JP7750855B2 - curable composition - Google Patents
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Description
本発明は硬化性組成物及び硬化膜に関する。 The present invention relates to a curable composition and a cured film.
有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、表示装置、照明装置などに使用されており、屈折率を制御して発光層からの光取り出し効率を上げる検討が行われている。特許文献1に開示されている硬化性組成物は高屈折率な硬化膜を与えることを目的としており、例えば、組成物中、ジルコニアナノ粒子45質量%と、環構造多官能化合物としてのトリシクロデカンジメタノールジメタクリレート25質量%と、非環構造多官能化合物としての1,9-ノナンジオールジメタクリレート14質量%と、単官能化合物としてのイソブチルメタクリレート10質量%とを重合開始剤および界面活性剤と共に含んでいる。 Organic electroluminescent devices are used in display devices, lighting devices, and other applications, and research is underway to control the refractive index to increase the light extraction efficiency from the light-emitting layer. The curable composition disclosed in Patent Document 1 aims to produce a cured film with a high refractive index, and contains, for example, 45% by weight of zirconia nanoparticles, 25% by weight of tricyclodecane dimethanol dimethacrylate as a ring-structure polyfunctional compound, 14% by weight of 1,9-nonanediol dimethacrylate as a non-ring-structure polyfunctional compound, and 10% by weight of isobutyl methacrylate as a monofunctional compound, along with a polymerization initiator and a surfactant.
しかし環構造多官能化合物と非環構造多官能化合物とを組み合わせる場合、硬化性組成物が十分に硬化しないことがあった。
本発明の目的は、硬化性に優れる硬化性組成物を提供することにある。
However, when a polyfunctional compound with a ring structure and a polyfunctional compound with a non-ring structure are combined, the curable composition may not be cured sufficiently.
An object of the present invention is to provide a curable composition that has excellent curability.
前記課題を解決し得た本発明は、以下の構成を有する。
[1] 無機微粒子(A)、重合性化合物(B)、及び重合開始剤(C)を含有し、
前記重合性化合物(B)が式(B1)で表される化合物を含有し、
下記条件で成膜したときの波長400~700nmの透過率の平均値が、膜厚1.0μmあたり90%以上である硬化性組成物。
[成膜条件]
ガラス基板上に硬化膜の平均厚さが1.0±0.2μmの範囲に入るように硬化性組成物を塗布し、LEDランプを用い、波長385nmのUVを積算光量2000J/m2で照射する。
[2] 前記無機微粒子(A)の含有率が、硬化性組成物中、10質量%以上である[1]に記載の硬化性組成物。
[3] [1]または[2]に記載の硬化性組成物から形成される硬化膜。
The present invention, which has solved the above problems, has the following configuration.
[1] A composition comprising inorganic fine particles (A), a polymerizable compound (B), and a polymerization initiator (C),
The polymerizable compound (B) contains a compound represented by formula (B1),
A curable composition having an average transmittance of 90% or more per 1.0 μm film thickness at wavelengths of 400 to 700 nm when formed into a film under the following conditions:
[Film formation conditions]
The curable composition is applied to a glass substrate so that the average thickness of the cured film falls within the range of 1.0±0.2 μm, and the substrate is irradiated with UV light having a wavelength of 385 nm at an integrated light intensity of 2000 J/m 2 using an LED lamp.
[2] The curable composition according to [1], wherein the content of the inorganic fine particles (A) in the curable composition is 10 mass % or more.
[3] A cured film formed from the curable composition according to [1] or [2].
本発明によれば硬化性組成物の硬化性を良好にできる。 The present invention makes it possible to improve the curability of the curable composition.
本発明は、無機微粒子(A)、重合性化合物(B)、及び重合開始剤(C)を含有する硬化性組成物であり、前記重合性化合物(B)として特定のモノマー類を含有する点に特徴がある。 The present invention is a curable composition containing inorganic fine particles (A), a polymerizable compound (B), and a polymerization initiator (C), and is characterized in that the polymerizable compound (B) contains specific monomers.
<無機微粒子(A)>
前記無機微粒子(A)は、可視光域への波長変換能を有さない粒子であることが好ましく、また屈折率が1.6以上である粒子が好ましい。無機微粒子(A)の屈折率が高くなるほど、硬化性組成物から得られる膜の屈折率も高くなり、発光層からの光取り出し効率が向上する。屈折率は、好ましくは1.8以上であり、より好ましくは2.0以上である。また屈折率は、例えば、3.5以下であってもよく、3.0以下であってもよい。前記屈折率は、ナトリウムのD線での値である。
<Inorganic fine particles (A)>
The inorganic fine particles (A) are preferably particles that do not have the ability to convert wavelengths into the visible light region, and are preferably particles having a refractive index of 1.6 or more. The higher the refractive index of the inorganic fine particles (A), the higher the refractive index of the film obtained from the curable composition, and the light extraction efficiency from the light-emitting layer is improved. The refractive index is preferably 1.8 or more, more preferably 2.0 or more. The refractive index may be, for example, 3.5 or less, or 3.0 or less. The refractive index is a value at the D line of sodium.
無機微粒子(A)には酸化物、窒化物などが含まれ、具体的には、TiO2(酸化チタン;屈折率2.3~2.7)、Nb2O5(酸化ニオブ;屈折率2.3)、Ta2O5(酸化タンタル;屈折率2.3)、BN(窒化ホウ素;屈折率2.2)、ZrO2(酸化ジルコニウム;屈折率2.1)、SnO2(酸化スズ;屈折率2.0)、ITO(スズドープ酸化インジウム;屈折率2.0)、Si3N4(窒化ケイ素;屈折率2.0)、CeO2(酸化セリウム;屈折率1.9~2.0)、ZnO(酸化亜鉛;屈折率1.9)、Y2O3(酸化イットリウム;屈折率1.9)、ATO(アンチモンドープ酸化スズ;屈折率1.7~1.9)、SbO5(酸化アンチモン;屈折率1.8)、Al2O3(酸化アルミニウム;屈折率1.8)、TiN(窒化チタン;屈折率1.6)などが挙げられ、好ましくは周期表第3~5若しくは12~15族元素の酸化物、又は周期表第4族元素の窒化物であり、より好ましくは酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、及び窒化ケイ素であり、さらに好ましくは酸化チタン及び酸化ジルコニウムである。これら無機微粒子(A)は、1種でもよく、2種以上を組み合わせてもよい。 The inorganic fine particles (A) include oxides, nitrides, etc., and specific examples thereof include TiO 2 (titanium oxide; refractive index 2.3 to 2.7), Nb 2 O 5 (niobium oxide; refractive index 2.3), Ta 2 O 5 (tantalum oxide; refractive index 2.3), BN (boron nitride; refractive index 2.2), ZrO 2 (zirconium oxide; refractive index 2.1), SnO 2 (tin oxide; refractive index 2.0), ITO (tin-doped indium oxide; refractive index 2.0), Si 3 N 4 (silicon nitride; refractive index 2.0), CeO 2 (cerium oxide; refractive index 1.9 to 2.0), ZnO (zinc oxide; refractive index 1.9), Y 2 O 3 (yttrium oxide; refractive index 1.9), ATO (antimony-doped tin oxide; refractive index 1.7 to 1.9), SbO 5 (antimony oxide; refractive index 1.8), and Al 2 O 3 . Examples of inorganic fine particles (A) include O 3 (aluminum oxide; refractive index 1.8) and TiN (titanium nitride; refractive index 1.6), and are preferably oxides of elements in Groups 3 to 5 or 12 to 15 of the periodic table, or nitrides of elements in Group 4 of the periodic table, more preferably titanium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide, niobium oxide, and silicon nitride, and even more preferably titanium oxide and zirconium oxide. These inorganic fine particles (A) may be of one type or a combination of two or more types.
