IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ JNC株式会社の特許一覧

<>
  • 特許-硬化性組成物 図1
  • 特許-硬化性組成物 図2
  • 特許-硬化性組成物 図3
  • 特許-硬化性組成物 図4
  • 特許-硬化性組成物 図5
  • 特許-硬化性組成物 図6
  • 特許-硬化性組成物 図7
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-30
(45)【発行日】2023-02-07
(54)【発明の名称】硬化性組成物
(51)【国際特許分類】
   C08G 59/32 20060101AFI20230131BHJP
   C08G 59/42 20060101ALI20230131BHJP
   C08G 59/44 20060101ALI20230131BHJP
   G02F 1/1337 20060101ALI20230131BHJP
   C09D 163/00 20060101ALI20230131BHJP
   B32B 27/38 20060101ALI20230131BHJP
【FI】
C08G59/32
C08G59/42
C08G59/44
G02F1/1337 520
C09D163/00
B32B27/38
【請求項の数】 18
(21)【出願番号】P 2019058830
(22)【出願日】2019-03-26
(65)【公開番号】P2019172997
(43)【公開日】2019-10-10
【審査請求日】2021-10-07
(31)【優先権主張番号】P 2018058227
(32)【優先日】2018-03-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】311002067
【氏名又は名称】JNC株式会社
(72)【発明者】
【氏名】堀田 佑策
【審査官】小森 勇
(56)【参考文献】
【文献】特開2014-169353(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08G 59/32
C08G 59/42
C08G 59/44
G02F 1/1337
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)、多官能の共重合体(B)及び多官能エポキシ化合物(C)を含む硬化性組成物であって;
前記フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)が、フッ素を有する重合性化合物(m1)、反応性基を有する重合性化合物(m2)及び、フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)を含む原料からの生成物であり;
前記反応性基を有する重合性化合物(m2)が、カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)及びアルコキシシリル基を有する重合性化合物(m22)から選択される少なくとも1つであり;
前記フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)はポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート化合物を少なくとも1つ含み;
前記多官能の共重合体(B)が、ポリエステルアミド酸(B1)、カルボキシル基を有する共重合体(B2)及び酸無水物基を有する共重合体(B3)から選択される少なくとも1つであり;
前記カルボキシル基を有する共重合体(B2)が、前記カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)、並びにフッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の共重合体であり;
前記カルボキシル基を有する共重合体(B2)の原料において、前記カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)並びに前記フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の総量100重量%中、前記カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)が5~30重量%であり;
前記酸無水物基を有する共重合体(B3)が、酸無水物基を有する重合性化合物(m3)
並びに前記フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の共重合体であり;そして、
前記多官能エポキシ化合物(C)が1分子当たり3個以上のエポキシ基を有する化合物である、硬化性組成物。
【請求項2】
前記フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)及び前記多官能の共重合体(B)の総量100重量%中、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)が5~80重量%であって;
フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)及び多官能の共重合体(B)の総量100重量部に対して、前記多官能エポキシ化合物(C)が30~300重量部である、請求項1に記載の硬化性組成物。
【請求項3】
前記フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)の原料100重量%中、前記フッ素を有する重合性化合物(m1)が40重量%以上98重量%以下である、請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
【請求項4】
前記フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)の原料100重量%中、前記フッ素を有する重合性化合物(m1)が50重量%以上95重量%以下である、請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
【請求項5】
前記フッ素を有する重合性化合物(m1)がフッ素を有する(メタ)アクリレート化合物である、請求項1~4のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項6】
前記フッ素を有する(メタ)アクリレート化合物が下記式(1)で表される化合物である、請求項5に記載の硬化性組成物;
【化1】
式(1)中、Rは水素又はメチル基であり;R~Rはそれぞれ独立に水素又はフッ素であり;n及びnはそれぞれ独立に0~3の整数であり;n及びnはそれぞれ独立に0~6の整数であり;R、R、R、R及びRの内少なくとも1つはフッ素である。
【請求項7】
式(1)で表される化合物が、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチル(メタ)アクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、及び1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1つである、請求項6に記載の硬化性組成物。
【請求項8】
前記カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)が、(メタ)アクリル酸及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート化合物から選択される少なくとも1つである、請求項1~7のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項9】
前記カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)がメタクリル酸である、請求項1~7のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項10】
前記アルコキシシリル基を有する重合性化合物(m22)が、アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリレート化合物及びアルコキシシリル基を有するビニル化合物から選択される少なくとも1つである、請求項1~9のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項11】
前記アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリレート化合物が3-トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート及び3-トリエトキシシリルプロピル(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1つであり、前記アルコキシシリル基を有するビニル化合物がビニルトリメトキシシランから選択される少なくとも1つである、請求項10に記載の硬化性組成物。
【請求項12】
前記ポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート化合物がメトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレートである、請求項1~11のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項13】
多官能エポキシ化合物(C)が、グリシジルエーテル基を3個以上有する化合物、グリシジルエステル基を3個以上有する化合物、及びオキシラニル基を3個以上有する化合物から選択される少なくとも1つである、請求項1~12のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項14】
液晶表示素子の弱アンカリング膜を形成するための、請求項1~13のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項15】
請求項1~14のいずれか1項に記載の硬化性組成物を硬化させて得られる硬化膜。
【請求項16】
請求項15に記載の硬化膜を弱アンカリング膜として有する液晶表示素子。
【請求項17】
弱アンカリング膜が形成された第1基板(LCP-1)、
前記弱アンカリング膜との間に間隔を空けて対向配置される強アンカリング膜が形成された第2基板(LCP-2)、
前記弱アンカリング膜及び前記強アンカリング膜の間に配置された液晶層(LCP-3)、
並びに前記第1基板(LCP-1)及び前記第2基板(LCP-2)のいずれか一方に設けられ、前記液晶層中の液晶分子に前記第1基板(LCP-1)及び前記第2基板(LCP-2)に沿った方向の電場を印加する駆動電極層(LCP-4)を備えている液晶表示素子であって;
前記駆動電極層(LCP-4)に印加された電場により液晶分子が駆動されることによって、光の透過性が変化する、請求項16に記載の液晶表示素子。
【請求項18】
前記駆動電極層(LCP-4)が、前記第1基板(LCP-1)又は第2基板(LCP-2)の基板面に配置された複数の電極線からなり、前記電場の無印加時において、前記第2基板(LCP-2)側における前記液晶分子の配向方向が、前記電極線が連続する方向に平行又は直交している、請求項17に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示素子における弱アンカリング膜を与える硬化性組成物、それによる硬化膜、及びその硬化膜を備えた液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示素子は、薄型、軽量、低消費電力などの特性を有していることから、携帯電話、コンピュータ及びテレビの表示素子等の幅広い領域に用途が拡大している。液晶表示素子の表示原理として、TN(Twisted Nematic)、IPS(In-Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)等様々な表示モードが提案されているが、そのほとんどは、配向基板によって液晶分子の配向方向を予め規制する必要がある。
【0003】
表示用液晶分子の配向方向を強制する処理(配向処理)として、ラビング処理及び光配向処理等が採用されている。ラビング処理は、基板上にポリイミド等のポリマーの膜を形成した後に、レーヨンや綿などの布を巻いたローラーを、ローラーの回転数並びにローラー及び基板の距離を一定に保った状態で回転させ、ポリマーの膜の表面を一方向に擦る処理である。光配向処理はポリマーの膜に偏光紫外線を照射して配向処理を施す方法であり、光分解法、光異性化法、光二量化法、光架橋法等の光配向機構が存在する。これらの配向処理により、液晶分子は配向膜付き基板表面に強く束縛され、一定方向に配向するようになる。以下、この液晶分子が配向膜付き基板表面に束縛され、配向する方向を、「配向容易軸」と表記することとする。
【0004】
近年、液晶表示素子の低駆動電圧性を高めるための改善策として、基板の一方に強アンカリング膜を有し、他方に弱アンカリング膜を有する液晶表示素子(例えば、特許文献1参照)が提案されている。尚、本明細書では、上述の配向膜のような液晶分子の配向方向を規制する膜を「強アンカリング膜」と表記する。同様に、基板表面の配向規制力(アンカリング)が弱く、膜近傍でも電界等によって液晶分子の向きを変化させることができる膜を「弱アンカリング膜」と表記する。又、強アンカリング能を有する膜を形成可能な材料を「強アンカリング膜形成用材料」と表記し、弱アンカリング能を有する膜を形成可能な材料を「弱アンカリング膜形成用材料」表記する。
【0005】
特許文献1の実施例では、一方に基板表面にポリマーブラシを形成した弱アンカリング膜、及び他方にラビング処理を施したポリイミド膜である強アンカリング膜を備えた液晶表示素子が記載されている。弱アンカリング膜は、液晶分子の配向規制力が弱いため、一方に弱アンカリング膜、他方に強アンカリング膜を備えた液晶表示素子は、両方に強アンカリング膜を備えた液晶表示素子と比較して、駆動電圧が低いというメリットがある。
【0006】
しかし、特許文献1に記載の基板表面にポリマーブラシを形成する方法では、基板をポリマーブラシ形成溶液に浸漬する必要があり、大量生産時の生産性に改善の余地があった。
【0007】
特許文献2では、特許文献1のポリマーブラシと同様の原料を用いることで弱アンカリング性を有する硬化膜を与え、且つ塗布による弱アンカリング膜形成可能な材料が提案されている。しかしこの弱アンカリング膜は耐傷性に問題があり、生産時に膜に傷が付くことによる生産性低下に対して改善の余地がある。
【0008】
又、駆動電圧の低い高分子分散型液晶光学素子として、フッ素を含有した光硬化性化合物を高分子分散液晶のマトリックス樹脂に使用した液晶表示素子が提案されている(例えば、特許文献3)。フッ素を含有した光硬化性化合物を使用する目的は、高分子物質と液晶材料との界面における相互作用を低減することである。
【0009】
液晶材料に対する相互作用を低減する目的ではないが、フッ素を含有した硬化膜を形成可能な硬化性組成物として、フッ素及びカルボキシル基を有する共重合体及びエポキシ化合物等の架橋剤を含む硬化性組成物が提案されている(例えば、特許文献4)。しかし、この硬化性組成物を弱アンカリング膜として使用する場合、やはり硬化膜の耐傷性に改善の余地がある。
【0010】
特許文献4には、更に、フッ素及びカルボキシル基を有する共重合体、エポキシ化合物等の架橋剤及びフッ素を有せずカルボキシル基を有する共重合体を含む硬化性組成物も記載されている。しかし、記載されているこの硬化性組成物は、前記と同様に硬化膜の耐傷性に改善の余地がある。
【0011】
又、特許文献5には、櫛歯電極を有する基板上の、櫛歯電極上に弱アンカリング膜、櫛歯電極間に強アンカリング膜を備え、且つ対向基板上に強アンカリング膜を備えた液晶表示素子が記載されている。この液晶表示素子のように、一方の基板に弱アンカリング膜及び強アンカリング膜の両方が形成される場合には、弱アンカリング膜に対して、強アンカリング膜形成用材料に含まれる溶剤(例えばN-メチル-2-ピロリドン、以下「NMP」と略記)が触れた後の弱アンカリング性(以下「NMP接触後の弱アンカリング性」と表記)が必要となる。
【0012】
しかし、特許文献4に記載の硬化性組成物が与える硬化膜は、NMP接触後の弱アンカリング性について改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【文献】特開2017-010030
【文献】特開2017-214474
【文献】特開平6-202086
【文献】特開2013-141793
【文献】特開2017-211566
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の課題は、耐傷性及びNMP接触後の弱アンカリング性に優れた硬化膜を与え、且つ塗布による膜形成が可能な硬化性組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、フッ素及び反応性基を有する共重合体、多官能共重合体及び多官能エポキシ化合物を含む硬化性組成物を硬化して得られる硬化膜により、上記目的を達することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0016】
