid group used in the present invention is more preferably a structural unit derived from styrene, a structural unit derived from a vinyl compound, a structural unit derived from (meth) acrylic acid and / or an ester thereof.
  • styrene a structural unit derived from a vinyl compound
  • a structural unit derived from (meth) acrylic acid and / or an ester thereof a structural unit derived from (meth) acrylic acid and / or an ester thereof.
  • compounds described in paragraphs 0021 to 0023 and paragraphs 0029 to 0044 of JP2012-88459A can be used, the contents of which are incorporated herein.
  • structural units derived from p-hydroxystyrene, (meth) acrylic acid, maleic acid, and maleic anhydride are preferred.
  • the structural unit a3 having an acid group from the viewpoint of sensitivity, a structural unit having a carboxyl group or a structural unit having a phenolic hydroxyl group is preferable, and a structural unit having a carboxyl group is more preferable.
  • Specific examples of the structural unit a3 having an acid group include the structural unit a1-1-1 derived from an unsaturated carboxylic acid having at least one carboxyl group in the molecule, an ethylenically unsaturated group, and an acid anhydride. Examples thereof include a structural unit a1-1-2 having both a structure derived from a product and a structural unit a1-2-1 having a phenolic hydroxyl group, and preferred embodiments are also the same.
  • the structural unit a3 having an acid group is a structural unit derived from a compound selected from the group consisting of methacrylic acid, acrylic acid and p-hydroxystyrene (represented by any one of the following formulas a3-1 to a3-3).
  • a structural unit derived from methacrylic acid (a structural unit represented by the following formula a3-1) or a structural unit derived from acrylic acid (a structural unit represented by the following formula a3-2). It is more preferable that it is a structural unit derived from methacrylic acid (a structural unit represented by the following formula a3-1).
  • the molar ratio of the structural unit having an acid group to the total structural units constituting the polymer p4 is not particularly limited, but is preferably 10 to 50 mol%.
  • the content of the polymer p4 in the alignment film material is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 99.9 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid components.
  • the lower limit is more preferably 10 parts by mass or more, and still more preferably 20 parts by mass or more.
  • the upper limit is more preferably 90 parts by mass or less, and still more preferably 80 parts by mass or less.
  • the polymer p4 may be used alone or in combination of two or more.
  • the above-described polymers p1 to p4 may contain other structural units.
  • the monomer for forming such a structural unit is not particularly limited, and examples thereof include styrenes, (meth) acrylic acid alkyl esters, (meth) acrylic acid cyclic alkyl esters, (meth) acrylic acid aryl esters, and unsaturated dicarboxylic acids. Examples include acid diesters, bicyclounsaturated compounds, maleimide compounds, and unsaturated aromatic compounds.
  • the monomer which forms another structural unit can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • structural units derived from monomers having a styrene or an aliphatic cyclic skeleton are preferable from the viewpoint of electrical characteristics.
  • Specific examples include styrene, methylstyrene, ⁇ -methylstyrene, dicyclopentanyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, and benzyl (meth) acrylate.
  • structural units derived from alkyl (meth) acrylates are preferable from the viewpoint of adhesion.
  • Specific examples include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, and n-butyl (meth) acrylate, and methyl (meth) acrylate is more preferable.
  • the content of the structural unit is preferably 60 mol% or less, more preferably 50 mol% or less, and still more preferably 40 mol% or less.
  • the above-described polymers p1 to p4 have a polystyrene equivalent weight average molecular weight of preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 50,000, and still more preferably 10,000 to 20,000. It is a range. Various characteristics are favorable in the range of said numerical value.
  • the ratio (dispersity, Mw / Mn) between the number average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.5 to 3.5.
  • GPC gel permeation chromatography
  • HLC-8020GPC manufactured by Tosoh Corporation
  • TSKgel Super HZ MH, TSK gel Super HZ4000, TSKgel SuperHZ200 manufactured by Tosoh Corporation, 4.6 mm ID ⁇ 15 cm
  • THF tetrahydrofuran
  • Synthesis method Various methods are known for synthesizing the polymers p1-2 and 4 described above.
  • radical polymerization including a radical polymerizable monomer used to form each of the structural units described above is given. It can synthesize
  • the polyimide precursor p3 can be synthesized by the method described in, for example, JP-A-2014-66764.
  • the specific alignment film material preferably contains an organic solvent in addition to the components described above.
  • organic solvent known organic solvents can be used, such as ethylene glycol monoalkyl ethers, ethylene glycol dialkyl ethers, ethylene glycol monoalkyl ether acetates, propylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol dialkyl ethers, propylene.
  • Glycol monoalkyl ether acetates diethylene glycol dialkyl ethers, diethylene glycol monoalkyl ether acetates, dipropylene glycol monoalkyl ethers, butylene glycol diacetates, dipropylene glycol dialkyl ethers, dipropylene glycol monoalkyl ether acetates, alcohol , Esters, ketones, amides, lactones, etc. Kill.
  • these organic solvents reference can be made to paragraph 0062 of JP-A-2009-098616.
  • Preferred examples include propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol monomethyl ether, 1,3-butylene glycol diacetate, methoxypropyl acetate, cyclohexanol acetate, propylene glycol diacetate, tetrahydroflur Examples include furyl alcohol.
  • the boiling point of the organic solvent is preferably 100 ° C. to 300 ° C., more preferably 120 ° C. to 250 ° C. from the viewpoint of applicability.
  • the organic solvent which can be used for this invention can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. It is also preferred to use solvents having different boiling points in combination.
  • the content is preferably from 100 to 3,000 parts by mass, preferably from 200 to 2 parts per 100 parts by mass of the total solid content of the composition, from the viewpoint of adjusting the viscosity to be suitable for coating. More preferably, it is 1,000,000 parts by mass, and even more preferably 250-1,000 parts by mass.
  • the solid content concentration of the composition is preferably 3 to 50% by mass, and more preferably 20 to 40% by mass.
  • antioxidants for the specific alignment film material, one or more of an antioxidant, an ultraviolet absorber, a thickener, a surfactant, an organic or inorganic precipitation inhibitor, an adhesion improver, a quencher, etc. are added independently. Can do.
  • any of anionic, cationic, nonionic, or amphoteric surfactants can be used, but a preferred surfactant is a nonionic surfactant.
  • nonionic surfactants are preferable, and fluorine-based surfactants are more preferable.
  • surfactant that can be used in the first embodiment, for example, commercially available products such as Megafac F142D, F172, F173, F176, F177, F183, F479, F482, F554, F780, F781, F781-F, R30, R08, F-472SF, BL20, R-61, R-90 (manufactured by DIC Corporation), Florard FC-135, FC- 170C, FC-430, FC-431, Novec FC-4430 (manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard AG7105, 7000, 950, 7600, Surflon S-112, S-113, S-131, S-141, S-145, S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC -105, SC-106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Ftop EF351, 352, 801, 802 (manufactured by Mitsubishi Materials Denka Kasei),
  • KP manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • Polyflow manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
  • F-Top manufactured by Mitsubishi Materials Denka Kasei Co., Ltd.
  • MegaFuck manufactured by DIC Corporation
  • FLORARD manufactured by Sumitomo 3M
  • Asahi Guard Asahi Guard
  • Surflon manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
  • PolyFox manufactured by OMNOVA
  • the content is preferably 0.001 to 5.0 parts by mass and more preferably 0.01 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass in the total solid content of the composition. . Only one type of surfactant may be included, or two or more types of surfactants may be included. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the adhesion improving agent examples include alkoxysilane compounds.
  • the alkoxysilane compound is a compound that improves the adhesion between an insulating material and an inorganic material serving as a base material, for example, a silicon compound such as silicon, silicon oxide, or silicon nitride, or a metal such as gold, copper, molybdenum, titanium, or aluminum. It is preferable.
  • adhesion improver examples include, for example, ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltriethoxysilane, ⁇ -glycol.
  • ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane and ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane are preferred, and ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane is more preferred.
  • the content of the adhesion improving agent is preferably 0.001 to 15 parts by mass, and more preferably 0.005 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid components of the composition. Only one type of adhesion improver may be used, or two or more types may be used. When using 2 or more types, it is preferable that a total amount becomes the said range.
  • reaction solution was poured into 1 L of water, neutralized with 2N (normal) HCl, extracted with 700 mL of ethyl acetate, washed with saturated brine, and concentrated. Subsequently, it fractionated by silica gel column chromatography, and 23g of intermediate compounds were obtained. 15 g (0.05 mol) of the intermediate compound and triethylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 5.6 g, 0.056 mol) were dissolved in 100 mL of THF and cooled to 0 ° C.
  • methacrylic acid chloride manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 5.8 g, 0.056 mol
  • the reaction solution was poured into 500 g of water, extracted with ethyl acetate, and concentrated. Subsequently, fractionation was performed by silica gel column chromatography to obtain 20 g of monomer a-2 having spacer cinnamate as a photo-alignment group.
  • reaction solution was poured into 1 L of water, neutralized with 2N HCl, extracted with 700 mL of ethyl acetate, washed with saturated brine, and concentrated. Crude crystals were taken out and fractionated by silica gel column chromatography to obtain 18 g of an intermediate compound.
  • 18 g of the intermediate compound and triethylamine (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 7.79 g, 0.07 mol) were dissolved in 100 mL of THF and cooled to 0 ° C.
  • cinnamoyl chloride Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 13.1 g, 0.07 mol
  • reaction solution was poured into 500 g of water, extracted with ethyl acetate, and concentrated. Subsequently, fractionation was performed by silica gel column chromatography to obtain 22 g of monomer a-3 having a chalcone group as a photo-alignment group.
  • Synthesized monomer a-1 (11.1 g, 45 mol%), hexafluoroisopropyl methacrylate (hereinafter abbreviated as “HFIP”) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 3.5 g, 15 mol%), methacrylic acid (hereinafter referred to as “HFIP”) (Hereinafter abbreviated as “MAA”) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 1.7 g, 20 mol%), glycidyl methacrylate (hereinafter abbreviated as “GMA”) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 2.
  • HFIP hexafluoroisopropyl methacrylate
  • MAA methacrylic acid
  • GMA glycidyl methacrylate
  • GMA glycidyl methacrylate
  • Polymers (P2 to P7) were synthesized in the same manner as the polymer (P1) except that the types of monomers, initiator and solvent, and the polymerization temperature were changed according to Table 1 below.
  • the numerical value described in the column of each monomer of the following Table 1 is the usage-amount (mol%) of each monomer with respect to the total amount of a monomer.
  • the numerical value described in the column of a polymerization initiator is mol% when the total amount of monomers is 100 mol%.
  • Table 1 shows the weight average molecular weight (Mw) of each polymer. Abbreviations shown in Table 1 below are as follows.
  • A-1 to a-3 monomers a-1 to a-3 synthesized as described above
  • ⁇ HFIP Hexafluoroisopropyl methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
  • ⁇ 6FM trifluoroethyl methacrylate (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
  • MAA Methacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
  • GMA Glycidyl methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
  • OXE-30 (3-ethyloxetane-3-yl) methyl methacrylate (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
  • E-1 monomer e-1 synthesized as described above
  • ⁇ MMA Methyl methacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
  • V-65 radical polymerization
  • MAA (6 parts (corresponding to 9.5 mol% in all monomers)), hydroxyethyl methacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 11 parts (12.5 mol% in all monomers)
  • the molecular weight was 15000.
  • Each photosensitive resin composition (alignment film material) was prepared as follows.
  • Each of M1 to M12 corresponds to the above-mentioned specific alignment film material because it has photopatterning properties and photoalignment properties and contains a thermosetting component.
  • photosensitive resin composition (M1) 55 parts of polymer (P6) in terms of solid content, mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate as a polymerizable compound (ethylenically unsaturated compound) (KAYARAD (registered trademark) DPHA, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 45 parts by mass of Etanone-1- ⁇ 9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl ⁇ -1- (O-acetyloxime) (made by Co., Ltd.) After adding propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA, Daicel Chemical) to 2.5 parts by mass of Irgacure OXE-02, BASF) and a solid concentration of 30% by mass, Millipore with a pore size of 0.5 ⁇ m The photosensitive resin composition M1 was obtained by filtering with a filter.
  • P6 polymerizable
  • photosensitive resin composition (M2) 55 parts of polymer (P11) in terms of solid content, a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate as a polymerizable compound (ethylenically unsaturated compound) (KAYARAD (registered trademark) DPHA, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 45 parts by mass of Etanone-1- ⁇ 9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl ⁇ -1- (O-acetyloxime) (made by Co., Ltd.) After adding propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA, Daicel Chemical) to 2.5 parts by mass of Irgacure OXE-02, BASF) and a solid concentration of 30% by mass, Millipore with a pore size of 0.5 ⁇ m The photosensitive resin composition M2 was obtained by filtering with a filter.
  • PMEA
  • photosensitive resin composition (M3) 75 parts of polymer (P6) in terms of solid content, 25 parts of quinonediazide compound (TAS-200, Toyo Gosei Co., Ltd.) (NQD), perfluoroalkyl group-containing surfactant (F-554, manufactured by DIC) ) And 0.02 part of a silane coupling agent (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as an adhesion improver and 2 parts of diethylene glycol methyl ethyl ether (HS) so that the total solid content is 11%.
  • -EDM diethylene glycol methyl ethyl ether
  • photosensitive resin composition (M4) 75 parts of polymer (P7) in terms of solid content, 25 parts of quinonediazide compound (TAS-200, Toyo Gosei Co., Ltd.) (NQD), perfluoroalkyl group-containing surfactant (F-554, manufactured by DIC) ) And 0.02 part of silane coupling agent (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as an adhesion improver, and 2 parts of HS-EDM are added so that the total solid content is 11%. As a result, a photosensitive resin composition M4 was obtained.
  • photosensitive resin composition (M5) 75 parts of polymer (P11) in terms of solid content, 25 parts of quinonediazide compound (TAS-200, Toyo Gosei Co., Ltd.) (NQD), perfluoroalkyl group-containing surfactant (F-554, manufactured by DIC) ) And 0.02 part of silane coupling agent (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as an adhesion improver, and 2 parts of HS-EDM are added so that the total solid content is 11%. As a result, a photosensitive resin composition M5 was obtained.
  • photosensitive resin composition (M6) 5 parts of polymer (P1) in terms of solid content, 45 parts of polymer (P8) in terms of solid content, 50 parts of polymer (P9) in terms of solid content, PAG103 (manufactured by BASF) as a photoacid generator 3 parts, 0.02 part of triphenylimidazole as a quencher, 0.02 part of F-554 (manufactured by DIC) as a perfluoroalkyl group-containing surfactant, and a silane coupling agent (KBM-) as an adhesion improver 403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was mixed with 2 parts, and HS-EDM was added so that the total solid content concentration was 11%, to obtain a photosensitive resin composition M6.
  • PAG103 manufactured by BASF
  • 0.02 part of triphenylimidazole as a quencher
  • F-554 manufactured by DIC
  • a silane coupling agent (KBM-) silane coupling
  • PAG103 manufactured by BASF
  • 0.02 part of triphenylimidazole as a quencher
  • 0.02 part of F-554 manufactured by DIC
  • PAG103 manufactured by BASF
  • 0.02 part of triphenylimidazole as a quencher
  • 0.02 part of F-554 manufactured by DIC
  • a silane coupling agent KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • photosensitive resin composition (M10) 100 parts of polymer (P4) in terms of solid content, 3 parts of PAG103 (manufactured by BASF) as a photoacid generator, 0.02 part of triphenylimidazole as a quencher, F as a perfluoroalkyl group-containing surfactant -554 (manufactured by DIC) is mixed with 0.02 part, and silane coupling agent (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is mixed with 2 parts as an adhesion improver so that the total solid content is 11%.
  • HS-EDM was added to obtain a photosensitive resin composition M10.
  • photosensitive resin composition (M11) 100 parts of polymer (P5) in terms of solid content, 3 parts of PAG103 (manufactured by BASF) as a photoacid generator, 0.02 part of triphenylimidazole as a quencher, F as a perfluoroalkyl group-containing surfactant -554 (manufactured by DIC) is mixed with 0.02 part, and silane coupling agent (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is mixed with 2 parts as an adhesion improver so that the total solid content is 11%.
  • HS-EDM was added to obtain a photosensitive resin composition M11.
  • photosensitive resin composition (M12) 100 parts of polymer (P12) in terms of solid content, 5 parts of PAG103 (manufactured by BASF) as a photoacid generator, 0.02 part of triphenylimidazole as a quencher, F as a perfluoroalkyl group-containing surfactant -554 (manufactured by DIC) is mixed with 0.02 parts, and silane coupling agent (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is mixed with 6 parts as an adhesion improver so that the total solid content is 9%. HS-EDM was added to obtain photosensitive resin composition M12.
  • Table 2 summarizes the main components and parts by mass for each photosensitive resin composition (alignment film material). Moreover, about each photosensitive resin composition (alignment film material), the component or structural unit which contributes to photo patterning property, photo-alignment property, and thermosetting property is shown. Moreover, the structural unit which has a ubiquitous group is shown.