無機微粒子(A)の体積平均粒子径は、例えば、100nm以下、好ましくは50nm以下、より好ましくは30nm以下である。粒子径が小さいほど、得られる膜の可視光透過率を高めることができる。無機微粒子(A)の体積平均粒子径の下限は特に限定されないが、例えば、0.1nm以上、好ましくは0.5nm以上、より好ましくは1.0nm以上である。The volume average particle diameter of the inorganic fine particles (A) is, for example, 100 nm or less, preferably 50 nm or less, and more preferably 30 nm or less. The smaller the particle diameter, the higher the visible light transmittance of the resulting film. There is no particular lower limit for the volume average particle diameter of the inorganic fine particles (A), but it is, for example, 0.1 nm or more, preferably 0.5 nm or more, and more preferably 1.0 nm or more.
前記無機微粒子(A)の含有率は、硬化性組成物中、例えば、10質量%以上、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上、特に好ましくは30質量%以上である。無機微粒子(A)の含有量が高いほど、硬化性組成物から得られる膜の屈折率が高くなり、発光層から光取り出し効率が向上する。無機微粒子(A)の含有率は、例えば、80質量%以下、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下、よりさらに好ましくは50質量%以下である。The content of the inorganic fine particles (A) in the curable composition is, for example, 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and particularly preferably 30% by mass or more. The higher the content of the inorganic fine particles (A), the higher the refractive index of the film obtained from the curable composition, and the more improved the light extraction efficiency from the light-emitting layer. The content of the inorganic fine particles (A) is, for example, 80% by mass or less, preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or less.
前記無機微粒子(A)は、カップリング剤で表面処理されていてもよい。カップリング剤としては、シラン系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤、チタネート系カップリング剤及びアルミネート系カップリング剤などが挙げられ、これらは1種でもよく、2種以上を組み合わせてもよい。The inorganic fine particles (A) may be surface-treated with a coupling agent. Examples of coupling agents include silane-based coupling agents, zirconium-based coupling agents, titanate-based coupling agents, and aluminate-based coupling agents. These may be used alone or in combination of two or more.
シラン系カップリング剤としては、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルジメチルメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルジエチルメトキシシラン、フェニルエチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、及びジフェニルジメトキシシランなどが挙げられる。 Examples of silane coupling agents include γ-(meth)acryloyloxypropyldimethylmethoxysilane, γ-(meth)acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, phenyldimethylmethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenyldiethylmethoxysilane, phenylethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and diphenyldimethoxysilane.
ジルコニウム系カップリング剤としては、例えば、テトラプロピルジルコネート、テトラブチルジルコネート、テトラ(トリエタノールアミン)ジルコネート、テトライソプロピルジルコネート、ジルコニウムアセチルアセトネート、アセチルアセトンジルコニウムブチレート、ステアリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウムブチレート、モノアルコキシジルコアルミネート、トリアルコキシジルコアルミネート、テトラアルコキシジルコアルミネートなどが挙げられる。 Examples of zirconium-based coupling agents include tetrapropyl zirconate, tetrabutyl zirconate, tetra(triethanolamine) zirconate, tetraisopropyl zirconate, zirconium acetylacetonate, acetylacetone zirconium butyrate, zirconium stearate, zirconium stearate butyrate, monoalkoxyzircoaluminate, trialkoxyzircoaluminate, and tetraalkoxyzircoaluminate.
チタネート系カップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリステアロイルチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、トリイソステアリン酸イソプロピルチタン、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリ(N-アミノエチル-アミノエチル)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2-ジアリルオキシメチル-1-ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネートなどが挙げられる。 Examples of titanate coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tristearoyl titanate, isopropyl trioctanoyl titanate, isopropyl dimethacrylisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl isostearoyl diacryl titanate, isopropyl tri(dioctylphosphate) titanate, isopropyl titanium triisostearate, isopropyl tris(dioctylpyrophosphate) titanate, isopropyl tri(N-aminoethyl-aminoethyl) titanate, tetraoctylbis(ditridecylphosphite) titanate, tetra(2,2-diallyloxymethyl-1-butyl)bis(ditridecyl)phosphite titanate, bis(dioctylpyrophosphate)oxyacetate titanate, and bis(dioctylpyrophosphate)ethylene titanate.
アルミネート系カップリング剤としては、例えば、ジイソブチル(オレイル)アセトアセチルアルミネート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピオネートなどが挙げられる。 Examples of aluminate coupling agents include diisobutyl (oleyl) acetoacetylaluminate and acetoalkoxyaluminum diisopropionate.
また無機微粒子(A)は、分散剤と共に硬化性組成物に含まれていてもよい。分散剤としては、非イオン系、アニオン系、カチオン系等のいずれのタイプの分散剤も使用でき、アニオン系の分散剤が好ましい。アニオン系分散剤としては、リン酸エステル系分散剤を好適に使用することができる。
分散剤としては、市販品を用いることもでき、例えば、DISPERBYK-101、DISPERBYK-130、DISPERBYK-140、DISPERBYK-160、DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-165、DISPERBYK-166、DISPERBYK-170、DISPERBYK-171、DISPERBYK-182、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001(BYK Chemie, GMBH)、Solsperse 32000、Solsperse 36000、Solsperse 28000、Solsperse 20000、Solsperse 41000、及びSolsperse 45000(Lubrizol, Wickliffe, OH, USA)が挙げられる。
The inorganic fine particles (A) may be contained in the curable composition together with a dispersant. As the dispersant, any type of dispersant such as nonionic, anionic, or cationic can be used, and anionic dispersants are preferred. As the anionic dispersant, phosphate ester dispersants can be preferably used.