[1] フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)、多官能の共重合体(B)及び多官能エポキシ化合物(C)を含む硬化性組成物であって;
前記フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)が、フッ素を有する重合性化合物(m1)及び反応性基を有する重合性化合物(m2)を含む原料からの生成物であり;
前記反応性基を有する重合性化合物(m2)が、カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)及びアルコキシシリル基を有する重合性化合物(m22)から選択される少なくとも1つであり;
前記多官能の共重合体(B)が、ポリエステルアミド酸(B1)、カルボキシル基を有する共重合体(B2)及び酸無水物基を有する共重合体(B3)から選択される少なくとも1つであり;
前記カルボキシル基を有する共重合体(B2)が、前記カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)、並びにフッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の共重合体であり;
前記カルボキシル基を有する共重合体(B2)の原料において、前記カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)並びに前記フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の総量100重量%中、前記カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)が5~30重量%であり;
前記酸無水物基を有する共重合体(B3)が、酸無水物基を有する重合性化合物(m3)並びに前記フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の共重合体であり;そして、
前記多官能エポキシ化合物(C)が1分子当たり3個以上のエポキシ基を有する化合物である、硬化性組成物。
【0017】
[2] 前記フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)及び前記多官能の共重合体(B)の総量100重量%中、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)が5~80重量%であって;
フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)及び多官能の共重合体(B)の総量100重量部に対して、前記多官能エポキシ化合物(C)が30~300重量部である、[1]項に記載の硬化性組成物。
【0018】
[3] 前記フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)の原料100重量%中、前記フッ素を有する重合性化合物(m1)が40重量%以上98重量%以下である、[1]項又は[2]項に記載の硬化性組成物。
【0019】
[4] 前記フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)の原料100重量%中、前記フッ素を有する重合性化合物(m1)が50重量%以上95重量%以下である、[1]項又は[2]項に記載の硬化性組成物。
【0020】
[5] 前記フッ素を有する重合性化合物(m1)がフッ素を有する(メタ)アクリレート化合物である、[1]~[4]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0021】
[6] 前記フッ素を有する(メタ)アクリレート化合物が下記式(1)で表される化合物である、[5]項に記載の硬化性組成物;
【化1】
式(1)中、Rは水素又はメチル基であり;R~Rはそれぞれ独立に水素又はフッ素であり;n及びnはそれぞれ独立に0~3の整数であり;n及びnはそれぞれ独立に0~6の整数であり;R、R、R、R及びRの内少なくとも1つはフッ素である。
【0022】
[7] 式(1)で表される化合物が、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチル(メタ)アクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、及び1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1つである、[6]項に記載の硬化性組成物。
【0023】
[8] 前記カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)が、(メタ)アクリル酸及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート化合物から選択される少なくとも1つである、[1]~[7]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0024】
[9] 前記カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)がメタクリル酸である、[1]~[7]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0025】
[10] 前記アルコキシシリル基を有する重合性化合物(m22)が、アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリレート化合物及びアルコキシシリル基を有するビニル化合物から選択される少なくとも1つである、[1]~[9]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0026】
[11] 前記アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリレート化合物が3-トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート及び3-トリエトキシシリルプロピル(メタ)アクリレートから選択される少なくとも1つであり、前記アルコキシシリル基を有するビニル化合物がビニルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシランから選択される少なくとも1つである、[10]項に記載の硬化性組成物。
【0027】
[12] 前記フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)が、フッ素を有する重合性化合物(m1)及び反応性基を有する重合性化合物(m2)に加えて、ポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート化合物を更に含む原料からの生成物である、[1]~[11]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0028】
[13] 前記ポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート化合物がメトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレートである、[12]項に記載の硬化性組成物。
【0029】
[14] 多官能エポキシ化合物(C)が、グリシジルエーテル基を3個以上有する化合物、グリシジルエステル基を3個以上有する化合物、及びオキシラニル基を3個以上有する化合物から選択される少なくとも1つである、[1]~[13]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0030】
[15] 液晶表示素子の弱アンカリング膜を形成するための、[1]~[14]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【0031】
[16] [1]~[15]のいずれか1項に記載の硬化性組成物を硬化させて得られる硬化膜。
【0032】
[17] [16]項に記載の硬化膜を弱アンカリング膜として有する液晶表示素子。
【0033】
[18] 弱アンカリング膜が形成された第1基板(LCP-1)、
前記弱アンカリング膜との間に間隔を空けて対向配置される強アンカリング膜が形成された第2基板(LCP-2)、
前記弱アンカリング膜及び前記強アンカリング膜の間に配置された液晶層(LCP-3)、
並びに前記第1基板(LCP-1)及び前記第2基板(LCP-2)のいずれか一方に設けられ、前記液晶層中の液晶分子に前記第1基板(LCP-1)及び前記第2基板(LCP-2)に沿った方向の電場を印加する駆動電極層(LCP-4)を備えている液晶表示素子であって;
前記駆動電極層(LCP-4)に印加された電場により液晶分子が駆動されることによって、光の透過性が変化する、[17]項に記載の液晶表示素子。
【0034】
[19] 前記駆動電極層(LCP-4)が、前記第1基板(LCP-1)又は第2基板(LCP-2)の基板面に配置された複数の電極線からなり、前記電場の無印加時において、前記第2基板(LCP-2)側における前記液晶分子の配向方向が、前記電極線が連続する方向に平行又は直交している、[15]項に記載の液晶表示素子。
【発明の効果】
【0035】
本発明の好ましい態様に係る硬化性組成物は、耐傷性及びNMP接触後の弱アンカリング性に優れる硬化膜を与え、且つ塗布による膜形成が可能な硬化性組成物である。該硬化膜を液晶表示素子の弱アンカリング膜として使用することができる。その弱アンカリング膜は耐傷性が高いため液晶表示素子の作製の際に傷が付きにくく、NMP接触後でも弱アンカリング性が高いため、一方の基板に弱アンカリング膜及び強アンカリング膜の両方が形成される場合にも使用可能である。又、硬化膜は塗布工程で形成可能であるため、高い生産性を有する。
【図面の簡単な説明】
【0036】
図1】本発明の液晶表示素子10の第1実施形態、並びに表示のためのバックライトユニット11及び偏光板12A及び12Bの概略構成を示す断面図である。
図2】前記第1実施形態において、誘電率異方性が正の液晶化合物Lpを用い、電場Eを印加した状態における液晶分子の配向方向の分布を示す断面図である。
図3】前記第1実施形態において、誘電率異方性が正の液晶化合物Lpを用い、電場を印加しない状態における電極線の配線方向、及び弱アンカリング膜近傍の液晶分子の配向方向の関係を示す平面図である。
図4】前記第1実施形態において、誘電率異方性が正の液晶化合物Lpを用い、電場Eを印加した状態における電極線の配線方向、及び液晶分子の配向の関係を示す平面図である。
図5】本発明の液晶表示素子10の第2実施形態、並びに表示のためのバックライトユニット11及び偏光板12A及び12Bの概略構成を示す断面図である。
図6】実施例の電圧無印加時の配向の有無を判断する方法において、第1の条件における電極線15Aの配線方向及び偏光板12Aの偏光方向の関係を示す平面図である。
図7】実施例の電圧無印加時の配向の有無を判断する方法において、第2の条件における電極線15Aの配線方向及び偏光板12Aの偏光方向の関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
本明細書中、「アクリル」及び「メタクリル」の一方又は両方を示すために、「(メタ)アクリル」のように表記することがある。同様に、「アクリレート」及び「メタクリレート」の一方又は両方を示すために、「(メタ)アクリレート」のように表記することがあり、「アクリロキシ」及び「メタクリロキシ」の一方又は両方を示すために、「(メタ)アクリロキシ」のように表記することがある。
【0038】
<1.本発明の硬化性組成物>
本発明の硬化性組成物は、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)、多官能の共重合体(B)及び多官能エポキシ化合物(C)含むことを特徴とする硬化性組成物である。
【0039】
本発明の硬化性組成物において、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)、多官能の共重合体(B)及び多官能エポキシ化合物(C)の組成比は、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)及び多官能の共重合体(B)の総量100重量%中、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)が5~80重量%であることが好ましく、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)及び多官能の共重合体(B)の合計100重量部に対し、多官能エポキシ化合物(C)が30~300重量部であることが好ましい。
【0040】
本明細書中、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)、多官能の共重合体(B)及び多官能エポキシ化合物(C)を総称して「主要成分」と表記することがあり、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)、多官能の共重合体(B)及び多官能エポキシ化合物(C)の総量を「主要成分量」と表記することがある。
【0041】
<1-1.フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)>
本発明に用いられるフッ素及び反応性基を有する共重合体(A)は、フッ素を有する重合性化合物(m1)及び反応性基を有する重合性化合物(m2)を含む2種以上の原料からの生成物である。
【0042】
フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)の原料には、フッ素を有する重合性化合物(m1)及び反応性基を有する重合性化合物(m2)に加えて、フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)を含んでもよい。
【0043】
原料中の重合性化合物の望ましい重量比は、原料100重量%中、フッ素を有する重合性化合物(m1)が40重量%以上98重量%以下、反応性基を有する重合性化合物(m2)が2重量%以上40重量%以下、且つフッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)を含む場合には、フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)が58重量%以下である。この重量比であると、弱アンカリング性に優れた硬化膜を与える。更に望ましい重合性化合物の重量比は、フッ素を有する重合性化合物(m1)が50重量%以上95重量%以下、反応性基を有する重合性化合物(m2)が5重量%以上20重量%以下、且つフッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)を含む場合には、フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)が45重量%以下である。
【0044】
<1-1-1.フッ素を有する重合性化合物(m1)>
本発明では、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)を得るための原料として、フッ素を有する重合性化合物(m1)を用いる。
【0045】
上記フッ素を有する重合性化合物(m1)は、1分子中に、少なくとも1つのフッ素及び少なくとも1つの重合性基を有する化合物である。
【0046】
重合時の反応性基を有する重合性化合物(m2)に対する相溶性を考慮すると、好ましいフッ素を有する重合性化合物(m1)はフッ素を有する(メタ)アクリレート化合物である。
【0047】
化合物入手の容易性を考慮すると、好ましいフッ素を有する(メタ)アクリレート化合物は、下記式(1)で表される化合物である。
【化2】
式(1)中、Rは水素又はメチル基であり;R~Rはそれぞれ独立に水素又はフッ素であり;n及びnはそれぞれ独立に0~3の整数であり;n及びnはそれぞれ独立に0~6の整数であり;R、R、R、R及びRの内少なくとも1つはフッ素である。
【0048】
上記式(1)中、n及びnはそれぞれ独立に0~2の整数であることが好ましく;n及びnはそれぞれ独立に0、1、2、4、又は6であることが好ましく;R、R、R、R及びRの内、3~12個がフッ素であることが好ましい。
【0049】
式(1)で表される化合物の具体例は、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチル(メタ)アクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-ドデカフルオロヘプチル(メタ)アクリレート、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレート、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチル(メタ)アクリレート、及び1,2,2,2-テトラフルオロ-1-(トリフルオロメチル)エチル(メタ)アクリレートである。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0050】