  • Liquid crystal display panels were manufactured by the steps shown in FIGS. 1 to 10 (Examples 1 to 12). Hereinafter, each step will be described.
  • Step (1-1) Coating film forming step>
  • the photosensitive resin composition (alignment film material) prepared as described above was applied onto a pair of substrates (array substrate, color filter substrate) to form a coating film (thickness: 0.5 ⁇ m).
  • the array substrate and the color filter substrate are as follows.
  • An active element or the like (semiconductor layer, gate electrode, gate insulation) formed according to a known method by repeating normal etching of a semiconductor film, formation of a known insulating layer, etc. on a glass substrate and etching by photolithography.
  • a substrate having a film, source-drain electrodes, video signal lines, scanning signal lines, and the like) was prepared.
  • the interlayer insulating film was subjected to photopatterning, and a transparent conductive layer made of ITO (indium tin oxide) was formed on the insulating film by sputtering.
  • the transparent conductive layer was etched using a photolithography method to form a solid common electrode on the insulating film.
  • an inorganic insulating film was formed by sputtering the SiN film, and a comb-like transparent electrode was further installed. In this way, an array substrate was obtained.
  • Color filter substrate A color filter substrate was obtained by a known method. In this color filter substrate, a minute coloring pattern of three colors of red, green, and blue and a black matrix are arranged in a lattice pattern on a transparent substrate.
  • thermosetting step> Furthermore, the coating film remaining after the removing step was thermally cured (230 ° C./30 minutes). In this manner, a thermosetting film (thickness: 0.5 ⁇ m) was formed in a region other than the sealing material formation region of the pair of substrates (array substrate, color filter substrate).
  • Photo-alignment treatment step> Furthermore, the photo-alignment process was performed with respect to the obtained thermosetting film. Specifically, polarized light exposure with polarized ultraviolet rays of 500 J / m 2 including an emission line of 254 to 313 nm was performed using an Hg—Xe lamp and a Grand Taylor prism. In this manner, a photo-alignment film (thickness: 0.5 ⁇ m) was formed in a region other than the sealing material formation region of the pair of substrates (array substrate, color filter substrate).
  • Step (2): Sealing material forming step A composition for forming a sealing material is applied to the sealing material forming region of the array substrate on which the photo-alignment film is formed by a dispenser, and the sealing material (ultraviolet curable acrylic) is applied to the sealing material forming region of the array substrate on which the photo-alignment film is formed Resin and thermosetting epoxy resin).
  • Step (3): Bonding step and Step (4): Liquid crystal layer forming step The sealing material for the array substrate obtained in the step (3) was matched with the sealing material forming region of the color filter substrate obtained in the step (1), and the pair of substrates were bonded together with the sealing material. At that time, a liquid crystal layer forming composition is sandwiched between a pair of substrates, and a liquid crystal layer (made of nematic liquid crystal and aligned in parallel with the substrate surface) in a space surrounded by the pair of substrates and the sealing material. Formed. In this way, a liquid crystal display panel (color liquid crystal display element) was manufactured. The obtained liquid crystal display panel showed excellent operating characteristics and display characteristics. In any of the examples, there is no step of performing etching after forming a resist mask using a resist solution separately as in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-36721. .
  • the softening temperature Tm was measured using an indentation hardness apparatus (Micromaterials, Nano Indenter, Nano Test Vantage). Specifically, it measured as follows. The photosensitive resin composition (alignment film material) used in each example was applied to a silicon wafer to prepare a 4.0 ⁇ m coating film. The obtained coating film was set in the indentation hardness apparatus, a load (100 mN) was applied, the temperature was increased from 90 ° C. to 350 ° C. by 5 ° C., and the displacement at each temperature was examined. The temperature at which the displacement became 0.4 ⁇ m or more was defined as the softening temperature Tm.
  • thermosetting component in coating film The curing start temperature Tc of the thermosetting component was measured using RT-IR (manufactured by Bruker, FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy) apparatus, VERTEX). Specifically, it measured as follows.
  • the photosensitive resin composition (alignment film material) used in each example was applied to a silicon wafer to prepare a 2.0 ⁇ m coating film.
  • IR infrared branching method
  • the change was followed while tracking 2500-3000 cm ⁇ 1 .
  • the crosslinkable group of epoxy or oxetane generates a hydroxyl group upon reaction with an acid group, so that the reaction can be traced (M1, 3, 4, 6 to 11). Moreover, since the hydroxyl group lose
  • the photosensitive resin composition (alignment film material) used in each example was applied on a glass substrate to form a coating film (thickness: 4.0 ⁇ m).
  • the formed coating film was exposed using a photomask with a 5 ⁇ m line and space using a PLA (registered trademark) -501F exposure machine (extra-high pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc.
  • development was performed at 25 ° C./60 seconds with a 0.4 mass% or 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.
  • Rinse was performed with ion-exchanged water to obtain a patterned coating film.
  • Examples 3 to 12 in which the specific alignment film material is positive type have an angle d2 of the thermosetting film of 30 to 90 degrees, and a liquid crystal display panel with a narrower frame can be obtained.
  • the angle d2 of the thermosetting film is 50 to 90 degrees, and it was found that a liquid crystal display panel with a narrower frame can be obtained.
  • the angle d2 of the thermosetting film is 70 to 90 degrees, and it was found that a liquid crystal display panel having a particularly narrow frame can be obtained.
  • Example 6 to 12 in which the coating film angle d1 is 70 to 90 degrees have a thermosetting film angle d2 of 60 to 90 degrees, and a liquid crystal display panel with a narrower frame is obtained. I found out that I could do it.
  • Example 3 satisfying Tc ⁇ Tm + 20 is a liquid crystal display panel having a narrower frame with an angle d2 of the thermosetting film of 50 to 90 degrees. It turns out that can be obtained.

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Abstract

本発明は、より簡便な液晶表示パネルの製造方法を提供することを目的とする。本発明の液晶表示パネルの製造方法は、シール材形成領域以外の領域に光配向膜が形成された一対の基板を準備する基板準備工程と、一対の基板の何れか一方のシール材形成領域にシール材を形成する工程と、基板同士をシール材により貼り合わせる工程と、基板及びシール材で囲まれた空間に液晶層を形成する工程とを備える液晶表示パネルの製造方法であって、基板準備工程が基板上に光パターニング性と光配向性とを有し且つ熱硬化成分を含有する配向膜材料からなる塗膜を形成する工程と、塗膜に対して露光及び現像を行い塗膜のうちシール材形成領域に形成された塗膜を除去する工程と、除去工程後に残った塗膜を熱硬化し基板のシール材形成領域以外の領域に熱硬化膜を形成する工程と、熱硬化膜に光配向処理を施し基板のシール材形成領域以外の領域に光配向膜を形成する工程とを備える。

Description

液晶表示パネルの製造方法
 本発明は、液晶表示パネルの製造方法に関する。
 液晶表示パネルは、低電圧・低消費電力で小型化・薄膜化が可能など様々な利点からパーソナルコンピューターやスマートフォンなどのモニター、テレビ用途に広く利用されている。
 一般に、液晶表示パネルは、一対の基板と、一対の基板を貼り合せるシール材と、一対の基板及びシール材で囲まれた空間に形成された液晶層とを有している。また、基板には液晶分子の初期配向を制御するための配向膜が形成されている。配向膜としては、従来、ラビング処理が施されたものが多く用いられてきたが、ラビング処理によって生じる静電気や塵が不具合に繋がる場合があるため、光配向処理などラビング処理を用いないで製造された配向膜も開発されている。なお、本明細書において、光配向処理により製造された配向膜を「光配向膜」とも言う。
 ところで、シール材を形成する領域(以下、「シール材形成領域」とも言う)に配向膜が形成されていると、シール材の接着強度が低下してしまうという問題がある。このような問題を回避するため、例えば、特許文献1に開示される液晶表示パネルの製造方法では、シール材形成領域に形成された光配向膜を除去した後に基板にシール材を形成している。
特開2015-36721号公報
 しかしながら、特許文献1の方法では、シール材形成領域に形成された光配向膜を除去する工程において、別途レジスト液を用いてレジストマスクを形成してからエッチングを行うため、プロセス面での負荷が大きいという問題があった。
 そこで、本発明は、上記実情に鑑みて、より簡便な液晶表示パネルの製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、配向膜材料に光配向性だけでなく光パターニング性も具備させることで、上記課題を解決できることを見出した。
(1) シール材形成領域以外の領域に光配向膜が形成された一対の基板を準備する、基板準備工程と、
 上記一対の基板の何れか一方の上記シール材形成領域にシール材を形成する、シール材形成工程と、
 上記一対の基板同士を上記シール材により貼り合わせる、貼り合わせ工程と、
 上記一対の基板及び上記シール材で囲まれた空間に液晶層を形成する、液晶層形成工程とを備える、液晶表示パネルの製造方法であって、
 上記基板準備工程が、
  シール材形成領域を有する一対の基板上に、光パターニング性と光配向性とを有し且つ熱硬化成分を含有する配向膜材料、からなる塗膜を形成する、塗膜形成工程と、
  上記塗膜に対して露光及び現像を行い、上記塗膜のうち上記シール材形成領域に形成された塗膜を除去する、除去工程と、
  上記除去工程後に残った塗膜を熱硬化し、上記一対の基板の上記シール材形成領域以外の領域に熱硬化膜を形成する、熱硬化工程と、
  上記熱硬化膜に光配向処理を施し、上記一対の基板の上記シール材形成領域以外の領域に光配向膜を形成する、光配向処理工程とを備える、液晶表示パネルの製造方法。
(2) 上記熱硬化膜のうち液晶層形成領域に形成された熱硬化膜の、上記シール材形成領域に接する側端面と、上記熱硬化膜の基板に接する面との間の角度が、30~90度である、上記(1)に記載の液晶表示パネルの製造方法。
(3) 上記配向膜材料が、形成される塗膜のうち露光された部分が溶解するポジ型である、上記(1)又は(2)に記載の液晶表示パネルの製造方法。
(4) 上記塗膜の軟化温度をTm[℃]とし、上記塗膜中の熱硬化成分の硬化開始温度をTc[℃]としたとき、
 上記Tm及びTcが下記式(1)及び(2)を満たす、上記(1)~(3)のいずれかに記載の液晶表示パネルの製造方法。
 Tm=80~200・・・(1)
 Tc≦Tm+20・・・(2)
(5) 上記除去工程後に残った塗膜うち液晶層形成領域に形成された塗膜の上記シール材形成領域に接する側端面と、上記塗膜の基板に接する面との角度が、70~90度である、上記(1)~(4)のいずれかに記載の液晶表示パネルの製造方法。
(6) 上記露光で使用される光の波長が、上記光配向処理で使用される光の波長よりも長い、上記(1)~(5)のいずれかに記載の液晶表示パネルの製造方法。
(7) 上記光配向処理で使用される光が、直線偏光である、上記(1)~(6)のいずれかに記載の液晶表示パネルの製造方法。
 以下に示すように、本発明によれば、より簡便な液晶表示パネルの製造方法を提供することができる。
図1は、本発明の製造方法の一実施態様で使用される一対の基板10の断面図である。 図2は、本発明の製造方法の一実施態様で使用される一対の基板10の平面図である。 図3は、本発明の製造方法の一実施態様における、塗膜形成工程後の断面図である。 図4は、本発明の製造方法の一実施態様における、除去工程後の断面図である。 図5は、本発明の製造方法の一実施態様における、熱硬化工程後の断面図である。 図6は、本発明の製造方法の一実施態様における、光配向処理工程後の断面図である。 図7は、本発明の製造方法の一実施態様における、光配向処理工程後の平面図である。 図8は、本発明の製造方法の一実施態様における、シール材形成工程後の断面図である。 図9は、本発明の製造方法の一実施態様における、シール材形成工程後の平面図である。 図10は、本発明の製造方法の一実施態様における、貼り合わせ工程及び液晶層形成工程後の断面図である。 図11は、本発明の製造方法の一実施態様における、除去工程後の部分断面図である。 図12は、本発明の製造方法の一実施態様における、熱硬化工程後の部分断面図である。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
 なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 本明細書における基(原子団)の表記において、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
 本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」または「メタクリレート」を表す表記であり、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を表す表記であり、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」または「メタクリロイル」を表す表記であり、「(メタ)アクリロイロキシ」は、「アクリロイロキシ」または「メタクリロイロキシ」を表す表記である。
 本発明の液晶表示パネル(液晶表示装置)の製造方法は、下記工程(1)~(4)を備える。なお、以下、本発明の液晶表示パネルの製造方法を「本発明の製造方法」とも言う。
・工程(1):基板準備工程
 シール材形成領域以外の領域に光配向膜が形成された一対の基板を準備する工程
・工程(2):シール材形成工程
 上記一対の基板の何れか一方の上記シール材形成領域にシール材を形成する工程
・工程(3):貼り合わせ工程
 上記一対の基板同士を上記シール材により貼り合わせる工程
・工程(4):液晶層形成工程
 上記一対の基板及び上記シール材で囲まれた空間に液晶層を形成する工程
 ここで、上記基板準備工程は、下記工程(1-1)~(1-4)を備える。
・工程(1-1):塗膜形成工程
 シール材形成領域を有する一対の基板上に、光パターニング性と光配向性とを有し且つ熱硬化成分を含有する配向膜材料、からなる塗膜を形成する工程
・工程(1-2):除去工程
 上記塗膜に対して露光及び現像を行い、上記塗膜のうち上記シール材形成領域に形成された塗膜を除去する工程
・工程(1-3):熱硬化工程
 上記除去工程後に残った塗膜を熱硬化し、上記一対の基板の上記シール材形成領域以外の領域に熱硬化膜を形成する工程
・工程(1-4):光配向処理工程
 上記熱硬化膜に光配向処理を施し、上記一対の基板の上記シール材形成領域以外の領域に光配向膜を形成する工程
 最初に図面を用いて本発明の製造方法について説明する。
 図1~10は、本発明の製造方法の一実施態様を工程順に示す模式図である。
 まず、基板準備工程において、シール材形成領域b以外の領域に光配向膜26が形成された一対の基板を準備する。具体的には以下のとおりである。
 図1は、本発明の製造方法の一実施態様で使用される一対の基板10の断面図である。また、図2は、一対の基板10の平面図である。なお、一対の基板のうち一方のみを図示する。一対の基板10の主面の中央付近には液晶層形成領域aが存在し、液晶層形成領域の周りにはシール材形成領域bが存在し、シール材形成領域bの周りには端部領域cが存在する。
 まず、塗膜形成工程において、一対の基板10上に、光パターニング性と光配向性とを有し且つ熱硬化成分を含有する配向膜材料(以下、「特定配向膜材料」とも言う)からなる塗膜20を形成する(図3)。
 次に、除去工程において、塗膜20に対して露光及び現像を行い、塗膜20のうち、シール材形成領域bに形成された塗膜を除去する(図4)。
 さらに、熱硬化工程において、除去工程後に残った塗膜22(22a、22c)を熱硬化し、一対の基板10のシール材形成領域b以外の領域(液晶層形成領域a、端部領域c)に熱硬化膜24(24a、24c)を形成する(図5)。
 その後、光配向処理工程において、熱硬化膜24に光配向処理を施し、一対の基板10のシール材形成領域b以外の領域に光配向膜26(26a、26c)を形成する(図6、7)。
 このようにして、シール材形成領域b以外の領域に光配向膜26が形成された一対の基板(一対の光配向膜付き基板12)を準備する。
 次に、シール材形成工程において、一対の光配向膜付き基板12のうち何れか一方のシール材形成領域bにシール材30を形成する(図8、9)。
 その後、貼り合わせ工程において、シール材30が形成された光配向膜付き基板12のシール材30を、シール材が形成されていない方の光配向膜付き基板12のシール材形成領域bに合わせ、一対の光配向膜付き基板12をシール材30により貼り合せる。
 上記貼り合わせ工程の前又は後に、一対の光配向膜付き基板12の間に液晶層形成用組成物を挟持して、一対の光配向膜付き基板12及びシール材30で囲まれた空間に液晶層40を形成する。このようにして、液晶表示パネル100が得られる(図10)。
 以下、各工程について使用される材料及び手順を詳述する。
[工程(1):基板準備工程]
 基板準備工程は、シール材形成領域以外の領域に光配向膜が形成された一対の基板を準備する工程であり、後述する工程(1-1)~(1-4)を備える。
〔工程(1-1):塗膜形成工程〕
 塗膜形成工程は、シール材形成領域を有する一対の基板上に、光パターニング性と光配向性とを有し且つ熱硬化成分を含有する配向膜材料(特定配向膜材料)、からなる塗膜を形成する工程である。以下、使用される材料及び手順を詳述する。なお、特定配向膜材料については、全ての工程の説明の後に、詳述する。
<基板>
 本発明の製造方法では一対の基板が使用される。一対の基板の一方は後述する液晶層よりも視認側に設けられる基板(以下、「第1の基板」とも言う)であり、他方は後述する液晶層の第1の基板と反対側(通常、バックライト側)に設けられる基板(以下、「第2の基板」とも言う)である。
 基板は、シール材が形成される領域(シール材形成領域)を有する。なお、シール材形成工程においてシール材が形成される基板は、一対の基板の何れか一方のみであるが、その後の貼り合わせ工程において、一方の基板に形成されたシール材がもう一方の基板のシール材形成領域に貼り合されるため、結果として、もう一方の基板のシール材形成領域にもシール材が形成されることになる。したがって、通常、一対の基板を対向させた場合、両者のシール材形成領域は主面方向において一致する。
 シール材形成領域の形状は特に制限されないが、図2のように、液晶層が形成される領域(液晶層形成領域)の周りを囲む帯状であることが好ましい。
(第1の基板)
 第1の基板は、基材とカラーフィルタとを具備するのが好ましい(カラーフィルタ基板)。
(1)基材
 上記基材としては、従来公知の液晶表示パネルの液晶セルに用いられる透明基板を用いることができ、例えば、ガラス基板、石英基板、透明樹脂基板等を用いることができる。中でも、ガラス基板を用いるのが好ましい。
(2)カラーフィルタ
 上記カラーフィルタとしては特に限定されず、例えば、一般的に液晶表示パネルのカラーフィルタとして公知のものを用いることができる。
 このようなカラーフィルタは、通常、赤色、緑色及び青色の各色の透明着色パターンから構成され、それら各透明着色パターンは、着色剤が溶解又は分散、好ましくは顔料微粒子が分散された樹脂組成物から構成される。
 なお、上記カラーフィルタの形成は、所定の色に着色したインキ組成物を調製して、着色パターン毎に印刷することによって行なってもよいが、所定の色の着色剤を含有した塗料タイプの感光性樹脂組成物を用いて、フォトリソグラフィ法によって行なうのがより好ましい。
(第2の基板)
 第2の基板は、基材と、薄膜トランジスタと、表示電極とを具備するのが好ましい。
(1)基材
 上記基材としては、上述した第1の基板と同様、従来公知の液晶表示パネルの液晶セルに用いられる透明基板を用いることができ、例えば、ガラス基板、石英基板、透明樹脂基板等を用いることができる。中でも、ガラス基板を用いるのが好ましい。
(2)薄膜トランジスタ
 上記薄膜トランジスタ(thin film transistor:TFT)としては、公知の液晶表示パネルで使用されているものが適宜利用可能であり、その構成は、特に限定されるものではなく、トップゲート型であってもボトムゲート型であってもよい。
 上記薄膜トランジスタの具体例としては、アモルファスシリコン-TFT、低温ポリシリコン-TFT、酸化物半導体TFT等が挙げられる。
(3)表示電極
 上記表示電極としては、公知の液晶表示パネルで使用されているものが適宜利用可能であり、その構成材料としては、例えば、酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide:ITO)、酸化亜鉛アルミニウム(Aluminum doped Zinc Oxide:AZO)、酸化インジウム亜鉛(Indium Zinc Oxide:IZO)等の透明な導電材料を用いることができる。
<塗膜の形成方法>
 塗膜を形成する方法は特に制限されないが、後述する特定配向膜材料を一対の基板上に塗布する方法などが挙げられる。
 塗布の方法は特に限定されず、具体的には、例えば、印刷法(例えば、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法、インプリント法など)、スピンコーティング法、スリットコーティング法、スリットアンドスピンコーティング法、カーテンコーティング法等が挙げられる。
 特定配向膜材料が溶媒を含有する場合、除去工程の前に、塗膜に含まれる溶媒を除去する溶媒除去工程を備えてもよい。
 溶媒除去工程は、溶媒の種類や量により処理条件が異なるが、例えば、溶媒としてNMP(N-メチルピロリドン)を用いた場合には、80~150℃程度で、0.5~3分程度、加熱する工程であるのが好ましく、90~120℃程度で、0.5~2分程度、加熱する工程であるのがより好ましい。
<塗膜の厚み>
 塗膜の厚みは特に制限されないが、0.1~5μmであることが好ましい。
<塗膜の軟化温度Tm、塗膜中の熱硬化成分の硬化開始温度Tc>
 塗膜の軟化温度をTm[℃]とし、塗膜中の熱硬化成分の硬化開始温度をTc[℃]としたとき、上記Tm及びTcは下記式(1)及び(2)を満たすことが好ましい。Tm及びTcが下記式(1)及び(2)を満たすと、後述する熱硬化工程によって形成される熱硬化膜の角度d2が大きくなり、より狭い額縁の液晶表示パネルを得ることができる。なお、熱硬化成分については、後述するとおりである。
 Tm=80~200・・・(1)
 Tc≦Tm+20・・・(2)
 塗膜の軟化温度Tm[℃]は、塗膜を押し込み硬度装置にセットし、荷重(100mN)をかけ、90℃から5℃ずつ350℃まで温度を上げていき、各温度における変位を測定し算出した。具体的には、変位が10%以上変化した温度を軟化温度Tmとした。
 また、塗膜中の熱硬化成分の硬化開始温度Tc[℃]は、塗膜を1分間に5℃ずつ温度上昇させながらIR(赤外分光法)を測定し算出した。具体的には、各熱硬化成分中の硬化反応における反応性基のIRスペクトルの変化量が、最終的なIRスペクトルの変化量に対して10%以上の値となった温度を硬化開始温度Tcとした。
〔工程(1-2):除去工程〕
 除去工程は、塗膜形成工程で形成された塗膜に対して露光及び現像を行い、上記塗膜のうちシール材形成領域に形成された塗膜を除去する工程である。
<露光>
 露光の光源としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、発光ダイオード(LED)光源、エキシマレーザー発生装置などを用いることができ、i線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)などの300nm以上450nm以下の波長を有する活性光線が好ましく使用できる。また、必要に応じて長波長カットフィルター、短波長カットフィルター、バンドパスフィルターのような分光フィルターを通して照射光を調整することもできる。露光量は好ましくは1~500mJ/cm2である。
 露光装置としては、ミラープロジェクションアライナー、ステッパー、スキャナー、プロキシミティ、コンタクト、マイクロレンズアレイ、レンズスキャナ、レーザー露光、など各種方式の露光機を用いることができる。また、いわゆる超解像技術を用いた露光をすることもできる。超解像技術としては、複数回露光する多重露光や、位相シフトマスクを用いる方法、輪帯照明法などが挙げられる。これら超解像技術を用いることでより高精細なパターン形成が可能となり、好ましい。
 なお、露光で使用される光の波長は、後述する光配向処理で使用される光の波長よりも長いことが好ましい。
<現像>
 現像で使用する現像液には、塩基性化合物の水溶液が含まれることが好ましい。塩基性化合物としては、国際公開第2015/087829号の段落0171に記載の化合物が挙げられ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、コリン(2-ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド)が好ましい。また、上記アルカリ類の水溶液にメタノールやエタノールなどの水溶性有機溶剤や界面活性剤を適当量添加した水溶液を現像液として使用することもできる。
 現像液のpHは、好ましくは10.0~14.0である。
 現像時間は、好ましくは30~500秒間であり、また、現像の手法は液盛り法(パドル法)、シャワー法、ディップ法等の何れでもよい。
 現像の後に、リンス工程を行うこともできる。リンス工程では、現像後の基板を純水などで洗うことで、付着している現像液除去、現像残渣除去を行う。リンス方法は公知の方法を用いることができる。例えばシャワーリンスやディップリンスなどを挙げる事ができる。
<塗膜の角度d1>
 除去工程後に残った塗膜うち液晶層形成領域に形成された塗膜の、シール材形成領域に接する側端面と、塗膜の基板に接する面との角度d1は、特に制限されないが、より狭い額縁の液晶表示パネルを得ることができる理由から、50度以上であることが好ましく、70度以上であることがより好ましく、70~90度であることがさらに好ましい。そのなかでも、角度が大きい方が好ましい。すなわち、90度であることが最も好ましい。なお、本明細書において、90度までの角度ついて角度が大きいことを、単に「角度が大きい」とも言う。
 塗膜の角度d1は、図11(本発明の製造方法の一実施態様における、除去工程後の部分断面図)に示されるように、除去工程後に残った塗膜のうち液晶層形成領域aに形成された塗膜22aのシール材形成領域bに接する側端面22pと、塗膜22aの基板10に接する面22qとの間の角度である。
〔工程(1-3):熱硬化工程〕
 熱硬化工程は、除去工程後に残った塗膜を熱硬化し、一対の基板のシール材形成領域以外の領域に熱硬化膜を形成する工程である。
<熱硬化>
 熱硬化させるための加熱温度は180~400℃が好ましく、220℃~350℃がより好ましい。加熱時間は15~120分が好ましい。この加熱は、ホットプレートやオーブン等の加熱装置を用いて行うことができる。また、熱処理を窒素雰囲気下で行うことにより、透明性をより向上させることもできる。
 熱硬化(ポストベーク)前に、比較的低温でベークを行った後にポストベークすることもできる(ミドルベーク工程の追加)。ミドルベークを行う場合は、90~150℃で1~60分加熱した後に、200℃以上の高温でポストベークすることが好ましい。また、ミドルベーク、ポストベークを3段階以上の多段階に分けて加熱する事もできる。
 なお、塗膜が光酸発生剤を含有する場合、ポストベークに先立ち、全面再露光(ポスト露光)した後、ポストベークすることにより、膜の硬化反応を促進することができる。ポスト露光工程を含む場合の好ましい露光量としては、100~3,000mJ/cm2が好ましく、100~500mJ/cm2が特に好ましい。
<熱硬化膜の厚み>
 熱硬化膜の厚みは特に制限されないが、0.1~5μmであることが好ましい。
<熱硬化膜の角度d2>
 熱硬化膜のうち液晶層形成領域に形成された熱硬化膜の、シール材形成領域に接する側端面と、熱硬化膜の基板に接する面との間の角度d2は、特に制限されないが、より狭い額縁の液晶表示パネルを得ることができる理由から、角度が大きい方が好ましい。すなわち、90度であることが最も好ましい。具体的には、30~90度であることが好ましく、50~90度であることがより好ましく、70~90度であることがさらに好ましい。
 塗膜の角度d2は、図12(本発明の製造方法の一実施態様における、熱硬化工程後の部分断面図)に示されるように、熱硬化膜のうち液晶層形成領域aに形成された塗膜24aのシール材形成領域bに接する側端面24pと、塗膜24aの基板10に接する面24qとの間の角度である。
〔工程(1-4):光配向処理工程〕
 光配向処理工程は、熱硬化膜に光配向処理を施し、一対の基板のシール材形成領域以外の領域に光配向膜を形成する工程である。
 光配向処理は、波長365nm以下の光を用いるのが好ましい。
 光配向処理は、偏光した紫外線を用いることが均一な配向を得る上で好ましい。この場合、偏光した紫外線を照射する方法は特に限定されない。なお、偏光としては特に制限はなく、例えば、直線偏光、円偏光、楕円偏光などが挙げられ、中でも、直線偏光が好ましい。
 また、実質的に偏光が得られればよく、無偏光の光を薄膜の法線から一定角度傾けて照射してもよい。言い換えると、薄膜表面の斜め方向から非偏光を照射してもよい。「傾けて照射」とは、薄膜表面の法線方向に対して極角θ(0<θ<90°)傾けた方向である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、θが20~80°であることが好ましい。
 使用される光の光源としては、例えば、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどが挙げられる。
 このような光源から得た紫外線に対して、干渉フィルタや色フィルタなどを用いることで、照射する波長範囲を制限することができる。また、これらの光源からの光に対して、偏光フィルタや偏光プリズムを用いることで、直線偏光を得ることができる。
[工程(2):シール材形成工程]
 シール材形成工程は、基板準備工程で得られた一対の基板の何れか一方のシール材形成領域にシール材を形成する工程である。
 シール材を形成する方法は特に制限されないが、シール材形成用組成物をシール材形成領域に塗布する方法が好ましい。シール材形成用組成物としては従来公知のものが使用可能であり、例えば、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂の両方を含むものなどが挙げられる。
[工程(3):貼り合わせ工程]
 貼り合わせ工程は、一対の基板同士をシール材により貼り合わせる工程である。すなわち、シール材形成工程によってシール材が形成された光配向膜付き基板のシール材を、シール材が形成されていない方の光配向膜付き基板のシール材形成領域に合わせ、一対の光配向膜付き基板をシール材30により貼り合せる工程である。
[工程(4):液晶層形成工程]
 液晶層形成工程は、一対の基板及び上記シール材で囲まれた空間に液晶層を形成する工程である。貼り合わせ工程の際に、一対の光配向膜付き基板(一方にはシール材が形成されている)の間に液晶層形成用組成物を挟持して、一対の光配向膜付き基板及びシール材30で囲まれた空間に液晶層を形成するのが好ましい。
 液晶層を駆動させるための駆動方式としては、TN(Twisted Nematic)方式、VA(VerticalAlignment)方式、IPS(In-Plane-Switching)方式、FFS(Fringe Field Switching)方式、OCB(Optically Compensated Bend)方式などが挙げられる。これらの駆動方式の中でもIPS方式であることが好ましい。
 IPS方式の液晶セルは、棒状液晶分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。即ち、IPS方式においては、液晶層を構成する液晶が水平配向液晶である。IPS方式は電界無印加状態で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。
[配向膜材料]
 本発明で使用される配向膜材料(特定配向膜材料)は、光パターニング性と光配向性とを有する。また、熱硬化成分を含有する。すなわち、本発明で使用される配向膜材料は、光パターニング性と光配向性と熱硬化性とを有する。
 配向膜材料は、3つの特性(光パターニング性、光配向性、熱硬化性)の全てを有する単一の化合物を含有するのでも、3つの特性(光パターニング性、光配向性、熱硬化性)のそれぞれを有する複数の化合物を含有するのでもよい。なお、配向膜材料が複数の化合物を含有する場合、複数の化合物のいずれかが3つの特性(光パターニング性、光配向性、熱硬化性)のうちの2つ以上を有していてもよい。
 また、後述する重合体p1(光パターニング性)、p2(光配向性)、p3(光配向性)及びp4(熱硬化成分)は、別々の重合体として含有されていてもよいし、1つの重合体として含有されていてもよい。すなわち、1つの重合体が重合体p1~4のうちの複数の重合体として含有されていてもよい。
 例えば、後述する実施例で使用されるP4及びP5は、酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位と、光配向性基を有する構成単位と、架橋性基を有する構成単位とを有するため、重合体p1(光パターニング性)、重合体p2(光配向性)及び重合体p4(熱硬化成分)の全てに該当する。
〔光パターニング性〕
 上述のとおり、本発明で使用される配向膜材料は光パターニング性を有する。すなわち、本発明で使用される配向膜材料から形成される塗膜に対して露光及び現像を行った場合、露光された部分(露光部)が溶解する(ポジ型)、又は、露光されなかった部分(非露光部)が溶解する(ネガ型)ことによって、パターンが形成される。本発明で使用される配向膜材料は、上述した角度d2が大きくなる理由から、形成される塗膜のうち露光された部分が溶解するポジ型であるのが好ましい。
 本発明で使用される配向膜材料が光パターニング性を有するための好ましい態様としては、例えば、下記好適な態様1~3が挙げられる。
(1)好適な態様1:ポジ型(化学増幅型)
 酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を含む重合体及び光酸発生剤を含有する。
(2)好適な態様2:ポジ型(キノンジアジド化合物)
 キノンジアジド化合物を含有する。
(3)好適な態様3:ネガ型
 エチレン性不飽和結合を有する基を2個以上有する化合物(重合性化合物)及び光重合開始剤を含有する。
 以下、それぞれの態様について詳述する。
<好適な態様1:ポジ型(化学増幅型)>