As the dispersant, commercially available products can also be used, such as DISPERBYK-101, DISPERBYK-130, DISPERBYK-140, DISPERBYK-160, DISPERBYK-161, DISPERBYK-162, DISPERBYK-163, DISPERBYK-164, DISPERBYK-165, DISPERBYK-166, DISPERBYK-170, DISPERBYK-171, DISPERBYK-182, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2001 (BYK Chemie, GMBH), Solsperse 32000, Solsperse Solsperse 36000, Solsperse 28000, Solsperse 20000, Solsperse 41000, and Solsperse 45000 (Lubrizol, Wickliffe, OH, USA).
分散剤の量は、無機微粒子(A)100質量部に対して、例えば、1質量部以上、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上である。分散剤の量が多くなるほど、無機微粒子(A)の分散性を向上できる。また分散剤の量は、無機微粒子(A)100質量部に対して、例えば、100質量部以下、好ましくは60質量部以下、より好ましくは40質量部以下である。分散剤の量が少なくなるほど、硬化性組成物の屈折率を高めることができる。The amount of dispersant is, for example, 1 part by mass or more, preferably 5 parts by mass or more, and more preferably 10 parts by mass or more, per 100 parts by mass of inorganic fine particles (A). The greater the amount of dispersant, the more improved the dispersibility of the inorganic fine particles (A). The amount of dispersant is, for example, 100 parts by mass or less, preferably 60 parts by mass or less, and more preferably 40 parts by mass or less, per 100 parts by mass of inorganic fine particles (A). The smaller the amount of dispersant, the more likely it is that the refractive index of the curable composition will be increased.
<重合性化合物(B)>
重合性化合物(B)は式(B1)で表される化合物(以下、化合物(B1)ということがある)を含有する。重合性化合物(B)に化合物(B1)を含有する硬化性組成物は、得られる硬化膜の可視光透過率に優れており、かつ硬化性にも優れている。
<Polymerizable compound (B)>
The polymerizable compound (B) contains a compound represented by formula (B1) (hereinafter, may be referred to as compound (B1)). A curable composition containing compound (B1) in the polymerizable compound (B) provides a cured film with excellent visible light transmittance and also excellent curability.
炭素数1~20のアルキル基は、直鎖状及び分岐鎖状の何れであってもよい。直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、ブチル基、tert-ブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ヘプタデシル基、ウンデシル基等が挙げられる。前記アルキル基の炭素数は、好ましくは1~12であり、より好ましくは1~8であり、さらにより好ましくは1~4である。 The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms may be either linear or branched. Specific examples of linear or branched alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, isobutyl, butyl, tert-butyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, heptadecyl, and undecyl groups. The alkyl group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 8, and even more preferably 1 to 4 carbon atoms.
炭素数2~20のアルケニル基は、直鎖状及び分岐鎖状の何れであってもよい。直鎖状又は分岐鎖状のアルケニル基としては、具体的には、ビニル基、アリル基、メタリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ヘプタデセニル基、ウンデセニル基等が挙げられる。前記アルケニル基の炭素数は、好ましくは2~12であり、より好ましくは2~8であり、さらにより好ましくは2~4である。 The alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms may be either linear or branched. Specific examples of linear or branched alkenyl groups include vinyl, allyl, methallyl, propenyl, butenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, nonenyl, decenyl, heptadecenyl, and undecenyl groups. The alkenyl group preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 8, and even more preferably 2 to 4 carbon atoms.
炭素数6~20のアリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、トリメチルフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。前記アリール基の炭素数は、好ましくは6~15であり、より好ましくは6~12であり、さらにより好ましくは6~9である。 Examples of aryl groups having 6 to 20 carbon atoms include phenyl, tolyl, xylyl, trimethylphenyl, and naphthyl groups. The number of carbon atoms in the aryl group is preferably 6 to 15, more preferably 6 to 12, and even more preferably 6 to 9.
前記置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;ヒドロキシ基;-NRaRb(Ra及びRbは、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~20のアルキル基である);ニトロ基;メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1~10のアルコキシ基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数2~10のアルコキシカルボニル基;等が挙げられる。 Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine, and iodine atoms; hydroxy groups; —NR a R b (R a and R b each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms); nitro groups; alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms such as methoxy and ethoxy groups; and alkoxycarbonyl groups having 2 to 10 carbon atoms such as methoxycarbonyl and ethoxycarbonyl groups.
R1及びR2としては、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基が好ましい。
R3としては、水素原子又は(メタ)アクリル基が好ましい。
化合物(B1)としては、以下の化合物が好ましい。
R 1 and R 2 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R3 is preferably a hydrogen atom or a (meth)acrylic group.
As the compound (B1), the following compounds are preferred.
重合性化合物(B)は、化合物(B1)以外のエチレン性二重結合を有する化合物(以下、他の重合性化合物と称する場合がある)を含有していてもよい。重合性化合物(B)中の化合物(B1)の割合は、例えば、30質量%以上、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、よりさらに好ましくは90質量%以上、特に好ましくは95質量%以上であり、100質量%であってもよい。The polymerizable compound (B) may contain a compound having an ethylenic double bond other than the compound (B1) (hereinafter, sometimes referred to as "other polymerizable compound"). The proportion of the compound (B1) in the polymerizable compound (B) is, for example, 30% by mass or more, preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more, and may even be 100% by mass.
他の重合性化合物としては、非環構造である多官能化合物(B2)、環構造を有する多官能化合物(B3)、単官能化合物(B4)などが挙げられる。これら他の重合性化合物は、1種でもよく、2種以上を組み合わせてもよい。 Other polymerizable compounds include polyfunctional compounds (B2) with a non-cyclic structure, polyfunctional compounds (B3) with a cyclic structure, and monofunctional compounds (B4). These other polymerizable compounds may be used alone or in combination of two or more.