反応性基を有する重合性化合物(m2)に対する相溶性及び化合物入手の容易性を考慮すると、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチル(メタ)アクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート及び1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレートが好ましく、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
【0051】
<1-1-2.反応性基を有する重合性化合物(m2)>
本発明では、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)を得るための原料として、反応性基を有する重合性化合物(m2)を用いる。本発明で用いられる反応性基を有する重合性化合物(m2)は、カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)及びアルコキシシリル基を有する重合性化合物(m22)から選択される少なくとも1つである。
【0052】
<1-1-2-1.カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)>
上記カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)は、1分子中に、少なくとも1つのカルボキシル基及び少なくとも1つの重合性基を有する化合物である。
【0053】
カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)の具体例は、2-フタル酸エチル(メタ)アクリレート及び2-ヘキサヒドロフタル酸エチル(メタ)アクリレート等のカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート化合物;4-ビニル安息香酸等のカルボキシル基を有するスチレン系化合物、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、及びシトラコン酸等のジカルボン酸化合物;及び(メタ)アクリル酸である。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0054】
重合時のフッ素を有する重合性化合物(m1)に対する相溶性及び原料入手の容易性を考慮すると、(メタ)アクリル酸及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート化合物が好ましく、メタクリル酸が特に好ましい。
【0055】
<1-1-2-2.アルコキシシリル基を有する重合性化合物(m22)>
上記アルコキシシリル基を有する重合性化合物(m22)は、1分子中に、少なくとも1つのアルコキシシリル基及び少なくとも1つの重合性基を有する化合物である。
【0056】
アルコキシシリル基を有する重合性化合物(m22)の具体例は、3-トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート及び3-トリエトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート等のアルコキシシリル基を有する(メタ)アクリレート化合物;並びにビニルトリメトキシシラン及びビニ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ビニル化合物である。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0057】
入手の容易性を考慮すると、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレート、ビニルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシランが特に好ましく、硬化膜を追加熱した後の透明性を考慮すると、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレート及び3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートが特に好ましい。
【0058】
<1-1-3.フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)>
本発明では、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)を得るための原料として、フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)を用いることができる。
【0059】
上記フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)は、フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さず、1分子中に少なくとも1つの重合性基を有する化合物である。
【0060】
フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の具体例は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンテニル(メタ)アクリレート等の脂肪族基を有する(メタ)アクリレート化合物;
フェニル(メタ)アクリレート、及びベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族基を有する(メタ)アクリレート化合物;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及び2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレート化合物;
メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート化合物;
2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート等のエーテル結合を有する(メタ)アクリレート化合物;
グリシジル(メタ)アクリレート等の環状エーテル基を有する(メタ)アクリレート化合物;
3-[トリス(トリメチルシリルオキシ)シリル]プロピル(メタ)アクリレート、及びモノ(メタ)アクリロキシプロピル変性ポリジメチルシロキサン等のシロキサン結合部位を有する(メタ)アクリレート化合物;
2-(ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート等の3級アミノ基を有する(メタ)アクリレート化合物;
イタコン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、及びイタコン酸ジエチル等の二重結合を有するジカルボン酸化合物のジエステル体;
N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、及びN-(4-ヒドロキシフェニル)マレイミド等のN置換マレイミド化合物;
スチレン、4-ヒドロキシスチレン、及び(メタ)アクリルアミドである。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0061】
フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)は、弱アンカリング性を向上させる効果、及び弱アンカリング性以外の硬化膜の特性を付与する効果がある。
【0062】
フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)を用いることにより弱アンカリング性を向上させる効果を与える化合物の例はポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート化合物である。フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)の原料100重量%中、ポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート化合物が5重量%以上であると、液晶注入後のアニール処理をせずとも配向可能となるため好ましい。
【0063】
ポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート化合物の内、入手製の観点からメトキシポリエチレングリコールメタクリレートが好ましい。市販のメトキシポリエチレングリコールメタクリレートの具体例は、ポリエチレングリコール鎖の繰り返し数が約9である化合物が、ライトエステル130MA(商品名;共栄社化学株式会社)及びファンクリルFA-400M(100)(商品名;日立化成株式会社)であり、ポリエチレングリコール鎖の繰り返し数が約30である化合物が、ライトエステル041MA(商品名;共栄社化学株式会社)である。
【0064】
フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)を用いることによる弱アンカリング性以外の硬化膜の特性を付与する効果の例は、芳香族基を有する(メタ)アクリレート化合物を用いることによる硬化膜の屈折率調整効果、環状エーテル基を有する(メタ)アクリレート化合物を用いることによる硬化膜の耐薬品性向上効果、シロキサン結合部位を有する(メタ)アクリレートを用いることによる硬化膜の撥液性向上効果、及びN-置換マレイミド化合物を用いることによる硬化膜の耐熱性向上効果である。
【0065】
<1-1-4.共重合体の重合方法>
フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)の重合方法は特に限定されない。重合方法の例は重合溶剤を用いた溶液中でのラジカル重合であり、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)を含む溶液を得られる。重合温度は使用する重合開始剤からラジカルが十分発生する温度であれば特に限定されないが、通常50~150℃の範囲である。重合時間も特に限定されないが、通常1~24時間の範囲である。又、当該重合は、加圧、減圧又は大気圧のいずれの圧力下でも行うことができる。
【0066】
該重合溶剤は、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)の原料の総量100重量部に対し、100重量部以上使用すると、反応がスムーズに進行するので好ましい。
【0067】
該フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)を含む溶液を用いることで、硬化性組成物を調製することができる。硬化性組成物の調製方法の例は、該重合溶剤をそのまま残したフッ素及び反応性基を有する共重合体(A)を含む溶液を直接用いて硬化性組成物を調製する方法、及びフッ素及び反応性基を有する共重合体(A)を含む溶液の重合溶剤を除去した後に希釈用溶剤を添加して液状又はゲル状の硬化性組成物を調製する方法である。
【0068】
<1-1-5.重合反応に用いる重合溶剤>
フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)を得るための重合反応に用いる重合溶剤(以下単に「重合溶剤」と表記)の具体例は、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、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、及びトリエチレングリコール等のジオール化合物;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、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ブチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル等のジオール化合物のモノエーテル体;エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等のジオール化合物のジエーテル体;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下「PGMEA」と略記)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ブチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のジオール化合物のモノエーテルモノエステル体;エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート等のジオール化合物のジエステル体;酢酸ブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ブチル等のモノカルボン酸化合物のモノエステル体;メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、3-メ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、3-エトキシプロピオン酸エチル、4-メトキシ酪酸メチル等のモノヒドロキシカルボン酸化合物のモノエーテルモノエステル体;コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル等のジカルボン酸化合物のジエステル体;N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルプロピオンアミド等のモノカルボン酸化合物のモノアミド体、メチルイソブチルケトン、メチルノルマルブチルケトン、ジエチルケトン、エチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、ジノルマルブチルケトン等のジアルキルケトン化合物;ヘキサメチレンオキシド、1,4-ジオキサン等の環状エーテル化合物;β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン等の環状エステル化合物;2-ピロリドン、NMP等の環状アミド化合物;及び、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン等の環状ケトン化合物である。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0069】
これらの重合溶剤の具体例の中でも、ジオール化合物のジエーテル体、ジオール化合物のモノエーテルモノエステル体、及びモノヒドロキシカルボン酸化合物のモノエーテルモノエステル体が、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)の溶解性が高く好ましい。
【0070】
<1-1-6.フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)の分子量>
得られたフッ素及び反応性基を有する共重合体(A)の重量平均分子量は1,000~200,000であることが好ましく、3,000~50,000がより好ましい。これらの範囲にあれば、弱アンカリング性が良好となる。
【0071】
本明細書中の重量平均分子量は、GPC法(カラム温度:35℃、流速:1mL/min)により求めたポリスチレン換算での値である。標準のポリスチレンには分子量が645~132,900のポリスチレン(例えば、アジレント・テクノロジー株式会社のポリスチレンキャリブレーションキットPL2010-0102)、カラムにはPLgel MIXED-D(商品名、アジレント・テクノロジー株式会社)を用い、移動相としてテトラヒドロフランを使用して測定することができる。尚、本明細書中の市販品の重量平均分子量はカタログ掲載値である。
【0072】
<1-2.多官能の共重合体(B)>
本発明に用いられる多官能の共重合体(B)は、ポリエステルアミド酸(B1)、カルボキシル基を有する共重合体(B2)、及び酸無水物基を有する共重合体(B3)から選択される少なくとも1つである。
【0073】
これらの多官能の共重合体(B)は原料の入手及び化合物の製造が容易であり、且つ該多官能の共重合体(B)を含有する硬化性組成物は、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)及び多官能エポキシ化合物(C)に対する相溶性が良好である。更に、ポリエステルアミド酸(B1)は紫外線吸収性が高いため、本発明の硬化膜形成後の紫外線照射工程における、下地への紫外線ダメージを低減させる効果があるため、ポリエステルアミド酸(B1)が特に好ましい。
【0074】
<1-2-1.ポリエステルアミド酸(B1)>
本発明に用いられるポリエステルアミド酸(B1)は、テトラカルボン酸二無水物(b11)、ジアミン(b12)、及び多価ヒドロキシ化合物(b13)を必須原料として反応させることにより得られる反応生成物である。更に、これらに加えて、1価アルコール(b14)及びスチレン-マレイン酸無水物共重合体(b15)から選択される1つ以上を原料に加えてもよい。
【0075】