 好適な態様1は、配向膜材料が、酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を含む重合体p1、及び、光酸発生剤(好ましくは、pKa3以下の酸を発生する光酸発生剤)を含有する態様である。
 好適な態様1の場合、配向膜材料から形成される塗膜に対して露光を行うと、露光部で酸分解性基が分解し、酸基が生成するため、現像により露光部が溶解し、ポジ型のパターンが形成される。好適な態様1はいわゆる化学増幅型である。
 なお、後述するポリイミド前駆体p3は、後述する式(p3)中のX又はXが酸分解性基である場合、重合体p1にも該当する。
(酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を含む重合体p1)
 本明細書において「酸基が酸分解性基で保護された基」は、酸を触媒(または開始剤)として脱保護反応を起こし、酸基と再生された酸と分解された構造とを生じる基を意味する。酸基が酸分解性基で保護された基は、酸基および酸分解性基として公知のものを使用でき、特に限定されない。
 酸基としては、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基などが好ましく挙げられる。
 また、酸分解性基としては、酸により比較的分解し易い基(例えば、エステル構造、テトラヒドロピラニルエステル基、または、テトラヒドロフラニルエステル基等のアセタール系官能基)や、酸により比較的分解し難い基(例えば、tert-ブチルエステル基等の第三級アルキル基、tert-ブチルカーボネート基等の第三級アルキルカーボネート基)などが挙げられる。
 酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位は、カルボキシル基が酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位(以下、「酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位」ともいう。)、または、フェノール性水酸基が酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位(以下、「酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位」ともいう。)であることが好ましい。
 以下、酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位と、酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位について、順にそれぞれ説明する。
(1)酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位は、カルボキシル基を有する構成単位のカルボキシル基が、以下で詳細に説明する酸分解性基によって保護された保護カルボキシル基を有する構成単位である。
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位に用いることができる上記カルボキシル基を有する構成単位としては、特に制限はなく公知の構成単位を用いることができる。例えば、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和トリカルボン酸などの、分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位や、エチレン性不飽和基と酸無水物由来の構造とを共に有する構成単位が挙げられる。
 以下、分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位と、エチレン性不飽和基と酸無水物由来の構造とを共に有する構成単位について、それぞれ順に説明する。
(1-1)分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位
 上記分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位として本発明で用いられる不飽和カルボン酸としては、例えば、特開2014-238438号公報の段落0043に記載の化合物が挙げられる。
 中でも、現像性の観点から、上記構成単位を形成するためには、アクリル酸、メタクリル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-コハク酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-フタル酸、または不飽和多価カルボン酸の無水物等を用いることが好ましく、アクリル酸、メタクリル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸を用いることがより好ましい。
 上記分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位は、1種単独で構成されていてもよいし、2種以上で構成されていてもよい。
(1-2)エチレン性不飽和基と酸無水物由来の構造とを共に有する構成単位
 エチレン性不飽和基と酸無水物由来の構造とを共に有する構成単位は、エチレン性不飽和基を有する構成単位中に存在する水酸基と酸無水物とを反応させて得られたモノマーに由来する単位であることが好ましい。
 上記酸無水物としては、公知のものが使用でき、具体的には、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水クロレンド酸等の二塩基酸無水物;無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸無水物などの酸無水物が挙げられる。これらの中では、現像性の観点から、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、又は、無水コハク酸が好ましい。
 上記酸無水物の水酸基に対する反応率は、現像性の観点から、好ましくは10~100モル%、より好ましくは30~100モル%である。
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位に用いることができる上記酸分解性基としては公知の酸分解性基を用いることができる。
 本発明では、酸分解性基の中でもカルボキシル基がアセタールの形で保護された保護カルボキシル基であることが好ましい。更に酸分解性基の中でもカルボキシル基が下記式a1-10で表されるアセタールの形で保護された保護カルボキシル基であることが、感度の観点からより好ましい。なお、カルボキシル基が下記式a1-10で表されるアセタールの形で保護された保護カルボキシル基である場合、保護カルボキシル基の全体としては、-(C=O)-O-CR101102(OR103)の構造となっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 上記式a1-10中、R101及びR102はそれぞれ独立に、水素原子又は炭化水素基を表し、ただし、R101とR102とが共に水素原子の場合を除く。R103は、アルキル基を表す。R101又はR102と、R103とが連結して環状エーテルを形成してもよい。
 上記式a1-10中、R101及びR102はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、上記アルキル基は直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよい。ここで、R101及びR102の双方が水素原子を表すことはなく、R101及びR102の少なくとも一方はアルキル基を表す。
 上記式a1-10において、R101、R102及びR103がアルキル基を表す場合、上記アルキル基は直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよい。
 上記直鎖状のアルキル基としては、炭素数1~12であることが好ましく、炭素数1~6であることがより好ましく、炭素数1~4であることが更に好ましい。分岐鎖状としては、炭素数3~6であることがより好ましく、炭素数3または4であることが更に好ましい。具体的には、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、i-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、テキシル基(2,3-ジメチル-2-ブチル基)、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基等を挙げることができる。
 上記環状アルキル基としては、炭素数3~12であることが好ましく、炭素数4~8であることがより好ましく、炭素数4~6であることが更に好ましい。上記環状アルキル基としては、例えばシクロプロピル基、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、ノルボルニル基、イソボルニル基等を挙げることができる。
 上記アルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基が例示できる。置換基としてハロゲン原子を有する場合、R101、R102、R103はハロアルキル基となり、置換基としてアリール基を有する場合、R101、R102、R103はアラルキル基となる。
 上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が例示され、これらの中でも、フッ素原子又は塩素原子が好ましい。
 また、上記アリール基としては、炭素数6~20のアリール基が好ましく、炭素数6~12のアリール基がより好ましい。具体的には、フェニル基、α-メチルフェニル基、ナフチル基等が例示でき、アリール基で置換されたアルキル基全体、すなわち、アラルキル基としては、ベンジル基、α-メチルベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が例示できる。
 上記アルコキシ基としては、炭素数1~6のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基又はエトキシ基が更に好ましい。
 また、上記アルキル基がシクロアルキル基である場合、上記シクロアルキル基は置換基として炭素数1~10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を有していてもよく、アルキル基が直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基である場合には、置換基として炭素数3~12のシクロアルキル基を有していてもよい。
 これらの置換基は、上記置換基で更に置換されていてもよい。
 上記式a1-10において、R101、R102及びR103がアリール基を表す場合、上記アリール基は炭素数6~12であることが好ましく、炭素数6~10であることがより好ましい。上記アリール基は置換基を有していてもよく、上記置換基としては炭素数1~6のアルキル基が好ましく例示できる。アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、1-ナフチル基等が例示できる。
 また、R101、R102及びR103は互いに結合して、それらが結合している炭素原子と一緒になって環を形成することができる。R101とR102、R101とR103又はR102とR103が結合した場合の環構造としては、例えばシクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、テトラヒドロフラニル基、アダマンチル基及びテトラヒドロピラニル基等を挙げることができる。
 なお、上記式a1-10において、R101及びR102のいずれか一方が、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
 上記式a1-10で表される保護カルボキシル基を有する構成単位を形成するために用いられるラジカル重合性単量体は、市販のものを用いてもよいし、公知の方法で合成したものを用いることもできる。例えば、特開2011-221494号公報の段落0037~0040に記載の合成方法などで合成することができる。
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位の第一の好ましい態様は、下記式で表される構成単位である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式中、R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、少なくともR1及びR2のいずれか一方がアルキル基又はアリール基であり、R3は、アルキル基又はアリール基を表し、R1又はR2と、R3とが連結して環状エーテルを形成してもよく、R4は、水素原子又はメチル基を表し、Xは単結合又はアリーレン基を表す。
 R1及びR2がアルキル基の場合、炭素数は1~10のアルキル基が好ましい。R1及びR2がアリール基の場合、フェニル基が好ましい。R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基が好ましい。
 R3は、アルキル基又はアリール基を表し、炭素数1~10のアルキル基が好ましく、1~6のアルキル基がより好ましい。
 Xは、単結合又はアリーレン基を表し、単結合が好ましい。
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位の第二の好ましい態様は、下記式で表される構成単位である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 式中、R121は水素原子又はメチル基を表し、L1はカルボニル基を表し、R122~R128はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、水素原子が好ましい。
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位の好ましい具体例としては、下記の構成単位が例示できる。なお、Rは水素原子又はメチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(2)酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位
 上記酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位としては、ヒドロキシスチレン系構成単位やノボラック系の樹脂における構成単位が挙げられる。
 これらのうち、ヒドロキシスチレン、またはα-メチルヒドロキシスチレンに由来する構成単位が、感度の観点から好ましい。
 また、フェノール性水酸基を有する構成単位として、特開2014-238438号公報の段落0065~0073に記載の構成単位も、感度の観点から好ましい。
 重合体p1を構成する全構成単位に対する、酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位のモル比は特に制限されないが、10~100モル%であることが好ましく、20~90モル%であることがより好ましい。
 配向膜材料中の重合体p1の含有量は特に制限されないが、全固形成分100質量部に対して、0.1~99.9質量部が好ましい。下限は、例えば、10質量部以上がより好ましく、20質量部以上がさらに好ましい。上限は、例えば、90質量部以下がより好ましく、80質量部以下がさらに好ましい。
 重合体p1は単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
(光酸発生剤)
 光酸発生剤は特に限定されない。
 光酸発生剤は、波長300nm以上、好ましくは波長300~450nmの活性光線に感応し、酸を発生する化合物が好ましいが、その化学構造に制限されるものではない。また、波長300nm以上の活性光線に直接感応しない光酸発生剤についても、増感剤と併用することによって波長300nm以上の活性光線に感応し、酸を発生する化合物であれば、増感剤と組み合わせて好ましく用いることができる。
 本発明で使用される光酸発生剤としては、pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤が好ましく、pKaが2以下の酸を発生する光酸発生剤がより好ましい。
 ここで、pKaは、基本的に25℃の水中におけるpKaを指す。水中で測定できないものは、測定に適する溶剤に変更し測定したものを指す。具体的には、化学便覧等に記載のpKaが参考にできる。
 また、pKaが3以下の酸としては、スルホン酸またはホスホン酸であることが好ましく、スルホン酸であることがより好ましい。
 また、光酸発生剤は、pKaが2以下の酸を発生するものが好ましい。
 光酸発生剤の例として、オニウム塩化合物、トリクロロメチル-s-トリアジン類、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、第四級アンモニウム塩類、ジアゾメタン化合物、イミドスルホネート化合物、および、オキシムスルホネート化合物などを挙げることができる。これらの中でも、オニウム塩化合物、イミドスルホネート化合物、オキシムスルホネート化合物が好ましく、オニウム塩化合物、オキシムスルホネート化合物が特に好ましい。光酸発生剤は、1種単独または2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 トリクロロメチル-s-トリアジン類、ジアリールヨードニウム塩類、トリアリールスルホニウム塩類、第四級アンモニウム塩類、およびジアゾメタン化合物の具体例としては、特開2011-221494号公報の段落番号0083~0088に記載の化合物や、特開2011-105645号公報の段落番号0013~0049に記載の化合物が例示でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 イミドスルホネート化合物の具体例としてはWO2011/087011号公報の段落番号0065~0075に記載の化合物が例示でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 また、下記構造のトリアリールスルホニウム塩類を使用することも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 オキシムスルホネート化合物、すなわち、オキシムスルホネート構造を有する化合物としては、下記一般式(B1-1)で表されるオキシムスルホネート構造を含有する化合物が好ましく例示できる。
 一般式(B1-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

 一般式(B1-1)中、R21は、アルキル基またはアリール基を表す。波線は他の基との結合を表す。
 一般式(B1-1)中、いずれの基も置換されてもよく、R21におけるアルキル基は直鎖状でも分岐状でも環状でもよい。許容される置換基は以下に説明する。
 R21のアルキル基としては、炭素数1~10の、直鎖状または分岐状アルキル基が好ましい。R21のアルキル基は、ハロゲン原子、炭素数6~11のアリール基、炭素数1~10のアルコキシ基、または、シクロアルキル基(7,7-ジメチル-2-オキソノルボルニル基などの有橋式脂環基を含む、好ましくはビシクロアルキル基等)で置換されてもよい。
 R21のアリール基としては、炭素数6~11のアリール基が好ましく、フェニル基またはナフチル基がより好ましい。R21のアリール基は、低級アルキル基、アルコキシ基あるいはハロゲン原子で置換されてもよい。
 上記一般式(B1-1)で表されるオキシムスルホネート構造を含有する上記化合物は、特開2014-238438号公報の段落番号0108~0133に記載のオキシムスルホネート化合物であることも好ましい。
 イミドスルホネート系化合物としては、ナフタレンイミド系化合物が好ましく、国際公開WO11/087011号パンフレットの記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 本発明においては、光酸発生剤の含有量は、配向膜材料の全固形分100質量部に対して、0.1~20質量部が好ましい。下限は、例えば、0.2質量部以上がより好ましく、0.5質量部以上がさらに好ましい。上限は、例えば、10質量部以下がより好ましく、5質量部以下がさらに好ましい。
 なお、光酸発生剤は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用することもできる。2種類以上の光酸発生剤を用いる場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<好適な態様2:ポジ型(キノンジアジド化合物))
 好適な態様2は、配向膜材料が、キノンジアジド化合物を含有する態様である。
 好適な態様2の場合、配向膜材料から形成される塗膜に対して露光を行うと、通常、露光部のキノンジアジド化合物からカルボキシ基が生成するため、現像により露光部が溶解し、ポジ型のパターンが形成される。好適な態様2では、配向膜材料に後述の架橋性基を有する構成単位を含む重合体を含むことが好ましい。
(キノンジアジド化合物)
 上記キノンジアジド化合物としては、活性光線の照射によりカルボン酸を発生する1,2-キノンジアジド化合物を用いることができる。1,2-キノンジアジド化合物としては、フェノール性化合物又はアルコール性化合物(以下、「母核」と称する。)と1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合物を用いることができる。これらの化合物の具体例としては、例えば、特開2012-088459公報の段落0075~0078の記載を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