非環構造である多官能化合物(B2)としては、重合性基が2つ以上の同一の(メタ)アクリロイル基である化合物が例示でき、非環構造である2官能化合物としてはエチレングリコールジ(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、ポリ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、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,8-オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートなどの、メチレン基が-O-に置き換わってもよい炭素数が1~40のアルカンジオールのジ(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of polyfunctional compounds (B2) having a non-cyclic structure include compounds in which the polymerizable groups are two or more identical (meth)acryloyl groups. Examples of bifunctional compounds having a non-cyclic structure include di(meth)acrylates of alkanediols having 1 to 40 carbon atoms in which the methylene group may be replaced with -O-, such as ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,8-octanediol di(meth)acrylate, 1,9-nonanediol di(meth)acrylate, 1,10-decanediol di(meth)acrylate, and neopentyl glycol di(meth)acrylate.
非環構造である3官能以上の化合物としては、トリメチロールプロパントリ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの、3つ以上の水酸基を有しかつエーテル結合を有していてもよい炭素数4~40のジオールと3~6個の(メタ)アクリル酸とのエステルが挙げられる。 Examples of tri- or higher functional compounds with a non-cyclic structure include esters of diols having 4 to 40 carbon atoms, which have three or more hydroxyl groups and may have an ether bond, with 3 to 6 (meth)acrylic acids, such as trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, and dipentaerythritol hexa(meth)acrylate.
環構造を有する多官能化合物(B3)としては、重合性基が2つ以上の(メタ)アクリロイル基である化合物が例示でき、環構造を有する2官能化合物としては、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、シクロペンタンジメタノールジ(メタ)アクリレートなどの炭素数4~8程度のシクロアルカンジオールのジ(メタ)アクリレート;プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレートなどのビスフェノール類のOH基をヒドロキシアルキレンエーテル化することで得られるジオールのジ(メタ)アクリレート;9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレンなどが挙げられる。
環構造を有する3官能以上の化合物としては、エトキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレートなどが挙げられる。
Examples of the polyfunctional compound (B3) having a ring structure include compounds in which the polymerizable group is two or more (meth)acryloyl groups. Examples of bifunctional compounds having a ring structure include di(meth)acrylates of cycloalkanediols having about 4 to 8 carbon atoms, such as tricyclodecane dimethanol di(meth)acrylate, cyclohexane dimethanol di(meth)acrylate, and cyclopentane dimethanol di(meth)acrylate; di(meth)acrylates of diols obtained by hydroxyalkylene etherification of OH groups of bisphenols, such as propoxylated bisphenol A di(meth)acrylate and ethoxylated bisphenol A di(meth)acrylate; and 9,9-bis[4-(2-acryloyloxyethoxy)phenyl]fluorene.
Examples of tri- or higher functional compounds having a ring structure include ethoxylated isocyanuric acid tri(meth)acrylate and ε-caprolactone-modified tris-(2-acryloyloxyethyl)isocyanurate.
単官能化合物(B4)としては、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレートなどの炭素数が1~12のアルカノールの(メタ)アクリレート;エチルジエチレングリコール(メタ)アクリレートなどのアルキレングリコールモノエーテルの(メタ)アクリレート;ジシクロペンタジエン(メタ)アクリレート、イソボルニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートなどの環構造を有する単官能化合物;(メタ)アクリロイルモルホリン、7-アミノ-3,7-ジメチルオクチル(メタ)アクリレートなどの窒素原子を有する単官能化合物などが挙げられる。 Examples of monofunctional compounds (B4) include (meth)acrylates of alkanols having 1 to 12 carbon atoms, such as ethyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, and lauryl (meth)acrylate; (meth)acrylates of alkylene glycol monoethers, such as ethyl diethylene glycol (meth)acrylate; monofunctional compounds having a ring structure, such as dicyclopentadiene (meth)acrylate, isobornyloxyethyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth)acrylate, dicyclopentenyl (meth)acrylate, and tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate; and monofunctional compounds having a nitrogen atom, such as (meth)acryloylmorpholine and 7-amino-3,7-dimethyloctyl (meth)acrylate.
重合性化合物(B)は、硬化性組成物中、例えば、80質量%以下、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。重合性化合物(B)の含有量が低いほど、硬化性組成物から得られる膜の屈折率が高くなり、発光層から光取り出し効率が向上する。重合性化合物(B)の含有率は、例えば、20質量%以上、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上である。The polymerizable compound (B) is present in the curable composition in an amount of, for example, 80% by mass or less, preferably 70% by mass or less, and more preferably 60% by mass or less. The lower the content of polymerizable compound (B), the higher the refractive index of the film obtained from the curable composition, and the more improved the light extraction efficiency from the light-emitting layer. The content of polymerizable compound (B) is, for example, 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more.
<重合開始剤(C)>
重合開始剤(C)は、光や熱の作用により活性ラジカル、酸等を発生し、重合を開始しうる化合物であれば特に限定されることなく、公知の重合開始剤を用いることができ、光重合開始剤が好ましい。活性ラジカルを発生する重合開始剤としては、例えば、O-アシルオキシム化合物、アルキルフェノン化合物、トリアジン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、ホスフィン酸エステル化合物、ビイミダゾール化合物などが挙げられる。これら重合開始剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。
<Polymerization initiator (C)>
The polymerization initiator (C) is not particularly limited as long as it is a compound that can generate active radicals, acids, etc. and initiate polymerization by the action of light or heat, and known polymerization initiators can be used, with photopolymerization initiators being preferred. Examples of polymerization initiators that generate active radicals include O-acyloxime compounds, alkylphenone compounds, triazine compounds, acylphosphine oxide compounds, phosphinic acid ester compounds, and biimidazole compounds. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
前記O-アシルオキシム化合物は、式(c1)で表される部分構造を有する化合物である。以下、*は結合手を表す。 The O-acyloxime compound is a compound having a partial structure represented by formula (c1). Hereinafter, * represents a bond.
前記アルキルフェノン化合物は、式(c2)で表される部分構造又は式(c3)で表される部分構造を有する化合物である。これらの部分構造中、ベンゼン環は置換基を有していてもよい。
式(c2)で表される部分構造を有する化合物としては、例えば、2-メチル-2-モルホリノ-1-(4-メチルスルファニルフェニル)プロパン-1-オン、2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-2-ベンジルブタン-1-オン、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]ブタン-1-オンなどが挙げられる。イルガキュア369、907、379(以上、BASF社製)などの市販品を用いてもよい。
式(c3)で表される部分構造を有する化合物としては、例えば、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-〔4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル〕プロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-(4-イソプロペニルフェニル)プロパン-1-オンのオリゴマー、α,α-ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタールなどが挙げられる。
Examples of compounds having a partial structure represented by formula (c2) include 2-methyl-2-morpholino-1-(4-methylsulfanylphenyl)propan-1-one, 2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-2-benzylbutan-1-one, 2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]butan-1-one, etc. Commercially available products such as Irgacure 369, 907, and 379 (all manufactured by BASF) may also be used.
