WO2024214830A1 - 熱硬化性光配向膜用樹脂組成物 - Google Patents

熱硬化性光配向膜用樹脂組成物 Download PDF

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直也 西村
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    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition for a thermosetting photoalignment film (also called a composition for forming a cured film), an alignment material, and a retardation material.
  • a resin composition for a thermosetting photoalignment film also called a composition for forming a cured film
  • an alignment material also called a composition for forming a cured film
  • a retardation material also called a retardation material
  • phase difference material In the case of circularly polarized glasses type 3D displays, a phase difference material is usually placed on a display element that forms an image, such as a liquid crystal panel.
  • This phase difference material has two types of phase difference regions with different phase difference characteristics that are regularly arranged in multiples, constituting a patterned phase difference material.
  • a patterned phase difference material such a phase difference material that is patterned so that multiple phase difference regions with different phase difference characteristics are arranged.
  • the patterned retardation material can be produced by optically patterning a retardation material made of polymerizable liquid crystal, as disclosed in Patent Document 1, for example.
  • Optical patterning of a retardation material made of polymerizable liquid crystal utilizes photo-alignment technology known for forming alignment materials for liquid crystal panels. That is, a coating film made of a photo-alignable material is provided on a substrate, and two types of polarized light with different polarization directions are irradiated onto the coating film. Then, a photo-alignment film is obtained as an alignment material in which two types of liquid crystal alignment regions with different liquid crystal alignment control directions are formed. A solution-like retardation material containing polymerizable liquid crystal is applied onto this photo-alignment film to realize the alignment of the polymerizable liquid crystal. The aligned polymerizable liquid crystal is then cured to form a patterned retardation material.
  • Anti-reflection films for organic EL displays are composed of a linear polarizer and a quarter-wave retardation plate, and external light heading toward the panel surface of the image display panel is converted into linearly polarized light by the linear polarizer, and then converted into circularly polarized light by the quarter-wave retardation plate.
  • This circularly polarized external light is reflected by the surface of the image display panel, but the direction of rotation of the polarization plane is reversed during this reflection.
  • this reflected light is converted by the quarter-wave retardation plate into linearly polarized light in a direction that is blocked by the linear polarizer, in the opposite direction to when it arrived, and is then blocked by the subsequent linear polarizer, resulting in significant suppression of emission to the outside.
  • Patent Document 2 proposes a method of constructing this optical film with reverse dispersion characteristics by combining a half-wave plate and a quarter-wave plate to form a quarter-wave retardation plate.
  • an optical film with reverse dispersion characteristics can be constructed using a liquid crystal material with positive dispersion characteristics in the wide wavelength band used to display color images.
  • liquid crystal materials with reverse dispersion characteristics have been proposed as suitable for this retardation layer (Patent Documents 3 and 4).
  • Patent Documents 3 and 4 liquid crystal materials with reverse dispersion characteristics, instead of combining a half-wave plate and a quarter-wave plate to form a quarter-wave retardation plate with two retardation layers, it is possible to ensure reverse dispersion characteristics by forming the retardation layer from a single layer, thereby realizing an optical film with a simple configuration that can ensure the desired retardation over a wide wavelength band.
  • An alignment layer is used to align liquid crystals.
  • Known methods for forming an alignment layer include the rubbing method and the photoalignment method.
  • the photoalignment method is useful in that it does not generate static electricity or dust, which is a problem with the rubbing method, and allows for quantitative control of the alignment process.
  • acrylic resins and polyimide resins that have photodimerization sites such as cinnamoyl groups and chalcone groups in the side chains are known as photoalignment materials that can be used. It has been reported that these resins exhibit the ability to control the alignment of liquid crystals (hereinafter referred to as liquid crystal alignment) when irradiated with polarized UV light (see Patent Documents 5 to 7).
  • Patent Document 10 describes a thermosetting liquid crystal alignment material using a resin composition having an N-alkoxymethyl group as a highly sensitive photoalignment agent.
  • N-methylol groups are obtained by forming N-methylol groups through the reaction of amino groups with formaldehyde, so in principle they often contain trace amounts of formaldehyde.
  • formaldehyde is designated as a hazardous substance under the Poisonous and Deleterious Substances Control Act and is highly toxic to living organisms. It has also been shown by the International Agency for Research on Cancer to be carcinogenic. Furthermore, formaldehyde is released into the air from compounds used in building materials and furniture, causing sick house syndrome, which has become a problem.
  • formaldehyde scavengers sold for the purpose of reducing formaldehyde in liquid compositions are recommended to be added to the composition at a rate of several percent to a maximum of about 20%, which may significantly reduce the functionality of the composition itself. Furthermore, even when multiple components are added, the risk of affecting the original performance of the composition increases the more types of components added.
  • the present invention was made based on the above findings and study results. That is, the object of the present invention is to provide a method for reducing formaldehyde in a liquid composition and a method for producing a liquid composition using said method.
  • the present invention includes the following.
  • Q1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a phenyl group
  • Q2 represents O, S, or NQ3
  • Q3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • the dashed line represents a bond.
  • the cured film-forming composition of the present invention comprises (A) a compound having a photoalignable group, (B) a structural unit having an N-hydroxymethyl group or an N-alkoxymethyl group, and a partial structure represented by formula (1): and (D) a crosslinking catalyst.
  • A a compound having a photoalignable group
  • B a structural unit having an N-hydroxymethyl group or an N-alkoxymethyl group
  • D a crosslinking catalyst
  • the component (A) in the cured film-forming composition of the present invention is a compound having a photoalignable group, more specifically, a low molecular weight compound or polymer having a photoalignable group and a thermal crosslinkable group. That is, the component (A) is a component that imparts photoalignment to the cured film obtained from the cured film-forming composition of the present invention, and in this specification, the component (A) is also referred to as a photoalignment component.
  • the low molecular weight compound of the component (A) is a compound having a photoalignable group, and can be a compound further having one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxy group, an amide group, an amino group, and an alkoxysilyl group.
  • the photo-alignable group generally refers to a functional group that exhibits the property of being aligned by irradiation with light, and typically refers to a functional group of a structural portion that undergoes photodimerization or photoisomerization.
  • photo-alignable groups include, for example, functional groups that undergo a photo-Fries rearrangement reaction (example compounds: benzoic acid ester compounds, etc.), groups that undergo a photodecomposition reaction (example compounds: cyclobutane ring, etc.), etc.
  • the photodimerizable structural moiety that the low molecular weight compound of component (A) can have as a photoalignment group is a moiety that forms a dimer upon irradiation with light, and specific examples include a cinnamoyl group, a chalcone group, a coumarin group, and an anthracene group. Of these, the cinnamoyl group is preferred due to its high transparency in the visible light region and high photodimerization reactivity.
  • the photoisomerizable structural moiety that the low molecular weight compound of component (A) can have as a photoalignment group refers to a structural moiety that changes between cis and trans isomers upon irradiation with light, and specific examples include moieties consisting of an azobenzene structure, a stilbene structure, etc. Among these, an azobenzene structure is preferred due to its high reactivity.
  • the low molecular weight compound having a photoalignable group and one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxy group, an amide group, an amino group, and an alkoxysilyl group is, for example, a compound represented by the following formula:
  • a 1 and A 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
  • X11 is a structure in which 1 to 3 substituents selected from an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, a phenylene group, a biphenylene group, or a combination thereof are bonded via one or more bonds selected from a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urea bond, a urethane bond, an amino bond, a carbonyl bond, or a combination thereof, and a structure in which a plurality of the substituents are linked via the bond may be used.
  • X12 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a phenyl group, a biphenyl group, or a cyclohexyl group, in which the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, the phenyl group, the biphenyl group, and the cyclohexyl group may be bonded to two or more groups via a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, or a urea bond.
  • X13 represents a hydroxy group, a mercapto group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 10 carbon atoms, a phenoxy group, a biphenyloxy group, or a phenyl group.
  • X 14 represents a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent aromatic ring group, or a divalent aliphatic ring group, where the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms may be branched or linear.
  • X 15 represents a hydroxy group, a carboxy group, an amido group, an amino group or an alkoxysilyl group, provided that when X 14 is a single bond, X 15 is a hydroxy group or an amino group.
  • X represents a single bond, an oxygen atom or a sulfur atom, provided that when X 14 is a single bond, X is also a single bond.
  • the hydrogen atoms on the benzene ring may be substituted with one or more identical or different substituents selected from an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, a trifluoromethyl group, and a cyano group.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 , R 16 , R 17 and R 18 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
  • low molecular weight compounds having a photoalignable group and a hydroxy group which are the component (A)
  • compounds other than those formulas include, for example, 4-(8-hydroxyoctyloxy)cinnamic acid methyl ester, 4-(6-hydroxyhexyloxy)cinnamic acid methyl ester, 4-(4-hydroxybutyloxy)cinnamic acid methyl ester, 4-(3-hydroxypropyloxy)cinnamic acid methyl ester, 4-(2-hydroxyethyloxy)cinnamic acid methyl ester, cinnamic acid methyl ester, 4-hydroxymethyloxycinnamic acid methyl ester, 4-hydroxycinnamic acid methyl ester, 4-(8-hydroxyoctyloxy)cinnamic acid ethyl ester, 4-(6-hydroxyhexyloxy)cinnamic acid ethyl ester, 4-(6-hydroxyhexyloxy)cinna
  • the low molecular weight compound having a photoalignable group and a carboxy group, which is component (A) include cinnamic acid, ferulic acid, 4-methoxycinnamic acid, 4-propoxycinnamic acid, 3,4-dimethoxycinnamic acid, coumarin-3-carboxylic acid, and 4-(N,N-dimethylamino)cinnamic acid.
  • the low molecular weight compound having a photoalignable group and an amide group, which is component (A) include cinnamic acid amide, 4-methylcinnamic acid amide, 4-ethylcinnamic acid amide, 4-methoxycinnamic acid amide, and 4-ethoxycinnamic acid amide.
  • low molecular weight compound having a photoalignable group and an amino group, which is component (A) include 4-aminocinnamic acid methyl ester, 4-aminocinnamic acid ethyl ester, 3-aminocinnamic acid methyl ester, and 3-aminocinnamic acid ethyl ester.
  • the low molecular weight compound having a photoalignable group and an alkoxysilyl group which is component (A)
  • component (A) a compound in which a polymerizable group is bonded via a spacer to a group in which a photoalignment moiety and a thermally reactive moiety are bonded, as represented by the following formula (a-1):
  • R 101 represents a hydroxy group, an amino group, a hydroxyphenoxy group, a carboxyphenoxy group, an aminophenoxy group, an aminocarbonylphenoxy group, a phenylamino group, a hydroxyphenylamino group, a carboxyphenylamino group, an aminophenylamino group, a hydroxyalkylamino group, or a bis(hydroxyalkyl)amino group;
  • X 101 represents a phenylene group which may be substituted with any substituent; and the hydrogen atom on the benzene ring in the definitions of these substituents may be substituted with a substituent.
  • substituents include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, and isobutyl; haloalkyl groups such as trifluoromethyl; alkoxy groups such as methoxy and ethoxy; halogen atoms such as iodine, bromine, chlorine, and fluorine; cyano; and nitro.
  • a hydroxy group and an amino group are preferred, and a hydroxy group is particularly preferred.
  • the spacer is a divalent group selected from a linear alkylene group, a branched alkylene group, a cyclic alkylene group, and a phenylene group, or a group formed by bonding multiple divalent groups.
  • the bond between the divalent groups constituting the spacer, the bond between the spacer and the group represented by the above formula (a-1), and the bond between the spacer and the polymerizable group can be a single bond, an ester bond, an amide bond, a urea bond, or an ether bond.
  • the divalent groups may be the same or different, and when there are multiple bonds, the bonds may be the same or different.
  • component (A) examples include 4-(6-methacryloxyhexyl-1-oxy)cinnamic acid, 4-(6-acryloxyhexyl-1-oxy)cinnamic acid, 4-(3-methacryloxypropyl-1-oxy)cinnamic acid, 4-(4-(3-methacryloxypropyl-1-oxy)acryloxy)benzoic acid, 4-(4-(6-methacryloxyhexyl-1-oxy)benzoyloxy)cinnamic acid, 4-(6-methacryloxyhexyl-1-oxy)cinnamamide, 4-(6-methacryloxyhexyl-1-oxy)-N-(4-cyanophenyl)cinnamamide, and 4-(6-methacryloxyhexyl-1-oxy)-N-bishydroxye
  • low molecular weight photoalignment component (A) examples include those listed above, but are not limited to these.
  • component (A) a low molecular weight compound can be used as component (A).
  • component (A) may be a mixture of one or more low molecular weight compounds.
  • the polymer of component (A) is a polymer having a photoalignment group, that is, a polymer having a functional group of a structural portion that is photodimerized or photoisomerized as a photoalignment group, particularly an acrylic copolymer having at least a photodimerization portion.
  • the polymer is an acrylic copolymer having, in addition to the photodimerization portion, one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxy group, an amide group, an amino group, and an alkoxysilyl group (hereinafter, these groups are also referred to as a thermal crosslinking portion).
  • acrylic copolymer refers to a copolymer obtained by polymerizing monomers having unsaturated double bonds, such as acrylic acid esters, methacrylic acid esters, and styrene.
  • the acrylic copolymer (A) having a photodimerization site and a thermal crosslinking site may be any acrylic copolymer having such a structure, and there are no particular limitations on the main chain skeleton and the type of side chain of the polymer constituting the acrylic copolymer.
  • photodimerization sites examples include cinnamoyl groups, chalcone groups, coumarin groups, and anthracene groups. Of these, cinnamoyl groups are preferred due to their high transparency in the visible light region and high photodimerization reactivity. More preferred cinnamoyl groups and substituents containing a cinnamoyl structure include structures represented by the following formula [1] or formula [2]. In this specification, cinnamoyl groups in which the benzene ring is a naphthalene ring are also included in the "cinnamoyl group” and "substituents containing a cinnamoyl structure".
  • X1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a phenyl group, or a biphenyl group, in which case the hydrogen atom on the phenyl group or the biphenyl group may be substituted with either a halogen atom or a cyano group.
  • X2 represents a hydrogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a phenyl group, a biphenyl group, or a cyclohexyl group.
  • the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, the phenyl group, the biphenyl group, and the cyclohexyl group may be bonded to each other via one or more bonds selected from a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urea bond, a urethane bond, an amino bond, a carbonyl bond, or a combination thereof.
  • A represents any one of formulas [A1], [A2], [A3], [A4], [A5], and [A6].
  • R 31 , R 32 , R 33 , R 34 , R 35 , R 36 , R 37 and R 38 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, a trifluoromethyl group or a cyano group.
  • the thermal crosslinking site is a site that bonds with the crosslinking agent (B) by heating, and specific examples include hydroxyl groups, carboxyl groups, amide groups, amino groups, and alkoxysilyl groups.
  • the acrylic copolymer of component (A) preferably has a weight-average molecular weight of 3,000 to 200,000. If the weight-average molecular weight is too high, exceeding 200,000, the solubility in solvents may decrease, leading to poor handling properties. On the other hand, if the weight-average molecular weight is too low, below 3,000, the product may not cure sufficiently during heat curing, resulting in poor solvent resistance and poor heat resistance.
  • the easiest method for synthesizing the acrylic copolymer having a photodimerization site and a thermal crosslinking site (A) is to copolymerize a monomer having a photodimerization site with a monomer having a thermal crosslinking site.
  • Examples of monomers having a photodimerization site include monomers having a cinnamoyl group, a chalcone group, a coumarin group, an anthracene group, etc.
  • monomers having a cinnamoyl group are particularly preferred due to their high transparency in the visible light region and high photodimerization reactivity.
  • monomers having a cinnamoyl group of the structure represented by the above formula [1] or formula [2] and a substituent containing a cinnamoyl structure are more preferred.
  • Specific examples of such monomers include monomers represented by the following formula [3] or formula [4].
  • X1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a phenyl group, or a biphenyl group, in which case the hydrogen atom on the phenyl group or the biphenyl group may be substituted with either a halogen atom or a cyano group.
  • L 1 and L 2 each independently represent a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urea bond or a urethane bond.
  • X2 represents a hydrogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a phenyl group, a biphenyl group, or a cyclohexyl group.
  • the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, the phenyl group, the biphenyl group, and the cyclohexyl group may be bonded to each other via one or more bonds selected from a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urea bond, a urethane bond, an amino bond, a carbonyl bond, or a combination thereof.
  • X3 and X5 each independently represent a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent aromatic ring, or a divalent aliphatic ring.
  • the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms may be branched or linear.
  • X4 represents a polymerizable group.
  • the polymerizable group include an acryloyl group, a methacryloyl group, a styrene group, a maleimide group, an acrylamide group, and a methacrylamide group.
  • A represents any one of formulas [A1], [A2], [A3], [A4], [A5], and [A6], as described above.
  • Monomers having a thermal crosslinking site include, for example, monomers having a hydroxy group such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, caprolactone 2-(acryloyloxy)ethyl ester, caprolactone 2-(methacryloyloxy)ethyl ester, poly(ethylene glycol) ethyl ether acrylate, poly(ethylene glycol) ethyl ether methacrylate, 5-acryloyloxy-6-hydroxynorbornene-2-carboxy-6-lactone, 5-methacryloyloxy-6-hydroxynorbornene-2-carboxy-6-lactone,
  • the amounts of monomers having a photodimerization site and monomers having a thermal crosslinking site used to obtain the specific copolymer are preferably 40% by mass to 95% by mass for monomers having a photodimerization site and 5% by mass to 60% by mass for monomers having a thermal crosslinking site, based on the total amount of all monomers used to obtain the specific copolymer.
  • the content of monomers having a photodimerization site 40% by mass or more, high sensitivity and good liquid crystal alignment properties can be imparted.
  • by making it 95% by mass or less sufficient thermosetting properties can be imparted and high sensitivity and good liquid crystal alignment properties can be maintained.
  • a monomer having a photodimerization site and a thermal crosslinking site (hereinafter, these are also referred to as specific functional groups) can be used in combination with a monomer copolymerizable therewith (hereinafter, also referred to as a monomer having a non-reactive functional group).
  • Such monomers include acrylic acid ester compounds, methacrylic acid ester compounds, maleimide compounds, acrylamide compounds, acrylonitrile, maleic anhydride, styrene compounds, and vinyl compounds. Specific examples of the above monomers are given below, but the present invention is not limited to these.
  • acrylic acid ester compounds mentioned above include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, glycidyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, tert-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 2-propyl-2-adamantyl acrylate, 8-methyl-8-tri
  • methacrylic acid ester compounds mentioned above include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 3-methoxybutyl methacrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacryl
  • vinyl compounds mentioned above include methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, vinyl naphthalene, vinyl carbazole, allyl glycidyl ether, 3-ethenyl-7-oxabicyclo[4.1.0]heptane, 1,2-epoxy-5-hexene, and 1,7-octadiene monoepoxide.
  • styrene compounds mentioned above include styrene, methylstyrene, chlorostyrene, and bromostyrene.
  • maleimide compounds mentioned above include maleimide, N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide.
  • the method for obtaining the specific copolymer used in the cured film-forming composition of the present invention is not particularly limited, but examples include a method in which a monomer having a specific functional group (a monomer having a photodimerization site and a monomer having a thermal crosslinking site), optionally a monomer having a non-reactive functional group, and a polymerization initiator are allowed to coexist in a solvent at a temperature of 50°C to 110°C.
  • the solvent used is not particularly limited as long as it dissolves the monomer having a specific functional group, the monomer having a non-reactive functional group that is used optionally, and the polymerization initiator. Specific examples include the solvents described below in the section on solvents.
  • the specific copolymer thus obtained is usually in the form of a solution dissolved in a solvent, and can be used as is as the polymer solution of component (A) in the present invention.
  • the solution of the specific copolymer obtained as described above can be reprecipitated by adding it to diethyl ether, water, or the like under stirring, and the resulting precipitate can be filtered and washed, and then dried at room temperature or by heating under normal or reduced pressure to obtain a powder of the specific copolymer.
  • the polymerization initiator and unreacted monomers coexisting with the specific copolymer can be removed, and as a result, a powder of the purified specific copolymer can be obtained. If sufficient purification cannot be achieved by a single operation, the obtained powder can be redissolved in a solvent and the above operation can be repeated.
  • the powder of the specific copolymer may be used as is as the polymer of component (A), or the powder may be redissolved in a solvent, for example, as described below, and used in the form of a solution.
  • the polymer of component (A) can also be a polymer obtained by reacting a polymer having an epoxy group in the side chain with a cinnamic acid derivative.
  • the polymer having an epoxy group in the side chain can be, for example, a polymer of a polymerizable unsaturated compound having an epoxy group or a copolymer of a polymerizable unsaturated compound having an epoxy group and another polymerizable unsaturated compound.
  • polymerizable unsaturated compounds having an epoxy group include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, ⁇ -ethyl acrylate, ⁇ -n-propyl acrylate, ⁇ -n-butyl acrylate, 3,4-epoxybutyl acrylate, 3,4-epoxybutyl methacrylate, 6,7-epoxyheptyl acrylate, 6,7-epoxyheptyl methacrylate, ⁇ -ethyl acrylate, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, and p-vinylbenzyl glycidyl ether.