 フェノール性化合物又はアルコール性化合物(母核)と、1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合反応においては、フェノール性化合物又はアルコール性化合物中のOH基数に対して、好ましくは30~85モル%、より好ましくは50~70モル%に相当する1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドを用いることができる。縮合反応は、公知の方法によって実施することができる。
 また、1,2-キノンジアジド化合物としては、上記例示した母核のエステル結合をアミド結合に変更した1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸アミド類、例えば2,3,4-トリアミノベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸アミド等も好適に使用される。また、4,4’-{1-{4-[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]フェニル}エチリデン}ビスフェノール(1.0モル)と1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリド(3.0モル)との縮合物、1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)エタン(1.0モル)と1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリド(2.0モル)との縮合物、2,3,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン(1.0モル)と1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル(2.44モル)との縮合物などを用いてもよい。
 これらのキノンジアジド化合物は、1種単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
 配向膜材料におけるキノンジアジド化合物の含有量は、全固形分100質量部に対し、1~50質量部が好ましく、2~40質量部がより好ましく、10~30質量部が更に好ましい。キノンジアジド化合物の配合量を上記範囲とすることで、現像液となるアルカリ水溶液に対する活性光線の照射部分と未照射部分との溶解度の差が大きく、パターニング性能が良好となり、また得られる硬化膜の耐溶剤性が良好となる。
<好適な態様3:ネガ型>
 好適な態様3は、配向膜材料が、エチレン性不飽和結合を有する基を2個以上有する化合物(重合性化合物)及び光重合開始剤を含有する態様である。
 好適な態様3の場合、配向膜材料から形成される塗膜に対して露光を行うと、通常、露光部が架橋するため、現像により非露光部が溶解し、ネガ型のパターンが形成される。好適な態様3では、配向膜材料に後述の架橋性基を有する構成単位を含む重合体を含むことが好ましい。
(重合性化合物)
 重合性化合物が有するエチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、(メタ)アリル基、(メタ)アクリロイル基などが挙げられ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
 重合性化合物は、例えば、モノマー、プレポリマー、オリゴマー、ポリマーなどの化学的形態のいずれであってもよい。モノマーおよび/またはポリマーが好ましい。モノマータイプの重合性化合物は、分子量が100~3000であることが好ましい。ポリマータイプの重合性化合物は、重量平均分子量が、3,000~2,000,000であることが好ましい。上限は、1,000,000以下が好ましく、500,000以下がより好ましい。下限は、4,000以上が好ましく、5,000以上がより好ましい。
 重合性化合物は、(メタ)アクリレート化合物が好ましい。(メタ)アクリレート化合物は、1分子中に(メタ)アクリロイル基を2個以上有する化合物が好ましく、(メタ)アクリロイル基を3個以上有する化合物がより好ましい。(メタ)アクリロイル基の数の上限は、15個以下が好ましく、10個以下がより好ましく、8個以下がさらに好ましく、6個以下が特に好ましい。これらの具体的な化合物としては、特開2009-288705号公報の段落0095~0108、特開2013-29760号公報の段落0227、特開2008-292970号公報の段落番号0254~0257に記載の化合物を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
 重合性化合物は、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としてはKAYARAD D-330;日本化薬(株)製)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としてはKAYARAD D-320;日本化薬(株)製)ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としてはKAYARAD D-310;日本化薬(株)製)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(市販品としてはKAYARAD DPHA;日本化薬(株)製、A-DPH-12E;新中村化学(株)製)、およびこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール、プロピレングリコール残基を介している構造(例えば、サートマー社から市販されている、SR454、SR499)が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。また、KAYARAD RP-1040、DPCA-20(日本化薬(株)製)、M-321(東亞合成(株)製)を使用することもできる。
 重合性化合物は、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等の酸基を有していてもよい。酸基を有する重合性化合物の好ましい酸価としては、0.1~40mgKOH/gであり、特に好ましくは5~30mgKOH/gである。重合性化合物の酸価が0.1mgKOH/g以上であれば、現像性が良好であり、40mgKOH/g以下であれば、製造や取扱い上、有利である。さらには、光重合性能が良好で、硬化性に優れる。酸基を有する重合性化合物の市販品としては、例えば、東亞合成(株)製の多塩基酸変性アクリルオリゴマーとして、M-305、M-510、M-520などが挙げられる。
 重合性化合物は、カプロラクトン構造を有する化合物も好ましい態様である。カプロラクトン構造を有する重合性化合物は、例えば、日本化薬(株)からKAYARAD DPCAシリーズとして市販されており、DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120等が挙げられる。
 重合性化合物は、アルキレンオキシ基を有する重合性化合物を用いることもできる。アルキレンオキシ基を有する重合性化合物は、エチレンオキシ基及び/またはプロピレンオキシ基を有する重合性化合物が好ましく、エチレンオキシ基を有する重合性化合物がより好ましく、エチレンオキシ基を4~20個有する(メタ)アクリレート化合物が更に好ましい。アルキレンオキシ基を有する重合性化合物の市販品としては、例えばサートマー社製のエチレンオキシ基を4個有する4官能アクリレートであるSR-494、日本化薬(株)製のペンチレンオキシ基を6個有する6官能アクリレートであるDPCA-60、イソブチレンオキシ基を3個有する3官能アクリレートであるTPA-330などが挙げられる。
 重合性化合物は、特公昭48-41708号公報、特開昭51-37193号公報、特公平2-32293号公報、特公平2-16765号公報に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58-49860号公報、特公昭56-17654号公報、特公昭62-39417号公報、特公昭62-39418号公報記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS-10、UAB-140(山陽国策パルプ(株)製)、U-15HA、U-6LPA、UA-7200(新中村化学(株)製)、DPHA-40H(日本化薬(株)製)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(共栄社製)などが挙げられる。
 重合性化合物は、側鎖にエチレン性不飽和結合を有する基を有するポリマー(以下、重合性ポリマーともいう)であることも好ましい。重合性ポリマーは、側鎖にエチレン性不飽和結合を有する基を有する構成単位の含有量が、全構成単位の5~100質量%であることが好ましい。下限は、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましい。上限は、95質量%以下がより好ましく、90質量%以下が更に好ましい。
 重合性ポリマーは、側鎖にエチレン性不飽和結合を有する基を有する構成単位の他に、他の構成単位位を含んでいてもよい。他の構成単位は、酸基等の官能基を含んでいてもよく、官能基を含んでなくてもよい。酸基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基が例示される。酸基は1種類のみ含まれていても良いし、2種類以上含まれていても良い。その他の官能基として、ラクトン、酸無水物、アミド、シアノ基等の現像促進基、長鎖および環状アルキル基、アラルキル基、アリール基、ポリアルキレンオキシド基、ヒドロキシル基、マレイミド基、アミノ基等が挙げられ、適宜導入することができる。
 重合性ポリマーは、酸基を有する構成単位を含有することが好ましい。酸基を有する構成単位の割合は、重合性ポリマーを構成する全構成単位の1~50質量%であることが好ましい。下限は、2質量%以上がより好ましく、3質量%以上が更に好ましい。上限は、35質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましい。重合性ポリマーが、酸基を有する構成単位を含む場合、重合性ポリマーの酸価は、10~150mgKOH/gであることが好ましい。下限は、20mgKOH/g以上が好ましく、30mgKOH/g以上が更に好ましい。上限は、140mgKOH/g以下が好ましく、130mgKOH/g以下が更に好ましい。
 重合性ポリマーの市販品としては、ダイヤナ-ルNRシリーズ(三菱レイヨン株式会社製)、Photomer6173(COOH含有 polyurethane acrylic oligomer.Diamond Shamrock Co.Ltd.,製)、ビスコートR-264、KSレジスト106(いずれも大阪有機化学工業株式会社製)、サイクロマーPシリーズ(例えば、ACA230AA)、プラクセル CF200シリーズ(いずれもダイセル化学工業株式会社製)、Ebecryl3800(ダイセルユーシービー株式会社製)、アクリキュア-RD-F8(日本触媒社製)などが挙げられる。
 配向膜材料における重合性化合物の含有量は、全固形成分100質量部に対して、10質量部以上が好ましく、20質量部以上がより好ましく、30質量部以上が更に好ましい。上限は、例えば、99質量部以下がより好ましい。配向膜材料は、重合性化合物を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
(光重合開始剤)
 上述のとおり、好適な態様3において、配向膜材料は光重合開始剤を含有する。
 光重合開始剤としては、重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましい。光重合開始剤は、約300nm~800nm(330nm~500nmがより好ましい。)の範囲内に少なくとも約50のモル吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。
 光重合開始剤としては、例えば、アシルホスフィン化合物、アルキルフェノン系化合物、α-アミノケトン化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、ケタール誘導体化合物、チオキサントン化合物、オキシム化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、トリハロメチル化合物、アゾ化合物、有機過酸化物、ジアゾニウム化合物、ヨードニウム化合物、スルホニウム化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、有機硼素塩化合物、ジスルホン化合物、チオール化合物などが挙げられる。感度の観点から、オキシム化合物、アルキルフェノン系化合物が好ましい。光重合開始剤としては、例えば特開2011-186398公報の段落番号0061~0073の記載を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
 オキシム化合物としては、市販品であるIRGACURE OXE-01(BASF社製)、IRGACURE OXE-02(BASF社製)、TR-PBG-304(常州強力電子新材料有限公司社製)、アデカアークルズNCI-831(ADEKA社製)、アデカアークルズNCI-930(ADEKA社製)等を用いることができる。
 本発明は、光重合開始剤として、フッ素原子を有するオキシム化合物を用いることもできる。フッ素原子を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2010-262028号公報記載の化合物、特表2014-500852号公報記載の化合物24、36~40、特開2013-164471号公報記載の化合物(C-3)などが挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれることとする。
 アルキルフェノン系化合物としては、ヒドロキシアルキルフェノン化合物、アミノアルキルフェノン系化合物などが挙げられる。ヒドロキシアルキルフェノン化合物としては、市販品である、IRGACURE 184、DAROCUR 1173、IRGACURE 500、IRGACURE 2959,IRGACURE 127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアルキルフェノン系化合物としては、市販品である、IRGACURE 907、IRGACURE 369、及び、IRGACURE 379EG(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
 アシルホスフィン化合物としては、市販品であるIRGACURE 819やDAROCUR-TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
 光重合開始剤の含有量は、重合性化合物の100質量部に対し0.1~50質量部が好ましく、より好ましくは0.5~30質量部であり、さらに好ましくは1~20質量部である。この範囲であれば、より良好な感度とパターン形成性が得られる。配向膜材料は、光重合開始剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
〔光配向性〕
 上述のとおり、本発明で使用される配向膜材料は光配向性を有する。
 配向膜材料が光配向性を有するための好ましい態様としては、例えば、下記好適な態様1~2が挙げられる。
(1)好適な態様1:光配向性基を有する構成単位を含む重合体p2を含有する態様
(2)好適な態様2:後述する式(p3)で表されるポリイミド前駆体p3を含有する態様
 以下、それぞれの態様について詳述する。
<好適な態様1:光配向性基を有する構成単位を含む重合体p2を含有する態様>
 好適な態様1としては、配向膜材料が、光配向性基を有する構成単位を含む重合体p2を含有する態様が挙げられる。
 ここで、光配向性基とは、光二量化反応、光異性化反応および光分解反応のいずれかにより、配向性を付与する光反応性基をいう。なかでも、光二量化反応により配向性を付与する光反応性基が好ましい。
 また、光二量化反応によって配向性を付与する基としては、例えば、マレイミド誘導体、桂皮酸誘導体およびクマリン誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の誘導体から導入される基などが挙げられ、具体的には、シンナメート基、カルコン基が好適に挙げられる。なかでも、シンナメート基が好ましい。
 なお、シンナメート基、および、カルコン基としては、例えば、以下の構造(下記式中、*はポリマー鎖への連結部位を表し、Rは水素原子または1価の有機基を表す)を導入することができ、また、*で表されるポリマー鎖への連結部位は、ポリマーの主鎖に直結していてもよいし、2価の連結基を介して結合していてもよい。Rが表す1価の有機基としては、アルキル基またはアリール基が好ましい。また、Rが表す1価の有機基の炭素数は1~10が好ましく、1~7がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 一方、光の作用により異性化する反応性基としては、具体的には、例えば、アゾベンゼン化合物、スチルベン化合物およびスピロピラン化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物の骨格からなる基などが好適に挙げられる。
 また、光の作用により分解する反応性基としては、具体的には、例えば、シクロブタン化合物の骨格からなる基などが好適に挙げられる。
 これらのうち、反応の不可逆性の理由から、より短波光で反応する光二量化反応によって配向性を付与する基であるのが好ましく、シンナメート基およびカルコン基からなる群から選択される少なくとも1種であるのがより好ましい。
 光配向性基を有する構成単位を有する重合体p2は、その主鎖骨格は特に限定されないが、側鎖の分子設計が多様となり、エチレン性不飽和化合物のラジカル重合反応による主鎖形成が簡便である理由から、下記一般式(III)で表される繰り返し単位(構成単位)を有するポリマー(重合体)であるのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

(一般式(III)中、Rは水素原子またはアルキル基を表す。Xはアリーレン基、-(C=O)-O-、または-(C=O)-NR-(Rは水素原子または炭素数1~4個のアルキル基を表す)を表す。Lは単結合または2価の連結基を表し、Pは光配向性基を表す。)
 ここで、一般式(III)中、Rは、水素原子またはアルキル基を表し、アルキル基としては炭素数1~4のアルキル基(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-ブチル基等)が好ましい。Rは、水素原子またはメチル基であるのが好ましい。
 また、一般式(III)中、Lは、単結合または2価の連結基を表し、2価の連結基としては-O-、-S-、アルキレン基、アリーレン基、またはこれらを複数組み合わせてなる基が好ましい。Lが表すアルキレン基としては直鎖、分岐、または環状構造であってもよいが、直鎖構造であることが好ましい。Lが表すアルキレン基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。また、Lが表すアリーレン基としては、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基などが挙げられ、フェニレン基が好ましい。
 一般式(III)中、Pは光配向性基を表し、その具体例としては、カルコン基、シンナメート基、スチルベニル基、マレイミド基、アゾベンジル基が好適に挙げられる。中でも、カルコン基、シンナメート基がより好ましい。また、Pが表す光配向性基は、光配向性を失わない限り、置換基を有していてもよい。具体的な置換基としては、例えば、ハロゲノ基、アルキル基、アリール基などが挙げられ、アルキル基またはアリール基であることが好ましい。上記のアルキル基またはアリール基の炭素数は1~10が好ましく、1~7がより好ましい。
 以下に一般式(III)で表される繰り返し単位を有する重合体の好ましい具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 重合体p2を構成する全構成単位に対する、光配向性基を有する構成単位のモル比は特に制限されないが、10~100モル%であることが好ましく、20~90モル%であることがより好ましい。
 配向膜材料中の重合体p2の含有量は特に制限されないが、全固形成分100質量部に対して、0.1~99.9質量部が好ましい。下限は、例えば、10質量部以上がより好ましく、20質量部以上がさらに好ましい。上限は、例えば、90質量部以下がより好ましく、80質量部以下がさらに好ましい。
 重合体p2は単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
(好適な態様1a:重合体p2がさらに偏在性基を有する構成単位を含む態様)
 重合体p2の好適な態様として、例えば、さらに、フッ素置換炭化水素基、シロキサン骨格および炭素数10~30のアルキル基からなる群より選択される少なくとも1つの部分構造(以下、「偏在性基」ともいう。)を有する構成単位を含む重合体p2aが挙げられる。偏在性基を有する構成単位を含むことで配向性基が膜の表面に偏在するため、重合体p2の含有量を抑えることができる。
 以下、それぞれの偏在性基について詳述する。
(1)フッ素置換炭化水素基の部分構造を有する構成単位
 フッ素置換炭化水素基とは、少なくとも1つのフッ素原子により置換された炭化水素基であればよく、アルキル基またはアルキレン基(以下、本段落においては「アルキル基等」と略す。)における少なくとも1つの水素原子をフッ素原子に置換したアルキル基等が挙げられ、アルキル基等のすべての水素原子をフッ素原子に置換したアルキル基等がより好ましい。
 このようなフッ素置換炭化水素基は、偏在性の観点から、下記一般式Iで表される基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 一般式I中、Rは水素原子又は炭素数1~4個のアルキル基を表し、*はポリマー鎖への連結部位を表す。Xは単結合又は2価の連結基を表し、mは1~3の整数を表し、nは1以上の整数を表し、rは0または1~2の整数を表す。なお、mが1である場合、複数のRはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