Examples of compounds having a partial structure represented by formula (c3) include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]propan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, oligomers of 2-hydroxy-2-methyl-1-(4-isopropenylphenyl)propan-1-one, α,α-diethoxyacetophenone, and benzyl dimethyl ketal.
前記トリアジン化合物としては、例えば、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4-メトキシナフチル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-ピペロニル-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4-メトキシスチリル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-〔2-(5-メチルフラン-2-イル)エテニル〕-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-〔2-(フラン-2-イル)エテニル〕-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-〔2-(4-ジエチルアミノ-2-メチルフェニル)エテニル〕-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-〔2-(3,4-ジメトキシフェニル)エテニル〕-1,3,5-トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the triazine compounds include 2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxynaphthyl)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-piperonyl-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxystyryl)-1,3,5-triazine, and 2,4-bis(trichloromethyl)-6-[ 2-(5-methylfuran-2-yl)ethenyl]-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(furan-2-yl)ethenyl]-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(4-diethylamino-2-methylphenyl)ethenyl]-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(3,4-dimethoxyphenyl)ethenyl]-1,3,5-triazine, and the like.
前記アシルホスフィンオキサイド化合物としては、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2、4、6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイドなどが挙げられる。イルガキュア(登録商標)819(BASF社製)などの市販品を用いてもよい。 Examples of the acylphosphine oxide compound include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide. Commercially available products such as Irgacure (registered trademark) 819 (manufactured by BASF) may also be used.
前記ホスフィン酸エステル化合物としては、フェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィン酸エチルなどが挙げられる。Omnirad TPO-L(IGM Resins B.V社製)などの市販品を用いてもよい。 Examples of the phosphinic acid ester compound include ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinate. Commercially available products such as Omnirad TPO-L (manufactured by IGM Resins B.V.) may also be used.
前記ビイミダゾール化合物としては、例えば、2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニルビイミダゾール、2,2’-ビス(2,3-ジクロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニルビイミダゾール、2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニルビイミダゾール、2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラ(アルコキシフェニル)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(ジアルコキシフェニル)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(トリアルコキシフェニル)ビイミダゾール、4,4’5,5’-位のフェニル基がカルボアルコキシ基により置換されているビイミダゾール化合物(例えば、特開平7-10913号公報等参照)などが挙げられる。 Examples of the biimidazole compound include 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis(2,3-dichlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazole, and 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetra(alkoxy). 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetra(dialkoxyphenyl)biimidazole, 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetra(trialkoxyphenyl)biimidazole, and biimidazole compounds in which the phenyl groups at the 4,4',5,5'-positions are substituted with carboalkoxy groups (see, for example, JP-A-7-10913).
さらに重合開始剤(C)としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどのベンゾイン化合物;ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’-テトラ(tert-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノンなどのベンゾフェノン化合物;9,10-フェナンスレンキノン、2-エチルアントラキノン、カンファーキノンなどのキノン化合物;10-ブチル-2-クロロアクリドン、ベンジル、フェニルグリオキシル酸メチル、チタノセン化合物などが挙げられる。これらは、後述の重合開始助剤(C1)(特にアミン類)と組み合わせて用いることが好ましい。Further examples of polymerization initiator (C) include benzoin compounds such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin isobutyl ether; benzophenone compounds such as benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, 3,3',4,4'-tetra(tert-butylperoxycarbonyl)benzophenone, and 2,4,6-trimethylbenzophenone; quinone compounds such as 9,10-phenanthrenequinone, 2-ethylanthraquinone, and camphorquinone; 10-butyl-2-chloroacridone, benzyl, methyl phenylglyoxylate, and titanocene compounds. These are preferably used in combination with the polymerization initiator aid (C1) described below (especially amines).
重合開始剤(C)としては、酸発生剤も含まれる。酸発生剤としては、例えば、4-ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムp-トルエンスルホナート、4-ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4-アセトキシフェニルジメチルスルホニウムp-トルエンスルホナート、4-アセトキシフェニル・メチル・ベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムp-トルエンスルホナート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムp-トルエンスルホナート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等のオニウム塩類や、ニトロベンジルトシレート類、ベンゾイントシレート類などが挙げられる。The polymerization initiator (C) also includes an acid generator. Examples of acid generators include onium salts such as 4-hydroxyphenyldimethylsulfonium p-toluenesulfonate, 4-hydroxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium p-toluenesulfonate, 4-acetoxyphenylmethylbenzylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, diphenyliodonium p-toluenesulfonate, and diphenyliodonium hexafluoroantimonate, as well as nitrobenzyl tosylates and benzoin tosylates.
重合開始剤(C)は、O-アシルオキシム化合物、アルキルフェノン化合物、トリアジン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、ホスフィン酸エステル化合物、及びビイミダゾール化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む重合開始剤が好ましく、アシルホスフィンオキサイド化合物及びホスフィン酸エステル化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む重合開始剤が好ましい。
アシルホスフィンオキサイド化合物及びホスフィン酸エステル化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む場合、重合開始剤(C)中、アシルホスフィンオキサイド化合物及びホスフィン酸エステル化合物の合計の含有率は、例えば、50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。
The polymerization initiator (C) is preferably a polymerization initiator containing at least one selected from the group consisting of O-acyloxime compounds, alkylphenone compounds, triazine compounds, acylphosphine oxide compounds, phosphinic acid ester compounds, and biimidazole compounds, and more preferably a polymerization initiator containing at least one selected from the group consisting of acylphosphine oxide compounds and phosphinic acid ester compounds.
When the polymerization initiator (C) contains at least one selected from the group consisting of an acylphosphine oxide compound and a phosphinic acid ester compound, the total content of the acylphosphine oxide compound and the phosphinic acid ester compound in the polymerization initiator (C) is, for example, 50 mass% or more, preferably 70 mass% or more, more preferably 90 mass% or more, and may be 100 mass%.
重合開始剤(C)の含有量は、重合性化合物(B)100質量部に対して、例えば、0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、例えば、40質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。The content of the polymerization initiator (C) is, for example, 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more, per 100 parts by mass of the polymerizable compound (B), and is, for example, 40% by mass or less, preferably 30% by mass or less, and more preferably 25% by mass or less.