ポリエステルアミド酸(B1)を本発明の硬化性組成物へ加える方法は、重合反応後の溶液をそのまま加えてもよく、同溶液を濃縮して固形分を取り出し、固形分のみを加えてもよい。
【0076】
<1-2-1-1.テトラカルボン酸二無水物(b11)>
本発明で用いられるテトラカルボン酸二無水物(b11)の例は、芳香族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、及び脂肪族テトラカルボン酸二無水物である。
【0077】
芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例は、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2-[ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)]ヘキサフルオロプロパン二無水物、及びエチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)であり;脂環式テトラカルボン酸二無水物の具体例は、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、及びシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物であり;脂肪族テトラカルボン酸二無水物の具体例は、エタンテトラカルボン酸二無水物、及びブタンテトラカルボン酸二無水物である。
【0078】
これらの中でも、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2-[ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)]ヘキサフルオロプロパン二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、及びブタンテトラカルボン酸二無水物が好ましく、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、及びブタンテトラカルボン酸二無水物が特に好ましい。これらから選択される1つ以上を原料として含むポリエステルアミド酸(B1)を含有する硬化性組成物を用いて形成された硬化膜は、光透過性が高い。
【0079】
テトラカルボン酸二無水物(b11)は、上記の化合物を単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。
【0080】
<1-2-1-2.ジアミン(b12)>
本発明で用いられるジアミン(b12)の例は、ベンゼン環を2つ有するジアミン及びベンゼン環を4つ有するジアミンである。
【0081】
ベンゼン環を2つ有するジアミンの具体例は、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、及び3,4’-ジアミノジフェニルスルホンであり;ベンゼン環を4つ有するジアミンの具体例は、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[3-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル][3-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル][3-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、及び2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパンである。
【0082】
これらの中でも、3,3’-ジアミノジフェニルスルホンが好ましい。これを原料として含むポリエステルアミド酸(B1)は、溶剤への溶解性が良好である。
【0083】
ジアミン(b12)は、上記の化合物を単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。
【0084】
<1-2-1-3.多価ヒドロキシ化合物(b13)>
本発明で用いられる多価ヒドロキシ化合物(b13)の具体例は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、重量平均分子量1,000以下のポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、重量平均分子量1,000以下のポリプロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,2,5-ペンタントリオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、1,2-ヘプタンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,2,7-ヘプタントリオール、1,2-オクタンジオール、1,8-オクタンジオール、3,6-オクタンジオール、1,2,8-オクタントリオール、1,2-ノナンジオール、1,9-ノナンジオール、1,2,9-ノナントリオール、1,2-デカンジオール、1,10-デカンジオール、1,2,10-デカントリオール、1,2-ドデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF、ジエタノールアミン、及びトリエタノールアミンである。
【0085】
これらの中でも、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、及び1,8-オクタンジオールが好ましく、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、及び1,6-ヘキサンジオールが特に好ましい。これらから選択される1つ以上を原料として含むポリエステルアミド酸(B1)は、溶剤への溶解性が良好である。
【0086】
多価ヒドロキシ化合物(b13)は、上記の化合物を単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。
【0087】
<1-2-1-4.1価アルコール(b14)>
ポリエステルアミド酸(B1)の合成には、テトラカルボン酸二無水物(b11)、ジアミン(b12)、及び多価ヒドロキシ化合物(b13)に加え、更に1価アルコール(b14)を反応させてもよい。
【0088】
1価アルコール(b14)の具体例は、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロピルアルコール、アリルアルコール、ベンジルアルコール、ヒドロキシエチルメタクリレート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、フェノール、ボルネオール、マルトール、リナロール、テルピネオール、ジメチルベンジルカルビノール、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタンである。
【0089】
これらの中でも、イソプロピルアルコール、アリルアルコール、ベンジルアルコール、ヒドロキシエチルメタクリレート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、及び3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタンが好ましく、ベンジルアルコールが特に好ましい。これらから選択される1つ以上を原料として含むポリエステルアミド酸(B1)は、多官能エポキシ化合物(C)に対する相溶性が良好である。
【0090】
1価アルコール(b14)は、上記の化合物を単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。
【0091】
<1-2-1-5.スチレン-マレイン酸無水物共重合体(b15)>
ポリエステルアミド酸(B1)の合成には、テトラカルボン酸二無水物(b11)、ジアミン(b12)、及び多価ヒドロキシ化合物(b13)に加え、スチレン-マレイン酸無水物共重合体(b15)を反応させてもよい。
【0092】
スチレン-マレイン酸無水物共重合体(b15)を加えることで、ポリエステルアミド酸(B1)の多官能エポキシ化合物(C)に対する相溶性を向上させることができる。スチレン/マレイン酸無水物のモル比が0.5~4、好ましくは1~3であり、具体的には、約1、約2又は約3がより好ましく、約1又は約2が更に好ましく、約1が特に好ましい。
【0093】
スチレン-マレイン酸無水物共重合体(b15)の市販品の具体例は、SMA1000、SMA2000、及びSMA3000(いずれも商品名、川原油化株式会社)である。これらの中でも溶剤への溶解性が良好なSMA1000が特に好ましい。
【0094】
スチレン-マレイン酸無水物共重合体(b15)は、上記の化合物を単独で用いてもよく、2つ以上を混合して用いてもよい。
【0095】
<1-2-1-6.ポリエステルアミド酸(B1)の製造方法>
本発明に用いられるポリエステルアミド酸(B1)は、既知の製造方法で製造される(例えば、特開2015-163685に記載されている)。好ましい製造方法は重合反応に用いる溶剤(以下「重合溶剤」と表記する)を用いた溶液重合である。
【0096】
<1-2-2.カルボキシル基を有する共重合体(B2)>
本発明に用いられるカルボキシル基を有する共重合体(B2)は、カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)並びにフッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の共重合体である。
【0097】
<1-2-2-1.カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)の好ましい例>
酸無水物基を有する共重合体(B2)の原料として用いられるカルボキシル基を有する重合性化合物(m21)の好ましい例は、(メタ)アクリル酸及びカルボキシル基を有する(メタ)アクリレート化合物であり、特に好ましい例はメタクリル酸である。これらの化合物は、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)に対する相溶性が高く、原料入手が容易である。
【0098】
<1-2-2-2.フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の好ましい例>
酸無水物基を有する共重合体(B2)の原料として用いられるフッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の好ましい例は、脂肪族基を有する(メタ)アクリレート化合物、芳香族基を有する(メタ)アクリレート化合物、環状エーテル基を有する(メタ)アクリレート化合物、及びN-置換マレイミド化合物であり、特に好ましい例は、脂肪族基を有する(メタ)アクリレート化合物及びN-置換マレイミド化合物である。これらの化合物は、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)に対する相溶性が高く、原料入手が容易である。
【0099】
<1-2-2-3.カルボキシル基を有する共重合体(B2)の製造方法>
本発明に用いられるカルボキシル基を有する共重合体(B2)は、既知の製造方法で製造される。好ましい製造方法は溶剤を用いた溶液中でのラジカル重合方法である。重合温度は使用する重合開始剤からラジカルが十分発生する温度であれば特に限定されないが、通常50~150℃の範囲である。重合時間も特に限定されないが、通常1~24時間の範囲である。又、当該重合は、加圧、減圧又は大気圧のいずれの圧力下でも行うことができる。製造方法は重合溶剤を用いた溶液重合である。
【0100】
<1-2-3.酸無水物基を有する共重合体(B3)>
本発明に用いられる酸無水物基を有する共重合体(B3)は、酸無水物基を有する重合性化合物(m3)並びにフッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の共重合体である。
【0101】
<1-2-3-1.酸無水物基を有する重合性化合物(m3)>
上記酸無水物基を有する重合性(m3)は、1分子中に、少なくとも1個の酸無水物基及び少なくとも1個の重合性基を有する化合物である。
【0102】
本発明で用いられる酸無水物基を有する重合性化合物(m3)の具体例は、マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、2,3-ジメチルマレイン酸無水物、及びイタコン酸無水物である。
【0103】
これらの中でも、マレイン酸無水物、及びイタコン酸無水物が好ましく、マレイン酸無水物が特に好ましい。これらから選択される1つ以上を含む混合物を重合して得られる酸無水物基を有する有重合体(B2)を含有する硬化性組成物は硬化性が良好である。
【0104】
<1-2-3-2.フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の好ましい例>
酸無水物基を有する共重合体(B3)の原料として用いられるフッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)の好ましい例は、芳香族基を有する(メタ)アクリレート化合物、環状エーテル基を有する(メタ)アクリレート化合物、N-置換マレイミド化合物、及びスチレンであり、特に好ましい例はスチレンである。これらの化合物は、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)に対する相溶性が高く、原料入手が容易である。
【0105】
<1-2-3-3.酸無水物基を有する共重合体(B3)の製造方法>
本発明に用いられる酸無水物基を有する共重合体(B3)は、既知の製造方法で製造される。好ましい製造方法は溶剤を用いた溶液中でのラジカル重合方法である。重合温度は使用する重合開始剤からラジカルが十分発生する温度であれば特に限定されないが、通常50~150℃の範囲である。重合時間も特に限定されないが、通常1~24時間の範囲である。又、当該重合は、加圧、減圧又は大気圧のいずれの圧力下でも行うことができる。製造方法は重合溶剤を用いた溶液重合である。
【0106】
<1-2-3-4.酸無水物基を有する共重合体(B3)の市販品の具体例>
本発明に用いられる酸無水物基を有する共重合体(B3)の市販品の具体例は、スチレン-マレイン酸無水物共重合体(酸無水物基を有する重合性化合物(m3)がマレイン酸無水物であり、フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4)がスチレンである共重合体)である、SMA1000、SMA2000、及びSMA3000(いずれも商品名、川原油化株式会社)である。
【0107】
<1-3.多官能エポキシ化合物(C)>
本発明に用いられる多官能エポキシ化合物(C)は、1分子当たり3個以上のエポキシ基を有する化合物である。
【0108】
本発明に用いられる多官能エポキシ化合物(C)の例は、
フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物、ビフェニル型多官能エポキシ化合物、シロキサン結合部位を有する多官能エポキシ化合物、2-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-2-[4-[1,1-ビス[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]エチル]フェニル]プロパン、1,3-ビス[4-[1-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-1-[4-[1-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-1-メチルエチル]フェニル]エチル]フェノキシ]-2-プロパノール、及びα-2,3-エポキシプロポキシフェニル-ω-ヒドロポリ[2-(2,3-エポキシプロポキシ)ベンジリデン-2,3-エポキシプロポキシフェニレン]等のグリシジルエーテル基を3個以上有する化合物;
グリシジルメタクリレートの単独重合体、グリシジルメタクリレート及びグリシジルメタクリレート以外の重合性化合物の共重合体等のグリシジルエステル基を3個以上有する化合物;及び、
2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物等のオキシラニル基を3個以上有する化合物である。
【0109】
グリシジルエーテル基を3個以上有する化合物を含む硬化性組成物は、耐熱性が良好な硬化膜を与え、グリシジルエステル基を3個以上有する化合物を含む硬化性組成物は、焼成温度が低い場合でも耐薬品性の良好な硬化膜を与え、オキシラニル基を3個以上有する化合物を含む硬化性組成物は、耐UV性の良好な硬化膜を与える。
【0110】