  • polymerizable unsaturated compounds include (meth)acrylic acid alkyl esters, (meth)acrylic acid cyclic alkyl esters, methacrylic acid aryl esters, acrylic acid aryl esters, unsaturated dicarboxylic acid diesters, bicyclounsaturated compounds, maleimide compounds, unsaturated aromatic compounds, conjugated diene compounds, unsaturated monocarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acid anhydrides, and other polymerizable unsaturated compounds.
  • methacrylic acid alkyl esters such as hydroxymethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, 2-methacryloxyethyl glycoside, 4-hydroxyphenyl methacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, tridecyl methacrylate, n-stearyl methacrylate, and the like; acrylic acid alkyl esters such as methyl acrylate, isopropyl acrylate, and the like; methacrylic acid cyclic alkyl esters such as cyclohexyl methacrylate
  • Bicyclo unsaturated compounds for example, bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-methylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-ethylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-methoxybicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-ethoxybicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5,6-dimethoxybicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5,6-diethoxybicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-(2'-hydroxyethyl)bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5,6-dihydroxybicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5,6-di(hydroxymethyl)bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5,6-di(2'-hydroxyethyl)bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-hydroxy-5-methylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-hydroxy
  • the copolymerization ratio of the polymerizable unsaturated compound having an epoxy group in the polymer having an epoxy group in the side chain is preferably 30% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more.
  • the synthesis of a polymer having an epoxy group in the side chain can be carried out by a known radical polymerization method, preferably in a solvent in the presence of a suitable polymerization initiator.
  • a commercially available product may be used as the polymer having an epoxy group in the side chain.
  • examples of such commercially available products include EHPE3150, EHPE3150CE (both manufactured by Daicel Corporation), UG-4010, UG-4035, UG-4040, UG-4070 (both manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., ARUFON series), ECN-1299 (manufactured by Asahi Kasei Corporation), DEN431, DEN438 (both manufactured by The Dow Chemical Company), jER -152 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Epicron N-660, N-665, N-670, N-673, N-695, N-740, N-770, N-775 (all manufactured by DIC Corporation (formerly Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.)), EOCN-1020, EOCN-102S, EOCN-104S (all manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), etc.
  • Examples of the cinnamic acid derivative include cinnamic acid derivatives having a carboxy group, and examples thereof include those represented by the following formulas (1-1) to (1-5): (wherein R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, etc.).
  • a compound in which X 1 is a hydrogen atom in the monomer represented by the above formula [3] is also preferably used.
  • the compounds represented by the above formulas (1-1) to (1-5) can be synthesized by appropriately combining standard methods of organic chemistry.
  • the reaction product of the polymer having an epoxy group in the side chain and a cinnamic acid derivative can be synthesized by reacting the polymer having an epoxy group as described above with a cinnamic acid derivative, preferably in the presence of a catalyst, and preferably in a suitable organic solvent.
  • the proportion of cinnamic acid derivative used in the reaction is preferably 0.01 to 1.5 moles, more preferably 0.05 to 1.3 moles, and even more preferably 0.1 to 1.1 moles per mole of epoxy groups contained in the polymer having epoxy groups.
  • the catalyst that can be used here is a compound known as a curing accelerator that accelerates the reaction between an organic base or an epoxy compound and an acid anhydride.
  • the above organic bases include, for example, primary or secondary organic amines such as ethylamine, diethylamine, piperazine, piperidine, pyrrolidine, and pyrrole; tertiary organic amines such as triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, and diazabicycloundecene; and quaternary organic amines such as tetramethylammonium hydroxide.
  • primary or secondary organic amines such as ethylamine, diethylamine, piperazine, piperidine, pyrrolidine, and pyrrole
  • tertiary organic amines such as triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, and diazabicycloundecene
  • quaternary organic amines such as t
  • tertiary organic amines such as triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, pyridine, and 4-dimethylaminopyridine; and quaternary organic amines such as tetramethylammonium hydroxide are preferred.
  • the above-mentioned curing accelerators include, for example, tertiary amines such as benzyldimethylamine, 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, cyclohexyldimethylamine, and triethanolamine; 2-methylimidazole, 2-n-heptylimidazole, 2-n-undecylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, and 1,2-dimethylimidazole.
  • tertiary amines such as benzyldimethylamine, 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, cyclohexyldimethylamine, and triethanolamine
  • 2-methylimidazole 2-n-heptylimidazole, 2-n-undecylimidazole, 2-phenylimidazole
  • 2-ethyl-4-methylimidazole 1-(2-cyanoethyl)-2-methylimidazole, 1-(2-cyanoethyl)-2-n-undecylimidazole, 1-(2-cyanoethyl)-2-phenylimidazole, 1-(2-cyanoethyl)-2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4,5-di(hydroxymethyl)imidazole, 1-(2-cyanoethyl)-2-phenyl-4 ,5-di[(2'-cyanoethoxy)methyl]imidazole, 1-(2-cyanoethyl)-2-n-undecylimidazolium trimellitate, 1-(2-cyanoethyl)-2-phenylimidazolium trimellitate, 1-(2-cyanoethyl)-2-ethyl-4-methylimidazolium trimellitate, 2,4
  • Quaternary phosphonium salts such as benzyltriphenylphosphonium chloride, tetra-n-butylphosphonium bromide, methyltriphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium bromide, n-butyltriphenylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium iodide, ethyltriphenylphosphonium acetate, tetra-n-butylphosphonium o,o-diethylphosphorodithionate, tetra-n-butylphosphonium benzotriazolate, tetra-n-butylphosphonium tetrafluoroborate, tetra-n-butylphosphonium tetraphenylborate, and tetraphenylphosphonium tetraphenylborate; diazabic
  • quaternary phosphonium salts such as benzyltriphenylphosphonium chloride, tetra-n-butylphosphonium bromide, methyltriphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium bromide, n-butyltriphenylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium iodide, ethyltriphenylphosphonium acetate, tetra-n-butylphosphonium o,o-diethylphosphorodithionate, tetra-n-butylphosphonium benzotriazolate, tetra-n-butylphosphonium tetrafluoroborate, tetra-n-butylphosphonium tetraphenylborate, and tetraphenylphosphonium tetraphenylbor
  • the catalyst is preferably used in an amount of 100 parts by mass or less, more preferably 0.01 to 100 parts by mass, and even more preferably 0.1 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the polymer having an epoxy group.
  • organic solvent examples include hydrocarbon compounds, ether compounds, ester compounds, ketone compounds, amide compounds, and alcohol compounds.
  • ether compounds, ester compounds, ketone compounds, and alcohol compounds are preferred from the viewpoints of the solubility of the raw materials and the product, and the ease of purifying the product.
  • the solvent is used in an amount such that the solids concentration (the ratio of the mass of the components other than the solvent in the reaction solution to the total mass of the solution) is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 5 to 50% by mass.
  • the reaction temperature is preferably 0 to 200°C, more preferably 50 to 150°C.
  • the reaction time is preferably 0.1 to 50 hours, more preferably 0.5 to 20 hours.
  • a solution containing a reaction product between a polymer having an epoxy group and a cinnamic acid derivative is obtained.
  • This solution may be used as is to prepare a cured film-forming composition, or the polymer contained in the solution may be isolated and then used to prepare a cured film-forming composition, or the isolated polymer may be purified and then used to prepare a cured film-forming composition.
  • the acrylic copolymer of component (A) may be a mixture of multiple specific copolymers.
  • component (A) a high molecular weight specific copolymer can be used as component (A).
  • component (A) may be a mixture of one or more specific copolymers.
  • the component (B) contained in the cured film-forming composition of the present embodiment is a polymer having a structural unit having an N-hydroxymethyl group or an N-alkoxymethyl group, and a structural unit having a partial structure represented by the above formula (1), and more specifically, is a polymer obtained by copolymerizing a monomer having an N-alkoxymethyl group or an N-hydroxymethyl group, and a monomer having a group represented by the above formula (1) (hereinafter, also referred to as specific copolymer 2).
  • Preferred examples of the monomer having an N-alkoxymethyl group or an N-hydroxymethyl group include compounds represented by the following formula (X1). (In the formula, R 31 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 32 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
  • Specific examples of the compound represented by the above formula (X1) include acrylamide compounds or methacrylamide compounds substituted with a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group, such as N-hydroxymethyl(meth)acrylamide, N-methoxymethyl(meth)acrylamide, N-ethoxymethyl(meth)acrylamide, and N-butoxymethyl(meth)acrylamide.
  • (meth)acrylamide refers to both methacrylamide and acrylamide.
  • the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by Q 1 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • alkyl groups include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, a 1-methyl-n-butyl group, a 2-methyl-n-butyl group, a 3-methyl-n-butyl group, a 1,1-dimethyl-n-propyl group, a 1,2-dimethyl-n-propyl group, a 2,2-dimethyl-n-propyl group, a 1-ethyl-n-propyl group, an n-hexyl group, a 1-methyl-n-pentyl group, a 2-methyl-n-n-
  • the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms represented by Q 1 is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
  • alkoxy groups include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, an n-butoxy group, an i-butoxy group, an s-butoxy group, a t-butoxy group, an n-pentoxy group, a 1-methyl-n-butoxy group, a 2-methyl-n-butoxy group, a 3-methyl-n-butoxy group, a 1,1-dimethyl-n-propoxy group, a 1,2-dimethyl-n-propoxy group, a 2,2-dimethyl-n-propoxy group, a 1-ethyl-n-propoxy group, an n-hexyloxy group, a 1-methyl-n-pentyloxy group, a 2-methyl-n-pentyloxy group, a 3-methyl-n
  • Q2 represents O, S or NQ3
  • Q3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by Q3 include those having 1 to 4 carbon atoms among the specific examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by Q1 , preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a methyl group.
  • Examples of monomers having a group represented by formula (1) include acetoacetoxyethyl acrylate, acetoacetoxyethyl methacrylate, etc.
  • the amount of the monomer having an N-hydroxymethyl group or an N-alkoxymethyl group and the monomer having a group represented by formula (1) used to obtain a polymer having a structural unit having an N-hydroxymethyl group or an N-alkoxymethyl group and a structural unit having a partial structure represented by formula (1) is preferably 10 mol% to 99.9 mol%, more preferably 30 mol% to 99 mol%, and even more preferably 50 mol% to 95 mol%, and the amount of the monomer having a group represented by formula (1) is preferably 0.1 mol% to 90 mol%, more preferably 1 mol% to 70 mol%, and even more preferably 5 mol% to 50 mol%, based on the total amount of all monomers used to obtain specific copolymer 2.
  • a monomer having a non-reactive functional group As exemplified in the section on component (A) above, can be used.
  • the total amount of the monomer having an N-hydroxymethyl group or an N-alkoxymethyl group and the monomer having a group represented by formula (1) is less than 100 mol%, the amount of the monomer having a non-reactive functional group used is the remaining portion.
  • the weight average molecular weight of the polymer that is component (B) of such a polymer is preferably from 1,000 to 500,000, more preferably from 2,000 to 200,000, even more preferably from 3,000 to 150,000, and particularly preferably from 3,000 to 70,000.
  • polymers of component (B) can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the polymer having a structural unit having an N-hydroxymethyl group or an N-alkoxymethyl group as component (B) and a structural unit having a partial structure represented by the above formula (1) is preferably 10 parts by mass to 3,000 parts by mass, and more preferably 20 parts by mass to 2,500 parts by mass, based on 100 parts by mass of the compound as component (A).
  • the cured film-forming composition of the present embodiment may further contain an ammonium salt as component (C).
  • an ammonium salt By containing an ammonium salt, the reaction of capturing formaldehyde can be promoted, so that the amount of formaldehyde contained in the cured film-forming composition can be significantly reduced.
  • the ammonium salt as component (C) include ammonium chloride, ammonium bromide, ammonium fluoride, ammonium iodide, ammonium acetate, ammonium carbonate, ammonium formate, ammonium phosphate, and ammonium borate, and ammonium acetate is preferred in terms of availability.
  • the content is preferably 0.001 parts by mass to 100 parts by mass, and more preferably 0.01 parts by mass to 60 parts by mass, based on 100 parts by mass of the compound as component (A).
  • the cured film-forming composition for forming a cured film on the surface of the optical film of the present invention contains, in addition to the above-mentioned components (A) and (B), and if necessary, the component (C), a crosslinking catalyst as component (D).
  • the crosslinking catalyst that is the component (D) include an acid or a thermal acid generator.
  • the component (D) is effective in promoting a thermal curing reaction in the formation of a cured film using the cured film-forming composition that forms a cured film on the surface of the optical film of the present invention.
  • component (D) is not particularly limited as long as it is a compound containing a sulfonic acid group, hydrochloric acid or a salt thereof, or a compound that undergoes thermal decomposition during pre-bake or post-bake to generate an acid, i.e., a compound that undergoes thermal decomposition at a temperature of 60°C to 250°C to generate an acid.
  • Such compounds include, for example, hydrochloric acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid, octane sulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, camphorsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-phenolsulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, mesitylenesulfonic acid, p-xylene-2-sulfonic acid, m-xylene-2-sulfonic acid, 4-ethylbenzenesulfonic acid, 1H,1H,2H,2H-perfluorooctane sulfonic acid, perfluoro(2-ethoxyethane)sulfonic acid, pentafluoroethanesulfonic acid, nonafluoro
  • examples of compounds that generate acid when heated include bis(tosyloxy)ethane, bis(tosyloxy)propane, bis(tosyloxy)butane, p-nitrobenzyl tosylate, o-nitrobenzyl tosylate, 1,2,3-phenylene tris(methylsulfonate), p-toluenesulfonic acid pyridinium salt, p-toluenesulfonic acid morphonium salt, p-toluenesulfonic acid ethyl ester, p-toluenesulfonic acid propyl ester, p-toluenesulfonic acid butyl ester, p-toluenesulfonic acid isobutyl ester, p-toluenesulfonic acid methyl ester, p-toluenesulfonic acid phenethyl ester, cyanomethyl p-tol
  • the (D) component is commercially available, and examples of such products include TA-100, TA-100FG, IK-1, IK-1FG (all manufactured by San-Apro Co., Ltd.), San-Aid (registered trademark) SI-B2A, San-Aid (registered trademark) SI-B7, San-Aid (registered trademark) SI-B3A, San-Aid (registered trademark) SI-B3, San-Aid (registered trademark) SI-B5, San-Aid (registered trademark) SI-B4, San-Aid (registered trademark) SI-150, San-Aid (registered trademark) SI-110, San-Aid (registered trademark) SI-60, San-Aid (registered trademark) SI-80, San-Aid (registered trademark) SI-100 (all manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.).
  • the content of component (D) in the cured film-forming composition of the present invention is 0.01 to 500 parts by mass, preferably 0.01 to 400 parts by mass, more preferably 0.05 to 300 parts by mass, and even more preferably 0.1 to 200 parts by mass, per 100 parts by mass of the photoalignment component (A).
  • the content of component (D) 0.01 parts by mass or more, sufficient thermosetting properties and solvent resistance can be imparted, and high sensitivity to light exposure can also be imparted.
  • the storage stability of the cured film-forming composition can be improved.
  • the cured film-forming composition of the present embodiment may contain a hydrophilic polymer as the component (E).
  • the polymer that is the component (E) may be a polymer having one or more kinds of substituents selected from a hydroxy group, a carboxy group, and an amino group (hereinafter, also referred to as a specific polymer).
  • the specific polymer (E) is preferably a highly hydrophilic polymer with high hydrophilicity so that it is more hydrophilic than the component (A).
  • the specific polymer is preferably a polymer having a hydrophilic group such as a hydroxy group, a carboxy group, or an amino group, and more specifically, is preferably a polymer having one or more types of substituents selected from a hydroxy group, a carboxy group, and an amino group.
  • the polymer that is the component (E) include polymers having a straight-chain structure or a branched structure, such as acrylic polymers, urethane-modified acrylic polymers, polyamic acids, polyimides, polyvinyl alcohols, polyesters, polyester polycarboxylic acids, polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, polycaprolactone polyols, polyalkyleneimines, polyallylamine, celluloses (cellulose or derivatives thereof), phenol novolac resins, and melamine formaldehyde resins, as well as cyclic polymers such as cyclodextrins.
  • the acrylic polymer may be a polymer obtained by polymerizing a monomer having an unsaturated double bond, such as an acrylic acid ester, a methacrylic acid ester, or styrene.
  • the specific polymer that is component (E) is preferably hydroxyalkyl cyclodextrins, celluloses, acrylic polymers having at least one of a polyethylene glycol ester group and a hydroxyalkyl ester group having 2 to 5 carbon atoms, and at least one of a carboxy group and a phenolic hydroxy group, acrylic polymers having aminoalkyl groups on the side chains, acrylic polymers having hydroxyalkyl groups on the side chains such as polyhydroxyethyl methacrylate, polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, and polycaprolactone polyols.
  • the acrylic polymer having at least one of a polyethylene glycol ester group and a hydroxyalkyl ester group having 2 to 5 carbon atoms, and at least one of a carboxy group and a phenolic hydroxy group, which is a preferred example of the specific polymer of component (E), is not particularly limited as long as it has such a structure, and there are no particular limitations on the type of the main chain skeleton and side chains of the polymer constituting the acrylic polymer.
  • a preferred structural unit is represented by the following formula [E1].
  • a structural unit having at least one of a carboxy group and a phenolic hydroxy group is represented by the following formula [E2].
  • X3 and X4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group
  • Y1 represents a H-( OCH2CH2 ) n- group (wherein the value of n is 2 to 50, preferably 2 to 10) or a hydroxyalkyl group having 2 to 5 carbon atoms
  • Y2 represents a group having a carboxy group or a phenolic hydroxy group.
  • the acrylic polymer which is an example of component (E), preferably has a weight-average molecular weight of 3,000 to 200,000, more preferably 4,000 to 150,000, and even more preferably 5,000 to 100,000. If the weight-average molecular weight is too large, exceeding 200,000, the solubility in solvents may decrease, leading to poor handling properties, while if the weight-average molecular weight is too small, less than 3,000, the polymer may not be sufficiently cured during heat curing, resulting in poor solvent resistance and heat resistance.
  • the weight-average molecular weight is a value obtained by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard material. The same applies hereinafter in this specification.
  • a simple method for synthesizing an acrylic polymer which is an example of component (E), is to copolymerize a monomer having at least one of a polyethylene glycol ester group and a hydroxyalkyl ester group having 2 to 5 carbon atoms (hereinafter also referred to as e1 monomer) with a monomer having at least one of a carboxy group and a phenolic hydroxy group (hereinafter also referred to as e2 monomer).
  • the above-mentioned monomer having a polyethylene glycol ester group may be a monoacrylate or monomethacrylate of H-(OCH 2 CH 2 ) n -OH.
  • Examples of the monomer having a hydroxyalkyl ester group having 2 to 5 carbon atoms as described above include 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, and N-hydroxyethyl acrylamide.
  • Examples of the monomer having a carboxy group include acrylic acid, methacrylic acid, and vinylbenzoic acid.
  • Examples of the monomer having a phenolic hydroxy group include p-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, and o-hydroxystyrene.
  • a monomer other than e1 monomer and e2 monomer specifically a monomer having neither a hydroxy group nor a carboxy group, can be used in combination as long as it does not impair the effects of the present invention.
  • Such monomers include, for example, acrylic acid ester compounds such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, and tert-butyl acrylate; methacrylic acid ester compounds such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, and tert-butyl methacrylate; maleimide compounds such as maleimide, N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide; acrylamide compounds, acrylonitrile, maleic anhydride, styrene compounds, and vinyl compounds.
  • acrylic acid ester compounds such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate
  • the amounts of e1 monomer and e2 monomer used to obtain the acrylic polymer, which is an example of component (E), are preferably 2 mol% to 95 mol% for e1 monomer and 5 mol% to 98 mol% for e2 monomer, based on the total amount of all monomers used to obtain the acrylic polymer, which is component (E).
  • the e1 monomer accounts for 60 mol % to 95 mol % and the e2 monomer accounts for 5 mol % to 40 mol % based on the total amount of all monomers used to obtain the acrylic polymer, which is the component (E).
  • the e1 monomer is 2 mol% to 80 mol% and the e2 monomer is 20 mol% to 98 mol%. If the e2 monomer is too small, the liquid crystal alignment property is likely to be insufficient, and if it is too large, the compatibility with the (A) component is likely to decrease.
  • the method for obtaining an acrylic polymer which is an example of component (E), is not particularly limited, but for example, it can be obtained by a polymerization reaction at a temperature of 50°C to 110°C in a solvent in which e1 monomer, e2 monomer, and optionally monomers other than e1 monomer and e2 monomer, and a polymerization initiator, etc. are present.
  • the solvent used in this case is not particularly limited as long as it dissolves e1 monomer, e2 monomer, and optionally monomers other than e1 monomer and e2 monomer, and a polymerization initiator, etc. Specific examples are described in the section on ⁇ Solvent> below.
  • An acrylic polymer having an aminoalkyl group on the side chain which is a preferred example of the specific polymer of component (E), can be, for example, a polymer of an aminoalkyl ester monomer such as aminoethyl acrylate, aminoethyl methacrylate, aminopropyl acrylate, or aminopropyl methacrylate, or a copolymer of the aminoalkyl ester monomer with one or more monomers selected from the group consisting of the e1 monomer, the e2 monomer, and monomers other than these monomers, such as monomers having neither a hydroxyl group nor a carboxyl group.