<重合開始助剤(C1)>
重合開始助剤(C1)は、重合開始剤によって重合が開始された重合性化合物の重合を促進するために用いられる化合物、もしくは増感剤である。重合開始助剤(C1)を含む場合、通常、重合開始剤(C)と組み合わせて用いられる。
重合開始助剤(C1)としては、アミン化合物、アルコキシアントラセン化合物、チオキサントン化合物及びカルボン酸化合物などが挙げられる。
<Polymerization initiation aid (C1)>
The polymerization initiation aid (C1) is a compound used to promote the polymerization of a polymerizable compound whose polymerization has been initiated by a polymerization initiator, or a sensitizer. When the polymerization initiation aid (C1) is contained, it is usually used in combination with the polymerization initiator (C).
Examples of the polymerization initiation aid (C1) include amine compounds, alkoxyanthracene compounds, thioxanthone compounds, and carboxylic acid compounds.
前記アミン化合物としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4-ジメチルアミノ安息香酸メチル、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、安息香酸2-ジメチルアミノエチル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル、N,N-ジメチルパラトルイジン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(通称ミヒラーズケトン)、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノンなどが挙げられる。EAB-F(保土谷化学工業(株)製)などの市販品を用いてもよい。 Examples of the amine compound include triethanolamine, methyldiethanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-dimethylaminoethyl benzoate, 2-ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, N,N-dimethyl-p-toluidine, 4,4'-bis(dimethylamino)benzophenone (commonly known as Michler's ketone), 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, and 4,4'-bis(ethylmethylamino)benzophenone. Commercially available products such as EAB-F (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) may also be used.
前記アルコキシアントラセン化合物としては、9,10-ジメトキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジメトキシアントラセン、9,10-ジエトキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジエトキシアントラセン、9,10-ジブトキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジブトキシアントラセンなどが挙げられる。 Examples of the alkoxyanthracene compounds include 9,10-dimethoxyanthracene, 2-ethyl-9,10-dimethoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 2-ethyl-9,10-diethoxyanthracene, 9,10-dibutoxyanthracene, and 2-ethyl-9,10-dibutoxyanthracene.
前記チオキサントン化合物としては、2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントンなどが挙げられる。 Examples of the thioxanthone compounds include 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, and 1-chloro-4-propoxythioxanthone.
前記カルボン酸化合物としては、フェニルスルファニル酢酸、メチルフェニルスルファニル酢酸、エチルフェニルスルファニル酢酸、メチルエチルフェニルスルファニル酢酸、ジメチルフェニルスルファニル酢酸、メトキシフェニルスルファニル酢酸、ジメトキシフェニルスルファニル酢酸、クロロフェニルスルファニル酢酸、ジクロロフェニルスルファニル酢酸、N-フェニルグリシン、フェノキシ酢酸、ナフチルチオ酢酸、N-ナフチルグリシン、ナフトキシ酢酸などが挙げられる。
重合開始助剤(C1)を用いる場合、その含有量は、重合性化合物(B)100質量部に対して、例えば、0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、例えば、40質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。
Examples of the carboxylic acid compound include phenylsulfanylacetic acid, methylphenylsulfanylacetic acid, ethylphenylsulfanylacetic acid, methylethylphenylsulfanylacetic acid, dimethylphenylsulfanylacetic acid, methoxyphenylsulfanylacetic acid, dimethoxyphenylsulfanylacetic acid, chlorophenylsulfanylacetic acid, dichlorophenylsulfanylacetic acid, N-phenylglycine, phenoxyacetic acid, naphthylthioacetic acid, N-naphthylglycine, and naphthoxyacetic acid.
When the polymerization initiation aid (C1) is used, the content thereof is, for example, 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more, relative to 100 parts by mass of the polymerizable compound (B), and for example, 40% by mass or less, preferably 30% by mass or less, and more preferably 25% by mass or less.
硬化性組成物は、必要に応じて、樹脂(D)、溶剤(E)などを含有していてもよい。
<樹脂(D)>
樹脂(D)は、特に限定されないが、アルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。樹脂(D)としては、以下の樹脂[K1]~[K6]等が挙げられる。
樹脂[K1];不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種(a)(以下「(a)」という場合がある)に由来する構造単位と、炭素数2~4の環状エーテル構造とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b)(以下「(b)」という場合がある)に由来する構造単位とを有する共重合体;
樹脂[K2];(a)に由来する構造単位と(b)に由来する構造単位と、(a)と共重合可能な単量体(c)(ただし、(a)及び(b)とは異なる。)(以下「(c)」という場合がある)に由来する構造単位とを有する共重合体;
樹脂[K3];(a)に由来する構造単位と(c)に由来する構造単位とを有する共重合体;
樹脂[K4];(a)に由来する構造単位に(b)を付加させた構造単位と(c)に由来する構造単位とを有する共重合体;
樹脂[K5];(b)に由来する構造単位に(a)を付加させた構造単位と(c)に由来する構造単位とを有する共重合体;
樹脂[K6];(b)に由来する構造単位に(a)を付加させ、カルボン酸無水物をさらに付加させた構造単位と(c)に由来する構造単位とを有する共重合体。
The curable composition may contain a resin (D), a solvent (E), and the like, as required.
<Resin (D)>
The resin (D) is not particularly limited, but is preferably an alkali-soluble resin. Examples of the resin (D) include the following resins [K1] to [K6].
Resin [K1]: a copolymer having structural units derived from at least one member (a) (hereinafter sometimes referred to as "(a)") selected from the group consisting of unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic acid anhydrides, and structural units derived from a monomer (b) (hereinafter sometimes referred to as "(b)") having a cyclic ether structure having 2 to 4 carbon atoms and an ethylenically unsaturated bond;
Resin [K2]: a copolymer having structural units derived from (a), structural units derived from (b), and structural units derived from a monomer (c) copolymerizable with (a) (however, different from (a) and (b)) (hereinafter, may be referred to as "(c)");
Resin [K3]: a copolymer having structural units derived from (a) and structural units derived from (c);
Resin [K4]: a copolymer having a structural unit derived from (a) to which (b) has been added, and a structural unit derived from (c);
Resin [K5]: a copolymer having a structural unit derived from (c) and a structural unit derived from (b) to which (a) has been added;
Resin [K6]: A copolymer having a structural unit derived from (c) and a structural unit obtained by adding (a) to a structural unit derived from (b) and further adding a carboxylic acid anhydride.