グリシジルエーテル基を3個以上有する化合物の中でも、特に耐熱性が良好な硬化膜を与えるビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物、2-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-2-[4-[1,1-ビス[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]エチル]フェニル]プロパン、1,3-ビス[4-[1-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-1-[4-[1-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-1-メチルエチル]フェニル]エチル]フェノキシ]-2-プロパノール、及びα-2,3-エポキシプロポキシフェニル-ω-ヒドロポリ[2-(2,3-エポキシプロポキシ)ベンジリデン-2,3-エポキシプロポキシフェニレン]が特に好ましい。
【0111】
フェノールノボラック型エポキシ化合物の市販品の具体例は、EPPN-201(商品名、日本化薬株式会社)、及びjER 152、154(いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社)であり;クレゾールノボラック型エポキシ化合物の市販品の具体例は、EOCN-102S、103S、104S、1020(いずれも商品名、日本化薬株式会社)であり;ビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物の市販品の具体例は、jER 157S65、157S70(いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社)であり;ビフェニル型多官能エポキシ化合物の市販品の具体例は、NC-3000、NC-3000-L、NC-3000-H、NC-3100(いずれも商品名、日本化薬株式会社)であり;シロキサン結合部位を有する多官能エポキシ化合物の市販品の具体例は、COATOSIL MP200(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社)、コンポセラン SQ506(商品名、荒川化学株式会社)、ES-1023(商品名、信越化学工業株式会社)であり;2-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-2-[4-[1,1-ビス[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]エチル]フェニル]プロパン、及び1,3-ビス[4-[1-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-1-[4-[1-[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]-1-メチルエチル]フェニル]エチル]フェノキシ]-2-プロパノールを含む市販品の具体例は、TECHMORE VG3101L(商品名、株式会社プリンテック)であり;α-2,3-エポキシプロポキシフェニル-ω-ヒドロポリ[2-(2,3-エポキシプロポキシ)ベンジリデン-2,3-エポキシプロポキシフェニレン]の市販品の具体例は、EPPN-501H、502H(いずれも商品名、日本化薬株式会社)であり;グリシジルメタクリレートの単独重合体の具体例は、マープルーフ G-01100(商品名、日油株式会社)であり;2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物の市販品の具体例は、EHPE3150(商品名、株式会社ダイセル)である。
【0112】
<1-4.添加剤(D)>
本発明の硬化性組成物は添加剤(D)を更に含有してもよい。本発明の硬化性組成物に任意に添加される添加剤(D)は、塗布均一性、密着性、安定性、耐薬品性、及び低温硬化性等、本発明の硬化性組成物の特性を向上させる観点から添加される。
【0113】
添加剤(D)の例は、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、及びフッ素系の界面活性剤;シリコーン樹脂系塗布性向上剤;シランカップリング剤等の密着性向上剤;ポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤;アクリル系、スチレン系、ポリエチレンイミン系、及びウレタン系等の高分子分散剤;ヒンダード系フェノール等の酸化防止剤;多官能エポキシ化合物(C)以外のエポキシ化合物、メラミン化合物、及びビスアジド化合物等の架橋剤;光酸発生剤;多官能(メタ)アクリレート化合物;及び光重合開始剤である。
【0114】
<1-4-1.界面活性剤、塗布性向上剤>
本発明の硬化性組成物は、塗布均一性を更に向上させる観点から界面活性剤を更に含有してもよい。界面活性剤の具体例は、ポリフローNo.75、ポリフローNo.90、ポリフローNo.95(いずれも商品名、共栄社化学株式会社)、DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-166、DISPERBYK-170、DISPERBYK-180、DISPERBYK-181、DISPERBYK-182、BYK-300、BYK-306、BYK-310、BYK-320、BYK-330、BYK-342、BYK-346、BYK-361N、BYK-UV3500、BYK-UV3570(いずれも商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社)、KP-341、KP-368、KF-96-50CS、KF-50-100CS(いずれも商品名、信越化学工業株式会社)、サーフロン(Surflon)S611(商品名、AGCセイミケミカル株式会社)、フタージェント222F、フタージェント208G、フタージェント251、フタージェント710FL、フタージェント710FM、フタージェント710FS、フタージェント601AD、フタージェント650A、FTX-218(いずれも商品名、株式会社ネオス)、メガファックF-171、メガファックF-177、メガファックF-410、メガファックF-430、メガファックF-444、メガファックF-472SF、メガファックF-475、メガファックF-477、メガファックF-552、メガファックF-553、メガファックF-554、メガファックF-555、メガファックF-556、メガファックF-558、メガファックF-559、メガファックR-94、メガファックRS-75、メガファックRS-72-K、メガファックRS-76-NS、メガファックDS-21(いずれも商品名、DIC株式会社)、TEGO Twin 4000、TEGO Twin 4100、TEGO Flow 370、TEGO Glide 440、TEGO Glide 450、TEGO Rad 2200N、(いずれも商品名、エボニック デグサ ジャパン株式会社)、フルオロアルキルベンゼンスルホン酸塩、フルオロアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、フルオロアルキルアンモニウムヨージド、フルオロアルキルベタイン、フルオロアルキルスルホン酸塩、ジグリセリンテトラキス(フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル)、フルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、フルオロアルキルアミノスルホン酸塩、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンオレエート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ソルビタンラウレート、ソルビタンパルミテート、ソルビタンステアレート、ソルビタンオレエート、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンオレエート、ポリオキシエチレンナフチルエーテル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、及びアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩である。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0115】
これらの界面活性剤の具体例の中でも、BYK-306、BYK-342、BYK-346、KP-341、KP-368、サーフロンS611、フタージェント710FL、フタージェント710FM、フタージェント710FS、フタージェント650A、メガファックF-477、メガファックF-556、メガファックRS-72-K、メガファックDS-21、TEGO Twin 4000、フルオロアルキルベンゼンスルホン酸塩、フルオロアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、フルオロアルキルスルホン酸塩、フルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、及びフルオロアルキルアミノスルホン酸塩の中から選ばれる少なくとも1種であると、硬化性組成物の塗布均一性を高める効果が大きいため好ましい。
【0116】
本発明の硬化性組成物における界面活性剤の添加量は、主要成分量100重量部に対して0.01~20重量部であることが好ましい。
【0117】
<1-4-2.密着性向上剤>
本発明の硬化性組成物は、形成される硬化膜の基材に対する密着性を更に向上させる観点から、密着性向上剤を更に含有してもよい。密着性向上剤の具体例は、シラン系、アルミニウム系又はチタネート系のカップリング剤を用いることができる。具体的には、3-グリシジルオキシプロピルジメチルエトキシシラン、3-グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(例えば、サイラエース S510;商品名、JNC株式会社)、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(例えば、サイラエース S530;商品名、JNC株式会社)、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレート(例えば、サイラエース S710;商品名、JNC株式会社)、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(例えば、サイラエース S810;商品名、JNC株式会社)等のシラン系カップリング剤、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニウム系カップリング剤、及びテトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート等のチタネート系カップリング剤である。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0118】
これら密着性向上剤の具体例の中でも、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン及び3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレートが、硬化膜の基材に対する密着性を向上させる効果が大きいため好ましい。
【0119】
本発明の硬化性組成物における密着性向上剤の添加量は、主要成分量100重量部に対して、0.1~20重量部であることが好ましい。
【0120】
<1-4-3.凝集防止剤>
本発明の硬化性組成物は、溶剤となじませ、凝集を防止させる観点から、凝集防止剤を更に含有してもよい。凝集防止剤は、溶剤となじませ、凝集を防止させるために使用される。本発明の硬化性組成物に任意に添加される凝集防止剤の具体例は、DISPERBYK-145、DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-182、DISPERBYK-184、DISPERBYK-185、DISPERBYK-2163、DISPERBYK-2164、BYK-220S、DISPERBYK-191、DISPERBYK-199、DISPERBYK-2015(いずれも商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社)、FTX-218、フタージェント710FM、フタージェント710FS(いずれも商品名、株式会社ネオス)、フローレンG-600、及びフローレンG-700(いずれも商品名、共栄社化学工業株式会社)である。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0121】
<1-4-4.酸化防止剤>
本発明の硬化性組成物は、硬化膜が高温に曝された場合の黄変を防止する観点から、酸化防止剤を更に含有してもよい。酸化防止剤の具体例は、Irganox1010、IrganoxFF、Irganox1035、Irganox1035FF、Irganox1076、Irganox1076FD、Irganox1098、Irganox1135、Irganox1330、Irganox1726、Irganox1425WL、Irganox1520L、Irganox245、Irganox245FF、Irganox259、Irganox3114、Irganox565、Irganox565DD、(いずれも商品名、BASFジャパン株式会社)、ADK STAB AO-20、ADK STAB AO-30、ADK STAB AO-50、ADK STAB AO-60、及びADK STAB AO-80(いずれも商品名、株式会社ADEKA)である。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0122】
これらの酸化防止剤の具体例の中でも、Irganox1010、ADK STAB AO-60がより好ましい。
【0123】
本発明の硬化性組成物における酸化防止剤の添加量は、主要成分量100重量部に対して、0.01~5重量部であることが好ましい。
【0124】
<1-4-5.架橋剤>
本発明の硬化性組成物は、耐熱性、耐薬品性、膜面内均一性、可撓性、柔軟性、弾性を向上させる観点から、多官能エポキシ化合物(C)以外のエポキシ化合物、メラミン化合物、及びビスアジド化合物等の架橋剤を更に含有してもよい。
【0125】
多官能エポキシ化合物(C)以外のエポキシ化合物の例は、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビフェニル型2官能エポキシ化合物、及びシロキサン結合部位を有する2官能エポキシ化合物等のグリシジルエーテル基を2つ有する化合物;テレフタル酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、及び1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル等のグリシジルエステル基を2つ有する化合物;及び3’,4’-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等の脂環式エポキシ基を2つ有する化合物である。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0126】
ビスフェノールA型エポキシ化合物の市販品の具体例は、jER 828、1004、1009(いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社)であり;ビスフェノールF型エポキシ化合物の市販品の具体例は、jER 806、4005P(いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社)であり;ビフェニル型2官能エポキシ化合物の市販品の具体例は、jER YX4000、YX4000H、YL6121H(いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社)であり;シロキサン結合部位を有する2官能エポキシ化合物の市販品の具体例は、TSL9906(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社)であり;テレフタル酸ジグリシジルエステルの市販品の具体例は、デナコール EX-711(商品名、ナガセケムテックス株式会社)であり;フタル酸ジグリシジルエステルの市販品の具体例は、デナコール EX-721(商品名、ナガセケムテックス株式会社)であり;3’,4’-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレートの市販品の具体例は、セロキサイド2021P(商品名、株式会社ダイセル)である。
【0127】
本発明の硬化性組成物における多官能エポキシ化合物(C)以外のエポキシ化合物の添加量は、主要成分量100重量部に対して、1~20重量部であることが好ましい。
【0128】
<1-4―6.光酸発生剤>
本発明の硬化性組成物は、解像性を向上させる観点から、光酸発生剤を更に含有してもよい。光酸発生剤の例は、1,2-キノンジアジド化合物である。
【0129】