  • an aminoalkyl ester monomer such as aminoethyl acrylate, aminoethyl methacrylate, aminopropyl acrylate, or aminopropyl methacrylate
  • An acrylic polymer having a hydroxyalkyl group on the side chain which is a preferred example of the specific polymer of component (E), can be, for example, a polymer of a hydroxyalkyl ester monomer such as hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, hydroxypentyl acrylate, or hydroxypentyl methacrylate, or a copolymer of the hydroxyalkyl ester monomer with one or more monomers selected from the group consisting of the e1 monomer, the e2 monomer, and monomers other than these monomers, for example, monomers having neither a hydroxy group nor a carboxy group.
  • a hydroxyalkyl ester monomer such as hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acryl
  • the acrylic polymer which is an example of component (E) obtained by the above method, is usually in the form of a solution dissolved in a solvent.
  • the solution of the acrylic polymer, which is an example of component (E), obtained by the above method can be poured into diethyl ether or water under stirring to cause reprecipitation, and the resulting precipitate can be filtered and washed, and then dried at room temperature or by heating under normal or reduced pressure to obtain a powder of the acrylic polymer, which is an example of component (E).
  • the polymerization initiator and unreacted monomers coexisting with the acrylic polymer, which is an example of component (E) can be removed, and as a result, a purified powder of the acrylic polymer, which is an example of component (E), can be obtained. If sufficient purification cannot be achieved by a single operation, the obtained powder can be redissolved in a solvent and the above operation can be repeated.
  • Polyether polyols which are preferred examples of the specific polymer of component (E), include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and propylene glycol, as well as addition or condensation products of polyhydric alcohols such as bisphenol A, triethylene glycol, and sorbitol with propylene oxide, polyethylene glycol, polypropylene glycol, etc.
  • polyether polyols include ADEKA's ADEKA Polyether P series, G series, EDP series, BPX series, FC series, and CM series; NOF's UNIOX (registered trademark) HC-40, HC-60, ST-30E, ST-40E, G-450, and G-750; UNIOL (registered trademark) TG-330, TG-1000, TG-3000, TG-4000, HS-1600D, DA-400, DA-700, and DB-400; and NONION (registered trademark) LT-221, ST-221, and OT-221.
  • a preferred example of the specific polymer of component (E), namely polyester polyol, is one obtained by reacting polycarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid with diols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol.
  • polycarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid
  • diols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol.
  • polyester polyols include Polylite (registered trademark) OD-X-286, OD-X-102, OD-X-355, OD-X-2330, OD-X-240, OD-X-668, OD-X-2108, OD-X-2376, OD-X-2044, OD-X-688, OD-X-2068, OD-X-2547, OD-X-2420, OD-X-2523, OD-X-2555, and OD-X-256 manufactured by DIC.
  • a preferred example of the specific polymer of component (E) is polycaprolactone polyol, which is obtained by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactam using a polyhydric alcohol such as trimethylolpropane or ethylene glycol as an initiator.
  • polycaprolactone polyol include Polylite (registered trademark) OD-X-2155, OD-X-640, and OD-X-2568 manufactured by DIC, and Plaxel (registered trademark) 205, L205AL, 205U, 208, 210, 212, L212AL, 220, 230, 240, 303, 305, 308, 312, and 320 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
  • a preferred example of the specific polymer of component (E), polycarbonate polyol is one obtained by reacting a polyhydric alcohol such as trimethylolpropane or ethylene glycol with diethyl carbonate, diphenyl carbonate, ethylene carbonate, etc.
  • polyhydric alcohol such as trimethylolpropane or ethylene glycol
  • polycarbonate polyols include Plaxel (registered trademark) CD205, CD205PL, CD210, CD220, C-590, C-1050, C-2050, C-2090, C-3090, etc., manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
  • Cellulose which is a preferred example of the specific polymer of component (E), includes hydroxyalkyl celluloses such as hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose, hydroxyalkyl alkyl celluloses such as hydroxyethyl methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose and hydroxyethyl ethyl cellulose, and cellulose, etc., and for example, hydroxyalkyl celluloses such as hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose are preferred.
  • Cyclodextrin which is a preferred example of the specific polymer of component (E), includes cyclodextrins such as ⁇ -cyclodextrin, ⁇ -cyclodextrin, and ⁇ -cyclodextrin, methylated cyclodextrins such as methyl- ⁇ -cyclodextrin, methyl- ⁇ -cyclodextrin, and methyl- ⁇ -cyclodextrin, hydroxymethyl- ⁇ -cyclodextrin, hydroxymethyl- ⁇ -cyclodextrin, hydroxymethyl- ⁇ -cyclodextrin, hydroxymethyl- ⁇ -cyclodextrin, 2-hydroxyethyl- ⁇ -cyclodextrin, 2-hydroxyethyl- ⁇ ...
  • hydroxyalkyl cyclodextrins examples include 2-hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, 2-hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, 2-hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, 3-hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, 3-hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, 3-hydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, 2,3-dihydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, 2,3-dihydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin, and 2,3-dihydroxypropyl- ⁇ -cyclodextrin.
  • An example of a preferred specific polymer of component (E) is a phenol novolac resin, such as a phenol-formaldehyde polycondensate.
  • the polymer of component (E) may be used in powder form, or in solution form in which the refined powder is redissolved in a solvent described below.
  • the polymer of component (E) may be a mixture of multiple types of polymers of component (E).
  • the content is preferably 10 parts by mass to 1,000 parts by mass, and more preferably 30 parts by mass to 500 parts by mass, based on 100 parts by mass of the photoalignment component (A).
  • the cured film-forming composition of the present invention may also contain, as the component (F), a component that improves the adhesiveness of the cured film to be formed (hereinafter also referred to as an adhesion improving component).
  • a component that improves the adhesiveness of the cured film to be formed hereinafter also referred to as an adhesion improving component.
  • the adhesion improving component (F) can link the polymerizable functional group of the polymerizable liquid crystal and the crosslinking reaction site of the alignment material by a covalent bond so that the adhesion between the alignment material obtained from the cured film-forming composition of the present invention and the layer of polymerizable liquid crystal is improved.
  • the retardation material of this embodiment which is formed by laminating a cured polymerizable liquid crystal on the alignment material of this embodiment, can maintain strong adhesion even under high temperature and high humidity conditions and can exhibit high durability against peeling, etc.
  • the component (F) is preferably a monomer or polymer having a group selected from a hydroxy group and an N-alkoxymethyl group, and a polymerizable group.
  • Examples of such component (F) include a compound having a hydroxy group and a (meth)acrylic group, a compound having an N-alkoxymethyl group and a (meth)acrylic group, a polymer having an N-alkoxymethyl group and a (meth)acrylic group, etc. Specific examples of each are shown below.
  • An example of the component (F) is a polyfunctional acrylate containing a hydroxy group (hereinafter, also referred to as a hydroxy group-containing polyfunctional acrylate).
  • examples of the hydroxyl group-containing polyfunctional acrylate that is the component (F) include pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, etc.
  • Commercially available products include KAYARAD PET-30 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.).
  • component (F) is a compound having one acrylic group and one or more hydroxyl groups. Specific examples include 10-hydroxydecyl acrylate, 10-hydroxydecyl methacrylate, and 12-hydroxydodecyl methacrylate.
  • R 31 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 32 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • Specific examples of the compound represented by the above formula (X1) include acrylamide compounds or methacrylamide compounds substituted with a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group, such as N-hydroxymethyl(meth)acrylamide, N-methoxymethyl(meth)acrylamide, N-ethoxymethyl(meth)acrylamide, and N-butoxymethyl(meth)acrylamide.
  • (meth)acrylamide refers to both methacrylamide and acrylamide.
  • Preferred examples of the compound having a polymerizable group containing a C ⁇ C double bond and an N-alkoxymethyl group as the component (F) include the following compounds.
  • the content of the (F) component in the liquid crystal alignment agent according to an embodiment of the present invention is preferably 1 to 200 parts by mass, and more preferably 5 to 150 parts by mass, per 100 parts by mass of the alignment component (A).
  • the cured film-forming composition according to an embodiment of the present invention may contain other additives as long as the additives do not impair the effects of the present invention.
  • a sensitizer may be contained. The sensitizer is effective in promoting the photoreaction when forming a cured film on the surface of the optical film of the present invention.
  • Sensitizers include derivatives of benzophenone, anthracene, anthraquinone, and thioxanthone, as well as nitrophenyl compounds.
  • N,N-diethylaminobenzophenone, a derivative of benzophenone, and 2-nitrofluorene, 2-nitrofluorenone, 5-nitroacenaphthene, 4-nitrobiphenyl, 4-nitrocinnamic acid, 4-nitrostilbene, 4-nitrobenzophenone, and 5-nitroindole, which are nitrophenyl compounds, are particularly preferred.
  • sensitizers are not limited to those mentioned above. These can be used alone or in combination of two or more compounds.
  • the proportion of the sensitizer used is preferably 0.1 to 20 parts by mass, and more preferably 0.2 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). If this proportion is too small, the effect of the sensitizer may not be fully obtained, and if it is too large, the transmittance of the cured film formed may decrease and the coating film may become rough.
  • the cured film-forming composition according to an embodiment of the present invention may also contain other additives, such as silane coupling agents, surfactants, rheology modifiers, pigments, dyes, storage stabilizers, defoamers, and antioxidants, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • additives such as silane coupling agents, surfactants, rheology modifiers, pigments, dyes, storage stabilizers, defoamers, and antioxidants, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the cured film-forming composition according to the embodiment of the present invention is often used in a state of solution in a solvent.
  • the solvent used in this case dissolves the components (A), (B), and (D), and optionally the components (C), (E), and (F), and other additives, and the type and structure of the solvent are not particularly limited as long as the solvent has such dissolving ability.
  • solvents include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether, propylene glycol propyl ether acetate, cyclopentyl methyl ether, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2-butanone, 3-methyl-2-pentanone.
  • esters examples include ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, isopropanol, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone.
  • the solvent is commercially available, and examples of such solvents include Neoethanol (registered trademark) PM, Neoethanol (registered trademark) MIP, Neoethanol (registered trademark) IPM, Neoethanol (registered trademark) IPE, Neoethanol (registered trademark) PHI, Neoethanol (registered trademark) MHI, Neoethanol (registered trademark) PIP, Neoethanol (registered trademark) HIMTE, Neoethanol (registered trademark) PHM, Neoethanol (registered trademark) IPME, and Neoethanol (registered trademark) P-7 (all manufactured by Taishin Chemical Co., Ltd.).
  • solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • propylene glycol monomethyl ether propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, propylene glycol propyl ether, propylene glycol propyl ether acetate, ethyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, and neoethanol (registered trademark) IPM are more preferred due to their excellent film-forming properties and high safety.
  • the composition for forming the cured film on the surface of the optical film of the present invention is a composition in which the photoalignment component (A), the polymer having a structural unit having an N-hydroxymethyl group or an N-alkoxymethyl group and a structural unit having a partial structure represented by the above formula (1) as component (B), and the crosslinking catalyst as component (D) are dissolved in a solvent.
  • the composition may further contain an ammonium salt as component (C), a hydrophilic polymer as component (E), and an adhesion improving component as component (F).
  • Other additives may also be contained as long as they do not impair the effects of the present invention.
  • a resin composition for forming a retardation material comprising: (A) a photoalignment component; 10 parts by mass to 2,000 parts by mass of a (B) component based on 100 parts by mass of the (A) component; and 0.01 parts by mass to 200 parts by mass of a (D) crosslinking catalyst based on 100 parts by mass of the (A) component.
  • a resin composition for forming a retardation material comprising (A) a photoalignment component, 10 parts by mass to 2,000 parts by mass of (B) component based on 100 parts by mass of (A), 0.001 parts by mass to 100 parts by mass of (C) an ammonium salt based on 100 parts by mass of (A), and 0.01 parts by mass to 200 parts by mass of (D) a crosslinking catalyst based on 100 parts by mass of (A).
  • a resin composition for forming a retardation material comprising: (A) a photoalignment component; 10 parts by mass to 2000 parts by mass of a (B) component based on 100 parts by mass of the (A) component; 0.001 parts by mass to 100 parts by mass of a (C) ammonium salt based on 100 parts by mass of the (A) component; 0.01 parts by mass to 200 parts by mass of a (D) crosslinking catalyst relative to 100 parts by mass of the (A) component; and 10 parts by mass to 1000 parts by mass of a (E) base polymer based on 100 parts by mass of the (A) component.
  • a resin composition for forming a retardation material comprising: (A) a photoalignment component; 10 parts by mass to 2,000 parts by mass of a (B) component based on 100 parts by mass of the (A) component; 0.01 parts by mass to 200 parts by mass of a (D) crosslinking catalyst based on 100 parts by mass of the (A) component; and 10 parts by mass to 1,000 parts by mass of a (E) base polymer based on 100 parts by mass of the (A) component.
  • a resin composition for forming a retardation material comprising (A) a photoalignment component, 10 parts by mass to 2,000 parts by mass of (B) component based on 100 parts by mass of (A), 0.001 parts by mass to 100 parts by mass of (C) ammonium salt based on 100 parts by mass of (A), 0.01 parts by mass to 200 parts by mass of (D) crosslinking catalyst relative to 100 parts by mass of (A), and 1 part by mass to 200 parts by mass of (F) component based on 100 parts by mass of (A).
  • a resin composition for forming a retardation material comprising: (A) a photoalignment component; 10 parts by mass to 2000 parts by mass of (B) component based on 100 parts by mass of the (A) component; 0.001 parts by mass to 100 parts by mass of (C) an ammonium salt based on 100 parts by mass of the (A) component; 0.01 parts by mass to 200 parts by mass of (D) a crosslinking catalyst relative to 100 parts by mass of the (A) component; 10 parts by mass to 1000 parts by mass of (E) base polymer based on 100 parts by mass of the (A) component; and 1 part by mass to 200 parts by mass of (F) component based on 100 parts by mass of the (A) component.
  • a resin composition for forming a retardation material comprising: (A) a photoalignment component; 10 parts by mass to 2000 parts by mass of a (B) component based on 100 parts by mass of the (A) component; 0.01 parts by mass to 200 parts by mass of a (D) crosslinking catalyst relative to 100 parts by mass of the (A) component; 10 parts by mass to 1000 parts by mass of an (E) base polymer based on 100 parts by mass of the (A) component; and 1 part by mass to 200 parts by mass of a (F) component based on 100 parts by mass of the (A) component.
  • the blending ratio, preparation method, etc., when the composition for forming the cured film on the surface of the optical film of the present invention is used as a solution will be described in detail below.
  • the proportion of solids in the composition forming the cured film on the surface of the optical film of the present invention is not particularly limited as long as each component is uniformly dissolved in the solvent, but is 1% by mass to 80% by mass, preferably 2% by mass to 60% by mass, and more preferably 3% by mass to 40% by mass.
  • the solids refers to all the components of the cured film-forming composition excluding the solvent.
  • the method for preparing the composition that forms the cured film on the surface of the optical film of the present invention is not particularly limited.
  • the preparation method include a method in which a solution of component (B) dissolved in a solvent is mixed with component (A), and optionally components (C), (D), and further optionally components (E) and (F) in a predetermined ratio to form a homogeneous solution, or a method in which other additives are further added and mixed as necessary at an appropriate stage of this preparation method.
  • the solution of the specific copolymer 2 (component (B)) obtained by polymerization reaction in a solvent can be used as is.
  • the solution of component (B) obtained by copolymerizing the monomer having the above-mentioned N-hydroxymethyl group or N-alkoxymethyl group, the monomer having the group represented by formula (1), and other monomers as desired is added to the solution of component (A), and further component (C) as desired, and further component (D), component (E), etc. to make a homogeneous solution.
  • a solvent may be added for the purpose of adjusting the concentration.
  • the solvent used in the manufacturing process of component (B) and the solvent used to adjust the concentration of the cured film-forming composition may be the same or different.
  • the solution of the cured film-forming composition thus prepared is preferably filtered using a filter having a pore size of about 0.2 ⁇ m before being used to form the cured film.
  • the cured film can be obtained by applying a solution of the cured film-forming composition of the present embodiment onto a substrate (e.g., a silicon/silicon dioxide coated substrate, a silicon nitride substrate, a substrate coated with a metal, for example, aluminum, molybdenum, chromium, or the like, a glass substrate, a quartz substrate, an ITO substrate, or the like) or a film (e.g., a resin film such as a triacetyl cellulose (TAC) film, a cycloolefin polymer film, a polyethylene terephthalate film, or an acrylic film) by bar coating, spin coating, flow coating, roll coating, slit coating, spin coating followed by slit coating, inkjet coating, printing, or the like to form a coating film, and then heating and drying the coating on a hot plate or in an oven, or the like to form a cured film.
  • a substrate e.g., a silicon/silicon dioxide coated substrate
  • the conditions for heat drying are such that when a cured film is used as a liquid crystal alignment film, the curing reaction proceeds to such an extent that the components of the liquid crystal alignment film are not dissolved in the polymerizable liquid crystal solution applied thereon.
  • a heating temperature and a heating time appropriately selected from the ranges of 50°C to 200°C and 0.4 to 60 minutes are used.
  • the heating temperature and heating time are preferably 60°C to 160°C and 0.5 to 10 minutes.
  • the thickness of the cured film on the surface of the optical film of the present invention is, for example, 0.05 ⁇ m to 5 ⁇ m, and can be appropriately selected taking into consideration the step and optical and electrical properties of the resin film used as the substrate.
  • the optical film of the present invention thus produced can be irradiated with polarized UV light to cause the cured film formed on the substrate to function as a liquid crystal alignment film, i.e., as a member that aligns compounds having liquid crystallinity, including polymerizable liquid crystals, and the optical film can be used as an alignment material.
  • a liquid crystal alignment film i.e., as a member that aligns compounds having liquid crystallinity, including polymerizable liquid crystals
  • Polarized UV irradiation usually uses ultraviolet to visible light with wavelengths between 150 nm and 450 nm, and is performed by irradiating linearly polarized light from a vertical or oblique direction at room temperature or in a heated state.
  • the cured film that becomes the liquid crystal alignment film has solvent resistance and heat resistance, so that after a retardation material made of a polymerizable liquid crystal solution is applied onto this alignment material, the retardation material is put into a liquid crystal state by heating it to the phase transition temperature of the liquid crystal, and is aligned on the alignment material.
  • the retardation material in the desired alignment state can then be cured as is to form a retardation material having a layer with optical anisotropy.
  • the retardation material for example, a liquid crystal monomer having a polymerizable group and a composition containing the same are used.
  • the retardation material of the present invention is useful as a retardation film. Retardation materials that form such retardation materials are in a liquid crystal state and can assume an alignment state such as horizontal alignment, cholesteric alignment, vertical alignment, and hybrid alignment on the alignment material, and each can be used according to the required retardation characteristics.
  • the cured film on the surface of the optical film of the present invention is exposed to polarized UV light through a line-and-space pattern mask at, for example, +45 degrees from a predetermined reference, and then the mask is removed and exposed to polarized UV light at a lower exposure at -45 degrees.
  • a line-and-space pattern mask at, for example, +45 degrees from a predetermined reference
  • the mask is removed and exposed to polarized UV light at a lower exposure at -45 degrees.
  • a retardation material made of a polymerizable liquid crystal solution is applied onto the alignment material, and the retardation material is put into a liquid crystal state by heating to the phase transition temperature of the liquid crystal.
  • the polymerizable liquid crystal in the liquid crystal state is oriented on the alignment material in which the two types of liquid crystal alignment regions are formed, forming an alignment state corresponding to each liquid crystal alignment region.
  • the retardation material in which such an alignment state has been realized is cured as it is to fix the above-mentioned alignment state, and a patterned retardation material in which two types of retardation regions with different retardation characteristics are regularly arranged in multiples can be obtained.
  • the optical film of the present invention can also be used as a liquid crystal alignment film for a liquid crystal display element.
  • the optical film of the present embodiment formed as described above can be used to laminate the alignment materials of both optical films with a spacer interposed therebetween so that they face each other, and then liquid crystal can be injected between the substrates to produce a liquid crystal display element in which the liquid crystal is aligned. Therefore, the optical film of the present invention can be suitably used in the production of various retardation materials (retardation films) and liquid crystal display elements.
  • BMAA N-butoxymethylacrylamide
  • AAEM (2-acetoacetoxy)ethyl methacrylate (monomer having a group represented by formula (1))
  • 4HBA 4-hydroxybutyl acrylate (e1 monomer)
  • MMA Methyl methacrylate (e2 monomer)
  • AIBN ⁇ , ⁇ '-azobisisobutyronitrile
  • MAIB 2,2'-azobis(isobutyric acid) dimethyl
  • ⁇ Component D Crosslinking catalyst>
  • PTSA p-toluenesulfonic acid monohydrate
  • CSA ( ⁇ )-10-camphorsulfonic acid
  • PPTS pyridinium p-toluenesulfonate
  • PEPO Polylite (registered trademark) 8651 (manufactured by DIC Corporation, polyester polyol)
  • RMK Maximol (registered trademark) RMK-342 (Kawasaki Chemical Industries, Ltd., polyester polyol)
  • HPC NISSO HPC-SSL (Nippon Soda Co., Ltd., hydroxypropyl cellulose)
  • HDC-DA 10HDA: 10-hydroxydecyl acrylate 10HDMA: 10-hydroxydecyl methacrylate 12HDDMA: 12-hydroxydodecyl methacrylate PET30: KAYARAD PET-30 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., a mixture of pentaerythritol triacrylate and pentaerythritol tetraacrylate)
  • MEK-ST-L Organosilica sol MEK-ST-L (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) (30% by mass MEK dispersion)
  • Example 1 Formaldehyde in the composition was detected by derivatization by the acetylacetone method.