 一般式Iにおけるmは、1~3の整数を表し、1又は2であることが好ましい。
 一般式Iにおけるnは、1以上の整数を表し、1~10の整数であることが好ましく、1~4の整数であることがより好ましく、1又は2であることが特に好ましい。
 一般式Iにおけるrは、0または1~2の整数を表し、1又は2であることが好ましく、2であることがより好ましい。
 また、*で表されるポリマー鎖への連結部位は、重合体の主鎖に直結していてもよいし、ポリオキシアルキレン基、アルキレン基、エステル基、ウレタン基、ヘテロ原子を含んでもよい環状アルキレン基、ポリ(カプロラクトン)、アミノ基、等の2価の連結基を介して結合していてもよい。ポリオキシアルキレン基を介して結合していることが好ましい。
 一般式IにおいてRで表される炭素数1~4個のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等が挙げられ、好ましくは、水素原子、又はメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
 一般式Iにおいて、Xが単結合である場合は、ポリマー主鎖と、Rが結合している炭素原子と、が直接連結していることを意味する。
 また、Xが2価の連結基である場合には、その連結基としては、-O-、-S-、-N(R)-、-CO-等が挙げられる。これらの中でも-O-がより好ましい。ここで、Rは、水素原子又は炭素数1~4個のアルキル基を表す。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等が挙げられ、好ましくは、水素原子、メチル基である。
 フッ素置換炭化水素基を重合体に導入する方法としては、高分子反応によってフッ素置換炭化水素基を重合体に導入する方法;フッ素置換炭化水素基を有するモノマー(以下、「フッ素置換炭化水素基含有モノマー」と称する。)を共重合し、重合体にフッ素置換炭化水素基を有する構成単位を導入する方法;などが挙げられる。
 フッ素置換炭化水素基含有モノマーを共重合し、重合体にフッ素置換炭化水素基を有する構成単位を導入する方法における、フッ素置換炭化水素基含有モノマーとしては、下記一般式IIで表されるモノマーが好ましいものとして挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 一般式II中、Rは水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよいメチル基、又は置換基を有してもよいエチル基を表す。また、R、X、m、nおよびrはいずれも、一般式IにおけるR、X、m、nおよびrと同義であり、好ましい例も同様である。
 なお、一般式IIにおいてRで表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が挙げられる。
 なお、このようなフッ素置換炭化水素基含有モノマーの製造法に関しては、例えば、「フッ素化合物の合成と機能」(監修:石川延男、発行:株式会社シーエムシー、1987)の117~118ページや、「Chemistryof Organic Fluorine Compounds II」(Monograph187,Ed by Milos Hudlicky andAttila E.Pavlath, American Chemical Society1995)の747~752ページに記載されている。
 また、一般式IIで表されるモノマーの具体例としては、下記式(IIa)で表されるテトラフルオロイソプロピルメタクリレート、下記式(IIb)で表されるヘキサフルオロイソプロピルメタクリレートなどが挙げられる。
 また、その他の具体例としては、特開2010-18728号公報段落番号〔0058〕~〔0061〕に記載の化合物が挙げられる。これらのうちポリオキシアルキレン基にフッ素置換炭化水素基が結合した構造が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
(2)シロキサン骨格の部分構造を有する構成単位
 シロキサン骨格とは、「-Si-O-Si-」を有していれば、特に制限はなく、ポリオキシアルキレン基を含むことが好ましい。
 本発明においては、シロキサン骨格は、偏在性の観点から、(メタ)アクリロイルオキシ基とアルコキシシリル基とを有する化合物を共重合して、重合体にシロキサン骨格の部分構造を有する構成単位に導入することが好ましい。
 ここで、アルコキシシリル基としては、例えば、下記式(X)で表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 上記式(X)中、R3~R5は、それぞれ独立して水素原子、水酸基、ハロゲン原子、アルキル基、または、アルコキシ基を表し、少なくとも1つはアルコキシ基である。*は、結合位置を表す。
 上記式(X)中、R3~R5のうちの少なくとも1つはアルコキシ基であり、アルコキシ基としては、炭素数1~15のアルコキシ基であることが好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基であることがより好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基であることが更に好ましく、エトキシ基又はメトキシ基であることが特に好ましい。
 本発明においては、R3~R5のうち、2つがアルコキシ基及び1つがアルキル基である場合、又は、3つがアルコキシ基である場合が好ましい。中でも、3つがアルコキシ基である態様、すなわち、トリアルコキシシリル基であることがより好ましい。
 このようなアルコキシシリル基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する化合物としては、具体的には、例えば、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
 また、本発明においては、シロキサン骨格は、偏在性の観点から、下記構造式(A)で表される化合物(以下、「特定シロキサン化合物」ともいう)を重合して、シロキサン骨格を重合体に導入することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 上記構造式(A)中、Rは、水酸基、アミン基、ハロゲン原子などの置換基を有してよい炭素数が2~6の直鎖若しくは分岐のアルキレン基、又は、下記構造式(B)で表される2価の連結基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 上記構造式(B)中、Rは、水素原子、メチル基、エチル基を表す。n1、n2、およびn3は、それぞれ独立に0~100の整数である。ここで、Rは構造式(B)中に2つ以上存在するが、それぞれ異なっていてもよく、また、同じであってもよい。
 上記構造式(A)中、x1、x2、及びx3は、これらの合計が1~100を満たす整数である。
 また、y1は、1~30の整数である。
 上記構造式(A)中、Xは単結合、又は下記構造式(C)で表わされる2価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 上記構造式(C)中、Rは、水酸基、アミン基、ハロゲン原子などの置換基を有してよい炭素数が1~6の直鎖もしくは分岐のアルキレン基を表し、Q、及びQは、酸素原子、硫黄原子、又は-NRB-を表わし、Q、Qは、それぞれ異なっていてもよく、また、同じであってもよい。RBは、水素原子、又は炭素数1~4のアルキル基を表す。
 上記構造式(C)中、Qは、上記構造式(A)におけるRに結合する。
 上記構造式(A)中、Yは、下記構造式(D)~下記構造式(F)で表される1価の基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 上記構造式(D)~(F)中、Rは、水素原子、又は炭素数1~6の直鎖状或いは分枝鎖状のアルキル基を表わす。
 上記構造式(A)中、Z、Z、Zはそれぞれ独立して下記構造式(G)で表される1価の基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 上記構造式(G)中、Rは炭素数1~4の無置換のアルキル基を表し、y2は1~100の整数を表し、好ましくは1~50の整数、より好ましくは1~20の整数である。
 また、シロキサン骨格としては、特開2010-18728号公報の段落番号〔0092〕~〔0094〕に記載の構造が上記の式(A)の具体例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 これらのうちポリオキシアルキレン基を介してシロキサン構造がポリマーに結合した構造が好ましい。
(3)炭素数10~30のアルキル基の部分構造を有する構成単位
 炭素数10~30のアルキル基は、分岐構造または環状構造を含んでいてもよいが、直鎖構造の部分の炭素数が10~30の範囲にあることが好ましく、全て直鎖構造であることがより好ましい。
 また、アルキル基の炭素数は、10~20であるのが好ましい。
 具体的には、重合体の側鎖に、下記一般式(a3-1)で表される基を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 一般式(a3-1)において、na3は10~30の整数を表し、*はポリマーの主鎖または側鎖と連結する位置を表す。na3は10~20の整数であることが好ましい。
 上記一般式(a3-1)の構造を重合体の主鎖または側鎖に導入する手法に特に限定はないが、例えば、合成時に(a3-1)の構造を有するモノマーを適宜選択して適用すれば、得られるポリマーの繰り返し単位中に(a3-1)の構造を導入することができる。
 また、上記一般式(a3-1)の構造を有するモノマーは、市販の化合物を用いることができるが、(a3-1)の構造を持たない市販のモノマーに対して(a3-1)に含まれる所望の構造を適宜導入して用いてもよい。市販のモノマーに(a3-1)の構造を導入する手法に限定はなく、公知の手法を適宜適用すればよい。
 上記一般式(a3-1)の構造を有するモノマーは、重合体の主鎖構造に応じて適宜選択することができ、例えば、主鎖に(メタ)アクリル構造を有するポリマーであれば、下記一般式(a3-2)で表わされるモノマーを用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 上記一般式(a3-2)中、R32は水素原子、メチル基、エチル基、又はハロゲン原子を表し、X31は2価の連結基を表わし、R33は、単結合、又はアルキレンオキシ基を表す。また、na3は上記一般式(a3-1)と好ましい範囲も含めて同義である。
 一般式(a3-2)において、R32は水素原子、メチル基、エチル基、又はハロゲン原子であり、より好ましくは、水素原子、又はメチル基であり、さらに好ましくは、メチル基である。
 一般式(a3-2)において、X31としての2価の連結基としては、-O-、-S-、-N(R)-、等が挙げられる。これらの中でも-O-がより好ましい。
 ここで、Rは、水素原子、又は炭素数1~4個のアルキル基を表す。アルキル基としては、直鎖構造であっても、分岐構造であってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等が挙げられ、好ましくは、水素原子、メチル基である。
 また、R33のアルキレンオキシ基としては、炭素数1~4であることが好ましい。アルキレンオキシ基は、分岐構造を有していてもよい。また、置換基を有していても、無置換であってもよい。有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子等があげられる。アルキレンオキシ基の具体例としては、メチレンオキシ基、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基、ブチレンオキシ基、等を例示することができる。
 これらの中でも、R33は炭素数1~4の無置換の直鎖アルキレンオキシ基、または単結合であることが好ましく、単結合であることがより好ましい。
 上記一般式(a3―2)で表されるモノマーを用いることによって、下記一般式(U-a3-1)で表わされる繰り返し単位を有する重合体を得ることができる。
 このような重合体は、一般式(U-a3-1)で表される繰り返し単位を有することが好ましい形態のひとつである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 上記一般式(U-a3-1)において、na3は上記一般式(a3-1)と好ましい範囲も含めて同義であり、R32、X31、及びR33は、上記一般式(a3-2)と好ましい範囲も含めて同義である。
 以下、一般式(a3-2)で表されるモノマーの具体例を示す。ただし、本発明は、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 重合体p2aを構成する全構成単位に対する、偏在性基を有する構成単位のモル比は特に制限されないが、1~50モル%であることが好ましく、10~30モル%であることがより好ましい。
 配向膜材料中の重合体p2aの含有量は特に制限されないが、全固形成分100質量部に対して、0.1~99.9質量部が好ましい。下限は、例えば、1質量部以上がより好ましい。上限は、例えば、20質量部以下がより好ましく、10質量部以下がさらに好ましい。
 重合体p2aは単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
<好適な態様2:式(p3)で表されるポリイミド前駆体p3を含有する態様>
 好適な態様2としては、配向膜材料が、式(p3)で表されるポリイミド前駆体p3(重合体p3)を含有する態様が挙げられる。
 上記ポリイミド前駆体p3は、上述した熱硬化工程により閉環(環化)してポリイミドとなり、さらに、上述した光配向処理によって、式(p3)中のAの部分で分解し、配向するものと推測される。
 上述のとおり、ポリイミド前駆体p3は熱硬化工程により環化するため、熱硬化性を示す。すなわち、ポリイミド前駆体p3は光配向性を有するとともに、後述する熱硬化成分にも該当する。
 以下、ポリイミド前駆体p3について説明する。
式(p3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 上記式(p3)中、Aは4価の有機基を示し、Bは2価の有機基を示す。XおよびXは、水素原子又は酸分解性基である。
 上記式(p3)中、Aは、下記式(A-1)~下記式(A-5)から選ばれる少なくとも1種の構造であることが好ましい。なかでも、より優れた光配向性を示す観点から、式(A-1)の構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 上記式(A-1)中、R11、R12、R13およびR14は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1~4の有機基を表す。
 上記式(p3)中のAは、4価の芳香族炭化水素基、および/または、4価の鎖状炭化水素基を含むことができる。4価の芳香族炭化水素基としては、具体的には、芳香族炭化水素の母骨格の4つの水素が置換された4価の基を挙げることができる。
 4価の鎖状炭化水素基の鎖状炭化水素としては、エタン、n-プロパン、n-ブタン、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-オクタン、n-デカン、n-ドデカン等を挙げること
ができる。尚、これらの4価の鎖状炭化水素基は、その構造中の少なくとも一部に芳香族環を含むものであってもよい。
 上記式(p3)中、Bは、2価の芳香族炭化水素基又は2価の脂環基であることが好ましく、下記式(B-1)~下記式(B-10)及び下記式(4)~(5)から選ばれる少なくとも1種の構造であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 上記式(B-1)~上記式(B-8)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基または水酸基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 上記式(5)中、Zは、単結合、エステル結合、アミド結合、チオエステル結合、又は炭素数2~10の2価の有機基である。
 上記式(p3)中のXおよびXで示される酸分解性基の具体例及び好適な態様は、上述した重合体p1が有する酸分解性基と同じである。
 なお、上記式(p3)中のX又はXが酸分解性基である場合、ポリイミド前駆体p3は、上述した重合体p1にも該当するため、配向膜材料は光パターニング性も示すことになる。
 配向膜材料中のポリイミド前駆体p3の含有量は特に制限されないが、全固形成分100質量部に対して、0.1~99.9質量部が好ましい。下限は、例えば、10質量部以上がより好ましく、20質量部以上がさらに好ましい。上限は、例えば、90質量部以下がより好ましく、80質量部以下がさらに好ましい。
 ポリイミド前駆体p3は単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
〔熱硬化成分〕
 上述のとおり、本発明で使用される配向膜材料は熱硬化成分を含有する。熱硬化成分は上述した熱硬化工程で硬化(架橋、環化等)する。
 熱硬化成分の好適な態様としては、例えば、架橋性基を有する構成単位を含む重合体p4が挙げられる。また、上述したポリイミド前駆体p3も熱硬化成分の好適な態様として挙げられる。
 以下、架橋性基を有する構成単位について詳述する。
<架橋性基を有する構成単位>
 上記架橋性基は、加熱処理で硬化反応を起こす基であれば特に限定はされない。
 好ましい架橋性基を有する構成単位の態様としては、エポキシ基(例えば、オキシラニル基、3,4-エポキシシクロヘキシル基など)、オキセタニル基、-NH-CH2-O-R(Rは水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を表す。)で表される基、エチレン性不飽和基、及び、ブロックイソシアネート基よりなる群から選ばれた少なくとも1つを含む構成単位が挙げられ、エポキシ基、オキセタニル基、-NH-CH2-O-R(Rは水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を表す。)で表される基、(メタ)アクリロイル基、及び、ブロックイソシアネート基よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含む構成単位であることが好ましく、エポキシ基、オキセタニル基、及び、-NH-CH2-O-R(Rは水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を表す。)で表される基よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含む構成単位であることがより好ましい。
(エポキシ基及び/又はオキセタニル基を有する構成単位)
 上記エポキシ基及び/又はオキセタニル基を有する構成単位は、1つの構成単位中にエポキシ基又はオキセタニル基を少なくとも1つ有していればよく、1つ以上のエポキシ基及び1つ以上オキセタニル基、2つ以上のエポキシ基、又は、2つ以上のオキセタニル基を有していてもよく、特に限定されないが、エポキシ基及び/又はオキセタニル基を合計1~3つ有することが好ましく、エポキシ基及び/又はオキセタニル基を合計1又は2つ有することがより好ましく、エポキシ基又はオキセタニル基を1つ有することが更に好ましい。
 エポキシ基を有する構成単位を形成するために用いられるラジカル重合性単量体の具体例としては、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α-エチルアクリル酸グリシジル、α-n-プロピルアクリル酸グリシジル、α-n-ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸-3,4-エポキシブチル、メタクリル酸-3,4-エポキシブチル、アクリル酸-3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、メタクリル酸-3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、α-エチルアクリル酸-3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、特許第4168443号公報の段落0031~0035に記載の脂環式エポキシ骨格を含有する化合物などが挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 オキセタニル基を有する構成単位を形成するために用いられるラジカル重合性単量体の具体例としては、例えば、特開2001-330953号公報の段落0011~0016に記載のオキセタニル基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 上記エポキシ基及び/又はオキセタニル基を有する構成単位を形成するために用いられるラジカル重合性単量体の具体例としては、メタクリル酸エステル構造を含有するモノマー、アクリル酸エステル構造を含有するモノマーであることが好ましい。
 これらの中でも好ましいものは、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、メタクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、アクリル酸(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル、及び、メタクリル酸(3-エチルオキセタン-3-イル)メチルである。これらの構成単位は、1種単独又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 エポキシ基及び/又はオキセタニル基を有する構成単位の好ましい具体例としては、下記の構成単位が例示できる。なお、Rは、水素原子又はメチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