1,2-キノンジアジド化合物の具体例は、2,3,4-トリヒドロキシベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、2,3,4-トリヒドロキシベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル(例えば、商品名、NT-200、東洋合成化学工業)、2,4,6-トリヒドロキシベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、2,4,6-トリヒドロキシベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル;2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル、2,3,3’,4-テトラヒドロキシベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、2,3,3’,4-テトラヒドロキシベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル、2,3,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、2,3,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル;ビス(2,4-ジヒドロキシフェニル)メタン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、ビス(2,4-ジヒドロキシフェニル)メタン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル、ビス(p-ヒドロキシフェニル)メタン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、ビス(p-ヒドロキシフェニル)メタン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル;トリ(p-ヒドロキシフェニル)メタン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、トリ(p-ヒドロキシフェニル)メタン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル、1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)エタン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)エタン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル;ビス(2,3,4-トリヒドロキシフェニル)メタン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、ビス(2,3,4-トリヒドロキシフェニル)メタン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル、2,2-ビス(2,3,4-トリヒドロキシフェニル)プロパン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、2,2-ビス(2,3,4-トリヒドロキシフェニル)プロパン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル;1,1,3-トリス(2,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-3-フェニルプロパン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、1,1,3-トリス(2,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-3-フェニルプロパン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル、4,4’-[1-[4-[1-[4-ヒドロキシフェニル]-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、4,4’-[1-[4-[1-[4-ヒドロキシフェニル]-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル;ビス(2,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-2-ヒドロキシフェニルメタン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、ビス(2,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-2-ヒドロキシフェニルメタン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル、3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインデン-5,6,7,5’,6’,7’-ヘキサノール-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインデン-5,6,7,5’,6’,7’-ヘキサノール-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル;2,2,4-トリメチル-7,2’,4’-トリヒドロキシフラバン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル、及び2,2,4-トリメチル-7,2’,4’-トリヒドロキシフラバン-1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステルである。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0130】
本発明の硬化性組成物における光酸発生剤の添加量は、主要成分量100重量部に対して、1~20重量部であることが好ましい。
【0131】
<1-4―7.多官能(メタ)アクリレート化合物>
本発明の硬化性組成物は、耐傷性を向上させる観点から、多官能(メタ)アクリレート化合物を更に含有してもよい。
【0132】
多官能(メタ)アクリレートの例は、(メタ)アクリロイル基を1分子当たり2個有する化合物、及び(メタ)アクリロイル基を1分子当たり3個以上有する化合物である。
【0133】
(メタ)アクリロイル基を1分子当たり2個有する化合物の具体例は、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、及びエチレンオキシド変性ビスフェノールSジ(メタ)アクリレート等のジオール化合物のジ(メタ)アクリレート体;
グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、及びエトキシ化イソシアヌル酸ジアクリレート等のトリオール化合物のジ(メタ)アクリレート体;
ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、及びビスフェノールSジ(メタ)アクリレート等のビスフェノール化合物のジ(メタ)アクリレート体;及び、
エピクロルヒドリン変性エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA型エポキシ化合物の(メタ)アクリル酸付加物、ビスフェノールF型エポキシ化合物の(メタ)アクリル酸付加物、及びビスフェノールS型エポキシ化合物の(メタ)アクリル酸付加物等のジエポキシ化合物の(メタ)アクリル酸付加である。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0134】
(メタ)アクリロイル基を1分子当たり3個以上有する化合物の具体例は、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールEO変性トリ(メタ)アクリレート、グリセロールPO変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、及びε-カプロラクトン変性トリス-(2-(メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレート等の3官能の(メタ)アクリレート化合物;
ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールアルコキシテトラ(メタ)アクリレート、及びジグリセリンEO変性テトラアクリレート等の4官能の(メタ)アクリレート化合物;
ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の5官能の(メタ)アクリレート化合物;
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の6官能の(メタ)アクリレート化合物;
及び、カルボキシル基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物である。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0135】
3官能のアクリレート化合物である、トリメチロールプロパントリアクリレートの市販品の具体例は、NKエステル TMPT(商品名、新中村化学工業株式会社)、TMPTA(商品名、ダイセル・オルネクス株式会社)、及びアロニックス M-309(商品名h東亞合成株式会社)であり;
トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレートの市販品の具体例は、TMPEOTA(商品名、ダイセル・オルネクス株式会社)、アロニックス M-350、M-360(いずれも商品名、東亞合成株式会社)であり;
トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレートの市販品の具体例は、EBECRYL 135(商品名、ダイセル・オルネクス株式会社)、アロニックス M-310、M-321(いずれも商品名、東亞合成株式会社)であり;
グリセロールPO変性トリアクリレートの市販品の具体例は、OTA 480(商品名、ダイセル・オルネクス株式会社)であり;
エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、の市販品の具体例は、NKエステル A-9300(商品名、新中村化学工業株式会社)であり;
ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートの市販品の具体例は、NKエステル A-9300-1CL(商品名、新中村化学工業株式会社)である。
【0136】
3官能のメタクリレート化合物である、トリメチロールプロパントリメタクリレートの市販品の具体例は、NKエステル TMPT(商品名、新中村化学工業株式会社)である。
【0137】
4官能のアクリレート化合物である、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートの市販品の具体例は、NKエステル AD-TMP(商品名、新中村化学工業株式会社)、EBECRYL 140、及び1142(いずれも商品名、ダイセル・オルネクス株式会社、アロニックス M-408(商品名、東亞合成株式会社)であり;
エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレートの市販品の具体例は、NKエステル ATM-35E(商品名、新中村化学工業株式会社)であり;
ペンタエリスリトールテトラアクリレートの市販品の具体例は、NKエステル A-TMMT(商品名、新中村化学工業株式会社)であり;
ペンタエリスリトールアルコキシテトラアクリレートの市販品の具体例は、EBECRYL 40(商品名、ダイセル・オルネクス株式会社)であり;
ジグリセリンEO変性テトラアクリレートの市販品の具体例は、アロニックス M-460(商品名、東亞合成株式会社)である。
【0138】
6官能のアクリレート化合物である、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの市販品の具体例は、NKエステル A-DPH(商品名、新中村化学工業株式会社)、及びDPHA(商品名、ダイセル・オルネクス株式会社)である。
【0139】
カルボキシル基を有する多官能アクリレート化合物の市販品の具体例は、アロニックス M-510及びM-520(いずれも商品名、東亞合成株式会社)である。
【0140】
3官能のアクリレート化合物であるエトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート及び2官能のアクリレート化合物であるエトキシ化イソシアヌル酸ジアクリレートの混合物の市販品の具体例は、アロニックス M-315(3~13重量%)(商品名、東亞合成株式会社、カッコ内の含有率は混合物中のエトキシ化イソシアヌル酸ジアクリレートの含有率のカタログ掲載値)である。
【0141】
3官能のアクリレート化合物であるペンタエリスリトールトリアクリレート、及び4官能のアクリレート化合物であるペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物の市販品の具体例は、PETIA、PETRA、及びPETA(いずれも商品名、ダイセル・オルネクス株式会社)、アロニックス M-306(65~70重量%)、M-305(55~63重量%)、及びM-450(10重量%未満)(いずれも商品名、東亞合成株式会社、カッコ内の含有率は混合物中のペンタエリスリトールトリアクリレートの含有率のカタログ掲載値)である。
【0142】
5官能のアクリレートであるジペンタエリスリトールペンタアクリレート、及び6官能のアクリレートであるジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物の市販品の具体例は、アロニックス M-403(50~60重量%)、M-400(40~50重量%)、M-402(30~40重量%)、M-404(30~40重量%)、M-406(25~35重量%)、及びM-405(10~20重量%)(商品名、東亞合成株式会社、カッコ内の含有率は混合物中のペンタエリスリトールペンタアクリレートの含有率のカタログ掲載値)である。
【0143】
本発明の硬化性組成物における多官能(メタ)アクリレート化合物の添加量は、主要成分量100重量部に対して、10~50重量部であることが好ましい。
【0144】
<1-4―8.光重合開始剤>
本発明の硬化性組成物は、低温硬化性を向上させる観点から、光重合開始剤を更に含有してもよい。光重合開始剤を添加する場合には、多官能(メタ)アクリレート化合物と併用し、紫外線照射工程を行うことで焼成温度を低下させることが可能となる。
【0145】
光重合開始剤の具体例は、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2-エチルアントラキノン、アセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-4’-イソプロピルプロピオフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、2,2-ジエトキシアセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、カンファーキノン、ベンズアントロン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン(例えば、商品名;Irgacure 907、BASFジャパン株式会社)、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1(例えば、商品名;Irgacure 369、BASFジャパン株式会社)、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4,4’-ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4’-トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-,2-(O-ベンゾイルオキシム)(例えば、商品名;Irgacure OXE01、BASFジャパン株式会社)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)(例えば、商品名;Irgacure OXE02、BASFジャパン株式会社)、Irgacure OXE03(商品名、BASFジャパン株式会社)、1,2-プロパンジオン,1-[4-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニルチオ]フェニル]-2-(O-アセチルオキシム)(例えば、商品名;アデカアークルズ NCI-930、株式会社ADEKA)、アデカアークルズ NCI-831(商品名、株式会社ADEKA)、アデカオプトマー N-1919(商品名、株式会社ADEKA)、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2-(4’-メトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(3’,4’-ジメトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(2’,4’-ジメトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(2’-メトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4’-ペンチルオキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、4-[p-N,N-ジ(エトキシカルボニルメチル)]-2,6-ジ(トリクロロメチル)-s-トリアジン、1,3-ビス(トリクロロメチル)-5-(2’-クロロフェニル)-s-トリアジン、1,3-ビス(トリクロロメチル)-5-(4’-メトキシフェニル)-s-トリアジン、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、3,3’-カルボニルビス(7-ジエチルアミノクマリン)、2-(o-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラキス(4-エトキシカルボニルフェニル)-1,2’-ビイミダゾール、2,2’-ビス(2,4-ジクロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、2,2’-ビス(2,4-ジブロモフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、2,2’-ビス(2,4,6-トリクロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニル-1,2’-ビイミダゾール、3-(2-メチル-2-ジメチルアミノプロピオニル)カルバゾール、3,6-ビス(2-メチル-2-モルホリノプロピオニル)-9-n-ドデシルカルバゾール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、及びビス(η-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウムである。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0146】