  • the acetylacetone method is a method in which a sample solution is mixed with a reaction solution and labeled according to the reaction of the following formula 1.
  • 15 g of ammonium acetate, 600 ⁇ L of acetic acid, and 500 ⁇ L of acetylacetone were diluted to 200 mL with MilliQ ultrapure water according to the general protocol of the acetylacetone method and used as the reaction solution.
  • Examples 2 to 34 The same procedure as in Example 1 was carried out, except that A-1 was replaced with A-2 to A-34, and the formaldehyde concentration was quantified. The results are shown in Table 2 below.
  • ⁇ Preparation Example 45 PPTS (1.0 g) as a catalyst and PM (19.0 g) as a solvent were added, stirred for 1 hour, and visually confirmed to be dissolved. The solution was filtered through a filter having a pore size of 0.2 ⁇ m to prepare a catalyst solution (D-2).
  • ⁇ Preparation Example 46 CSA (2.0 g) as a catalyst and PM (18.0 g) as a solvent were added, stirred for 1 hour, and visually confirmed to be dissolved. The solution was filtered through a filter having a pore size of 0.2 ⁇ m to prepare a catalyst solution (D-3).
  • Examples 36 to 45, 52, and 55 to 62> The same procedure as in Example 35 was carried out, but A-1 was replaced with A-2 to 11, A-18, and A-21 to A-28, to obtain liquid crystal alignment agents AL-2 to 11, AL-18, and AL-21 to 28.
  • the amounts of the components are shown in Table 3.
  • Example 46 A-12 (2.00 g) obtained in Preparation Example 12 was mixed with D-2 (0.12 g) obtained in Preparation Example 45 and EA (0.54 g) as a dilution solvent, and stirred for 1 minute to obtain liquid crystal alignment agent AL-12.
  • the blending amounts of the components are shown in Table 3.
  • Example 47 to 49 The same procedure as in Example 46 was carried out, but A-12 was replaced with A-13 to A-15, to obtain liquid crystal aligning agents AL-13 to AL-15.
  • the amounts of the components, etc., added are shown in Table 3.
  • Example 16 The same procedure as in Example 46 was carried out, except that A-12 was replaced with B-7, to obtain a liquid crystal aligning agent BL-7.
  • the amounts of the components are shown in Table 3.
  • Example 50 A-16 (2.00 g) obtained in Preparation Example 16 was mixed with D-3 (0.08 g) obtained in Preparation Example 46 and EA (0.5 g) and IPM (1.3 g) as dilution solvents, and stirred for 24 hours to obtain liquid crystal alignment agent AL-16.
  • the blending amounts of the components are shown in Table 3.
  • Examples 51, 53 to 54, and 63 to 68> The same procedure as in Example 50 was carried out, but A-16 was replaced with A-17, A-19 to A-20, and A-29 to A-34, to obtain liquid crystal aligning agents AL-17, AL-19 to AL-20, and AL-29 to AL-34.
  • the amounts of the components are shown in Table 3.
  • Example 69 The liquid crystal alignment agent (AL-1) obtained in Example 35 was applied to a TAC film as a substrate with a wet film thickness of 4 ⁇ m using a bar coater. Heat drying was performed at 120 ° C. for 1 minute in a hot air circulation oven to form a cured film on the film. Then, linearly polarized light having a wavelength of 313 nm was irradiated vertically on the surface of the cured film with an exposure amount of 10 mJ / cm 2 to form a liquid crystal alignment film.
  • Polymerizable liquid crystal solution for horizontal alignment RMS16-089 (manufactured by Merck) was applied to the liquid crystal alignment film with a wet film thickness of 12 ⁇ m using a bar coater. Next, after heat drying was performed in an oven at 72 ° C. for 1 minute, the polymerizable liquid crystal was cured by vertically irradiating non-polarized light having a wavelength of 365 nm with an exposure amount of 500 mJ / cm 2 under nitrogen, and a retardation film was produced.
  • Example 79 The liquid crystal alignment agent (AL-11) obtained in Example 45 was applied to a TAC film as a substrate with a wet film thickness of 4 ⁇ m using a bar coater. Heat drying was performed in a hot air circulation oven at 120 ° C. for 2 minutes to form a cured film on the film. Then, linearly polarized light having a wavelength of 313 nm was irradiated vertically on the surface of the cured film with an exposure amount of 20 mJ / cm 2 to form a liquid crystal alignment film. Polymerizable liquid crystal solution LC-1 for horizontal alignment was applied to the liquid crystal alignment film with a wet film thickness of 10 ⁇ m using a bar coater.
  • the polymerizable liquid crystal was cured by vertically irradiating with non-polarized light having a wavelength of 365 nm with an exposure amount of 400 mJ / cm 2 under nitrogen, and a retardation film was produced.
  • Example 80 to 83, 89 to 96, Comparative Examples 24 to 25> Using (AL-12) to (AL-15), (AL-21) to (AL-28), and (BL-6) to (BL-7) as liquid crystal aligning agents, retardation films were prepared in the same manner as in Example 79.
  • Example 84 The liquid crystal alignment agent (AL-16) obtained in Example 50 was applied to an acrylic film as a substrate with a wet film thickness of 10 ⁇ m using a bar coater. Heat drying was performed in a hot air circulation oven at 90 ° C. for 1 minute to form a cured film on the film. Then, linearly polarized light having a wavelength of 313 nm was irradiated vertically on the surface of the cured film with an exposure amount of 20 mJ / cm 2 to form a liquid crystal alignment film. Polymerizable liquid crystal solution LC-1 for horizontal alignment was applied to the liquid crystal alignment film with a wet film thickness of 8 ⁇ m using a bar coater.
  • the polymerizable liquid crystal was cured by vertically irradiating non-polarized light having a wavelength of 365 nm with an exposure amount of 500 mJ / cm 2 under nitrogen, and a retardation film was produced.

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Abstract

【課題】液体組成物中のホルムアルデヒド濃度を十分に低減するとともに、時間経過とともにホルムアルデヒドの増加を抑制することが可能な硬化膜形成組成物を提供する。 【解決手段】(A)光配向性を基有する化合物、 (B)N-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有する構造単位と、下記式(1)で表される部分構造を有する構造単位とを有する重合体、及び (D)架橋触媒 を含む硬化膜形成用組成物。 (式(1)中、Qは炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又はフェニル基を表し、QはO、S又はNQを表し、Qは水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であり、破線は結合手を表す。)

Description

熱硬化性光配向膜用樹脂組成物
 本発明は、熱硬化性光配向膜用樹脂組成物(硬化膜形成用組成物ともいう)、配向材及び位相差材に関する。
 円偏光メガネ方式の3Dディスプレイの場合、液晶パネル等の画像を形成する表示素子の上に位相差材が配置されるのが通常である。この位相差材は、位相差特性の異なる2種類の位相差領域がそれぞれ複数、規則的に配置されており、パターニングされた位相差材を構成している。尚、以下、本明細書においては、このような位相差特性の異なる複数の位相差領域を配置するようにパターン化された位相差材をパターン化位相差材と称する。
 パターン化位相差材は、例えば、特許文献1に開示されるように、重合性液晶からなる位相差材料を光学パターニングすることで作製することができる。重合性液晶からなる位相差材料の光学パターニングは、液晶パネルの配向材形成で知られた光配向技術を利用する。すなわち、基板上に光配向性の材料からなる塗膜を設け、これに偏光方向が異なる2種類の偏光を照射する。そして、液晶の配向制御方向の異なる2種類の液晶配向領域が形成された配向材として光配向膜を得る。この光配向膜の上に重合性液晶を含む溶液状の位相差材料を塗布し、重合性液晶の配向を実現する。その後、配向された重合性液晶を硬化してパターン化位相差材を形成する。
 有機ELディスプレイの反射防止膜は、直線偏光板、1/4波長位相差板により構成され、画像表示パネルのパネル面に向かう外来光を直線偏光板により直線偏光に変換し、続く1/4波長位相差板により円偏光に変換する。ここでこの円偏光による外来光は、画像表示パネルの表面等で反射するものの、この反射の際に偏光面の回転方向が逆転する。その結果、この反射光は、到来時とは逆に、1/4波長位相差板より、直線偏光板により遮光される方向の直線偏光に変換された後、続く直線偏光板により遮光され、その結果、外部への出射が著しく抑制される。
 この1/4波長位相差板に関して、特許文献2には、1/2波長板、1/4波長板を組み合わせて1/4波長位相差板を構成することにより、この光学フィルムを逆分散特性により構成する方法が提案されている。この方法の場合、カラー画像の表示に供する広い波長帯域において、正の分散特性による液晶材料を使用して逆分散特性により光学フィルムを構成することができる。
 また近年、この位相差層に適用可能な液晶材料として、逆分散特性を備えるものが提案されている(特許文献3、4)。このような逆分散特性の液晶材料によれば、1/2波長板、1/4波長板を組み合わせて2層の位相差層により1/4波長位相差板を構成する代わりに、位相差層を単層により構成して逆分散特性を確保することができ、これにより広い波長帯域において所望の位相差を確保することが可能な光学フィルムを簡易な構成により実現することができる。
 液晶を配向させるためには配向層が用いられる。配向層の形成方法としては、例えばラビング法や光配向法が知られており、光配向法はラビング法の問題点である静電気や塵の発生がなく、定量的な配向処理の制御ができる点で有用である。
 光配向法を用いた配向材形成では、利用可能な光配向性の材料として、側鎖にシンナモイル基及びカルコン基等の光二量化部位を有するアクリル樹脂やポリイミド樹脂等が知られている。これらの樹脂は、偏光UV照射することにより、液晶の配向を制御する性能(以下、液晶配向性とも言う。)を示すことが報告されている(特許文献5~特許文献7を参照。)。
 また、シンナモイル部位を用いる光配向剤において、配向感度向上及び溶剤耐性付与のために熱架橋系を導入した例もある(特許文献8及び9を参照。)。
 ところで、特許文献10では、N-アルコキシメチル基を有する樹脂組成物を用いた熱硬化性液晶配向材が高感度な光配向剤として記載されている。
 しかし、N-メチロール基を有する化合物はアミノ基とホルムアルデヒドが反応することでN-メチロール基を形成して得られることから、原理的にホルムアルデヒドを微量に含有することが多い。ホルムアルデヒドは2023年4月現在において毒物劇物取締法の劇物に指定されており、生体に対して高い毒性を有する。また国際がん研究機関により発癌性を有することが示されている。さらに建材や家具に使用された化合物からホルムアルデヒドが空気中に放出され、シックハウス症候群を引き起こすことが問題になっている。従って、N-メチロール基及びN-アルコキシメチル基の少なくともいずれかを有する化合物を製品に使用する場合は、製造を行う事業者や製品を使用する消費者の安全性を確保するために、組成物中のホルムアルデヒド濃度を低減する、また特に成型品や塗料であれば気相や液層への放出を抑制する必要があった。
特開2005-49865号公報 特開平10-68816号公報 米国特許第8119026号明細書 特開2009-179563号公報 特許第3611342号公報 特開2009-058584号公報 特表2001-517719号公報 国際特許出願公開WO2011/126022号 国際特許出願公開WO2014/010688号 WO2010/150748
 硬化膜に熱架橋系を導入する場合、ホルムアルデヒドの発生が懸念される。例えば、N-メチロール基やN-アルコキシメチル基などを含む架橋剤による硬化膜形成組成物ではホルムアルデヒドの発生を抑制する簡便な方法が求められている。
 また、液体組成物中のホルムアルデヒドを低減する目的で販売されているホルムアルデヒド捕捉剤では組成物に数%から多くて20%程度まで添加することが推奨されており、組成物自体の機能を著しく低下させる恐れがある。さらに複数の成分を添加する場合においても添加した成分の種類が増えるほど組成物本来の性能に影響が及ぶリスクが高まる。
 従って、ホルムアルデヒド捕捉剤の添加量が極少量であっても、硬化膜形成組成物中に含まれるホルムアルデヒドの量を十分に低減することができる方法が求められている。また、ホルムアルデヒド捕捉剤の添加によって、液体組成物中のホルムアルデヒドの量を十分に低減することができる方法が求められており、時間経過とともにホルムアルデヒドが増加することのない方法が必要である。さらに液体組成物の中でも、特にN-メチロール基及びN-アルコキシメチル基の少なくともいずれかを有する化合物を含有する液体組成物中のホルムアルデヒドを十分に低減する方法が求められている。
 本発明は、以上の知見や検討結果に基づいてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、液体組成物中のホルムアルデヒドを、低減する方法及び当該方法を用いて液体組成物を製造する方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、特定のホルムアルデヒド捕捉効果を有する部分構造を有するモノマーを、ホルムアルデヒド発生源となるモノマーと共重合させる工程を含むことにより、少量の共重合比であっても液体組成物中のホルムアルデヒド濃度を十分に低減するとともに、時間経過とともにホルムアルデヒドの増加を抑制することが可能であることを発見し、以下の要旨を有する本発明を完成させた。
 すなわち、本発明は以下を包含する。
[1](A)光配向性基を有する化合物、
(B)N-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有する構造単位と、下記式(1)で表される部分構造を有する構造単位とを有する重合体、及び
(D)架橋触媒
を含む硬化膜形成用組成物。
(式(1)中、Qは炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又はフェニル基を表し、QはO、S又はNQを表し、Qは水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であり、破線は結合手を表す。)
[2](A)成分の光配向性基が光二量化又は光異性化する構造の官能基である上記[1]に記載の硬化膜形成組成物。
[3](A)成分の光配向性基がシンナモイル基である上記[1]に記載の硬化膜形成組成物。
[4](A)成分の光配向性基がアゾベンゼン構造の基である上記[1]に記載の硬化膜形成組成物。
[5](C)成分として、アンモニウム塩を含有する上記[1]に記載の硬化膜形成組成物。
[6]アンモニウム塩が酢酸アンモニウムである上記[5]に記載の硬化膜形成組成物。
[7]上記[1]ないし[6]のいずれかに記載の硬化膜形成組成物を用いて得られる配向材。
[8]上記[1]ないし[6]のいずれかに記載の硬化膜形成組成物から得られる硬化膜を使用して形成される位相差材。
 本発明によれば、液体組成物中のホルムアルデヒド濃度を十分に低減するとともに、時間経過とともにホルムアルデヒドの増加を抑制することが可能である。
 以下、本発明について詳細に説明する。なお、以下に記載する構成要件の説明は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。
<硬化膜形成組成物>
 本発明の硬化膜形成組成物は、(A)光配向性基有する化合物、(B)N-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有する構造単位と、式(1)で表される部分構造を有する構造単位とを有する重合体及び(D)架橋触媒を含む硬化膜形成用組成物である。
 以下、各成分の詳細を説明する。
[(A)成分]
 本発明の硬化膜形成組成物における(A)成分は、光配向性基を有する化合物であり、より詳細には、光配向性基及び熱架橋性基を有する低分子化合物又はポリマーである。すなわち(A)成分は、本発明の硬化膜形成組成物から得られる硬化膜に光配向性を付与する成分であり、本明細書において、(A)成分を光配向成分とも称する。
<光配向性基及び熱架橋性基を有する低分子化合物>
 本発明の硬化膜形成組成物において、(A)成分の低分子化合物は光配向性基を有する化合物であって、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミド基、アミノ基及びアルコキシシリル基からなる群から選ばれる一つの基をさらに有する化合物とすることができる。
 尚、本発明において、光配向性基とは、一般に光照射によって配向する性質を発揮する官能基を指し、代表的には光二量化又は光異性化する構造部位の官能基を言う。その他の光配向性基としては、たとえば光フリース転位反応を起こす官能基(例示化合物:安息香酸エステル化合物など)、光分解反応を起こす基(例示化合物;シクロブタン環など)などが挙げられる。
 (A)成分の低分子化合物が光配向性基として有することのできる光二量化する構造部位とは、光照射により二量体を形成する部位であり、その具体例としては、シンナモイル基、カルコン基、クマリン基、アントラセン基等が挙げられる。これらのうち可視光領域での透明性の高さ、光二量化反応性の高さからシンナモイル基が好ましい。
 また、(A)成分の低分子化合物が光配向性基として有することのできる光異性化する構造部位とは、光照射によりシス体とトランス体とに変わる構造部位を指し、その具体例としてはアゾベンゼン構造、スチルベン構造等からなる部位が挙げられる。これらのうち反応性の高さからアゾベンゼン構造が好ましい。
 光配向性基とヒドロキシ基、カルボキシ基、アミド基、アミノ基及びアルコキシシリル基からなる群から選ばれる一つの基とを有する低分子化合物は、例えば、下記式で表される化合物である。
 前記式中、AとAはそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
 X11は単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレア結合、ウレタン結合、アミノ結合、カルボニル結合又はそれらの組み合わせから選ばれる1種又は2種以上の結合を介して、炭素数1~18のアルキレン基、フェニレン基、ビフェニレン基又はそれらの組み合わせから選ばれる1~3の置換基が結合してなる構造であって、前記置換基は前記結合を介してそれぞれ複数個が連結してなる構造であってもよい。
 X12は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~18のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基又はシクロヘキシル基を表す。その際、炭素数1~18のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基及びシクロヘキシル基は、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合又は尿素結合を介して2種以上の基が結合してもよい。
 X13はヒドロキシ基、メルカプト基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~10のアルキルチオ基、フェノキシ基、ビフェニルオキシ基又はフェニル基を表す。
 X14は単結合、炭素数1~20のアルキレン基、2価の芳香族環基、又は、2価の脂肪族環基を表す。ここで炭素数1~20のアルキレン基は分岐状でも直鎖状でもよい。
 X15はヒドロキシ基、カルボキシ基、アミド基、アミノ基又はアルコキシシリル基を表す。但し、X14が単結合であるときは、X15はヒドロキシ基又はアミノ基である。
 Xは単結合、酸素原子又は硫黄原子を表す。但し、X14が単結合であるときは、Xも単結合である。
 なお、これらの置換基においてベンゼン環が含まれる場合、当該ベンゼン環上の水素原子は、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基及びシアノ基から選ばれる同一又は相異なる1又は複数の置換基によって置換されていてもよい。
 上記式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17及びR18は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