(a)としては、具体的には、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、o-、m-、p-ビニル安息香酸等の不飽和モノカルボン酸類;
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、3-ビニルフタル酸、4-ビニルフタル酸、3,4,5,6-テトラヒドロフタル酸、1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸、ジメチルテトラヒドロフタル酸、1,4-シクロヘキセンジカルボン酸等の不飽和ジカルボン酸類;
メチル-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸、5-カルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-カルボキシ-5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-カルボキシ-5-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-カルボキシ-6-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-カルボキシ-6-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン等のカルボキシ基を含有するビシクロ不飽和化合物類;
無水マレイン酸、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、3-ビニルフタル酸無水物、4-ビニルフタル酸無水物、3,4,5,6-テトラヒドロフタル酸無水物、1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸無水物、ジメチルテトラヒドロフタル酸無水物、5,6-ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン無水物等の不飽和ジカルボン酸類無水物;
こはく酸モノ〔2-(メタ)アクリロイルオキシエチル〕、フタル酸モノ〔2-(メタ)アクリロイルオキシエチル〕等の2価以上の多価カルボン酸の不飽和モノ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕エステル類;
α-(ヒドロキシメチル)アクリル酸のような、同一分子中にヒドロキシ基及びカルボキシ基を含有する不飽和アクリレート類等が挙げられる。
これらのうち、共重合反応性の点や得られる樹脂のアルカリ水溶液への溶解性の点から、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等が好ましい。
Specific examples of (a) include unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, o-, m-, and p-vinylbenzoic acid;
Unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid, 3-vinylphthalic acid, 4-vinylphthalic acid, 3,4,5,6-tetrahydrophthalic acid, 1,2,3,6-tetrahydrophthalic acid, dimethyltetrahydrophthalic acid, and 1,4-cyclohexenedicarboxylic acid;
bicyclounsaturated compounds containing a carboxy group, such as methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid, 5-carboxybicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5,6-dicarboxybicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-carboxy-5-methylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-carboxy-5-ethylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-carboxy-6-methylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, and 5-carboxy-6-ethylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene;
unsaturated dicarboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, 3-vinylphthalic anhydride, 4-vinylphthalic anhydride, 3,4,5,6-tetrahydrophthalic anhydride, 1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, dimethyltetrahydrophthalic anhydride, and 5,6-dicarboxybicyclo[2.2.1]hept-2-ene anhydride;
Unsaturated mono[(meth)acryloyloxyalkyl] esters of divalent or higher polyvalent carboxylic acids, such as mono[2-(meth)acryloyloxyethyl] succinate and mono[2-(meth)acryloyloxyethyl] phthalate;
Examples include unsaturated acrylates containing a hydroxy group and a carboxy group in the same molecule, such as α-(hydroxymethyl)acrylic acid.
Among these, acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, etc. are preferred from the viewpoint of copolymerization reactivity and solubility of the resulting resin in an alkaline aqueous solution.
(b)は、例えば、炭素数2~4の環状エーテル構造(例えば、オキシラン環、オキセタン環及びテトラヒドロフラン環からなる群から選ばれる少なくとも1種)とエチレン性不飽和結合とを有する重合性化合物をいう。(b)は、炭素数2~4の環状エーテルと(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する単量体が好ましい。
尚、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸よりなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。「(メタ)アクリロイル」及び「(メタ)アクリレート」等の表記も、同様の意味を有する。
(b) refers to, for example, a polymerizable compound having a cyclic ether structure having 2 to 4 carbon atoms (for example, at least one selected from the group consisting of an oxirane ring, an oxetane ring, and a tetrahydrofuran ring) and an ethylenically unsaturated bond. (b) is preferably a monomer having a cyclic ether having 2 to 4 carbon atoms and a (meth)acryloyloxy group.
In this specification, the term "(meth)acrylic acid" refers to at least one selected from the group consisting of acrylic acid and methacrylic acid. The terms "(meth)acryloyl" and "(meth)acrylate" also have the same meaning.
(b)としては、例えば、オキシラニル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b1)(以下「(b1)」という場合がある)、オキセタニル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b2)(以下「(b2)」という場合がある)、テトラヒドロフリル基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b3)(以下「(b3)」という場合がある)等が挙げられる。 Examples of (b) include a monomer (b1) (hereinafter sometimes referred to as "(b1)") having an oxiranyl group and an ethylenically unsaturated bond, a monomer (b2) (hereinafter sometimes referred to as "(b2)") having an oxetanyl group and an ethylenically unsaturated bond, and a monomer (b3) (hereinafter sometimes referred to as "(b3)") having a tetrahydrofuryl group and an ethylenically unsaturated bond.
(b1)としては、例えば、直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族不飽和炭化水素がエポキシ化された構造を有する単量体(b1-1)(以下「(b1-1)」という場合がある)、脂環式不飽和炭化水素がエポキシ化された構造を有する単量体(b1-2)(以下「(b1-2)」という場合がある)が挙げられる。 Examples of (b1) include a monomer (b1-1) (hereinafter sometimes referred to as "(b1-1)") having a structure in which a linear or branched aliphatic unsaturated hydrocarbon has been epoxidized, and a monomer (b1-2) (hereinafter sometimes referred to as "(b1-2)") having a structure in which an alicyclic unsaturated hydrocarbon has been epoxidized.
(b1-1)としては、グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、β-エチルグリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルビニルエーテル、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、α-メチル-o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、α-メチル-m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、α-メチル-p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、2,3-ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,4-ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,5-ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,6-ビス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,3,4-トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,3,5-トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,3,6-トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、3,4,5-トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン、2,4,6-トリス(グリシジルオキシメチル)スチレン等が挙げられる。 (b1-1) includes glycidyl (meth)acrylate, β-methyl glycidyl (meth)acrylate, β-ethyl glycidyl (meth)acrylate, glycidyl vinyl ether, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, α-methyl-o-vinylbenzyl glycidyl ether, α-methyl-m-vinylbenzyl glycidyl ether, α-methyl-p-vinylbenzyl glycidyl ether, 2,3-bis(glycidyl Examples of such styrene include 2,4-bis(glycidyloxymethyl)styrene, 2,5-bis(glycidyloxymethyl)styrene, 2,6-bis(glycidyloxymethyl)styrene, 2,3,4-tris(glycidyloxymethyl)styrene, 2,3,5-tris(glycidyloxymethyl)styrene, 2,3,6-tris(glycidyloxymethyl)styrene, 3,4,5-tris(glycidyloxymethyl)styrene, and 2,4,6-tris(glycidyloxymethyl)styrene.