(エチレン性不飽和基を有する構成単位)
 上記架橋性基を有する構成単位の他の例としては、エチレン性不飽和基を有する構成単位が挙げられる。上記エチレン性不飽和基を有する構成単位としては、側鎖にエチレン性不飽和基を有する構成単位が好ましく、末端にエチレン性不飽和基を有し、炭素数3~16の側鎖を有する構成単位がより好ましい。
 その他、エチレン性不飽和基を有する構成単位については、特開2011-215580号公報の段落0072~0090の記載、及び、特開2008-256974号公報の段落0013~0031の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
(-NH-CH2-O-Rで表される基を有する構成単位)
 上記架橋性基を有する構成単位の他の例としては、-NH-CH2-O-R(Rは水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を表す。)で表される基を有する構成単位も好ましい。構成単位を有することで、緩やかな加熱処理で硬化反応を起こすことができ、諸特性に優れた硬化膜を得ることができる。ここで、Rは炭素数1~20のアルキル基が好ましく、炭素数1~9のアルキル基がより好ましく、炭素数1~4のアルキル基が更に好ましい。また、アルキル基は、直鎖、分岐又は環状のアルキル基のいずれであってもよいが、直鎖又は分岐のアルキル基であることが好ましい。構成単位は、下記式a2-30で表される基を有する構成単位であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 式a2-30中、R31は水素原子又はメチル基を表し、R32は炭素数1~20のアルキル基を表す。
 R32は、炭素数1~9のアルキル基が好ましく、炭素数1~4のアルキル基が更に好ましい。また、アルキル基は、直鎖、分岐又は環状のアルキル基のいずれであってもよいが、好ましくは、直鎖又は分岐のアルキル基である。
 R32の具体例としては、メチル基、エチル基、n-ブチル基、i-ブチル基、シクロヘキシル基、及び、n-ヘキシル基を挙げることができる。中でも、i-ブチル基、n-ブチル基、メチル基が好ましい。
 重合体p4を構成する全構成単位に対する、架橋性基を有する構成単位のモル比は特に制限されないが、10~50モル%であることが好ましい。
<酸基を有する構成単位>
 上記架橋性基を有する構成単位がエポキシ基及び/又はオキセタニル基を有する構成単位である場合、重合体p4は、さらに、酸基を有する構成単位を含むのが好ましい。この場合、上述した熱硬化工程において、エポキシ基及び/又はオキセタニル基と、酸基とが反応して架橋する。なお、酸基を有する構成単位は、重合体p4とは別の重合体として含有されていてもよい。
 本発明における酸基とは、pKaが11より小さいプロトン解離性基を意味する。
 本発明で用いられる酸基としては、カルボン酸基、スルホンアミド基、ホスホン酸基、スルホン酸基、フェノール性水酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、並びに、これらの酸基の酸無水物基、及び、これらの酸基を中和し塩構造とした基等が例示され、カルボン酸基及び/又はフェノール性水酸基が好ましい。上記塩としては、特に制限はないが、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、及び、有機アンモニウム塩が好ましく例示できる。
 本発明で用いられる酸基を含む構成単位は、スチレンに由来する構成単位や、ビニル化合物に由来する構成単位、(メタ)アクリル酸及び/又はそのエステルに由来する構成単位であることがより好ましい。例えば、特開2012-88459号公報の段落0021~0023及び段落0029~0044記載の化合物を用いることができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。中でも、p-ヒドロキシスチレン、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸に由来する構成単位が好ましい。
 酸基を有する構成単位a3としては、感度の観点から、カルボキシル基を有する構成単位、又は、フェノール性水酸基を有する構成単位が好ましく、カルボキシル基を有する構成単位がより好ましい。
 酸基を有する構成単位a3として具体的には、上述した分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位a1-1-1、エチレン性不飽和基と酸無水物由来の構造とを共に有する構成単位a1-1-2、フェノール性水酸基を有する構成単位a1-2-1が挙げられ、好ましい態様も同様である。
 中でも、酸基を有する構成単位a3としては、メタクリル酸、アクリル酸及びp-ヒドロキシスチレンよりなる群から選ばれた化合物由来の構成単位(下記式a3-1~式a3-3のいずれかで表される構成単位)であることが好ましく、メタクリル酸由来の構成単位(下記式a3-1で表される構成単位)又はアクリル酸由来の構成単位(下記式a3-2で表される構成単位)であることがより好ましく、メタクリル酸由来の構成単位(下記式a3-1で表される構成単位)であることが更に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 重合体p4を構成する全構成単位に対する、酸基を有する構成単位のモル比は特に制限されないが、10~50モル%であることが好ましい。
 配向膜材料中の重合体p4の含有量は特に制限されないが、全固形成分100質量部に対して、0.1~99.9質量部が好ましい。下限は、例えば、10質量部以上がより好ましく、20質量部以上がさらに好ましい。上限は、例えば、90質量部以下がより好ましく、80質量部以下がさらに好ましい。
 重合体p4は単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
〔その他の構成単位〕
 上述した重合体p1~4は、その他の構成単位を含んでいてもよい。
 そのような構成単位を形成するモノマーとしては、特に制限はなく、例えば、スチレン類、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸環状アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アリールエステル、不飽和ジカルボン酸ジエステル、ビシクロ不飽和化合物類、マレイミド化合物類、不飽和芳香族化合物を挙げることができる。
 その他の構成単位を形成するモノマーは、1種単独又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 その他の構成単位は、具体的には、スチレン、メチルスチレン、α-メチルスチレン、アセトキシスチレン、メトキシスチレン、エトキシスチレン、クロロスチレン、ビニル安息香酸メチル、ビニル安息香酸エチル、4-ヒドロキシ安息香酸(3-メタクリロイルオキシプロピル)エステル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、アクリロニトリル、エチレングリコールモノアセトアセテートモノ(メタ)アクリレートなどによる構成単位を挙げることができる。この他、特開2004-264623号公報の段落0021~0024に記載の化合物を挙げることができる。
 また、その他の構成単位としては、スチレン類、又は、脂肪族環式骨格を有するモノマー由来の構成単位が、電気特性の観点で好ましい。具体的にはスチレン、メチルスチレン、α-メチルスチレン、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 更にまた、その他の構成単位としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル由来の構成単位が、密着性の観点で好ましい。具体的には(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル等が挙げられ、(メタ)アクリル酸メチルがより好ましい。重合体を構成する全構成単位中、上記の構成単位の含有率は、60モル%以下が好ましく、50モル%以下がより好ましく、40モル%以下が更に好ましい。下限値としては、0モル%でもよいが、例えば、1モル%以上とすることが好ましく、5モル%以上とすることがより好ましい。上記の数値の範囲内であると、諸特性が良好となる。
 
〔分子量〕
 上述した重合体p1~4の分子量は、ポリスチレン換算重量平均分子量で、好ましくは1,000~200,000、より好ましくは2,000~50,000、更に好ましくは10,000~20,000の範囲である。上記の数値の範囲内であると、諸特性が良好である。数平均分子量Mnと重量平均分子量Mwとの比(分散度、Mw/Mn)は1.0~5.0が好ましく、1.5~3.5がより好ましい。
 なお、本発明における重量平均分子量や数平均分子量の測定は、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)法により測定することが好ましい。本発明におけるゲル浸透クロマトグラフィ法による測定は、HLC-8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel Super HZ M-H、TSK gelSuper HZ4000、TSKgelSuperHZ200(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いることが好ましい。
〔合成方法〕
 上述した重合体p1~2及び4の合成法は様々な方法が知られているが、一例を挙げると、上述した各構成単位を形成するために用いられるラジカル重合性単量体を含むラジカル重合性単量体混合物を有機溶剤中、ラジカル重合開始剤を用いて重合することにより合成することができる。また、いわゆる高分子反応で合成することもできる。また、ポリイミド前駆体p3については例えば特開2014-66764号公報に記載の方法で合成することができる。
〔有機溶剤〕
 特定配向膜材料は、上述した成分以外に、有機溶剤を含有するのが好ましい。
 有機溶剤としては、公知の有機溶剤を用いることができ、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、ブチレングリコールジアセテート類、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、アルコール類、エステル類、ケトン類、アミド類、ラクトン類等が例示できる。これらの有機溶剤の具体例としては、特開2009-098616号公報の段落0062を参照できる。
 好ましい具体例には、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3-ブチレングリコールジアセテート、メトキシプロピルアセテート、シクロヘキサノールアセテート、プロピレングリコールジアセテート、テトラヒドロフルフリルアルコールが挙げられる。
 有機溶剤の沸点は、塗布性の観点から100℃~300℃が好ましく、120℃~250℃がより好ましい。
 本発明に用いることができる有機溶剤は、1種単独、又は、2種以上を併用することができる。沸点の異なる溶剤を併用することも好ましい。
 有機溶剤を含有する場合の含有量は、塗布に適した粘度に調整するという観点から、組成物の全固形分100質量部あたり、100~3,000質量部であることが好ましく、200~2,000質量部であることがより好ましく、250~1,000質量部であることが更に好ましい。
 組成物の固形分濃度としては、3~50質量%が好ましく、20~40質量%であることがより好ましい。
〔その他の成分〕
 特定配向膜材料は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、増粘剤、界面活性剤、有機または無機の沈殿防止剤、密着改良剤、クエンチャーなどを、それぞれ独立に1種または2種以上加えることができる。
<界面活性剤>
 界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、又は、両性のいずれでも使用することができるが、好ましい界面活性剤はノニオン系界面活性剤である。界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤が好ましく、フッ素系界面活性剤がより好ましい。
 第1の態様に用いることができる界面活性剤としては、例えば、市販品である、メガファックF142D、同F172、同F173、同F176、同F177、同F183、同F479、同F482、同F554、同F780、同F781、同F781-F、同R30、同R08、同F-472SF、同BL20、同R-61、同R-90(DIC(株)製)、フロラードFC-135、同FC-170C、同FC-430、同FC-431、Novec FC-4430(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG7105,7000,950,7600、サーフロンS-112、同S-113、同S-131、同S-141、同S-145、同S-382、同SC-101、同SC-102、同SC-103、同SC-104、同SC-105、同SC-106(旭硝子(株)製)、エフトップEF351、同352、同801、同802(三菱マテリアル電子化成(株)製)、フタージェント250(ネオス(株)製)が挙げられる。また、上記以外にも、KP(信越化学工業(株)製)、ポリフロー(共栄社化学(株)製)、エフトップ(三菱マテリアル電子化成(株)製)、メガファック(DIC(株)製)、フロラード(住友スリーエム(株)製)、アサヒガード、サーフロン(旭硝子(株)製)、PolyFox(OMNOVA製)等の各シリーズを挙げることができる。
 また、界面活性剤としては、特開2014-238438号公報段落0151~0155に記載の化合物も好ましい例として挙げることができる。
 界面活性剤を含有する場合の含有量は、組成物の全固形分中100質量部に対して、0.001~5.0質量部が好ましく、0.01~2.0質量部がより好ましい。
 界面活性剤は、1種類のみ含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<密着改良剤>
 密着改良剤としてはアルコキシシラン化合物などが挙げられる。
 アルコキシシラン化合物は、基材となる無機物、例えば、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコン化合物、金、銅、モリブデン、チタン、アルミニウム等の金属と絶縁膜との密着性を向上させる化合物であることが好ましい。
 密着改良剤の具体例としては、例えば、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらのうち、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが好ましく、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランがより好ましい。これらは1種単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
 密着改良剤の含有量は、組成物の全固形成分100質量部に対し、0.001~15質量部であることが好ましく、0.005~10質量部であることがより好ましい。密着改良剤は、1種類のみ用いてもよいし、2種類以上用いてもよい。2種類以上用いる場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
 以下、実施例により、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、各成分の量について単に「部」と記載されている場合、「質量部」を意図する。
[モノマーの合成]
 以下のとおり、各モノマーを合成した。
〔光配向性基を有するモノマー(モノマーa-1)の合成〕
 trans-4-ヒドロキシケイ皮酸メチル(東京化成工業(株)製、12.5g、0.07mol)とトリエチルアミン(和光純薬工業(株)製、7.79g、0.07mol)をテトラヒドロフラン(以下、「THF」と略す。)100mLに溶解させておき、0℃に冷却した後に、メタクリル酸クロリド(東京化成工業(株)製、7.33g、0.07mol)を徐々に滴下した。
 次いで、白濁した反応系に対して、水500gを入れ、1時間撹拌した後に、ろ過し、光配向性基としてシンナメート基を有するモノマーa-1を14g得た。構造をNMRにて確認した。
〔光配向性基を有するモノマー(モノマーa-2)の合成〕
 4-ヒドロキシ-3-メトキシけい皮酸エチル(東京化成工業(株)製、22.2g、0.1mol)をジメチルアセトアミド150mLに溶解させておき、炭酸カリウム(和光純薬工業(株)製、30g、0.22mol)を加え、90℃に温度を上げた。
 次いで、4-クロロブタノール(和光純薬工業(株)製、21.6g、0.2mol)を滴下し、3時間撹拌した。
 その後、反応溶液を水1Lに注ぎ、2N(規定)HClで中和した後に、酢酸エチル700mLで抽出し、飽和食塩水で洗い、濃縮を行った。
 次いで、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分取し、中間体化合物を23g得た。
 その中間体化合物15g(0.05mol)とトリエチルアミン(和光純薬工業(株)製、5.6g、0.056mol)とをTHF100mLに溶解させ、0℃に冷却した。
 次いで、メタクリル酸クロリド(東京化成工業(株)製、5.8g、0.056mol)を滴下し、3時間撹拌した後、反応溶液を水500gに注ぎ、酢酸エチルで抽出した後、濃縮した。
 次いで、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分取し、光配向性基としてスペーサーシンナメートを有するモノマーa-2を20g得た。
〔光配向性基を有するモノマー(モノマーa-3)の合成〕
 ハイドロキノン(和光純薬工業(株)製、63.8g、0.58mol)をジメチルアセトアミド500mLに溶解させておき、炭酸カリウム(和光純薬工業(株)製、40g、0.29mol)を加え、90℃に温度を上げた。
 次いで、メタクリル酸4-クロロブチル(和光純薬工業(株)製、25.6g、0.145mol)を滴下し、3時間撹拌した。
 その後、反応溶液を水1Lへ注ぎ、2NHClで中和後、酢酸エチル700mLで抽出し、飽和食塩水で洗い、濃縮を行った。粗結晶を取り出し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分取し、中間体化合物18gを得た。
 その中間体化合物18gとトリエチルアミン(和光純薬工業(株)製、7.79g、0.07mol)とをTHF100mLに溶解させ、0℃に冷却した。
 次いで、シンナモイルクロリド(東京化成工業(株)製、13.1g、0.07mol)を滴下し、3時間撹拌した後、反応溶液を水500gにあけ、酢酸エチルで抽出した後、濃縮した。
 次いで、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分取し、光配向性基としてカルコン基を有するモノマーa-3を22g得た。
〔酸基が酸分解性基で保護された基を有するモノマー(モノマーe-1)の合成〕
 メタクリル酸(和光純薬工業(株)製、86g、1mol)を15℃に冷却しておき、カンファースルホン酸(東京化成工業(株)製、4.6g、0.02mol)添加した。
 次いで、反応溶液に、2,3-ジヒドロフラン(川研ファインケミカル(株)製、71g、1mol、1.0当量)を滴下した。
 1時間撹拌した後に、飽和炭酸水素ナトリウム(500mL)を加え、酢酸エチル(500mL)で抽出した。
 次いで、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、不溶物を濾過後40℃以下で減圧濃縮し、さらに残渣の黄色油状物を減圧蒸留することにより、モノマーe-1として、沸点(bp.)54~56℃/3.5mmHg留分のメタクリル酸テトラヒドロ-2H-フラン-2-イルを無色油状物として125g得た(収率80%)。
[重合体の合成]
 以下のとおり、各重合体を合成した。
〔重合体(P1)の合成〕
 ジエチレングリコールメチルエチルエーテル(以下、「HS-EDM」と略す。)22gを、窒素気流下、70℃に加熱撹拌した。合成したモノマーa-1(11.1g、45mol%)、ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート(以下、「HFIP」と略す。)(東京化成工業(株)製、3.5g、15mol%)、メタクリル酸(以下、「MAA」と略す。)(和光純薬工業(株)製、1.7g、20mol%)、グリシジルメタクリレート(以下、「GMA」と略す。)(和光純薬工業(株)製、2.8g、20mol%)、ラジカル重合開始剤(V-65、和光純薬工業(株)製)497mg(2mol%)、および、PGMEA(30g)の混合溶液を2時間かけて滴下した。滴下が終了してから、さらに70℃で4時間反応させることにより、重合体(P1)のPGMEA溶液(固形分濃度:27%)を得た。
〔重合体(P2~P7)の合成〕
 モノマー、開始剤および溶媒の種類ならびに重合温度を、下記表1に従って変更した以外は、重合体(P1)と同様の方法で、重合体(P2~P7)を合成した。なお、下記表1の各モノマーの欄に記載した数値は、モノマーの総量に対するそれぞれのモノマーの使用量(mol%)である。また、重合開始剤の欄に記載した数値は、モノマーの総量を100mol%とした場合の、mol%である。また、表1に各重合体の重量平均分子量(Mw)を示す。また、下記表1に示す略語は、以下の通りである。
 <略語>
 ・a-1~a-3:上述のとおり合成したモノマーa-1~a-3
 ・HFIP:ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート(東京化成工業(株)製)
 ・6FM:トリフルオロエチルメタクリレート(大阪有機化学工業(株)製)
 ・MAA:メタクリル酸(和光純薬工業(株)製)