 (A)成分である光配向性基及びヒドロキシ基を有する低分子化合物の具体例として、例えば上記式[A11]~[A15]で表される化合物並びに該式以外の化合物としては、例えば、4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-ヒドロキシメチルオキシけい皮酸メチルエステル、4-ヒドロキシけい皮酸メチルエステル、4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-ヒドロキシメチルオキシけい皮酸エチルエステル、4-ヒドロキシけい皮酸エチルエステル、4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)けい皮酸フェニルエステル、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)けい皮酸フェニルエステル、4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)けい皮酸フェニルエステル、4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)けい皮酸フェニルエステル、4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)けい皮酸フェニルエステル、4-ヒドロキシメチルオキシけい皮酸フェニルエステル、4-ヒドロキシけい皮酸フェニルエステル、4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)けい皮酸ビフェニルエステル、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)けい皮酸ビフェニルエステル、4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)けい皮酸ビフェニルエステル、4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)けい皮酸ビフェニルエステル、4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)けい皮酸ビフェニルエステル、4-ヒドロキシメチルオキシけい皮酸ビフェニルエステル、4-ヒドロキシけい皮酸ビフェニルエステル、けい皮酸8-ヒドロキシオクチルエステル、けい皮酸6-ヒドロキシヘキシルエステル、けい皮酸4-ヒドロキシブチルエステル、けい皮酸3-ヒドロキシプロピルエステル、けい皮酸2-ヒドロキシエチルエステル、けい皮酸ヒドロキシメチルエステル、4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)アゾベンゼン、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)アゾベンゼン、4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)アゾベンゼン、4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)アゾベンゼン、4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)アゾベンゼン、4-ヒドロキシメチルオキシアゾベンゼン、4-ヒドロキシアゾベンゼン、4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)カルコン、4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)カルコン、4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)カルコン、4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)カルコン、4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)カルコン、4-ヒドロキシメチルオキシカルコン、4-ヒドロキシカルコン、4’-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)カルコン、4’-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)カルコン、4’-(4-ヒドロキシブチルオキシ)カルコン、4’-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)カルコン、4’-(2-ヒドロキシエチルオキシ)カルコン、4’-ヒドロキシメチルオキシカルコン、4’-ヒドロキシカルコン、7-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)クマリン、7-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)クマリン、7-(4-ヒドロキシブチルオキシ)クマリン、7-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)クマリン、7-(2-ヒドロキシエチルオキシ)クマリン、7-ヒドロキシメチルオキシクマリン、7-ヒドロキシクマリン、6-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)クマリン、6-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)クマリン、6-(4-ヒドロキシブチルオキシ)クマリン、6-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)クマリン、6-(2-ヒドロキシエチルオキシ)クマリン、6-ヒドロキシメチルオキシクマリン、6-ヒドロキシクマリン、4-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-ヒドロキシベンゾイル]けい皮酸メチルエステル、4-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-ヒドロキシベンゾイル]けい皮酸エチルエステル、4-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル]けい皮酸ターシャリーブチルエステル、4-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-ヒドロキシベンゾイル]けい皮酸フェニルエステル、4-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-[4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-[4-ヒドロキシベンゾイル]けい皮酸ビフェニルエステル、4-ベンゾイルけい皮酸8-ヒドロキシオクチルエステル、4-ベンゾイルけい皮酸6-ヒドロキシヘキシルエステル、4-ベンゾイルけい皮酸4-ヒドロキシブチルエステル、4-ベンゾイルけい皮酸3-ヒドロキシプロピルエステル、4-ベンゾイルけい皮酸2-ヒドロキシエチルエステル、4-ベンゾイルけい皮酸ヒドロキシメチルエステル、4-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4-(4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル)カルコン、4-(4-ヒドロキシベンゾイル)カルコン、4’-[4-(8-ヒドロキシオクチルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4’-[4-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4’-[4-(4-ヒドロキシブチルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4’-[4-(3-ヒドロキシプロピルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4’-[4-(2-ヒドロキシエチルオキシ)ベンゾイル]カルコン、4’-(4-ヒドロキシメチルオキシベンゾイル)カルコン、4’-(4-ヒドロキシベンゾイル)カルコン等が挙げられる。
 (A)成分である、光配向性基及びカルボキシ基を有する低分子化合物の具体例としては、けい皮酸、フェルラ酸、4-メトキシけい皮酸、4-プロポキシけい皮酸、3,4-ジメトキシけい皮酸、クマリン-3-カルボン酸、4-(N,N-ジメチルアミノ)けい皮酸等が挙げられる。
 (A)成分である、光配向性基及びアミド基を有する低分子化合物の具体例としては、けい皮酸アミド、4-メチルけい皮酸アミド、4-エチルけい皮酸アミド、4-メトキシけい皮酸アミド、4-エトキシけい皮酸アミド等が挙げられる。
 (A)成分である、光配向性基及びアミノ基を有する低分子化合物の具体例としては、4-アミノけい皮酸メチルエステル、4-アミノけい皮酸エチルエステル、3-アミノけい皮酸メチルエステル、3-アミノけい皮酸エチルエステル等が挙げられる。
 (A)成分である、光配向性基とアルコキシシリル基とを有する低分子化合物の具体例としては、4-(3-トリメトキシシリルプロピルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(3-トリエトキシシリルプロピルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(3-トリメトキシシリルプロピルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-(3-トリエトキシシリルプロピルオキシ)けい皮酸エチルエステル、4-(3-トリメトキシシリルヘキシルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(3-トリエトキシシリルヘキシルオキシ)けい皮酸メチルエステル、4-(3-トリメトキシシリルヘキシルオキシ)けい皮酸エチルエステル及び4-(3-トリエトキシシリルヘキシルオキシ)けい皮酸エチルエステル等が挙げられる。
 (A)成分の低分子化合物としては、下記式(a-1)で表される光配向性部位と熱反応性部位とが結合した基に、スペーサーを介して重合性基が結合した化合物が好ましい。
(式中、R101はヒドロキシ基、アミノ基、ヒドロキシフェノキシ基、カルボキシフェノキシ基、アミノフェノキシ基、アミノカルボニルフェノキシ基、フェニルアミノ基、ヒドロキシフェニルアミノ基、カルボキシフェニルアミノ基、アミノフェニルアミノ基、ヒドロキシアルキルアミノ基又はビス(ヒドロキシアルキル)アミノ基を表し、X101は任意の置換基で置換されていても良いフェニレン基を表し、これらの置換基の定義におけるベンゼン環上の水素原子は置換基で置換されていてもよい。)
 ベンゼン環上の水素原子が置換基で置換されていてもよい場合の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基等のアルキル基;トリフルオロメチル基等のハロアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;ヨウ素原子、臭素原子、塩素原子、フッ素原子等のハロゲン原子;シアノ基;ニトロ基等が挙げられる。
 上記R101の中では、ヒドロキシ基及びアミノ基が好ましく、ヒドロキシ基が特に好ましい。
 スペーサーとしては、直鎖状アルキレン基、分岐アルキレン基、環状アルキレン基及びフェニレン基から選ばれる二価の基であるか、当該二価の基が複数結合してなる基を表す。この場合、スペーサーを構成する二価の基同士の結合、スペーサーと上記式(a-1)で表される基との結合、スペーサーと重合性基との結合としては、単結合、エステル結合、アミド結合、ウレア結合又はエーテル結合が挙げられる。上記二価の基が複数となる場合は、二価の基同士は同一でも異なっていてもよく、上記結合が複数となる場合は、結合同士は同一でも異なっていてもよい。
 そのような(A)成分である光配向性部位と熱反応性部位とが結合した基に重合性基が結合した低分子化合物の具体例としては、4-(6-メタクリルオキシヘキシル-1-オキシ)けい皮酸、4-(6-アクリルオキシヘキシル-1-オキシ)けい皮酸、4-(3-メタクリルオキシプロピル-1-オキシ)けい皮酸、4-(4-(3-メタクリルオキシプロピル-1-オキシ)アクリルオキシ)安息香酸、4-(4-(6-メタクリルオキシヘキシル-1-オキシ)ベンゾイルオキシ)けい皮酸、4-(6-メタクリルオキシヘキシル-1-オキシ)シンナムアミド、4-(6-メタクリルオキシヘキシル-1-オキシ)-N-(4-シアノフェニル)シンナムアミド、4-(6-メタクリルオキシヘキシル-1-オキシ)-N-ビスヒドロキシエチルシンナムアミドなどが挙げられる。
 (A)成分である低分子量の光配向成分は、以上の具体例を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
 以上のように本発明においては、(A)成分としては低分子量の化合物を用いることができる。また、(A)成分はそれぞれ1種以上の低分子量の化合物の混合物であってもよい。
<光配向性基及び熱架橋性基を有するポリマー>
 本発明の硬化膜形成組成物において、(A)成分のポリマーは光配向性基を有する重合体であって、すなわち光配向性基として光二量化又は光異性化する構造部位の官能基を有する重合体、特に少なくとも光二量化部位を有するアクリル共重合体であることが好ましい。さらに、光二量化部位に加え、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミド基、アミノ基及びアルコキシシリル基からなる群から選ばれる一つの基(以下、これらの基を含めて熱架橋部位とも称する)を有するアクリル共重合体であることが望ましい。
 本発明において、アクリル共重合体とは、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン等の不飽和二重結合を有するモノマーを重合して得られる共重合体のことをいう。
 (A)成分の光二量化部位及び熱架橋部位を有するアクリル共重合体(以下、特定共重合体とも言う。)は、斯かる構造を有するアクリル共重合体であればよく、アクリル共重合体を構成する高分子の主鎖の骨格及び側鎖の種類等について特に限定されない。
 光二量化部位としては、シンナモイル基、カルコン基、クマリン基、アントラセン基等が挙げられる。これらのうち可視光領域での透明性の高さ、及び光二量化反応性の高さからシンナモイル基が好ましい。より好ましいシンナモイル基及びシンナモイル構造を含む置換基としては下記式[1]又は式[2]で表される構造が挙げられる。なお本明細書において、シンナモイル基におけるベンゼン環がナフタレン環である基についても「シンナモイル基」及び「シンナモイル構造を含む置換基」に含めている。
 上記式[1]中、Xは水素原子、炭素数1~18のアルキル基、フェニル基又はビフェニル基を表す。その際、フェニル基及びビフェニル基上の水素原子はハロゲン原子及びシアノ基のいずれかによって置換されていてもよい。
 上記式[2]中、Xは水素原子、シアノ基、炭素数1~18のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、シクロヘキシル基を表す。その際、炭素数1~18のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、シクロヘキシル基は、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、尿素結合、ウレタン結合、アミノ結合、カルボニル結合又はそれらの組み合わせから選ばれる1種又は2種以上の結合を介して複数種が結合してもよい。
 上記式[1]及び式[2]中、Aは式[A1]、式[A2]、式[A3]、式[A4]、式[A5]及び式[A6]のいずれかを表す。
 上記式[A1]、式[A2]、式[A3]、式[A4]、式[A5]及び式[A6]中、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37及びR38は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基又はシアノ基を表す。
 熱架橋部位は、加熱により(B)成分である架橋剤と結合する部位であり、その具体例としてはヒドロキシ基、カルボキシ基、アミド基、アミノ基、アルコキシシリル基等が挙げられる。
 (A)成分のアクリル共重合体は、重量平均分子量が3,000~200,000であることが好ましい。重量平均分子量が200,000を超えて過大なものであると、溶剤に対する溶解性が低下しハンドリング性が低下する場合があり、一方、重量平均分子量が3,000未満で過小なものであると、熱硬化時に硬化不足になり溶剤耐性が低下したり耐熱性が低下したりする場合がある。
 (A)成分の光二量化部位及び熱架橋部位を有するアクリル共重合体の合成方法は、光二量化部位を有するモノマーと、熱架橋部位を有するモノマーとを共重合する方法が簡便である。
 光二量化部位を有するモノマーとしては、例えば、シンナモイル基、カルコン基、クマリン基、アントラセン基等を有するモノマーが挙げられる。これらのうち可視光領域での透明性の高さ及び光二量化反応性の高さからシンナモイル基を有するモノマーが特に好ましい。
 なかでも上記式[1]又は式[2]で表される構造のシンナモイル基及びシンナモイル構造を含む置換基を有するモノマーがより好ましい。そのようなモノマーの具体例を挙げると、下記式[3]又は式[4]で表されるモノマーである。
 上記式[3]中、Xは水素原子、炭素数1~18のアルキル基、フェニル基又はビフェニル基を表す。その際、フェニル基及びビフェニル基上の水素原子はハロゲン原子及びシアノ基のいずれかによって置換されていてもよい。
 L及びLは、それぞれ独立に単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、尿素結合又はウレタン結合を表す。
 上記式[4]中、Xは水素原子、シアノ基、炭素数1~18のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、シクロヘキシル基を表す。その際、炭素数1~18のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、シクロヘキシル基は、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、尿素結合、ウレタン結合、アミノ結合、カルボニル結合又はそれらの組み合わせから選ばれる1種又は2種以上の結合を介して複数種が結合してもよい。
 上記式[3]及び式[4]中、X及びXはそれぞれ独立に単結合、炭素数1~20のアルキレン基、2価の芳香族環、又は2価の脂肪族環を示す。ここで炭素数1~20のアルキレン基は分岐状でも直鎖状でもよい。
 上記式[3]及び式[4]中、Xは重合性基を表す。この重合性基の具体例としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、スチレン基、マレイミド基、アクリルアミド基、メタクリルアミド基等が挙げられる。
 上記式[3]及び式[4]中、Aは前記と同様に式[A1]、式[A2]、式[A3]、式[A4]、式[A5]及び式[A6]のいずれかを表す。
 熱架橋部位を有するモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルアクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、カプロラクトン2-(アクリロイルオキシ)エチルエステル、カプロラクトン2-(メタクリロイルオキシ)エチルエステル、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリレート、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルメタクリレート、5-アクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン、5-メタクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン等のヒドロキシ基を有するモノマー;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、モノ-(2-(アクリロイルオキシ)エチル)フタレート、モノ-(2-(メタクリロイルオキシ)エチル)フタレート、N-(カルボキシフェニル)マレイミド、N-(カルボキシフェニル)メタクリルアミド、N-(カルボキシフェニル)アクリルアミド等のカルボキシ基を有するモノマー;ヒドロキシスチレン、N-(ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)マレイミド、N-(ヒドロキシフェニル)マレイミド等のフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマー;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド基を有するモノマー;メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等のアルコキシシリル基を有するモノマー;ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノメタクリレート、tert-ブチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基を有するモノマー等が挙げられる。
 特定共重合体を得るために用いる光二量化部位を有するモノマー及び熱架橋部位を有するモノマーの使用量は、特定共重合体を得るために使用する全モノマーの合計量に基いて、光二量化部位を有するモノマーが40質量%~95質量%、熱架橋部位を有するモノマーが5質量%~60質量%であることが好ましい。光二量化部位を有するモノマー含有量を40質量%以上とすることで高感度かつ良好な液晶配向性を付与することができる。他方、95質量%以下とすることで充分な熱硬化性を付与することができ、高感度かつ良好な液晶配向性を維持することができる。
 また、本発明の硬化膜形成組成物においては、特定共重合体を得る際に、光二量化部位及び熱架橋部位(以下、これらを特定官能基ともいう)を有するモノマーと共重合可能なモノマー(以下、非反応性官能基を有するモノマーともいう)を併用することができる。
 そのようなモノマーの具体例としては、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド化合物、アクリルアミド化合物、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
 以下、上記モノマーの具体例を挙げるが、本発明は、これらに限定されるものではない。
 上述したアクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、グリシジルアクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、2-メチル-2-アダマンチルアクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルアクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルアクリレート、及び、8-エチル-8-トリシクロデシルアクリレート等が挙げられる。
 上述したメタクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2-メトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2-エトキシエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3-メトキシブチルメタクリレート、2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート、γ-ブチロラクトンメタクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルメタクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、及び、8-エチル-8-トリシクロデシルメタクリレート等が挙げられる。
 上述したビニル化合物としては、例えば、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ビニルナフタレン、ビニルカルバゾール、アリルグリシジルエーテル、3-エテニル-7-オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン、1,2-エポキシ-5-ヘキセン、及び、1,7-オクタジエンモノエポキサイド等が挙げられる。
 上述したスチレン化合物としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、及び、ブロモスチレン等が挙げられる。
 上述したマレイミド化合物としては、例えば、マレイミド、N-メチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、及び、N-シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。
 本発明の硬化膜形成組成物に用いる特定共重合体を得る方法は特に限定されないが、例えば、特定官能基を有するモノマー(光二量化部位を有するモノマー及び熱架橋部位を有するモノマー)、所望により非反応性官能基を有するモノマー及び重合開始剤等を共存させた溶剤中において、50℃~110℃の温度下で重合反応させて得る方法が挙げられる。その際、用いられる溶剤は、特定官能基を有するモノマー、所望により用いられる非反応性官能基を有するモノマー及び重合開始剤等を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する溶剤に記載する溶剤が挙げられる。
 このようにして得られる特定共重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態であり、本発明において(A)成分のポリマー溶液としてそのまま使用することができる。
 また、上記のようにして得られた特定共重合体の溶液を、ジエチルエーテルや水等の撹拌下に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後、常圧又は減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、特定共重合体の粉体とすることができる。このような操作により、特定共重合体と共存する重合開始剤や未反応モノマーを除去することができ、その結果、精製した特定共重合体の粉体が得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えばよい。
 本発明の硬化膜形成組成物においては、(A)成分のポリマーとして上記特定共重合体の粉体をそのまま用いてもよく、あるいはその粉体を、たとえば後述する溶剤に再溶解して溶液の状態として用いてもよい。
 また、(A)成分のポリマーとしては、側鎖にエポキシ基を有する重合体に、けい皮酸誘導体を反応させて得られるポリマーを用いることもできる。
 側鎖にエポキシ基を有する重合体は、例えばエポキシ基を有する重合性不飽和化合物の重合体又はエポキシ基を有する重合性不飽和化合物とその他の重合性不飽和化合物との共重合体であることができる。
 エポキシ基を有する重合性不飽和化合物の具体例としては、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-6,7-エポキシヘプチル、メタクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、α-エチルアクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、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等を挙げることができる。
 その他の重合性不飽和化合物としては、(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、メタクリル酸アリールエステル、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、共役ジエン系化合物、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和ジカルボン酸無水物、これら以外の重合性不飽和化合物を挙げることができる。