これらの光重合開始剤の具体例の中でも、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル],-2-(O-ベンゾイルオキシム)及び1,2-プロパンジオン,1-[4-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニルチオ]フェニル]-2-(O-アセチルオキシム)から選択される1種以上を用いると、硬化性組成物の低温硬化性の向上効果が、より少ない露光量で発現される。この効果を発現させるのに適した光重合開始剤の添加量は、主要成分量100重量部に対して、0.1~10重量部である。
【0147】
<1-5.硬化性組成物に任意に添加される溶剤>
本発明の硬化性組成物には、重合溶剤以外に、溶剤が添加されてもよい。本発明の硬化性組成物に任意に添加される溶剤(以下「希釈用溶剤(E)」と記載)は、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)、多官能の共重合体(B)及び多官能エポキシ化合物(C)を溶解できる溶剤が好ましい。硬化性組成物が上述の添加剤(D)を含有する場合には、希釈用溶剤(E)は更に添加剤(D)を溶解できる溶剤が好ましい。
【0148】
当該希釈用溶剤(E)の具体例は、上述の重合溶剤の具体例として記載した溶剤と同じである。これらの化合物は単独で用いてもよく、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【0149】
<1-6.硬化性組成物の保存>
本発明の硬化性組成物は、-30℃~25℃の範囲で遮光して保存すると、組成物の経時安定性が良好となり好ましい。-10℃~20℃で保存することがより好ましい。
【0150】
<2.硬化性組成物から得られる硬化膜>
本発明の硬化性組成物は、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)、多官能の共重合体(B)及び多官能エポキシ化合物(C)を混合し、目的とする特性によっては、更に添加剤(D)及び希釈用溶剤(E)を必要により選択して添加し、それらを均一に混合溶解することにより得ることができる。
【0151】
上記のようにして得られた硬化性組成物を、基板表面に塗布することで、硬化性組成物が組成物用溶剤を含む場合には更に加熱工程及び減圧工程等の工程により組成物用溶剤を除去することで、塗膜を形成することができる。基板表面への硬化性組成物の塗布の方法の具体例は、スピンコート法、ロールコート法、ディッピング法、及びスリットコート法である。次いでこの塗膜はホットプレート及びオーブン等でプリベークされる。プリベーク条件は各成分の種類及び配合割合によって異なるが、通常70~150℃で、ホットプレートなら1~5分間、オーブンなら5~15分間である。
【0152】
最後に塗膜を完全に硬化させるために100~250℃、好ましくは120~230℃で、ホットプレートなら5~60分間、オーブンなら20~90分間、加熱処理することによって硬化膜を得ることができる。
【0153】
このようにして得られた硬化膜は、フッ素特有の表面自由エネルギー低下能により、配向規制(アンカリング)が弱くなる。したがって、本発明の硬化膜は弱アンカリング膜として用いると効果的であり、この弱アンカリング膜を用いた液晶表示素子を作製することができる。更に、得られた硬化膜は、多官能の共重合体(B)のカルボキシル基及び多官能エポキシ化合物(C)のエポキシ基の反応による三次元架橋、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)がカルボキシル基を有する場合にはフッ素及び反応性基を有する共重合体(A)のカルボキシル基及び多官能エポキシ化合物(C)のエポキシ基の反応による三次元架橋、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)がアルコキシシリル基を有する場合にはアルコキシシリル基の縮合による三次元架橋が生じる。加えて、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)のアルコキシシリル基の縮合に関しては、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)のカルボキシル基や多官能の共重合体(B)のカルボキシル基が縮合反応速度を向上させる触媒として作用する。これらの三次元架橋により、耐傷性が良好となることに加え、NMP接触による弱アンカリング性の低下を防ぐことができる。
【0154】
<3.弱アンカリング性を有する硬化膜を有する液晶表示素子>
液晶化合物には誘電率異方性が正であるポジ型、及び誘電率異方性が負であるネガ型が存在する。ポジ型の液晶化合物は、誘電的性質が液晶分子の長軸方向に大きく、長軸方向に直交する方向に小さい。ネガ型の液晶化合物は、誘電的性質が液晶分子の長軸方向に小さく、長軸方向に直交する方向に大きい。以下の液晶表示素子の説明では、ポジ型の液晶化合物を用いた事例について説明する。
【0155】
液晶表示素子には液晶分子の配向方向を制御するための配向膜として、上述の強アンカリング膜及び弱アンカリング膜が存在する。本発明の液晶表示素子は、互いに対向する2つの配向膜の一方が強アンカリング膜であり、他方が弱アンカリング膜である。
【0156】
本発明の硬化性組成物から得られる硬化膜は、上記の弱アンカリング膜として使用することができる。
【0157】
<3-1.第1実施形態>
図1は、本発明の液晶表示素子10の第1実施形態、並びに表示のためのバックライトユニット11、偏光板12A、及び偏光板12Bの概略構成を示す断面図である。図2は、前記第1実施形態において、誘電率異方性が正の液晶化合物Lpを用い、電場Eを印加した状態における液晶分子の配向方向の分布を示す図である。図3は、前記第1実施形態において、誘電率異方性が正の液晶化合物Lpを用い、電場を印加しない状態における電極線の配線方向、及び弱アンカリング膜近傍の液晶分子の配向方向の関係を示す図である。図4は、前記第1実施形態において、誘電率異方性が正の液晶化合物Lpを用い、電場Eを印加した状態における電極線の配線方向、及び液晶分子の配向の関係を示す図である。
【0158】
図1に示すように、本発明の液晶表示素子は、弱アンカリング膜13が形成された第1基板(LCP-1)、前記弱アンカリング膜との間に間隔を空けて対向配置される強アンカリング膜14が形成された第2基板(LCP-2)、前記弱アンカリング膜及び前記強アンカリング膜の間に配置され、液晶分子が駆動されることによって前記光を透過又は遮断する液晶層(LCP-3)、並びに前記液晶分子に前記第1基板(LCP-1)及び第2基板(LCP-2)に沿った方向の電場を印加する駆動電極層(LCP-4)を備えている。
【0159】
第1基板(LCP-1)及び第2基板(LCP-2)は、それぞれガラス等の基板からなり、所定の間隔を空けて互いに平行に配置されている。
【0160】
偏光板12A及び偏光板12Bは、クロスニコルに配置されている。例えば、偏光板12Aの偏光方向は方向Yであり、偏光板12Bの偏光方向は方向Xである。
【0161】
駆動電極層(LCP-4)は、前記第1基板(LCP-1)及び第2基板(LCP-2)のいずれか一方に設けられる。図1に示すように、第1実施形態において駆動電極層(LCP-4)は、前記第1基板(LCP-1)に設けられている。駆動電極層(LCP-4)は、前記第1基板(LCP-1)の表面に沿って、複数本の電極線15Aが並設されることで形成されている。図1において、各電極線15Aは、その長軸方向が第1基板(LCP-1)表面に平行な面内で方向Yに沿って延びるよう直線状に形成されている。駆動電極層(LCP-4)は、このような電極線15Aが、第1基板(LCP-1)の表面に平行な面内で方向Xに沿って一定間隔に並んでいる。
【0162】
<3-2.第2実施形態>
第2実施形態は、図5に示すように、駆動電極層(LCP-4)が前記第2基板(LCP-2)に設けられている。他の構成は第1実施形態と同様である。
【実施例
【0163】
次に本発明を合成例、比較合成例、実施例、及び比較例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
【0164】
合成例、比較合成例、実施例、及び比較例に使用した化合物を成分毎に記しておく。
【0165】
フッ素を有する重合性化合物(m1):
m1-1:2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート
m1-2:2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート
m1-3:1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート
【0166】
カルボキシル基を有する重合性化合物(m21):
m21-1:メタクリル酸
m21-2:2-フタル酸エチルメタクリレート
アルコキシシリル基を有する重合性化合物(m22):
m22-1:3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレート
m22-2:ビニルトリエトキシシラン
【0167】
フッ素、カルボキシル基、アルコキシシリル基、及び酸無水物基のいずれも有さない重合性化合物(m4):
m4-1:メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(ファンクリル FA-400M(100)、日立化成株式会社株式会社)
m4-2:メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(ライトエステル 041MA、共栄社化学株式会社)
m4-3:モノ(メタ)アクリロキシプロピル変性ポリジメチルシロキサン(サイラプレーン FM0711(数平均分子量カタログ掲載値:1,000)、JNC株式会社)
m4-4:N-シクロヘキシルマレイミド
m4-5:n-ヘキシルメタクリレート
【0168】
重合開始剤:
2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオン酸)ジメチル(V-601;商品名、和光純薬工業株式会社、以下「V-601」と略記)
【0169】
重合溶剤:
PGMEA
【0170】
テトラカルボン酸二無水物(b11):
b11-1:ブタンテトラカルボン酸二無水物(商品名;リカシッド BT-100、新日本理化株式会社、以下「BT-100」と略記)
b11-2:3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物(以下「ODPA」と略記)
ジアミン(b12):
b12-1:3,3’-ジアミノジフェニルスルホン(以下「DDS」と記載)
多価ヒドロキシ化合物(b13):
b13-1:1,4-ブタンジオール
1価アルコール(b14):
b14-1:ベンジルアルコール
スチレン-マレイン酸無水物共重合体(b15):
b15-1:SMA1000(川原油化株式会社)
ポリエステルアミド酸(B1)の反応に用いる重合溶剤:
PGMEA
【0171】
酸無水物基を有する共重合体(B3):
B3-1:SMA1000(川原油化株式会社)
【0172】
多官能エポキシ化合物(C):
C-1:グリシジルエーテル基を3個以上有する化合物である、TECHMORE VG3101L(商品名、株式会社プリンテック、以下「VG3101L」と略記)
C-2:グリシジルエーテル基を3個以上有する化合物である、EPPN-501H(商品名、日本化薬株式会社)
C-3:グリシジルエステル基を3個以上有する化合物である、マープルーフ G-01100(商品名、日油株式会社、以下「G-01100」と略記)
C-4:オキシラニル基を3個以上有する化合物である、EHPE3150(商品名、株式会社ダイセル)
【0173】
添加剤(D):
D-1:エポキシ化合物である、COATOSIL MP200(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社、以下「MP200」と略記)
D-2:シラン系カップリング剤である、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(サイラエース S510;商品名、JNC株式会社、以下「S510」と略記)
D-3:ヒンダードフェノール系酸化防止剤である、ADK STAB AO-60(商品名;株式会社ADEKA、以下「AO-60」と略記)
D-4:界面活性剤である、メガファックRS-72-K(商品名、DIC株式会社、以下「RS-72-K」と略記)
D-5:界面活性剤である、TEGO Rad 2200N、(商品名、エボニック デグサ ジャパン株式会社、以下「2200N」と略記)
【0174】
まず、フッ素及び反応性基を有する共重合体を含有する溶液、及びフッ素を有しない重合体を含有する溶液を以下に示すように合成した(合成例1~14及び比較合成例1~2)。
【0175】
[合成例1]フッ素及び反応性基を有する共重合体溶液(A-1)の合成
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口及び窒素ガス導入口を備えた500mLの4つ口フラスコに、フッ素を有する重合性化合物(m1)として、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート(m1-1)、カルボキシル基を有する重合性化合物(m21)としてメタクリル酸(m21-1)、重合開始剤としてV-601、及び重合溶剤としてPGMEAを下記の重量で仕込み、90℃の重合温度で4時間加熱して重合を行った。
2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート 96.00g
メタクリル酸 24.00g
V-601 4.80g
PGMEA 280.00g
反応液を室温まで冷却し、フッ素及び反応性基を有する共重合体の30重量%溶液(A-1)を得た。溶液の一部をサンプリングし、GPC分析により重量平均分子量を測定した。その結果、重量平均分子量は14,000であった。
【0176】
[合成例2~14及び比較合成例1~2]
合成例1の方法に準じて、表1-1及び表1-2に記載の割合(単位:g)で原料である重合性化合物、重合開始剤、及び重合溶剤を仕込み、重合反応を行うことでフッ素及び反応性基を有する共重合体溶液(A-2)~(A-12)、フッ素を有さずカルボキシル基を有する共重合体溶液(B2-1)、(B2-1)、及び(B’-1)、並びにフッ素を有さずアルコキシシリル基を有する反応性共重合体溶液(B’-2)を得た。又、原料100重量%中のフッ素を有する重合性化合物(m1)の割合(単位:重量%、表には「100×(m1)/[(m1)+(m21)+(m22)+(m4)]」と記載)、原料100重量%中のカルボキシル基を有する重合性化合物(m21)の割合(単位:重量%、表には「100×(m2)/[(m1)+(m21)+(m22)+(m4)]」と記載)、及び得られた溶液に含まれる固形分の重量平均分子量も合わせて表1-1及び表1-2に示す。
【0177】
【表1】
【0178】
【表2】
【0179】
テトラカルボン酸二無水物、ジアミン、多価ヒドロキシ化合物を含む原料を用いて、ポリエステルアミド酸溶液を以下に示すように合成した(合成例15及び16)。
【0180】
[合成例15]ポリエステルアミド酸溶液(B1-1)の合成