 ・GMA:グリシジルメタクリレート(東京化成工業(株)製)
 ・OXE-30:(3-エチルオキセタン-3-イル)メチルメタクリレート(大阪有機化学工業(株)製)
 ・e-1:上述のとおり合成したモノマーe-1
 ・MMA:メタクリル酸メチル(和光純薬工業(株)製)
 ・V-65:ラジカル重合開始剤(和光純薬工業(株)製)
 ・V-601:ラジカル重合開始剤(和光純薬工業(株)製)
 ・HS-EDM:ジエチレングリコールメチルエチルエーテル(東邦化学工業(株)製)
 ・PGMEA:メトキシプロピレングリコールアセテート((株)ダイセル製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000042
〔重合体(P8)の合成〕
 PGMEA(238g)を窒素気流下、90℃に加熱撹拌した。
 次いで、モノマーe-1として合成したメタクリル酸テトラヒドロ-2H-フラン-2-イル(240g(全モノマー中の61.1mol%に相当))、MAA(50.4g(全モノマー中の17.6mol%に相当))、MMA(27.9g(全モノマー中の21.3mol%に相当))、ラジカル重合開始剤V-601(14.7g)、および、PGMEA(238g)の混合溶液を2時間かけて滴下し、さらに2時間90℃で反応させ、冷却後にPGMEA(42g)を追加することにより、重合体(P8)の溶液(固形分濃度:38%)を得た。分子量は15000であった。
〔重合体(P9)の合成〕
 HS-EDM(145g)を窒素気流下、70℃に加熱撹拌した。
 次いで、GMA(144.7g(67.9mol%))、MAA(16.7g(12.9mol%))、St(スチレン)(28.1g(18.0mol%))、DCPM(ジシクロペンタニルメタクリレート)(3.87g(1.2mol%))、ラジカル重合開始剤V-65(20.8g(5.6mol%モノマー量換算))、および、HS-EDM(145g)の混合溶液を2時間かけて滴下した。滴下が終了してから、70℃で4時間反応させることにより、重合体(P9)の溶液(固形分濃度:35%)を得た。分子量は10000であった。
〔重合体(P10)の合成〕
 HS-EDM(82部)を窒素気流下、90℃に加熱撹拌した。
 次いで、モノマーe-1として合成したメタクリル酸テトラヒドロ-2H-フラン-2-イル(43部(全モノマー中の40.5mol%に相当))、OXE-30(48部(全モノマー中の37.5mol%に相当))、MAA(6部(全モノマー中の9.5mol%に相当))、ヒドロキシエチルメタクリレート(和光純薬工業(株)製、11部(全モノマー中の12.5mol%に相当))、ラジカル重合開始剤V-601(4.3部)、および、PGMEA(82部)の混合溶液を2時間かけて滴下し、さらに2時間90℃で反応させることにより、重合体(P10)の溶液(固形分濃度:40%)を得た。分子量は15000であった。
〔重合体(P11)の合成〕
 WO2013/018904号公報を参考に、下記重合体(P11)を合成した。
 具体的には、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物196.34g(東京化成社製、1.00mol)をNMP(N-メチルピロリドン)2394g(和光純薬工業(株)製)にスラリー状に溶解させ、p-フェニレンジアミン101.11g東京化成社製(0.935mol)を添加し、更に固形分濃度が8重量%になるようにNMPを加え、室温で24時間攪拌して、ポリアミック酸の重合体(P11)の溶液(固形分濃度8%)を得た。
〔重合体(P12)の合成〕
 上記で得られた重合体(P10)の溶液100gに対して、末端封止としてフタル酸無水物1.0を添加し、24時間攪拌した。その溶液にカンファースルホン酸0.1g(和光純薬社製)を添加し、2,3-ジヒドロフラン30g(川研ファインケム社製)を添加し、NMR(核磁気共鳴法)でモニタリングしながらカルボン酸の保護率が65%になるところで、ピリジン2.0g(和光純薬社製)を加えて反応を停止させ、更にNMPで固形分濃度5%に調整し、ポリアミック酸のアセタール保護の重合体(P12)の溶液(固形分濃度5%)を得た。
[感光樹脂組成物の調製]
 以下のとおり、各感光樹脂組成物(配向膜材料)を調製した。M1~M12はいずれも光パターニング性、光配向性を有し且つ熱硬化性成分を含有するため、上述した特定配向膜材料に該当する。
〔感光樹脂組成物(M1)の調製〕
 重合体(P6)を固形分換算で55部、重合性化合物(エチレン性不飽和化合物)としてジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(KAYARAD(登録商標) DPHA、日本化薬社(株)製)45質量部、光重合開始剤としてエタノン-1-{9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル}-1-(O-アセチルオキシム)(イルガキュアOXE-02、BASF社)を2.5質量部、固形分濃度が30質量%となるように、それぞれプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA、ダイセル化学)を加えた後、孔径0.5μmのミリポアフィルタで濾過することにより、感光樹脂組成物M1を得た。
〔感光樹脂組成物(M2)の調製〕
 重合体(P11)を固形分換算で55部、重合性化合物(エチレン性不飽和化合物)としてジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物(KAYARAD(登録商標) DPHA、日本化薬社(株)製)45質量部、光重合開始剤としてエタノン-1-{9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル}-1-(O-アセチルオキシム)(イルガキュアOXE-02、BASF社)を2.5質量部、固形分濃度が30質量%となるように、それぞれプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA、ダイセル化学)を加えた後、孔径0.5μmのミリポアフィルタで濾過することにより、感光樹脂組成物M2を得た。
〔感光樹脂組成物(M3)の調製〕
 重合体(P6)を固形分換算で75部、キノンジアジド化合物(TAS-200、東洋合成工業(株))(NQD)を25部、パーフルオロアルキル基含有界面活性剤(F-554、DIC社製)を0.02部、密着改良剤としてシランカップリング剤(KBM-403、信越化学工業製)を2部と混合し、全体の固形分濃度が11%になるようにジエチレングリコールメチルエチルエーテル(HS-EDM、東邦化学社製)を追添し、感光樹脂組成物M3を得た。
〔感光樹脂組成物(M4)の調製〕
 重合体(P7)を固形分換算で75部、キノンジアジド化合物(TAS-200、東洋合成工業(株))(NQD)を25部、パーフルオロアルキル基含有界面活性剤(F-554、DIC社製)を0.02部、密着改良剤としてシランカップリング剤(KBM-403、信越化学工業製)を2部と混合し、全体の固形分濃度が11%になるようにHS-EDMを追添し、感光樹脂組成物M4を得た。
〔感光樹脂組成物(M5)の調製〕
 重合体(P11)を固形分換算で75部、キノンジアジド化合物(TAS-200、東洋合成工業(株))(NQD)を25部、パーフルオロアルキル基含有界面活性剤(F-554、DIC社製)を0.02部、密着改良剤としてシランカップリング剤(KBM-403、信越化学工業製)を2部と混合し、全体の固形分濃度が11%になるようにHS-EDMを追添し、感光樹脂組成物M5を得た。
〔感光樹脂組成物(M6)の調製〕
 重合体(P1)を固形分換算で5部、重合体(P8)を固形分換算で45部、重合体(P9)を固形分換算で50部、光酸発生剤としてPAG103(BASF社製)を3部、クエンチャーとしてトリフェニルイミダゾールを0.02部、パーフルオロアルキル基含有界面活性剤としてF-554(DIC社製)を0.02部、密着改良剤としてシランカップリング剤(KBM-403、信越化学工業製)を2部と混合し、全体の固形分濃度が11%になるようにHS-EDMを追添し、感光樹脂組成物M6を得た。
〔感光樹脂組成物(M7)の調製〕
 重合体(P2)を固形分換算で5部、重合体(P8)を固形分換算で45部、重合体(P9)を固形分換算で50部、光酸発生剤としてPAG103(BASF社製)を3部、クエンチャーとしてトリフェニルイミダゾールを0.02部、パーフルオロアルキル基含有界面活性剤としてF-554(DIC社製)を0.02部、密着改良剤としてシランカップリング剤(KBM-403、信越化学工業製)を2部と混合し、全体の固形分濃度が11%になるようにHS-EDMを追添し、感光樹脂組成物M7を得た。
〔感光樹脂組成物(M8)の調製〕
 重合体(P3)を固形分換算で5部、重合体(P8)を固形分換算で45部、重合体(P9)を固形分換算で50部、光酸発生剤としてPAG103(BASF社製)を3部、クエンチャーとしてトリフェニルイミダゾールを0.02部、パーフルオロアルキル基含有界面活性剤としてF-554(DIC社製)を0.02部、密着改良剤としてシランカップリング剤(KBM-403、信越化学工業製)を2部と混合し、全体の固形分濃度が11%になるようにHS-EDMを追添し、感光樹脂組成物M8を得た。
〔感光樹脂組成物(M9)の調製〕
 重合体(P1)を固形分換算で5部、重合体(P10)を固形分換算で95部、光酸発生剤としてPAG103(BASF社製)を3部、クエンチャーとしてトリフェニルイミダゾールを0.02部、パーフルオロアルキル基含有界面活性剤としてF-554(DIC社製)を0.02部、密着改良剤としてシランカップリング剤(KBM-403、信越化学工業製)を2部と混合し、全体の固形分濃度が11%になるようにHS-EDMを追添し、感光樹脂組成物M9を得た。
〔感光樹脂組成物(M10)の調製〕
 重合体(P4)を固形分換算で100部、光酸発生剤としてPAG103(BASF社製)を3部、クエンチャーとしてトリフェニルイミダゾールを0.02部、パーフルオロアルキル基含有界面活性剤としてF-554(DIC社製)を0.02部、密着改良剤としてシランカップリング剤(KBM-403、信越化学工業製)を2部と混合し、全体の固形分濃度が11%になるようにHS-EDMを追添し、感光樹脂組成物M10を得た。
〔感光樹脂組成物(M11)の調製〕
 重合体(P5)を固形分換算で100部、光酸発生剤としてPAG103(BASF社製)を3部、クエンチャーとしてトリフェニルイミダゾールを0.02部、パーフルオロアルキル基含有界面活性剤としてF-554(DIC社製)を0.02部、密着改良剤としてシランカップリング剤(KBM-403、信越化学工業製)を2部と混合し、全体の固形分濃度が11%になるようにHS-EDMを追添し、感光樹脂組成物M11を得た。
〔感光樹脂組成物(M12)の調製〕
 重合体(P12)を固形分換算で100部、光酸発生剤としてPAG103(BASF社製)を5部、クエンチャーとしてトリフェニルイミダゾールを0.02部、パーフルオロアルキル基含有界面活性剤としてF-554(DIC社製)を0.02部、密着改良剤としてシランカップリング剤(KBM-403、信越化学工業製)を6部と混合し、全体の固形分濃度が9%になるようにHS-EDMを追添し、感光樹脂組成物M12を得た。
 下記表2に、各感光樹脂組成物(配向膜材料)について、主成分および質量部をまとめて示す。また、各感光樹脂組成物(配向膜材料)について、光パターニング性、光配向性及び熱硬化性に寄与する成分又は構成単位を示す。また、偏在性基を有する構成単位を示す。
[液晶表示パネルの製造]
 図1~10に示される工程によって、液晶表示パネルを製造した(実施例1~12)。
 以下、各工程について説明する。
〔工程(1):基板準備工程〕
<工程(1-1):塗膜形成工程>
 一対の基板(アレイ基板、カラーフィルタ基板)上に、上述のとおり調製した感光樹脂組成物(配向膜材料)を塗布して、塗膜(厚み:0.5μm)を形成した。アレイ基板及びカラーフィルタ基板については以下のとおりである。
(アレイ基板)
 ガラス基板上で、通常の半導体膜成膜及び公知の絶縁層形成等と、フォトリソグラフィ法によるエッチングを繰り返すなどして、公知の方法に従って形成された能動素子等(半導体層、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース-ドレイン電極、映像信号線及び走査信号線等)を有する基板を準備した。
 次に層間絶縁膜を光パターニングし、スパッタリング法を用いて、絶縁膜の上にITO(酸化インジウムスズ)からなる透明導電層を形成した。次に、フォトリソグラフィ法を利用して透明導電層をエッチングして、絶縁膜上にベタ状の共通電極を形成した。その後にSiN膜をスパッタリングより無機絶縁膜を作成し、更にさらに櫛歯状の透明電極を設置した。このようにしてアレイ基板を得た。
(カラーフィルタ基板)
 公知の方法によりカラーフィルタ基板を得た。このカラーフィルタ基板は、透明基板上に、赤色、緑色および青色の3色の微小な着色パターンと、ブラックマトリクスとが格子状に配置されたものである。
<工程(1-2):除去工程>
 その後、得られた塗膜に対して露光及び現像を行い、塗膜のうちシール材形成領域に形成された塗膜を除去した。具体的には、ghi線混合光(波長365~405nm)により露光して、アルカリ現像を行った。
<工程(1-3):熱硬化工程>
 さらに、除去工程後に残った塗膜を熱硬化した(230℃/30分)。このようにして、一対の基板(アレイ基板、カラーフィルタ基板)のシール材形成領域以外の領域に熱硬化膜(厚み:0.5μm)を形成した。
<工程(1-4):光配向処理工程>
 さらに、得られた熱硬化膜に対して光配向処理を行った。具体的には、Hg-Xeランプおよびグランテーラープリズムを用いて254~313nmの輝線を含む偏光紫外線500J/mの偏光露光を行った。このようにして、一対の基板(アレイ基板、カラーフィルタ基板)のシール材形成領域以外の領域に光配向膜(厚み:0.5μm)を形成した。
〔工程(2):シール材形成工程〕
 光配向膜が形成されたアレイ基板のシール材形成領域にシール材形成用組成物をディスペンサーにより塗布し、光配向膜が形成されたアレイ基板のシール材形成領域にシール材(紫外線硬化型のアクリル樹脂と熱硬化型のエポキシ樹脂を含む)を形成した。
〔工程(3):貼り合わせ工程、及び、工程(4):液晶層形成工程〕
 工程(3)で得られたアレイ基板のシール材を、工程(1)で得られたカラーフィルタ基板のシール材形成領域に合わせ、一対の基板同士をシール材により貼り合せた。その際、一対の基板の間に液晶層形成用組成物を挟持して、一対の基板及びシール材で囲まれた空間に液晶層(ネマチック液晶からなり、基板面に平行に配向するもの)を形成した。
 このようにして液晶表示パネル(カラー液晶表示素子)を製造した。得られた液晶表示パネルは優れた動作特性及び表示特性を示した。
 いずれの実施例も特開2015-36721号公報の方法のように別途レジスト液を用いてレジストマスクを形成してからエッチングを行う工程が無いため、プロセス面での負荷が小さく、簡便であった。
[評価]
〔塗膜の軟化温度Tm〕
 押し込み硬度装置(マイクロマテリアルズ社、ナノインデンター装置、ナノテストバンテージ)を用いて軟化温度Tmを測定した。具体的には以下のとおり測定した。
 各実施例で使用された感光樹脂組成物(配向膜材料)をシリコンウエハーに塗布し4.0μmの塗膜を作製した。得られた塗膜を上記押し込み硬度装置にセットし、荷重(100mN)をかけ、90℃から5℃ずつ350℃まで温度を上げていき、各温度における変位を調べた。そして、変位が0.4μm以上になった温度を軟化温度Tmとした。
〔塗膜中の熱硬化成分の硬化開始温度Tc〕
 RT-IR(ブルカー製、FT-IR(フーリエ変換赤外分光法)装置、VERTEX)を用いて熱硬化成分の硬化開始温度Tcを測定した。具体的には以下のとおり測定した。
 各実施例で使用された感光樹脂組成物(配向膜材料)をシリコンウエハーに塗布し2.0μmの塗膜を作製した。得られた塗膜について、1分間に5℃ずつ上昇させながらIR(赤外分校法)を測定した。2500~3000cm-1を追跡していきながら変化を追った。なお、エポキシまたはオキセタンの架橋性基は酸基との反応にて水酸基が発生するため、反応を追跡できる(M1、3、4、6~11)。また前駆体であるポリアミック酸(ポリイミド前駆体)からポリイミドへの変化は水酸基が消失するため反応を追跡できる(M2、5、12)。
〔塗膜の角度d1〕
 ガラス基板上に各実施例で使用された感光樹脂組成物(配向膜材料)を塗布し塗膜(厚み:4.0μm)を形成した。次いで、形成された塗膜に対して、キヤノン(株)製PLA(登録商標)-501F露光機(超高圧水銀ランプ)を用い、5μmのライン&スペースのフォトマスクにて露光を行った。そして、0.4質量%または2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて25℃/60秒で現像を行った。イオン交換水にてリンスを行って、パターン状の塗膜を得た。得られたパターン状の塗膜の端部についてSEM(走査型電子顕微鏡)観察を行い、上述した角度d1に相当する角度を測定した。結果を表2に示す。ここで、「>100°」は100度よりも大きいことを表す。
〔熱硬化膜の角度d2〕
 上述した塗膜の角度d1の測定と同じ方法でパターン状の塗膜を得た後、オーブンの中で230℃/60分の硬化時間でポストベークを行うことにより、パターン状の熱硬化膜(膜厚約3.0μm)を得た。得られたパターン状の熱硬膜の端部についてSEM観察を行い、上述した角度d2に相当する角度を測定した。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000043
 実施例1~12の対比から、特定配向膜材料がポジ型である実施例3~12は、熱硬化膜の角度d2が30~90度となり、より狭い額縁の液晶表示パネルを得ることができることが分かった。なかでも、特定配向膜材料が酸分解性基を有する実施例6~12は、熱硬化膜の角度d2が50~90度となり、さらに狭い額縁の液晶表示パネルを得ることができることが分かった。そのなかでも、Tc≦Tm+20を満たす実施例6~8及び10は、熱硬化膜の角度d2が70~90度となり、特に狭い額縁の液晶表示パネルを得ることができることが分かった。
 実施例1~12の対比から、塗膜の角度d1が70~90度である実施例6~12は、熱硬化膜の角度d2が60~90度となり、より狭い額縁の液晶表示パネルを得ることができることが分かった。
 実施例3~5(配向膜材料がキノンジアジドを含有する態様)の対比から、Tc≦Tm+20を満たす実施例3は、熱硬化膜の角度d2が50~90度となり、より狭い額縁の液晶表示パネルを得ることができることが分かった。
a 液晶層形成領域
b シール材形成領域
c 端部領域
10 一対の基板
12 一対の光配向膜付き基板
20 塗膜
22 除去工程後に残った塗膜
22a 塗膜22のうち液晶層形成領域aに形成された塗膜
22c 塗膜22のうち端部領域cに形成された塗膜
22p 塗膜22aのシール材形成領域bに接する側端面
22q 塗膜22aの基板10に接する面
d1 側端面22pと面22qとの角度
24 熱硬化膜
24a 熱硬化膜24のうち液晶層形成領域aに形成された熱硬化膜
24c 熱硬化膜24のうち端部領域cに形成された熱硬化膜
24p 熱硬化膜24aのシール材形成領域bに接する側端面
24q 熱硬化膜24aの基板10に接する面
d2 側端面24pと面24qとの角度
26 光配向膜
26a 光配向膜26のうち液晶層形成領域aに形成された光配向膜
26c 光配向膜26のうち端部領域cに形成された光配向膜
30 シール材
40 液晶層
100 液晶表示パネル

Claims (7)

  1.  シール材形成領域以外の領域に光配向膜が形成された一対の基板を準備する、基板準備工程と、
     前記一対の基板の何れか一方の前記シール材形成領域にシール材を形成する、シール材形成工程と、
     前記一対の基板同士を前記シール材により貼り合わせる、貼り合わせ工程と、
     前記一対の基板及び前記シール材で囲まれた空間に液晶層を形成する、液晶層形成工程とを備える、液晶表示パネルの製造方法であって、
     前記基板準備工程が、
      シール材形成領域を有する一対の基板上に、光パターニング性と光配向性とを有し且つ熱硬化成分を含有する配向膜材料、からなる塗膜を形成する、塗膜形成工程と、
      前記塗膜に対して露光及び現像を行い、前記塗膜のうち前記シール材形成領域に形成された塗膜を除去する、除去工程と、
      前記除去工程後に残った塗膜を熱硬化し、前記一対の基板の前記シール材形成領域以外の領域に熱硬化膜を形成する、熱硬化工程と、
      前記熱硬化膜に光配向処理を施し、前記一対の基板の前記シール材形成領域以外の領域に光配向膜を形成する、光配向処理工程とを備える、液晶表示パネルの製造方法。
  2.  前記熱硬化膜のうち液晶層形成領域に形成された熱硬化膜の、前記シール材形成領域に接する側端面と、前記熱硬化膜の基板に接する面との間の角度が、30~90度である、請求項1に記載の液晶表示パネルの製造方法。
  3.  前記配向膜材料が、形成される塗膜のうち露光された部分が溶解するポジ型である、請求項1又は2に記載の液晶表示パネルの製造方法。
  4.  前記塗膜の軟化温度をTm[℃]とし、前記塗膜中の熱硬化成分の硬化開始温度をTc[℃]としたとき、
     前記Tm及びTcが下記式(1)及び(2)を満たす、請求項1~3のいずれか1項に記載の液晶表示パネルの製造方法。
     Tm=80~200・・・(1)
     Tc≦Tm+20・・・(2)
  5.  前記除去工程後に残った塗膜うち液晶層形成領域に形成された塗膜の前記シール材形成領域に接する側端面と、前記塗膜の基板に接する面との角度が、70~90度である、請求項1~4のいずれか1項に記載の液晶表示パネルの製造方法。
  6.  前記露光で使用される光の波長が、前記光配向処理で使用される光の波長よりも長い、請求項1~5のいずれか1項に記載の液晶表示パネルの製造方法。
  7.  前記光配向処理で使用される光が、直線偏光である、請求項1~6のいずれか1項に記載の液晶表示パネルの製造方法。
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