 これらの具体例としては、メタクリル酸アルキルエステルとして、例えばヒドロキシメチルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、3-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、2-メタクリロキシエチルグリコサイド、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、sec-ブチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、n-ラウリルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、n-ステアリルメタクリレート等;アクリル酸アルキルエステルとして、例えばメチルアクリレート、イソプロピルアクリレート等;メタクリル酸環状アルキルエステルとして、例えばシクロヘキシルメタクリレート、2-メチルシクロヘキシルメタクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルメタクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルオキシエチルメタクリレート、イソボロニルメタクリレート、コレスタニルメタクリレート等;アクリル酸環状アルキルエステルとして、例えばシクロヘキシルアクリレート、2-メチルシクロヘキシルアクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルアクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルオキシエチルアクリレート、イソボロニルアクリレート、コレスタニルアクリレート等;メタクリル酸アリールエステルとして、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート等;アクリル酸アリールエステルとして、例えばフェニルアクリレート、ベンジルアクリレート等;不飽和ジカルボン酸ジエステルとして、例えばマレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等;
 ビシクロ不飽和化合物類として、例えばビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-メトキシビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-エトキシビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5,6-ジメトキシビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5,6-ジエトキシビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-(2’-ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5,6-ジヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5,6-ジ(ヒドロキシメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5,6-ジ(2’-ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-ヒドロキシ-5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-ヒドロキシ-5-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン、5-ヒドロキシメチル-5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-エン等;マレイミド化合物類として、例えばN-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-スクシンイミジル-3-マレイミドベンゾエート、N-スクシンイミジル-4-マレイミドブチレート、N-スクシンイミジル-6-マレイミドカプロエート、N-スクシンイミジル-3-マレイミドプロピオネート、N-(9-アクリジニル)マレイミド等;不飽和芳香族化合物として、例えばスチレン、α-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、p-メトキシスチレン等;共役ジエン系化合物として、1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン等;不飽和モノカルボン酸として、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等;不飽和ジカルボン酸として、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等;不飽和ジカルボン酸無水物として、上記不飽和ジカルボン酸の各無水物;上記以外の重合性不飽和化合物として、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル等をそれぞれ挙げることができる。
 側鎖にエポキシ基を有する重合体におけるエポキシ基を有する重合性不飽和化合物の共重合割合は、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは50質量%以上である。
 側鎖にエポキシ基を有する重合体の合成は、好ましくは溶媒中、適当な重合開始剤の存在下における公知のラジカル重合法により行うことができる。
 側鎖にエポキシ基を有する重合体としては、市販品を使用してもよい。かかる市販品としては、例えばEHPE3150、EHPE3150CE(以上、(株)ダイセル製)、UG-4010、UG-4035、UG-4040、UG-4070(以上、東亜合成(株)製ARUFONシリーズ)、ECN-1299(旭化成(株)製)、DEN431、DEN438(以上、ダウケミカル社製)、jER-152(三菱ケミカル(株)製)、エピクロンN-660、N-665、N-670、N-673、N-695、N-740、N-770、N-775(以上、DIC(株)(旧大日本インキ化学工業(株))製)、EOCN-1020、EOCN-102S、EOCN-104S(以上、日本化薬(株)製)などが挙げられる。
 けい皮酸誘導体としては、カルボキシ基を有するけい皮酸誘導体等が挙げられ、例えば下記式(1-1)~(1-5)
(式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基等を表す。)のいずれかで表される化合物等を挙げることができる。
 また、カルボキシ基を有する桂皮酸誘導体として、上述の式[3]で表されるモノマーにおいて、Xが水素原子である化合物も好適に用いられる。
 上記式(1-1)~(1-5)で表される化合物は、有機化学の定法を適宜に組み合わせて合成することができる。
 上記側鎖にエポキシ基を有する重合体とけい皮酸誘導体との反応生成物は、上記の如きエポキシ基を有する重合体とけい皮酸誘導体とを、好ましくは触媒の存在下、好ましくは適当な有機溶媒中で反応させることにより合成することができる。
 反応に際して使用されるけい皮酸誘導体の使用割合は、エポキシ基を有する重合体に含まれるエポキシ基1モルに対して、好ましくは0.01~1.5モルであり、より好ましくは0.05~1.3モルであり、さらに好ましくは0.1~1.1モルである。
 ここで使用することのできる触媒としては、有機塩基又はエポキシ化合物と酸無水物との反応を促進するいわゆる硬化促進剤として公知の化合物を用いることができる。
 上記有機塩基としては、例えばエチルアミン、ジエチルアミン、ピペラジン、ピペリジン、ピロリジン、ピロールの如き第一級又は第二級の有機アミン;トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、ジアザビシクロウンデセンの如き第三級の有機アミン;テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの如き第四級の有機アミン等を挙げることができる。これらの有機塩基のうち、トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリ-n-ペンチルアミン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジンの如き第三級の有機アミン;テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの如き第四級の有機アミンが好ましい。
 上記硬化促進剤としては、例えばベンジルジメチルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、シクロヘキシルジメチルアミン、トリエタノールアミンの如き3級アミン;2-メチルイミダゾール、2-n-ヘプチルイミダゾール、2-n-ウンデシルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-(2-シアノエチル)-2-メチルイミダゾール、1-(2-シアノエチル)-2-n-ウンデシルイミダゾール、1-(2-シアノエチル)-2-フェニルイミダゾール、1-(2-シアノエチル)-2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジ(ヒドロキシメチル)イミダゾール、1-(2-シアノエチル)-2-フェニル-4,5-ジ〔(2’-シアノエトキシ)メチル〕イミダゾール、1-(2-シアノエチル)-2-n-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、1-(2-シアノエチル)-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート、1-(2-シアノエチル)-2-エチル-4-メチルイミダゾリウムトリメリテート、2,4-ジアミノ-6-〔2’-メチルイミダゾリル-(1’)〕エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-(2’-n-ウンデシルイミダゾリル)エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-〔2’-エチル-4’-メチルイミダゾリル-(1’)〕エチル-s-トリアジン、2-メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2-フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2,4-ジアミノ-6-〔2’-メチルイミダゾリル-(1’)〕エチル-s-トリアジンのイソシアヌル酸付加物の如きイミダゾール化合物;ジフェニルフォスフィン、トリフェニルフォスフィン、亜リン酸トリフェニルの如き有機リン化合物;
ベンジルトリフェニルホスフォニウムクロライド、テトラ-n-ブチルホスフォニウムブロマイド、メチルトリフェニルホスフォニウムブロマイド、エチルトリフェニルホスフォニウムブロマイド、n-ブチルトリフェニルホスフォニウムブロマイド、テトラフェニルホスフォニウムブロマイド、エチルトリフェニルホスフォニウムヨーダイド、エチルトリフェニルホスフォニウムアセテート、テトラ-n-ブチルホスフォニウムo,o-ジエチルホスフォロジチオネート、テトラ-n-ブチルホスフォニウムベンゾトリアゾレート、テトラ-n-ブチルホスフォニウムテトラフルオロボレート、テトラ-n-ブチルホスフォニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスフォニウムテトラフェニルボレートの如き第四級ホスフォニウム塩;1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7やその有機酸塩の如きジアザビシクロアルケン;オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、アルミニウムアセチルアセトン錯体の如き有機金属化合物;テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ-n-ブチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラ-n-ブチルアンモニウムクロライドの如き第四級アンモニウム塩;三フッ化ホウ素、ホウ酸トリフェニルの如きホウ素化合物;塩化亜鉛、塩化第二錫の如き金属ハロゲン化合物;ジシアンジアミドやアミンとエポキシ樹脂との付加物等のアミン付加型促進剤等の高融点分散型潜在性硬化促進剤;前記イミダゾール化合物、有機リン化合物や第四級フォスフォニウム塩等の硬化促進剤の表面をポリマーで被覆したマイクロカプセル型潜在性硬化促進剤;アミン塩型潜在性硬化剤促進剤;ルイス酸塩、ブレンステッド酸塩等の高温解離型の熱カチオン重合型潜在性硬化促進剤等の潜在性硬化促進剤等を挙げることができる。
 これらのうち、好ましくはベンジルトリフェニルホスフォニウムクロライド、テトラ-n-ブチルホスフォニウムブロマイド、メチルトリフェニルホスフォニウムブロマイド、エチルトリフェニルホスフォニウムブロマイド、n-ブチルトリフェニルホスフォニウムブロマイド、テトラフェニルホスフォニウムブロマイド、エチルトリフェニルホスフォニウムヨーダイド、エチルトリフェニルホスフォニウムアセテート、テトラ-n-ブチルホスフォニウムo,o-ジエチルホスフォロジチオネート、テトラ-n-ブチルホスフォニウムベンゾトリアゾレート、テトラ-n-ブチルホスフォニウムテトラフルオロボレート、テトラ-n-ブチルホスフォニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスフォニウムテトラフェニルボレートの如き第四級ホスフォニウム塩;テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラ-n-ブチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラ-n-ブチルアンモニウムクロライドの如き第四級アンモニウム塩である。
 触媒の使用割合としては、エポキシ基を有する重合体100質量部に対して、好ましくは100質量部以下であり、より好ましくは0.01~100質量部、さらに好ましくは0.1~20質量部である。
 上記有機溶媒としては、例えば炭化水素化合物、エーテル化合物、エステル化合物、ケトン化合物、アミド化合物、アルコール化合物等を挙げることができる。これらのうち、エーテル化合物、エステル化合物、ケトン化合物、アルコール化合物が原料及び生成物の溶解性並びに生成物の精製のし易さの観点から好ましい。溶媒は、固形分濃度(反応溶液中の溶媒以外の成分の質量が溶液の全質量に占める割合)が、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは5~50質量%となる量で使用される。
 反応温度は、好ましくは0~200℃であり、より好ましくは50~150℃である。反応時間は、好ましくは0.1~50時間であり、より好ましくは0.5~20時間である。
 このようにして、エポキシ基を有する重合体とけい皮酸誘導体との反応生成物を含有する溶液が得られる。この溶液はそのまま硬化膜形成組成物の調製に供してもよく、溶液中に含まれる重合体を単離したうえで硬化膜形成組成物の調製に供してもよく、又は単離した重合体を精製したうえで硬化膜形成組成物の調製に供してもよい。
 また、本実施形態においては、(A)成分のアクリル共重合体は、複数種の特定共重合体の混合物であってもよい。
 以上のように本発明においては、(A)成分として高分子量の特定共重合体を用いることができる。また、(A)成分は1種以上の特定共重合体の混合物であってもよい。
[(B)成分]
 本実施の形態の硬化膜形成組成物に含有される(B)成分は、N-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有する構造単位と、上記式(1)で表される部分構造を有する構造単位とを有する重合体であり、より具体的には、N-アルコキシメチル基又はN-ヒドロキシメチル基を有するモノマー及び上記式(1)で表される基を有するモノマーを共重合したポリマー(以下、特定共重合体2ともいう)である。
 N-アルコキシメチル基又はN-ヒドロキシメチル基を有するモノマーとしては、好ましくは、例えば下記の式(X1)で表される化合物が挙げられる。
 (式中、R31は水素原子又はメチル基を表し、R32は水素原子、若しくは直鎖又は分岐の炭素数1~10のアルキル基を表す)
 上記式(X1)で表される化合物の具体例としては、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物又はメタクリルアミド化合物が挙げられる。なお(メタ)アクリルアミドとはメタクリルアミドとアクリルアミドの双方を意味する。
 上記式(1)において、Qが表す炭素数1~6のアルキル基としては、炭素数1~5のアルキル基が好ましい。
 そのようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、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、1-メチル-n-ブチル基、2-メチル-n-ブチル基、3-メチル-n-ブチル基、1,1-ジメチル-n-プロピル基、1,2-ジメチル-n-プロピル基、2,2-ジメチル-n-プロピル基、1-エチル-n-プロピル基、n-ヘキシル基、1-メチル-n-ペンチル基、2-メチル-n-ペンチル基、3-メチル-n-ペンチル基、4-メチル-n-ペンチル基、1,1-ジメチル-n-ブチル基、1,2-ジメチル-n-ブチル基、1,3-ジメチル-n-ブチル基、2,2-ジメチル-n-ブチル基、2,3-ジメチル-n-ブチル基、3,3-ジメチル-n-ブチル基、1-エチル-n-ブチル基、2-エチル-n-ブチル基、1,1,2-トリメチル-n-プロピル基、1,2,2-トリメチル-n-プロピル基、1-エチル-1-メチル-n-プロピル基、1-エチル-2-メチル-n-プロピル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等が挙げられる。
 その中でも、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基及びイソブチル基等が好ましい。
 上記式(1)において、Qが表す炭素数1~6のアルコキシ基としては、炭素数1~5のアルコキシ基が好ましい。
 そのようなアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基、n-ペントキシ基、1-メチル-n-ブトキシ基、2-メチル-n-ブトキシ基、3-メチル-n-ブトキシ基、1,1-ジメチル-n-プロポキシ基、1,2-ジメチル-n-プロポキシ基、2,2-ジメチル-n-プロポキシ基、1-エチル-n-プロポキシ基、n-ヘキシルオキシ基、1-メチル-n-ペンチルオキシ基、2-メチル-n-ペンチルオキシ基、3-メチル-n-ペンチルオキシ基、4-メチル-n-ペンチルオキシ基、1,1-ジメチル-n-ブトキシ基、1,2-ジメチル-n-ブトキシ基、1,3-ジメチル-n-ブトキシ基、2,2-ジメチル-n-ブトキシ基、2,3-ジメチル-n-ブトキシ基、3,3-ジメチル-n-ブトキシ基、1-エチル-n-ブトキシ基、2-エチル-n-ブトキシ基、1,1,2-トリメチル-n-プロポキシ基、1,2,2,-トリメチル-n-プロポキシ基、1-エチル-1-メチル-n-プロポキシ基、1-エチル-2-メチル-n-プロポキシ基、シクロプロポキシ基、シクロブトキシ基、シクロペンチルオキシ基及びシクロヘキシルオキシ基等が挙げられる。
 その中でも、メトキシ基、エトキシ基及びn-プロポキシ基等が好ましい。
 上記式(1)において、QはO、S又はNQを表し、Qは水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。Qが表す炭素数1~4のアルキル基としては、上記Qが表す炭素数1~6のアルキル基の具体例で挙げたもののうち炭素数1~4のものが挙げられ、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
 式(1)で表される基を有するモノマーとしては、アセトアセトキシエチルアクリレート、アセトアセトキシエチルメタクリレート等が挙げられる。
 N-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有する構造単位と、上記式(1)で表される部分構造を有する構造単位とを有する重合体を得るために用いるN-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有するモノマー及び式(1)で表される基を有するモノマーの使用量は、特定共重合体2を得るために使用する全モノマーの合計量に基づいて、N-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有するモノマーが10モル%~99.9モル%であることが好ましく、より好ましくは30モル%~99モル%であり、更に好ましくは50モル%~95モル%であり、式(1)で表される基を有するモノマーが0.1モル%~90モル%であることが好ましく、より好ましくは1モル%~70モル%であり、更に好ましくは5モル%~50モル%である。
 N-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有する構造単位と、上記式(1)で表される構造単位とを有する重合体を得る際に、上記(A)成分の項で例示した、非反応性官能基を有するモノマーを用いることができる。非反応性官能基を有するモノマーの使用量は、N-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有するモノマーと式(1)で表される基を有するモノマーとの合計量が100モル%に満たない場合、その残りの部分である。
 このようなポリマーの(B)成分である重合体の重量平均分子量は、1,000から500,000であることが好ましく、より好ましくは、2,000から200,000であり、更に好ましくは3,000から150,000であり、特に好ましくは3,000から70,000である。
 これらの(B)成分の重合体は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 本実施の形態の硬化膜形成組成物における(B)成分のN-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有する構造単位と、上記式(1)で表される部分構造を有する構造単位とを有する重合体の含有量は、好ましくは(A)成分である化合物の100質量部に基づいて10質量部~3000質量部であり、より好ましくは20質量部~2500質量部である。
[(C)成分]
 本実施の形態の硬化膜形成組成物には、さらに(C)成分としてアンモニウム塩を含有させていてもよい。アンモニウム塩を含有させることで、ホルムアルデヒドを捕捉する反応を促進させることができるため、硬化膜形成用組成物中に含まれるホルムアルデヒドの量を大きく低減することができる。(C)成分であるアンモニウム塩としては、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、フッ化アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、酢酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、ホウ酸アンモニウム等が挙げられるが、入手性などから、好ましくは酢酸アンモニウムである。
 本実施の形態の硬化膜形成組成物に(C)成分であるアンモニウム塩を含有させる場合、その含有量は、好ましくは(A)成分である化合物の100質量部に基づいて0.001質量部~100質量部であり、より好ましくは0.01質量部~60質量部である。
[(D)成分]
 本発明の光学フィルムにおける表面の硬化膜を形成する硬化膜形成組成物は、上述した(A)成分、(B)成分、及び必要に応じて(C)成分に加え、さらに(D)成分として架橋触媒を含有する。
 (D)成分である架橋触媒としては、例えば、酸又は熱酸発生剤が挙げられる。この(D)成分は、本発明の光学フィルムにおける表面の硬化膜を形成する硬化膜形成組成物を用いた硬化膜の形成において、熱硬化反応の促進に有効である。
 (D)成分として酸又は熱酸発生剤を用いる場合、(D)成分は、スルホン酸基含有化合物、塩酸又はその塩、プリベーク又はポストベーク時に熱分解して酸を発生する化合物、すなわち温度60℃~250℃で熱分解して酸を発生する化合物であれば特に限定されるものではない。
 そのような化合物としては、例えば、塩酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、カンファスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p-フェノールスルホン酸、2-ナフタレンスルホン酸、メシチレンスルホン酸、p-キシレン-2-スルホン酸、m-キシレン-2-スルホン酸、4-エチルベンゼンスルホン酸、1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロ(2-エトキシエタン)スルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ノナフルオロブタン-1-スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、1,2-エタンジスルホン酸、メタンスルホン酸無水物等のスルホン酸又はその水和物や塩等が挙げられる。
 また、熱により酸を発生する化合物としては、例えば、ビス(トシルオキシ)エタン、ビス(トシルオキシ)プロパン、ビス(トシルオキシ)ブタン、p-ニトロベンジルトシレート、o-ニトロベンジルトシレート、1,2,3-フェニレントリス(メチルスルホネート)、p-トルエンスルホン酸ピリジニウム塩、p-トルエンスルホン酸モルフォニウム塩、p-トルエンスルホン酸エチルエステル、p-トルエンスルホン酸プロピルエステル、p-トルエンスルホン酸ブチルエステル、p-トルエンスルホン酸イソブチルエステル、p-トルエンスルホン酸メチルエステル、p-トルエンスルホン酸フェネチルエステル、シアノメチルp-トルエンスルホネート、2,2,2-トリフルオロエチルp-トルエンスルホネート、2-ヒドロキシブチルp-トシレート、N-エチル-4-トルエンスルホンアミド、及び下記式[TAG-1]~式[TAG-41]で表される化合物等を挙げることができる。
 前記(D)成分は、市販品として入手が可能であり、例えば、TA-100、TA-100FG、IK-1、IK-1FG(以上、サンアプロ(株)製)、サンエイド(登録商標)SI-B2A、サンエイド(登録商標)SI-B7、サンエイド(登録商標)SI-B3A、サンエイド(登録商標)SI-B3、サンエイド(登録商標)SI-B5、サンエイド(登録商標)SI-B4、サンエイド(登録商標)SI-150、サンエイド(登録商標)SI-110、サンエイド(登録商標)SI-60、サンエイド(登録商標)SI-80、サンエイド(登録商標)SI-100(以上、三新化学工業(株)製)等が挙げられる。
 本発明の硬化膜形成組成物における(D)成分の含有量は、(A)成分である光配向成分の100質量部に対して、0.01質量部~500質量部、好ましくは0.01質量部~400質量部、より好ましくは0.05質量部~300質量部、さらに好ましくは0.1質量部~200質量部である。(D)成分の含有量を0.01質量部以上とすることで、充分な熱硬化性と溶剤耐性を付与することができ、露光に対する高い感度をも付与することができる。また、500質量部以下とすることで、硬化膜形成組成物の保存安定性を良好にすることができる。