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口及び窒素ガス導入口を備えた1,000mLの4つ口フラスコに、合成反応に用いる溶剤としてPGMEAを604.80g、テトラカルボン酸二無水物としてBT-100を34.47g、スチレン-マレイン酸無水物共重合体としてSMA-1000を164.11g、モノヒドロキシ化合物としてベンジルアルコールを50.17g、多価ヒドロキシ化合物として1,4-ブタンジオールを10.45g仕込み、乾燥窒素気流下130℃で3時間攪拌した。その後、反応後の溶液を25℃まで冷却し、ジアミンとしてDDSを10.80g、PGMEAを25.20g投入し、20~30℃で2時間攪拌した後、115℃で1時間攪拌、30℃以下に冷却することにより淡黄色透明な固形分濃度30重量%のポリエステルアミド酸溶液(B1-1)を得た。GPCで測定した重量平均分子量は10,000であった。
【0181】
[合成例16]ポリエステルアミド酸溶液(B1-2)の合成
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口及び窒素ガス導入口を備えた1,000mLの4つ口フラスコに、合成反応に用いる溶剤としてMMPを446.96g、多価ヒドロキシ化合物として1,4-ブタンジオールを31.93g、モノヒドロキシ化合物としてベンジルアルコールを25.54g、テトラカルボン酸二無水物としてODPAを183.20g仕込み、乾燥窒素気流下130℃で3時間攪拌した。その後、反応後の溶液を25℃まで冷却し、ジアミンとしてDDSを29.33g、MMPを183.04g投入し、20~30℃で2時間攪拌した後、115℃で1時間攪拌、30℃以下に冷却することにより淡黄色透明な固形分濃度30重量%のポリエステルアミド酸溶液(B1-2)を得た。又、GPCで測定した重量平均分子量は4,200であった。
【0182】
[実施例1]
合成例1で得られたフッ素及び反応性基を有する共重合体溶液(A-1)、SMA1000、VG3101L、RS-72-K、及びPGMEAを表2-1に記載の割合(単位:g)で混合溶解し、メンブランフィルター(0.2μm)で濾過して硬化性組成物を得た。
【0183】
フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)及び多官能の共重合体(B)の総量100重量%中の、フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)の割合(単位:重量%、表には「100×(A)/[(A)+(B)]」と記載)を表2-1に示す。
【0184】
フッ素及び反応性基を有する共重合体(A)及び多官能の共重合体(B)の総量100重量部に対する、多官能エポキシ化合物(C)の添加量(単位:重量部、表には「100×(C)/[(A)+(B)]」と記載)を表2-1に示す。
【0185】
【表3】
【0186】
【表4】
【0187】
【表5】
【0188】
尚、この硬化性組成物に含まれる溶剤の総量は、フッ素及び反応性基を有する共重合体溶液(A-1)に含まれる重合溶剤であるPGMEA、及び希釈用溶剤(E)のPGMEAの総量であり、この工程で固形分濃度が凡そ2.5重量%となるよう調製した。実施例2以下及び比較例においても同様である。
【0189】
[耐傷性の評価]
得られた硬化性組成物をガラス基板上に1,000rpmで10秒間スピンコートし、100℃のホットプレート上で2分間プリベークすることで、塗膜付き基板を得た。更に230℃のオーブン内で30分間ポストベークすることで、硬化膜の膜厚が略100nmである硬化膜付き基板を得た。以下、得られたこの硬化膜付き基板を、「硬化膜付きガラス基板」と表記する。
【0190】
得られた硬化膜付きガラス基板に対し、JIS K-5400-1990の8.4.1鉛筆引っかき試験を行うことで、硬化膜の鉛筆硬度を測定した。鉛筆硬度がH以上の場合を耐傷性「○」、F以下の場合を耐傷性「×」と評価した。鉛筆硬度測定結果及び耐傷性の評価結果を表2-1に示す。但し、鉛筆引っかき試験において、硬度2Bの鉛筆を用いた試験でも傷が見られた場合は、鉛筆硬度測定結果を「<2B」と表記することとした。
【0191】
[硬化膜付き櫛歯電極基板1の作製]
得られた硬化性組成物をIPSセル用Cr櫛歯電極付き基板上に1,000rpmで10秒間スピンコートし、100℃のホットプレート上で2分間プリベークすることで、塗膜付き基板を得た。更に230℃のオーブン内で30分間ポストベークすることで、硬化膜の膜厚が略100nmである硬化膜付き基板を得た。以下、得られたこの硬化膜付き基板を、「硬化膜付き櫛歯電極基板1」と表記する。
【0192】
[強アンカリング膜形成用材料(S-1)の調製]
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口及び窒素ガス導入口を備えた200mLの4つ口フラスコに、4,4’-ジアミノアゾベンゼン1.4184g、1,4-ビス(4-アミノフェニル)ブタン0.5736g、1,4-ビス(4-アミノフェニル)ピペラジン0.1281g、及び脱水NMP44.0gを仕込み、乾燥窒素気流下攪拌溶解した。次いで、1,8-ビス(3,4-ジカルボン酸)オクタン二無水物3.8799g及び脱水NMP20.0gを仕込み、室温で24時間攪拌を続け、反応溶液を得た。この反応溶液にエチレングリコールモノブチルエーテル20.0gを加えて、固形分濃度が6重量%のポリアミド酸溶液を得た。このポリアミド酸溶液を(PA-1)とする。(PA-1)に含まれるポリアミド酸の重量平均分子量は10,000であった。
【0193】
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口及び窒素ガス導入口を備えた200mLの4つ口フラスコに、1,4-ビス(4-アミノフェニル)ピペラジン1.9123g、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル0.8561g、1,4-フェニレンジアミン0.3082g、及び脱水NMP44.0gを入れ、乾燥窒素気流下攪拌溶解した。1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物1.8354g、ピロメリット酸二無水物1.0880g、さらに脱水NMP20.0gを入れ、室温で24時間攪拌を続けた。この反応溶液にエチレングリコールモノブチルエーテル30.0gを加えて、ポリマー固形分濃度が6重量%のポリアミド酸溶液を得た。このポリアミド酸溶液を(PB-1)とする。(PB-1)に含まれるポリアミド酸の重量平均分子量は50,000であった。
【0194】
ポリアミド酸溶液(PA-1)、ポリアミド酸溶液(PB-1)、及びNMPを下記の重量で仕込み、混合溶解することでポリマー固形分濃度4重量%の強アンカリング膜形成用材料(S-1)を調製した。
固形分濃度が6重量%のポリアミド酸溶液(PA-1) 9.00g
固形分濃度が6重量%のポリアミド酸溶液(PB-1) 21.00g
NMP 15.00g
【0195】
[強アンカリング膜付き基板の作製]
強アンカリング膜形成用材料(S-1)をガラス基板上に2,000rpmで10秒間スピンコートし、70℃のホットプレート上で80秒間プリベークすることで、塗膜付きガラス基板を得た。次いで、超高圧水銀灯を備えたマルチライトML-501C/B(商品名、ウシオ電機株式会社)及び偏光板を用い、塗膜付きガラス基板に対して鉛直方向から、直線偏光紫外線を照射した。露光量は紫外線積算光量計UIT-150(商品名、ウシオ電機株式会社)、受光器UVD-S365(商品名、ウシオ電機株式会社)で測定し、波長365nmの光換算で2J/cmとした。更に230℃のオーブン中で20分間ポストベークすることで、強アンカリング膜の膜厚が略100nmである強アンカリング膜付き基板を得た。
【0196】
[ポジ型液晶組成物(LC-1)の調製]
下記一般式(2-1)~(2-9)の化合物を記載の重量比で混合溶解することで、ポジ型液晶組成物(LC-1)を調製した。
【化3】
【0197】
[液晶表示素子1の作製]
得られた硬化膜付き櫛歯電極基板及び得られた強アンカリング膜付き基板の2枚の基板を、それぞれ硬化膜側及び強アンカリング膜側を向き合わせ、硬化膜付き櫛歯電極基板のCr櫛歯電極の配線方向及び強アンカリング膜付き基板の強アンカリング膜の配向容易軸が平行になるように配置した。更に硬化膜及び強アンカリング膜の間にポジ型液晶組成物(LC-1)を注入させるための空隙を形成して貼り合わせ、セル厚4μmの空の評価用セルを作製した。作製した空の評価用セルにポジ型液晶組成物(LC-1)を真空注入し、その後120℃のオーブン内で30分間アニール処理を行い、液晶表示素子を作製した。以下、得られたこの液晶表示素子を、「液晶表示素子1」と表記する。尚、この液晶表示素子を図1に対応させると、電極線15Aの配線方向及び強アンカリング膜14の配向容易軸が方向Yである。
【0198】
[電圧無印加時の配向有無の判断]
ライトビュアー7000PRO(商品名、ハクバ写真産業株式会社、以下「バックライト装置」と表記)上にクロスニコルに配置した2枚の偏光板の間、作製した液晶表示素子を狭持した。続いてバックライト装置を点灯させ、上述の2枚の偏光板及び作製した液晶表示素子を通った光を目視で2つの条件で観察した。第1の条件は、作製した液晶表示素子の櫛歯電極の配線方向、即ち強アンカリング膜付き基板の強アンカリング膜の配向容易軸が、偏光子の偏光方向と平行である条件である。この条件を図1に対応させると、バックライト装置側の偏光板12Aの偏光方向が方向Yであり、他の1枚の偏光板12Bの偏光方向が方向Xである。電極線15Aの配線方向及び偏光板12Aの偏光方向の関係を図6に示す。第2の条件は、第1の条件の2枚の偏光板12A及び12Bを、X-Y平面内を反時計回りに45°回転させた条件である。つまり、第2の条件では、櫛歯電極の配線方向及びバックライト装置側の偏光板の偏光方向のなす角が45°である。電極線15Aの配線方向及び偏光板12Aの偏光方向の関係を図7に示す。第1の条件において光り抜けがなく、且つ、第2の条件において光透過が見られる場合を、電圧無印加時の配向「有」と判断した。第1の条件において光り抜けがある場合、及び第2の条件において光透過が見られない場合の1つ以上の場合は、電圧無印加時の配向「無」と判断した。電圧無印加時の配向有無の判断結果を表2-1に示す。
【0199】
[電圧印加時の駆動有無の判断]
前記の電圧無印加時の配向の有無の判断において得られた液晶表示素子の強アンカリング膜の配向容易軸が、バックライト装置側の偏光板の偏光方法と平行である状態として、櫛歯電極の両極に電位差5V、60Hzの矩形波となるように電圧を印加させた。電圧無印加時と比較して、電圧印加時に光透過性が上がった場合を、電圧印加時の駆動「有」と判断し、変化しなかった場合を電圧印加時の駆動「無」と判断した。電圧印加時の駆動有無の判断結果を表2-1に示す。
【0200】
[弱アンカリング性の評価]
該硬化膜に上述のラビング法及び光配向法等の手法により硬化膜表面に異方性を持たせるのではない場合、仮に硬化膜のアンカリングが強いとすると、硬化膜近傍の液晶分子がランダムに配向し、上述の電圧無印加時の配向有無を判断する過程において、光り抜けが見られる。そのため、上述の電圧印加時の配向「有」、且つ、電圧無印加時の駆動「有」と判断された場合を、弱アンカリング性「○」と判断した。それ以外の場合を弱アンカリング性「×」と評価した。
【0201】
[硬化膜付き櫛歯電極基板2の作製]
得られた硬化性組成物をIPSセル用Cr櫛歯電極付き基板上に1,000rpmで10秒間スピンコートし、100℃のホットプレート上で2分間プリベークすることで、塗膜付き基板を得た。更に230℃のオーブン内で30分間ポストベークすることで、硬化膜の膜厚が略100nmである硬化膜付き基板を得た。続いて、得られた硬化膜付き基板上にNMPをスピンコートし、100℃のホットプレート上で2分間NMPを乾燥させた後、230℃のオーブン内で10分間乾燥させた。以下、得られたこの硬化膜付き基板を、「硬化膜付き櫛歯電極基板2」と表記する。
【0202】
[液晶表示素子2の作製]
硬化膜付き櫛歯電極基板1を硬化膜付き櫛歯電極基板2に変更した以外は、液晶表示素子1と同様にして、液晶表示素子2を作製した。
【0203】
[NMP接触後の弱アンカリング性の評価]
液晶表示素子1を用いて行った電圧無印加時の配向有無の判断と同様にして、液晶表示素子2を用いて電圧無印加時の配向有無の判断を行った。続いて、液晶表示素子1を用いて行った電圧印加時の駆動有無の判断と同様にして、液晶表示素子2を用いて電圧印加時の駆動有無の判断を行った。電圧印加時の配向「有」、且つ、電圧無印加時の駆動「有」と判断された場合を、NMP接触後の弱アンカリング性「○」と判断した。それ以外の場合をNMP接触後の弱アンカリング性「×」と評価した。
【0204】
[実施例2~21及び比較例1~3]
実施例1の方法に準じて、表2-1、表2-2及び表2-3に記載の割合(単位:g)で各成分を混合溶解し、硬化性組成物を得た。実施例1の方法に準じて、鉛筆硬度を測定結果から耐傷性を評価し、電圧無印加時の配向有無の判断及び電圧印加時の駆動有無の判断を行うことで弱アンカリング性及びNMP接触後の弱アンカリング性を評価した。それらの結果を表2-1、表2-2及び表2-3に示した。但し、液晶表示素子2を用いた電圧無印加時の配向有無の判断において、電圧印加時の配向「無」と判断した場合には、電圧印加時の駆動有無の判断を行わず、表2-1、表2-2及び表2-3には「-」と表記した。
【0205】
[アニール処理を省略した場合の弱アンカリング性の評価]
実施例9、11、12、16、17、18及び19に記載の硬化性組成物を用いて、120℃のオーブン中で30分間のアニール処理工程を省略した以外は、液晶表示素子1と同様にして、液晶表示素子3を作製した。液晶表示素子1を用いて行った電圧無印加時の配向有無の判断と同様にして、液晶表示素子3を用いて電圧無印加時の配向有無の判断を行った。続いて、液晶表示素子1を用いて行った電圧印加時の駆動有無の判断と同様にして、液晶表示素子3を用いて電圧印加時の駆動有無の判断を行った。いずれも場合も、電圧印加時の配向「有」、且つ、電圧無印加時の駆動「有」と判断されたため、アニール処理を省略した場合の弱アンカリング性○と評価した。
【0206】
[密着性試験(実施例4及び6)]
実施例4及び6に記載の硬化性組成物を用いて、耐傷性の評価と同様に硬化膜付きガラス基板を得た。得られたそれぞれの硬化膜付きガラス基板に対して、硬化膜のテープ剥離によるクロスカット試験(JIS-K5600、ISO2409)を行い、残存数を数えた。いずれの試験結果も分類0であったため、該硬化性組成物から得られる硬化膜の基材への密着性が良好であると判断した。
【0207】
[撥液性試験(実施例20)]
実施例20に記載の硬化性組成物用いて、実施例1と同様に硬化膜付き電極基板を得た。得られた硬化膜付きガラス基板に対して、ポータブル接触角計PCA-1(協和界面科学株式会社)を用いて、2μLの水を滴下し、水の接触角を測定した。水の接触角が96°であったため、該硬化性組成物から得られる硬化膜の撥液性が良好であると判断した。
【0208】
[耐熱性試験(実施例21)]
実施例21に記載の硬化性組成物を用いて、硬化膜付き櫛歯電極基板1作製時のポストベーク時間を、30分間から120分間に変更した以外は実施例1と同様の方法で、液晶表示素子1を得た。得られた液晶表示素子を用いて、実施例1と同様に弱アンカリング性の評価を行ったところ、弱アンカリング性○と評価できたので、該硬化組成物から得られる硬化膜の耐熱性が良好であると判断した。
【0209】
表2-1、表2-2及び表2-3に示した結果から明らかなように、実施例1~21の硬化性組成物は、硬化性組成物から得られる硬化膜は耐傷性及びNMP接触後の弱アンカリング性が優れている。一方、ポリマーブラシと同様の原料を用いた重合体を含む比較例1の硬化性組成物は、硬化膜のNMP接触後の弱アンカリング性は良好であるが、耐傷性が不良である。又、多官能の共重合体(B)を含まない比較例2の硬化性組成物は、硬化性組成物から得られる硬化膜は、耐傷性及びNMP接触後の弱アンカリング性が不良である。多官能の共重合体(B)を含む硬化性組成物であるが多官能の共重合体(B)の原料におけるカルボキシル基を有する化合物(m21)の割合の少ない比較例3の硬化性組成物は、得られる硬化膜は、耐傷性及びNMP接触後の弱アンカリング性が不良である。
【産業上の利用可能性】
【0210】
本発明の硬化性組成物から得られる硬化膜は、弱アンカリング性に優れることから、液晶表示素子に使用される弱アンカリング膜として使用可能である。更に、NMP接触後の弱アンカリング性にも優れることから、弱アンカリング膜及び強アンカリング膜の両方が形成される場合にも使用可能である。又、本発明の硬化性組成物は硬化膜の耐傷性が高いため液晶表示素子の作製時に傷が付きにくい、それらのために、液晶表示素子の生産性を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【0211】
10 液晶表示素子
11 バックライトユニット
12A、12B 偏光板
LCP-1 第1基板
LCP-2 第2基板
LCP-3 液晶層
LCP-4 駆動電極層
13 弱アンカリング膜
14 強アンカリング膜
15A 電極線
Lp 液晶化合物
X、Y 第1基板及び第2基板に平行な平面上に仮想する座標軸
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7