[(E)成分]
 本実施の形態の硬化膜形成組成物は、(E)成分として、親水性のポリマーを含有することができる。
 そして、(E)成分であるポリマーは、ヒドロキシ基、カルボキシ基及びアミノ基から選ばれる1種又は2種以上の置換基を有するポリマー(以下、特定重合体とも言う。)とすることができる。
 本実施の形態の硬化膜形成組成物において、(E)成分である特定重合体としては、(A)成分より親水性であるように、高い親水性を備えた高親水性ポリマーの選択が好ましい。そして、特定重合体は、ヒドロキシ基やカルボキシ基やアミノ基等の親水性基を有するポリマーであることが好ましく、具体的には、ヒドロキシ基、カルボキシ基及びアミノ基から選ばれる1種又は2種以上の置換基を有するポリマーであることが好ましい。
 (E)成分であるポリマーとしては、例えば、アクリル重合体、ウレタン変性アクリルポリマー、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエステルポリカルボン酸、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリアルキレンイミン、ポリアリルアミン、セルロース類(セルロース又はその誘導体)、フェノールノボラック樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂等の直鎖構造又は分岐構造を有するポリマー、シクロデキストリン類等の環状ポリマー等が挙げられる。
 このうち、アクリル重合体としてはアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン等の不飽和二重結合を有するモノマーを重合して得られる重合体が適用されうる。
 (E)成分である特定重合体としては、好ましくは、ヒドロキシアルキルシクロデキストリン類、セルロース類、ポリエチレングリコールエステル基及び炭素数2~5のヒドロキシアルキルエステル基のうちの少なくとも一方と、カルボキシ基及びフェノール性ヒドロキシ基のうちの少なくとも一方とを有するアクリル重合体、アミノアルキル基を側鎖に有するアクリル重合体、ポリヒドロキシエチルメタクリレート等のヒドロキシアルキル基を側鎖に有するアクリル重合体、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール及びポリカプロラクトンポリオールである。
 (E)成分の特定重合体の好ましい一例である、ポリエチレングリコールエステル基及び炭素数2~5のヒドロキシアルキルエステル基のうち少なくとも一方と、カルボキシ基及びフェノール性ヒドロキシ基のうち少なくとも一方とを有するアクリル重合体は、斯かる構造を有するアクリル重合体であればよく、アクリル重合体を構成する高分子の主鎖の骨格及び側鎖の種類などについて特に限定されない。
 ポリエチレングリコールエステル基及び炭素数2~5のヒドロキシアルキルエステル基のうち少なくとも一方を有する構造単位として、好ましい構造単位は下記式[E1]で表される。
 カルボキシ基及びフェノール性ヒドロキシ基のうち少なくとも一方を有する構造単位として、好ましい構造単位は下記式[E2]で表される。
 上記式[E1]及び式[E2]中、X及びXはそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、YはH-(OCHCH-基(ここで、nの値は2~50であり、好ましくは2~10である。)又は炭素数2~5のヒドロキシアルキル基を表し、Yはカルボキシ基又はフェノール性ヒドロキシ基を有する基を表す。
 (E)成分の例であるアクリル重合体は、重量平均分子量が3,000~200,000であることが好ましく、4,000~150,000であることがより好ましく、5,000~100,000であることがさらになお好ましい。重量平均分子量が200,000を超えて過大なものであると、溶剤に対する溶解性が低下しハンドリング性が低下する場合があり、重量平均分子量が3,000未満で過小なものであると、熱硬化時に硬化不足になり溶剤耐性及び耐熱性が低下する場合がある。尚、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準資料としてポリスチレンを用いて得られる値である。以下、本明細書においても同様とする。
 (E)成分の例であるアクリル重合体の合成方法としては、ポリエチレングリコールエステル基及び炭素数2~5のヒドロキシアルキルエステル基のうち少なくとも一方を有するモノマー(以下、e1モノマーとも言う。)と、カルボキシ基及びフェノール性ヒドロキシ基のうち少なくとも一方を有するモノマー(以下、e2モノマーとも言う。)とを共重合する方法が簡便である。
 上述したポリエチレングリコールエステル基を有するモノマーとしては、H-(OCHCH-OHのモノアクリレート又はモノメタクリレートが挙げられる。nの値は2~50であり、好ましくは2~10である。
 上述した炭素数2~5のヒドロキシアルキルエステル基を有するモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、N‐ヒドロキシエチルアクリルアミドが挙げられる。
 上述したカルボキシ基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、ビニル安息香酸が挙げられる。
 上述したフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーとしては、例えば、p-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、o-ヒドロキシスチレンが挙げられる。
 また、本実施の形態においては、(E)成分の例であるアクリル重合体を合成するに際し、本発明の効果を損なわない限り、e1モノマー及びe2モノマー以外のモノマー、具体的には、ヒドロキシ基及びカルボキシ基のいずれも有さないモノマーを併用することができる。
 そのようなモノマーとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート等のアクリル酸エステル化合物、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル化合物、マレイミド、N-メチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、及びN-シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド化合物、アクリルアミド化合物、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
 (E)成分の例であるアクリル重合体を得るために用いるe1モノマー及びe2モノマーの使用量は、(E)成分であるアクリル重合体を得るために用いる全モノマーの合計量に基づいて、e1モノマーが2モル%~95モル%、e2モノマーが5モル%~98モル%であることが好ましい。
 e2モノマーとしてカルボキシ基のみを有するモノマーを用いる場合、(E)成分であるアクリル重合体を得るために用いる全モノマーの合計量に基づいて、e1モノマーが60モル%~95モル%、e2モノマーが5モル%~40モル%であることが好ましい。
 他方、e2モノマーとしてフェノール性ヒドロキシ基のみを有するモノマーを用いる場合、e1モノマーが2モル%~80モル%、e2モノマーが20モル%~98モル%であることが好ましい。e2モノマーが過小の場合は液晶配向性が不充分となり易く、過大の場合は(A)成分との相溶性が低下し易い。
 (E)成分の例であるアクリル重合体を得る方法は特に限定されないが、例えば、e1モノマーとe2モノマーと所望によりe1モノマー及びe2モノマー以外のモノマーと重合開始剤等とを共存させた溶剤中において、50℃~110℃の温度下で重合反応により得られる。その際、用いられる溶剤は、e1モノマーとe2モノマー、所望により用いられるe1モノマー及びe2モノマー以外のモノマー及び重合開始剤等を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する<溶剤>の項に記載する。
 (E)成分の特定重合体の好ましい一例であるアミノアルキル基を側鎖に有するアクリル重合体は、例えば、アミノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、アミノプロピルアクリレート及びアミノプロピルメタクリレート等のアミノアルキルエステルモノマーを重合したもの、又は、当該アミノアルキルエステルモノマーと、上記e1モノマー、上記e2モノマー、及び、これらのモノマー以外のモノマー、例えばヒドロキシ基及びカルボキシ基のいずれも有さないモノマーからなる群から選ばれる1種又は2種以上のモノマーとを共重合したものが挙げられる。
 (E)成分の特定重合体の好ましい一例であるヒドロキシアルキル基を側鎖に有するアクリル重合体としては、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、ヒドロキシペンチルアクリレート及びヒドロキシペンチルメタクリレート等のヒドロキシアルキルエステルモノマーを重合したもの、又は、当該ヒドロキシアルキルエステルモノマーと、上記e1モノマー、上記e2モノマー、及び、これらのモノマー以外のモノマー、例えばヒドロキシ基及びカルボキシ基のいずれも有さないモノマーからなる群から選ばれる1種又は2種以上のモノマーとを共重合したものが挙げられる。
 前記方法により得られる(E)成分の例であるアクリル重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。
 また、上記方法で得られた(E)成分の例であるアクリル重合体の溶液を、攪拌下のジエチルエーテルや水等に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後に、常圧又は減圧下で、常温乾燥又は加熱乾燥し、(E)成分の例であるアクリル重合体の粉体とすることができる。前記操作により、(E)成分の例であるアクリル重合体と共存する重合開始剤及び未反応のモノマーを除去することができ、その結果、精製した(E)成分の例であるアクリル重合体の粉体が得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解させ、上記の操作を繰り返し行えば良い。
 (E)成分の特定重合体の好ましい一例であるポリエーテルポリオールとしてはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びプロピレングリコールが挙げられ、また、ビスフェノールA、トリエチレングリコール、ソルビトール等の多価アルコールにプロピレンオキサイドやポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等を付加又は縮合したものが挙げられる。ポリエーテルポリオールの具体例としてはADEKA製アデカポリエーテルPシリーズ、Gシリーズ、EDPシリーズ、BPXシリーズ、FCシリーズ、CMシリーズ、日油製ユニオックス(登録商標)HC-40、HC-60、ST-30E、ST-40E、G-450、G-750、ユニオール(登録商標)TG-330、TG-1000、TG-3000、TG-4000、HS-1600D、DA-400、DA-700、DB-400、ノニオン(登録商標)LT-221、ST-221、OT-221等が挙げられる。
 (E)成分の特定重合体の好ましい一例であるポリエステルポリオールとしては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の多価カルボン酸にエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のジオールを反応させたものが挙げられる。ポリエステルポリオールの具体例としてはDIC製ポリライト(登録商標)OD-X-286、OD-X-102、OD-X-355、OD-X-2330、OD-X-240、OD-X-668、OD-X-2108、OD-X-2376、OD-X-2044、OD-X-688、OD-X-2068、OD-X-2547、OD-X-2420、OD-X-2523、OD-X-2555、OD-X-2560、クラレ製ポリオールP-510、P-1010、P-2010、P-3010、P-4010、P-5010、P-6010、F-510、F-1010、F-2010、F-3010、P-1011、P-2011、P-2013、P-2030、N-2010、PNNA-2016、川崎化成工業製MAXIMOL RDK-133、RFK-505、SDK-145、RMK-342等が挙げられる。
 (E)成分の特定重合体の好ましい一例であるポリカプロラクトンポリオールとしては、トリメチロールプロパンやエチレングリコール等の多価アルコールを開始剤としてε-カプロラクタムを開環重合させたものが挙げられる。ポリカプロラクトンポリオールの具体例としてはDIC製ポリライト(登録商標)OD-X-2155、OD-X-640、OD-X-2568、ダイセル化学製プラクセル(登録商標)205、L205AL、205U、208、210、212、L212AL、220、230、240、303、305、308、312、320等が挙げられる。
 (E)成分の特定重合体の好ましい一例であるポリカーボネートポリオールとしては、トリメチロールプロパンやエチレングリコール等の多価アルコールに炭酸ジエチル、炭酸ジフェニル、エチレンカーボネート等を反応させたものが挙げられる。ポリカーボネートポリオールの具体例としてはダイセル化学製プラクセル(登録商標)CD205、CD205PL、CD210、CD220、C-590、C-1050、C-2050、C-2090、C-3090等が挙げられる。
 (E)成分の特定重合体の好ましい一例であるセルロースとしては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロース類、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロース等のヒドロキシアルキルアルキルセルロース類及びセルロース等が挙げられ、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロース類が好ましい。
 (E)成分の特定重合体の好ましい一例であるシクロデキストリンとしては、α-シクロデキストリン、β-シクロデキストリン及びγ-シクロデキストリン等のシクロデキストリン、メチル-α-シクロデキストリン、メチル-β-シクロデキストリン並びにメチル-γ-シクロデキストリン等のメチル化シクロデキストリン、ヒドロキシメチル-α-シクロデキストリン、ヒドロキシメチル-β-シクロデキストリン、ヒドロキシメチル-γ-シクロデキストリン、2-ヒドロキシエチル-α-シクロデキストリン、2-ヒドロキシエチル-β-シクロデキストリン、2-ヒドロキシエチル-γ-シクロデキストリン、2-ヒドロキシプロピル-α-シクロデキストリン、2-ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン、2-ヒドロキシプロピル-γ-シクロデキストリン、3-ヒドロキシプロピル-α-シクロデキストリン、3-ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン、3-ヒドロキシプロピル-γ-シクロデキストリン、2,3-ジヒドロキシプロピル-α-シクロデキストリン、2,3-ジヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン、2,3-ジヒドロキシプロピル-γ-シクロデキストリン等のヒドロキシアルキルシクロデキストリン等が挙げられる。
 (E)成分の特定重合体の好ましい一例であるフェノールノボラック樹脂としては、例えば、フェノール-ホルムアルデヒド重縮合物などが挙げられる。
 本実施の形態の硬化膜形成組成物において、(E)成分のポリマーは、粉体形態で、又は精製した粉末を後述する溶剤に再溶解した溶液形態で用いてもよい。
 また、本実施の形態の硬化膜形成組成物において、(E)成分のポリマーは、(E)成分のポリマーの複数種の混合物であってもよい。
 本発明の位相差材形成用樹脂組成物における(E)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分の光配向成分の100質量部に基づいて、10質量部~1000質量部であることが好ましく、より好ましくは30質量部~500質量部である。
[(F)成分]
 本発明の硬化膜形成組成物は(F)成分として、形成される硬化膜の接着性を向上させる成分(以下、密着向上成分とも言う。)を含有することもできる。
 (F)成分である密着向上成分は、本発明の硬化膜形成組成物から得られる配向材と重合性液晶の層との密着性が向上するよう、重合性液晶の重合性官能基と配向材の架橋反応部位を共有結合によりリンクさせることができる。その結果、本実施形態の配向材上に硬化した重合性液晶を積層してなる本実施形態の位相差材は、高温高質の条件下でも、強い密着性を維持することができ、剥離等に対する高い耐久性を示すことができる。
 (F)成分としては、ヒドロキシ基及びN-アルコキシメチル基から選ばれる基と、重合性基とを有するモノマー及びポリマーが好ましい。
このような(F)成分としては、ヒドロキシ基と(メタ)アクリル基とを有する化合物、N-アルコキシメチル基と(メタ)アクリル基とを有する化合物、N-アルコキシメチル基と(メタ)アクリル基を有するポリマー等が挙げられる。以下、それぞれ具体例を示す。
 (F)成分の一例として、ヒドロキシ基を含有した多官能アクリレート(以下、ヒドロキシ基含有多官能アクリレートとも言う。)を挙げることができる。
 (F)成分の例であるヒドロキシ基含有多官能アクリレートとしては、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート及びジペンタエリトリトールペンタアクリレート等を挙げることができる。市販品としては、KAYARAD PET-30(日本化薬(株)製)等が挙げられる。
 (F)成分の一例として、1つのアクリル基と、1つ以上のヒドロキシ基とを有する化合物も挙げられる。具体的には、10-ヒドロキシデシルアクリレート、10-ヒドロキシデシルメタクリレート、12-ヒドロキシドデシルメタクリレート等が挙げられる。
 また、(F)成分の化合物としては、1分子中にC=C二重結合を含む重合性基を少なくとも1つと、N-アルコキシメチル基を少なくとも1つ有する化合物が挙げられる。
 C=C二重結合を含む重合性基としては、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、アリル基、マレイミド基等が挙げられる。
 1分子中にC=C二重結合を含む重合性基を少なくとも1つと、N-アルコキシメチル基を少なくとも1つ有する化合物としては、好ましくは、例えば下記の式(X1)で表される化合物が挙げられる。
 (式中、R31は水素原子又はメチル基を表し、R32は水素原子、若しくは直鎖又は分岐の炭素数1~10のアルキル基を表す)
 上記式(X1)で表される化合物の具体例としては、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物又はメタクリルアミド化合物が挙げられる。なお(メタ)アクリルアミドとはメタクリルアミドとアクリルアミドの双方を意味する。
 (F)成分のC=C二重結合を含む重合性基とN-アルコキシメチル基を有する化合物の別の態様としては、好ましくは、例えば下記の化合物が挙げられる。
 本発明の実施形態の液晶配向剤における(F)成分の含有量は、(A)成分である配向成分の100質量部に対して、好ましくは1質量部~200質量部であり、更に好ましくは5質量部~150質量部である。
[その他の添加剤]
 本発明の実施形態の硬化膜形成組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、その他の添加剤を含有することができる。
 その他の添加剤としては、例えば、増感剤を含有することができる。増感剤は、本発明の光学フィルムにおける表面の硬化膜を形成するに際し、その光反応を促進することにおいて有効となる。
 増感剤としては、ベンゾフェノン、アントラセン、アントラキノン及びチオキサントン等の誘導体並びにニトロフェニル化合物等が挙げられる。これらのうちベンゾフェノンの誘導体であるN,N-ジエチルアミノベンゾフェノン、及びニトロフェニル化合物である2-ニトロフルオレン、2-ニトロフルオレノン、5-ニトロアセナフテン、4-ニトロビフェニル、4-ニトロけい皮酸、4-ニトロスチルベン、4-ニトロベンゾフェノン、5-ニトロインドールが特に好ましい。
 これらの増感剤は特に上述のものに限定されるものではない。これらは、単独又は2種以上の化合物を併用することが可能である。
 本発明の実施形態において、増感剤の使用割合は、(A)成分の100質量部に対して0.1質量部~20質量部であることが好ましく、より好ましくは0.2質量部~10質量部である。この割合が過小である場合には、増感剤としての効果を充分に得られない場合があり、過大である場合には、形成される硬化膜の透過率が低下したり塗膜が荒れたりすることがある。
 また、本発明の実施形態の硬化膜形成組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、その他の添加剤として、シランカップリング剤、界面活性剤、レオロジー調整剤、顔料、染料、保存安定剤、消泡剤、酸化防止剤等を含有することができる。
[溶剤]
 本発明の実施形態の硬化膜形成組成物は、溶剤に溶解した溶液状態で用いられることが多い。その際に用いられる溶剤は、(A)成分、(B)成分、(D)成分、所望により(C)成分、(E)成分、(F)成分及びその他の添加剤を溶解するものであり、そのような溶解能を有する溶剤であれば、その種類及び構造などは特に限定されるものでない。
 溶剤の具体例を挙げると、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、シクロペンチルメチルエーテル、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ブタノン、3-メチル-2-ペンタノン、2-ペンタノン、2-ヘプタノン、γ-ブチロラクトン、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、イソプロパノール、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、及びN-メチル-2-ピロリドン等が挙げられる。 
 溶剤は、市販品として入手が可能であり、例えば、ネオエタノール(登録商標)PM、ネオエタノール(登録商標)MIP、ネオエタノール(登録商標)IPM、ネオエタノール(登録商標)IPE、ネオエタノール(登録商標)PHI、ネオエタノール(登録商標)MHI、ネオエタノール(登録商標)PIP、ネオエタノール(登録商標)HIMTE、ネオエタノール(登録商標)PHM、ネオエタノール(登録商標)IPME、ネオエタノール(登録商標)P-7(以上、大伸化学(株)製)等が挙げられる。
 これらの溶剤は、一種単独で、又は二種以上の組合せで使用することができる。これら溶剤のうち、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、酢酸エチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル及び3-エトキシプロピオン酸メチル、ネオエタノール(登録商標)IPMは成膜性が良好で安全性が高いためより好ましい。
<硬化膜形成組成物の調製>
 本発明の光学フィルムにおける表面の硬化膜を形成する組成物は、上述したように、(A)成分である光配向成分、(B)成分であるN-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有する構造単位と、上記式(1)で表される部分構造を有する構造単位とを有する重合体、及び(D)成分である架橋触媒が溶剤に溶解したものである。さらに、所望により(C)成分であるアンモニウム塩、(E)成分である親水性ポリマー及び(F)成分である密着向上成分を含有することができる。そして、本発明の効果を損なわない限りにおいて、その他の添加剤を含有することができる。
 本発明の位相差材形成用樹脂組成物の好ましい例は、以下のとおりである。
 [1]:(A)光配向成分、(A)成分の100質量部に基づいて10質量部~2000質量部の(B)成分、(A)成分の100質量部に対して、0.01質量部~200質量部の(D)架橋触媒を含有する位相差材形成用樹脂組成物。
 [2]:(A)光配向成分、(A)成分の100質量部に基づいて10質量部~2000質量部の(B)成分、(A)成分の100質量部に基づいて0.001質量部~100質量部の(C)アンモニウム塩、(A)成分の100質量部に対して、0.01質量部~200質量部の(D)架橋触媒を含有する位相差材形成用樹脂組成物。
 [3]:(A)光配向成分、(A)成分の100質量部に基づいて10質量部~2000質量部の(B)成分、(A)成分の100質量部に基づいて0.001質量部~100質量部の(C)アンモニウム塩、(A)成分の100質量部に対して、0.01質量部~200質量部の(D)架橋触媒、(A)成分の100質量部に基づいて、10質量部~1000質量部の(E)ベースポリマーを含有する位相差材形成用樹脂組成物。
 [3-2]:(A)光配向成分、(A)成分の100質量部に基づいて10質量部~2000質量部の(B)成分、(A)成分の100質量部に対して、0.01質量部~200質量部の(D)架橋触媒、(A)成分の100質量部に基づいて、10質量部~1000質量部の(E)ベースポリマーを含有する位相差材形成用樹脂組成物。
 [4]:(A)光配向成分、(A)成分の100質量部に基づいて10質量部~2000質量部の(B)成分、(A)成分の100質量部に基づいて0.001質量部~100質量部の(C)アンモニウム塩、(A)成分の100質量部に対して、0.01質量部~200質量部の(D)架橋触媒、(A)成分の100質量部に基づいて1質量部~200質量部の(F)成分を含有する位相差材形成用樹脂組成物。
 [5]:(A)光配向成分、(A)成分の100質量部に基づいて10質量部~2000質量部の(B)成分、(A)成分の100質量部に基づいて0.001質量部~100質量部の(C)アンモニウム塩、(A)成分の100質量部に対して、0.01質量部~200質量部の(D)架橋触媒、(A)成分の100質量部に基づいて、10質量部~1000質量部の(E)ベースポリマー、(A)成分の100質量部に基づいて1質量部~200質量部の(F)成分を含有する位相差材形成用樹脂組成物。
 [5-2]:(A)光配向成分、(A)成分の100質量部に基づいて10質量部~2000質量部の(B)成分、(A)成分の100質量部に対して、0.01質量部~200質量部の(D)架橋触媒、(A)成分の100質量部に基づいて、10質量部~1000質量部の(E)ベースポリマー、(A)成分の100質量部に基づいて1質量部~200質量部の(F)成分を含有する位相差材形成用樹脂組成物。
 本発明の光学フィルムにおける表面の硬化膜を形成する組成物を溶液として用いる場合の配合割合、調製方法等を以下に詳述する。
 本発明の光学フィルムにおける表面の硬化膜を形成する組成物における固形分の割合は、各成分が均一に溶剤に溶解している限り、特に限定されるものではないが、1質量%~80質量%であり、好ましくは2質量%~60質量%であり、より好ましくは3質量%~40質量%である。ここで、固形分とは、硬化膜形成組成物の全成分から溶剤を除いたものをいう。
 本発明の光学フィルムにおける表面の硬化膜を形成する組成物の調製方法は、特に限定されない。調製法としては、例えば、溶剤に溶解した(B)成分の溶液に(A)成分、所望により(C)成分、(D)成分、さらに所望により(E)成分及び(F)成分を所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法、又は、この調製法の適当な段階において、必要に応じてその他添加剤をさらに添加して混合する方法が挙げられる。
 本発明の光学フィルムにおける表面の硬化膜を形成する組成物の調製においては、前述したように、溶剤中の重合反応によって得られる特定共重合体2((B)成分)の溶液をそのまま使用することができる。この場合、例えば、前述のN-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有するモノマーと式(1)で表される基を有するモノマーと所望によりそれ以外のモノマーとを共重合させて得られる(B)成分の溶液に、(A)成分、更に所望により(C)成分、さらには、(D)成分、(E)成分等を加えて均一な溶液とする。この際に、濃度調整を目的としてさらに溶剤を追加投入してもよい。このとき、(B)成分の製造過程で用いられる溶剤と、硬化膜形成組成物の濃度調整に用いられる溶剤とは同一であってもよく、また異なってもよい。
 また、調製された硬化膜形成組成物の溶液は、孔径が0.2μm程度のフィルターなどを用いて濾過した後、硬化膜の形成に使用することが好ましい。
<硬化膜、配向材及び位相差材>
 本実施の形態の硬化膜形成組成物の溶液を基板(例えば、シリコン/二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、金属、例えば、アルミニウム、モリブデン、クロムなどが被覆された基板、ガラス基板、石英基板、ITO基板等)やフィルム(例えば、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、アクリルフィルム等の樹脂フィルム)等の上に、バーコート、回転塗布、流し塗布、ロール塗布、スリット塗布、スリットに続いた回転塗布、インクジェット塗布、印刷などによって塗布して塗膜を形成し、その後、ホットプレート又はオーブン等で加熱乾燥することにより、硬化膜を形成することにより得られる。
 加熱乾燥の条件としては、液晶配向膜として硬化膜を使用する際、該液晶配向膜の成分が、その上に塗布される重合性液晶溶液に溶出しない程度に硬化反応が進行すればよく、例えば、温度50℃~200℃、時間0.4分間~60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。加熱温度及び加熱時間は、好ましくは60℃~160℃、0.5分間~10分間である。
 本発明の光学フィルムにおける表面の硬化膜の膜厚は、例えば、0.05μm~5μmであり、基材として使用する樹脂フィルムの段差や光学的、電気的性質を考慮し適宜選択することができる。
 このようにして作製された本発明の光学フィルムは、偏光UV照射を行うことで、基材上に形成された硬化膜を液晶配向膜として、すなわち、重合性液晶等を含む液晶性を有する化合物を配向させる部材として機能させることができ、該光学フィルムを配向材として使用することができる。
 偏光UVの照射方法としては、通常150nm~450nmの波長の紫外光~可視光が用いられ、室温又は加熱した状態で、垂直又は斜め方向から直線偏光を照射することによって行われる。
 本発明の配向材において、液晶配向膜となる硬化膜は耐溶剤性及び耐熱性を有しているため、この配向材上に、重合性液晶溶液からなる位相差材料を塗布した後、その液晶の相転移温度まで加熱することで位相差材料を液晶状態とし、配向材上で配向させる。そして、所望とする配向状態となった位相差材料をそのまま硬化させ、光学異方性を有する層を持つ位相差材を形成することができる。
 位相差材料としては、例えば、重合性基を有する液晶モノマー及びそれを含有する組成物等が用いられる。そして、本発明においては配向材が形成される基材がフィルムである場合には、本発明の位相差材は、位相差フィルムとして有用となる。このような位相差材を形成する位相差材料は、液晶状態となって、配向材上で、水平配向、コレステリック配向、垂直配向、ハイブリッド配向等の配向状態をとるものがあり、それぞれ必要とされる位相差特性に応じて使い分けることができる。
 また、3Dディスプレイに用いられるパターン化位相差材を製造する場合には、本発明の光学フィルムにおける表面の硬化膜に、ラインアンドスペースパターンのマスクを介して所定の基準から、例えば、+45度の向きで偏光UV露光し、次いで、マスクを外してから-45度の向きで偏光UVをより少ない露光量で露光する。これにより、該フィルム表面の硬化膜を液晶の配向制御方向の異なる2種類の液晶配向領域が形成された液晶配向膜とし、該光学フィルムを配向材とすることができる。その後、重合性液晶溶液からなる位相差材料を配向材上に塗布した後、液晶の相転移温度まで加熱することで位相差材料を液晶状態とする。液晶状態となった重合性液晶は、2種類の液晶配向領域が形成された配向材上で配向し、各液晶配向領域にそれぞれ対応する配向状態を形成する。そして、そのような配向状態が実現された位相差材料をそのまま硬化させ、上述の配向状態を固定化し、位相差特性の異なる2種類の位相差領域がそれぞれ複数、規則的に配置された、パターン化位相差材を得ることができる。
 本発明の光学フィルムは、液晶表示素子の液晶配向膜としての利用も可能である。例えば、上記のようにして形成された、本実施形態の光学フィルムを用い、スペーサを介して両光学フィルムにおける配向材が互いに向かい合うように張り合わせた後、それらの基材の間に液晶を注入して、液晶が配向した液晶表示素子を製造することができる。
 そのため、本発明の光学フィルムは、各種位相差材(位相差フィルム)や液晶表示素子等の製造に好適に用いることができる。
 以下、本発明の実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
[実施例で用いる略記号]
 以下の実施例で用いる略記号の意味は、以下のとおりである。
<原料>
BMAA:N-ブトキシメチルアクリルアミド
AAEM:(2-アセトアセトキシ)エチルメタクリレート(式(1)で表される基を有するモノマー)
4HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート(e1モノマーに該当)
MMA:メチルメタクリレート(e2モノマーに該当)
AIBN:α,α’-アゾビスイソブチロニトリル
MAIB:2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル
<A成分>
MCA:
M6CA:
<C成分>
AcNH:酢酸アンモニウム
<D成分:架橋触媒>
PTSA:p-トルエンスルホン酸・一水和物
CSA:(±)-10-カンファースルホン酸
PPTS:p-トルエンスルホン酸ピリジニウム
<E成分>
PEPO:ポリライト(登録商標)8651(DIC(株)製、ポリエステルポリオール)
RMK:マキシモール(登録商標)RMK-342(川崎化成工業(株)製、ポリエステルポリオール)
HPC:NISSO HPC-SSL(日本曹達(株)製、ヒドロキシプロピルセルロース)
<F成分>
HDC-DA:
10HDA:10-ヒドロキシデシルアクリレート
10HDMA:10-ヒドロキシデシルメタクリレート
12HDDMA:12-ヒドロキシドデシルメタクリレート
PET30:KAYARAD PET-30(日本化薬(株)製、ペンタエリスリトールトリアクリレート及びペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物)
<その他添加剤>
MEK-ST-L:オルガノシリカゾルMEK-ST-L(日産化学(株)製)(30質量%MEK分散液)
<溶剤>
PM:プロピレングリコールモノメチルエーテル
IPM:ネオエタノール(登録商標)IPM(大伸化学(株)製)
EA:酢酸エチル
BA:酢酸ブチル
CPN:シクロペンタノン
MEK:メチルエチルケトン
<重量平均分子量の測定>
装置:東ソー(株)製GPC装置(HLC-8320)
カラム:東ソー(株)製TSKgel(登録商標)α-4000及びTSKgel(登録商標)α-3000
カラムオーブン:40℃
流量:1mL/分
溶離液:N,N-ジメチルホルムアミド
標準資料:ポリスチレン
<B成分の合成>
<合成例1>
 BMAA(50.0g,318mmol)、AAEM(3.58g,16.7mmol)、連鎖移動剤としてα-チオグリセロール(0.362g,3.35mmol)及び重合触媒としてMAIB(0.154g,0.669mmol)をPM(36.0g)に溶解させた後、この溶液を、PM(90.1g)を70℃に保持したフラスコ中に60分かけて滴下した。滴下終了後、終夜で反応させることにより、アクリル共重合体(BMAA/AAEM=95/5(モル比))の溶液(PB-1)(固形分濃度30質量%)を得た。得られたアクリル共重合体の重量平均分子量Mwは26,000であった。
<合成例2>
 BMAA(47.0g,299mmol)、AAEM(7.11g,33.2mmol)、連鎖移動剤としてα-チオグリセロール(0.359g,3.32mmol)及び重合触媒としてMAIB(0.153g,0.664mmol)をPM(36.4g)に溶解させた後、この溶液を、PM(91.0g)を70℃に保持したフラスコ中に60分かけて滴下した。滴下終了後、終夜で反応させることにより、アクリル共重合体(BMAA/AAEM=90/10(モル比))の溶液(PB-2)(固形分濃度30質量%)を得た。得られたアクリル共重合体の重量平均分子量Mwは52,300であった。
<合成例3>
 BMAA(34.0g,216mmol)、AAEM(19.8g,92.4mmol)、連鎖移動剤としてα-チオグリセロール(0.334g,3.09mmol)及び重合触媒としてMAIB(0.142g,0.617mmol)をPM(36.2g)に溶解させた後、この溶液を、PM(90.5g)を70℃に保持したフラスコ中に60分かけて滴下した。滴下終了後、終夜で反応させることにより、アクリル共重合体(BMAA/AAEM=70/30(モル比))の溶液(PB-3)(固形分濃度30質量%)を得た。得られたアクリル共重合体の重量平均分子量Mwは56,000であった。
<合成例4>
 BMAA(23.0g,146mmol)、AAEM(31.3g,146mmol)、連鎖移動剤としてα-チオグリセロール(0.316g,2.92mmol)及び重合触媒としてMAIB(0.134g,0.582mmol)をPM(36.5g)に溶解させた後、この溶液を、PM(91.3g)を70℃に保持したフラスコ中に60分かけて滴下した。滴下終了後、終夜で反応させることにより、アクリル共重合体(BMAA/AAEM=50/50(モル比))の溶液(PB-4)(固形分濃度30質量%)を得た。得られたアクリル共重合体の重量平均分子量Mwは60,000であった。
<E成分の合成>
<合成例5>
 4HBA(197.0g,1.37mol)及び重合触媒としてMAIB(3.1g,13mmol)をPM(133.4g)に溶解させた後、この溶液を、PM(166.8g)を70℃に保持したフラスコ中に2時間かけて滴下した。滴下終了後、18時間反応させることにより、アクリル重合体の溶液(PE-1)(固形分濃度40質量%)を得た。得られたアクリル重合体の重量平均分子量Mwは22,700であった。
<合成例6>
 4HBA(248.0g,1.72mol)、α-チオグリセロール(1.9g,18mmol)及び重合触媒としてMAIB(0.20g,0.87mmol)をPM(166.7g)に溶解させた後、この溶液を、PM(83.4g)を70℃に保持したフラスコ中に4時間かけて滴下した。滴下終了後、18時間反応させることにより、アクリル重合体の溶液(PE-2)(固形分濃度50質量%)を得た。得られたアクリル重合体の重量平均分子量Mwは24,000であった。
<合成例7>
 MMA(84.4g,843mmol)、4HBA(13.5g,93.6mmol)、及び重合触媒としてMAIB(2.2g,9.6mmol)をPM(150.1g)に溶解させた後、この溶液を、PM(250.2g)を70℃に保持したフラスコ中に2時間かけて滴下した。滴下終了後、18時間反応させることにより、アクリル共重合体(MMA/4HBA=90/10(モル比))の溶液(PE-3)(固形分濃度20質量%)を得た。得られたアクリル共重合体の重量平均分子量Mwは38,900であった。
<その他添加剤の合成>
<合成例8>
 BMAA(145.5g,925.5mmol)及び重合触媒としてAIBN(4.6g,28mmol)をPM(150.1g)に溶解させた後、この溶液を、PM(200.1g)を80℃に保持したフラスコ中に30分かけて滴下した。滴下終了後、5時間反応させることにより、アクリル重合体の溶液(PBMAA)(固形分濃度30質量%)を得た。得られたアクリル重合体の重量平均分子量Mwは23,000であった。
<調製例1>
 (E)成分として、PEPO(100質量部)、(A)成分としてMCA(30質量部)、(B)成分として合成例1で得たPB-1(190質量部)を混合し、これに溶媒としてのPMを加えて2時間攪拌し、目視で溶解したことを確認し溶液を得た。その後、この得られた溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過することにより、固形分濃度が8.0質量%の組成物(A-1)を調製した。
<調製例2~15、17~18、20~41、43>
 下記表1に示す種類及び配合量の各成分を用いた以外は、調製例1と同様に操作し、(A-2)~(A-15)、(A-17)~(A-18)、(A-20)~(A-34)、(B-1)~(B-7)、(B-9)を調製した。
<調製例16>
 (E)成分として、合成例7で得たPE-2(100質量部)及び合成例8で得たPE-3(40質量部)、(A)成分としてM6CA(40質量部)、(B)成分として合成例1で得たPB-1(174質量部)、(C)成分としてAcNH(1質量部)、(F)成分として10HDA(8質量部)、添加剤としてMEK-ST-L(40質量部)を混合し、これに溶媒組成がPM:MEK=97.75:2.05(質量比)となるPM及びMEKを加えて2時間攪拌し、目視で溶解したことを確認し溶液を得た。その後、この得られた溶液を孔径1.0μmのガラスフィルターでろ過することにより、固形分濃度が8.0質量%の組成物(A-16)を調製した。
<調製例19、42>
 下記表1に示す種類及び配合量の各成分を用いた以外は、調製例16と同様に操作し、(A-19)、(B-8)を調製した。
[組成物中のホルムアルデヒド濃度の定量]
<実施例1>
 組成物中のホルムアルデヒドはアセチルアセトン法による誘導体化によって検出した。アセチルアセトン法はサンプル溶液を反応液と混合させ下記式1の反応に従い標識する手法である。本実施例ではアセチルアセトン法の一般的なプロトコルに従い、酢酸アンモニウム15g、酢酸600μL、アセチルアセトン500μLをMilliQの超純水で200mLにメスアップしたものを反応液として使用した。前処理として、マイクロチューブに700μLの純水を加え、調製例1で調製したA-1を300μL添加し、ミックスローターで2分間撹拌し、その後、遠心分離することにより上澄みを回収した。反応液を700μLと上澄み液300μLを加え、50℃で30分間反応させた後、室温で30分静置して、希釈倍率11.1倍のホルムデヒド誘導体化液を調製した。この調製液を液体クロマトグラフィーにより、ホルムアルデヒド誘導体化液中の誘導体化された化合物であるホルムアルデヒド誘導体を定量した結果、A-1中のホルムアルデヒド濃度は1.5ppmであった。
<実施例2~34>
 実施例1と同様に操作し、A-1をA-2~A-34に変更し、ホルムアルデヒド濃度の定量を行った。結果を下記表2に示す。
 <比較例1~9>
 実施例1と同様に操作し、A-1をB-1~B-9に変更し、ホルムアルデヒド濃度の定量を行った。結果を下記表2に示す。
 表2の結果から明らかなように、式(1)で表される基を有するモノマーを、N-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有するモノマーと共重合させることで、ホルムアルデヒドの量を大幅に低減することが出来た。
<触媒溶液の調製>
<調製例44>
 触媒としてPTSA(1.0g)、溶媒としてPM(19.0g)を加え、1時間攪拌し、目視で溶解したことを確認した。溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過することにより、触媒溶液(D-1)を調製した。
<調製例45>
 触媒としてPPTS(1.0g)、溶媒としてPM(19.0g)を加え、1時間攪拌し、目視で溶解したことを確認した。溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過することにより、触媒溶液(D-2)を調製した。
<調製例46>
 触媒としてCSA(2.0g)、溶媒としてPM(18.0g)を加え、1時間攪拌し、目視で溶解したことを確認した。溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過することにより、触媒溶液(D-3)を調製した。
<液晶配向剤の調製>
<実施例35>
 調製例1で得られたA-1(2.00g)に、調製例44で得られたD-1(0.12g)及び希釈溶媒としてEA(0.54g)を加え、1分攪拌することで液晶配向剤AL-1を得た。
<実施例36~45、52、55~62>
 実施例35と同様に操作し、A-1をA-2~11、A-18、A-21~A-28に変更し、液晶配向剤AL-2~11、AL-18、AL-21~28を得た。成分等の配合量を表3に示す。
<比較例10~15>
 実施例35と同様に操作し、A-1をB-1~6に変更し、液晶配向剤BL-1~6を得た。成分等の配合量を表3に示す。
<実施例46>
 調製例12で得られたA-12(2.00g)に、調製例45で得られたD-2(0.12g)及び希釈溶媒としてEA(0.54g)を加え、1分撹拌することで液晶配向剤AL-12を得た。成分等の配合量を表3に示す。 
<実施例47~49>
 実施例46と同様に操作し、A-12をA-13~15に変更し、液晶配向剤AL-13~15を得た。成分等の配合量を表3に示す。
<比較例16>
 実施例46と同様に操作し、A-12をB-7に変更し、液晶配向剤BL-7を得た。成分等の配合量を表3に示す。
<実施例50>
 調製例16で得られたA-16(2.00g)に、調製例46で得られたD-3(0.08g)及び希釈溶媒としてEA(0.5g)及びIPM(1.3g)を加え、24時間撹拌することで液晶配向剤AL-16を得た。成分等の配合量を表3に示す。
<実施例51、53~54、63~68>
 実施例50と同様に操作し、A-16をA-17、A-19~20、A-29~34に変更し、液晶配向剤AL-17、AL-19~20、AL-29~34を得た。成分等の配合量を表3に示す。
<比較例17-18>
 実施例50と同様に操作し、A-16をB-8及びB-9に変更し、液晶配向剤BL-8及びBL-9を得た。成分等の配合量を表3に示す。
<水平配向用重合性液晶溶液の作製>
 水平配向用重合性液晶であるPaliocolor(登録商標)LC-242(BASFジャパン(株)製)(19.3g)、光ラジカル開始剤としてOmnirad(登録商標)907(IGM Resins B.V.製)(0.6g)、レベリング剤としてBYK(登録商標)-361N(ビック・ケミージャパン(株)製)(0.1g)を加え、さらに溶媒としてCPN(80g)を加え、2時間撹拌し目視で溶解していることを確認し、20質量%の重合性液晶溶液(LC-1)を得た。
<液晶配向膜の形成及び位相差フィルムの作製>
<実施例69>
 実施例35で得た液晶配向剤(AL-1)を基板としてのTACフィルム上にバーコーターを用いてWet膜厚4μmにて塗布した。熱風循環式オーブン内にて120℃で1分間の加熱乾燥を行い、フィルム上に硬化膜を形成した。次いで、この硬化膜表面に波長313nmの直線偏光を10mJ/cmの露光量で垂直に照射し、液晶配向膜を形成した。水平配向用重合性液晶溶液RMS16-089(Merck社製)を、バーコーターを用いて上記液晶配向膜上にWet膜厚12μmにて塗布した。次いで、オーブン内にて72℃で1分間の加熱乾燥を行った後、窒素下、波長365nmの非偏光を500mJ/cmの露光量で垂直に照射することで重合性液晶を硬化させ、位相差フィルムを作製した。
<実施例70~78、86、比較例19~23>
 液晶配向剤として(AL-2)~(AL-10)、(AL-18)、(BL-1)~(BL-5)を用い、実施例69と同様の操作にて位相差フィルムを作製した。
<実施例79>
 実施例45で得た液晶配向剤(AL-11)を基板としてのTACフィルム上にバーコーターを用いてWet膜厚4μmにて塗布した。熱風循環式オーブン内にて120℃で2分間の加熱乾燥を行い、フィルム上に硬化膜を形成した。次いで、この硬化膜表面に波長313nmの直線偏光を20mJ/cmの露光量で垂直に照射し、液晶配向膜を形成した。水平配向用重合性液晶溶液LC-1を、バーコーターを用いて上記液晶配向膜上にWet膜厚10μmにて塗布した。次いで、オーブン内にて100℃で2分間の加熱乾燥を行った後、窒素下、波長365nmの非偏光を400mJ/cmの露光量で垂直に照射することで重合性液晶を硬化させ、位相差フィルムを作製した。
<実施例80~83、89~96、比較例24~25>
 液晶配向剤として(AL-12)~(AL-15)、(AL-21)~(AL-28)、(BL-6)~(BL-7)を用い、実施例79と同様の操作にて位相差フィルムを作製した。
<実施例84>
 実施例50で得た液晶配向剤(AL-16)を基板としてのアクリルフィルム上にバーコーターを用いてWet膜厚10μmにて塗布した。熱風循環式オーブン内にて90℃で1分間の加熱乾燥を行い、フィルム上に硬化膜を形成した。次いで、この硬化膜表面に波長313nmの直線偏光を20mJ/cmの露光量で垂直に照射し、液晶配向膜を形成した。水平配向用重合性液晶溶液LC-1を、バーコーターを用いて上記液晶配向膜上にWet膜厚8μmにて塗布した。次いで、オーブン内にて90℃で1分間の加熱乾燥を行った後、窒素下、波長365nmの非偏光を500mJ/cmの露光量で垂直に照射することで重合性液晶を硬化させ、位相差フィルムを作製した。
<実施例85、87~88、97~102、比較例26~27>
 液晶配向剤として(AL-17)、(AL-19)~(AL-20)、(AL-29)~(AL-34)、(BL-8)~(BL-9)を用い、実施例84と同様の操作にて位相差フィルムを作製した。
 上記で作製した各位相差フィルムについて、下記方法により評価を行った。その評価結果を表4に示す。
[配向性の評価]
 作製した基板上の位相差フィルムを一対の偏光板で挟み込み、目視によりクロスニコル下での位相差特性の発現状況を観察した。位相差が欠陥なく発現しているものを「○」、位相差が発現していないものを「×」として「配向性」の欄に記載した。
[密着性の評価]
 作製した基板上の位相差フィルムの表面(重合性液晶の層が形成された表面)にカッターナイフを用いてクロスカット(1mm×1mm×100マス)を入れ、その後、セロハンテープ(ニチバン社製 セロテープ(登録商標)、24mm幅)を貼り付けた。次いで、そのセロハンテープを剥がした時に、重合した重合性液晶の層が下層の硬化膜並びに更に下層のフィルム基材上で剥がれず残っているマス目の個数をカウントした。すべて残った場合を「〇」、一部がはがれた場合を「△」、すべてはがれた場合を「×」として「密着性」の欄に記載した。
 表4の結果から明らかなように、配向性、密着性の特性について、式(1)で表される基を有するモノマーを、N-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有するモノマーと共重合させても、特性を悪化させることなく、ホルムアルデヒド濃度のみを低減できていることが認められた。
 
 

Claims (8)

  1. (A)光配向性基を有する化合物、
    (B)N-ヒドロキシメチル基又はN-アルコキシメチル基を有する構造単位と、下記式(1)で表される部分構造を有する構造単位とを有する重合体、及び
    (D)架橋触媒
    を含む硬化膜形成用組成物。
    (式(1)中、Qは炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又はフェニル基を表し、QはO、S又はNQを表し、Qは水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であり、破線は結合手を表す。)
  2.  前記(A)成分の光配向性基が光二量化又は光異性化する構造の官能基である請求項1に記載の硬化膜形成組成物。
  3.  前記(A)成分の光配向性基がシンナモイル基である請求項1又は請求項2に記載の硬化膜形成組成物。
  4.  前記(A)成分の光配向性基がアゾベンゼン構造の基である請求項1に記載の硬化膜形成組成物。
  5.  さらに(C)成分としてアンモニウム塩を含有する請求項1に記載の硬化膜形成組成物。
  6.  前記(C)成分のアンモニウム塩が酢酸アンモニウムである請求項5に記載の硬化膜形成組成物。
  7.  請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の前記硬化膜形成組成物を用いて得られる配向材。
  8.  請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の前記硬化膜形成組成物から得られる硬化膜を使用して形成される位相差材。
     
     
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011126022A1 (ja) * 2010-04-08 2011-10-13 日産化学工業株式会社 光配向性を有する熱硬化膜形成組成物
WO2015129890A1 (ja) * 2014-02-28 2015-09-03 日産化学工業株式会社 硬化膜形成組成物、配向材および位相差材
WO2016143860A1 (ja) * 2015-03-11 2016-09-15 日産化学工業株式会社 硬化膜形成組成物、配向材および位相差材

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59408097D1 (de) 1993-02-17 1999-05-20 Rolic Ag Orientierungsschicht für Flüssigkristalle
JPH1068816A (ja) 1996-08-29 1998-03-10 Sharp Corp 位相差板及び円偏光板
WO1999015576A1 (en) 1997-09-25 1999-04-01 Rolic Ag Photocrosslinkable polyimides
JP2005049865A (ja) 2003-07-17 2005-02-24 Arisawa Mfg Co Ltd 光学位相差素子の製造方法
EP2129742B1 (en) 2007-03-30 2012-01-25 Merck Patent GmbH Birefingent layer with negative optical dispersion
JP5316740B2 (ja) 2007-08-30 2013-10-16 Jsr株式会社 液晶配向膜の形成方法
JP5373293B2 (ja) 2008-01-29 2013-12-18 富士フイルム株式会社 化合物、液晶組成物及び異方性材料
WO2010150748A1 (ja) 2009-06-23 2010-12-29 日産化学工業株式会社 光配向性を有する熱硬化膜形成組成物
KR102119632B1 (ko) 2012-07-12 2020-06-05 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 경화막 형성 조성물, 배향재 및 위상차재

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011126022A1 (ja) * 2010-04-08 2011-10-13 日産化学工業株式会社 光配向性を有する熱硬化膜形成組成物
WO2015129890A1 (ja) * 2014-02-28 2015-09-03 日産化学工業株式会社 硬化膜形成組成物、配向材および位相差材
WO2016143860A1 (ja) * 2015-03-11 2016-09-15 日産化学工業株式会社 硬化膜形成組成物、配向材および位相差材

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