(b1-2)としては、ビニルシクロヘキセンモノオキサイド、1,2-エポキシ-4-ビニルシクロヘキサン(例えば、セロキサイド2000;(株)ダイセル製)、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート(例えば、サイクロマーA400;(株)ダイセル製)、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート(例えば、サイクロマーM100;(株)ダイセル製)、式(I)で表される化合物及び式(II)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of (b1-2) include vinylcyclohexene monoxide, 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane (e.g., Celloxide 2000; manufactured by Daicel Corporation), 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate (e.g., Cyclomer A400; manufactured by Daicel Corporation), 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate (e.g., Cyclomer M100; manufactured by Daicel Corporation), compounds represented by formula (I), and compounds represented by formula (II).
[式(I)及び式(II)中、Ra及びRbは、水素原子、又は炭素数1~4のアルキル基を表し、該アルキル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基で置換されていてもよい。
Xa及びXbは、単結合、*-Rc-、*-Rc-O-、*-Rc-S-又は*-Rc-NH-を表す。
Rcは、炭素数1~6のアルカンジイル基を表す。
*は、Oとの結合手を表す。]
In formula (I) and formula (II), R a and R b represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the alkyl group may be substituted with a hydroxy group.
Xa and Xb each represent a single bond, *-R c -, *-R c -O-, *-R c -S- or *-R c -NH-.
Rc represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms.
* represents a bond to O.]
炭素数1~4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。
水素原子がヒドロキシで置換されたアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基、1-ヒドロキシプロピル基、2-ヒドロキシプロピル基、3-ヒドロキシプロピル基、1-ヒドロキシ-1-メチルエチル基、2-ヒドロキシ-1-メチルエチル基、1-ヒドロキシブチル基、2-ヒドロキシブチル基、3-ヒドロキシブチル基、4-ヒドロキシブチル基等が挙げられる。
Ra及びRbとしては、好ましくは水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基が挙げられ、より好ましくは水素原子、メチル基が挙げられる。
Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group.
Examples of alkyl groups in which a hydrogen atom is substituted with a hydroxy group include a hydroxymethyl group, a 1-hydroxyethyl group, a 2-hydroxyethyl group, a 1-hydroxypropyl group, a 2-hydroxypropyl group, a 3-hydroxypropyl group, a 1-hydroxy-1-methylethyl group, a 2-hydroxy-1-methylethyl group, a 1-hydroxybutyl group, a 2-hydroxybutyl group, a 3-hydroxybutyl group, and a 4-hydroxybutyl group.
R 1 a and R 1 b are preferably a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, a 1-hydroxyethyl group, or a 2-hydroxyethyl group, and more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
アルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,2-ジイル基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、ヘキサン-1,6-ジイル基等が挙げられる。
Xa及びXbとしては、好ましくは単結合、メチレン基、エチレン基、*-CH2-O-及び*-CH2CH2-O-が挙げられ、より好ましくは単結合、*-CH2CH2-O-が挙げられる(*はOとの結合手を表す)。
Examples of the alkanediyl group include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,2-diyl group, a propane-1,3-diyl group, a butane-1,4-diyl group, a pentane-1,5-diyl group, and a hexane-1,6-diyl group.
Xa and Xb are preferably a single bond, a methylene group, an ethylene group, *-CH 2 -O-, and *-CH 2 CH 2 -O-, more preferably a single bond or *-CH 2 CH 2 -O- (* represents a bond to O).
式(I)で表される化合物としては、式(I-1)~式(I-15)のいずれかで表される化合物等が挙げられる。中でも、式(I-1)、式(I-3)、式(I-5)、式(I-7)、式(I-9)又は式(I-11)~式(I-15)で表される化合物が好ましく、式(I-1)、式(I-7)、式(I-9)又は式(I-15)で表される化合物がより好ましい。 Examples of compounds represented by formula (I) include compounds represented by any of formulas (I-1) to (I-15). Among these, compounds represented by formula (I-1), (I-3), (I-5), (I-7), (I-9), or (I-11) to (I-15) are preferred, and compounds represented by formula (I-1), (I-7), (I-9), or (I-15) are more preferred.
式(II)で表される化合物としては、式(II-1)~式(II-15)のいずれかで表される化合物等が挙げられる。中でも、式(II-1)、式(II-3)、式(II-5)、式(II-7)、式(II-9)又は式(II-11)~式(II-15)で表される化合物が好ましく、式(II-1)、式(II-7)、式(II-9)又は式(II-15)で表される化合物がより好ましい。 Examples of compounds represented by formula (II) include compounds represented by any of formulas (II-1) to (II-15). Among these, compounds represented by formula (II-1), (II-3), (II-5), (II-7), (II-9), or (II-11) to (II-15) are preferred, and compounds represented by formula (II-1), (II-7), (II-9), or (II-15) are more preferred.
式(I)で表される化合物及び式(II)で表される化合物は、それぞれ単独で用いても、2種以上を併用してもよい。式(I)で表される化合物及び式(II)で表される化合物を併用する場合、これらの含有比率〔式(I)で表される化合物:式(II)で表される化合物〕はモル基準で、好ましくは5:95~95:5、より好ましくは20:80~80:20である。The compound represented by formula (I) and the compound represented by formula (II) may be used alone or in combination of two or more. When the compound represented by formula (I) and the compound represented by formula (II) are used in combination, the content ratio thereof [compound represented by formula (I):compound represented by formula (II)] is preferably 5:95 to 95:5, more preferably 20:80 to 80:20, on a molar basis.
(b2)としては、オキセタニル基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する単量体がより好ましい。(b2)としては、3-メチル-3-メタクリルロイルオキシメチルオキセタン、3-メチル-3-アクリロイルオキシメチルオキセタン、3-エチル-3-メタクリロイルオキシメチルオキセタン、3-エチル-3-アクリロイルオキシメチルオキセタン、3-メチル-3-メタクリロイルオキシエチルオキセタン、3-メチル-3-アクリロイルオキシエチルオキセタン、3-エチル-3-メタクリロイルオキシエチルオキセタン、3-エチル-3-アクリロイルオキシエチルオキセタン等が挙げられる。 More preferably, (b2) is a monomer having an oxetanyl group and a (meth)acryloyloxy group. Examples of (b2) include 3-methyl-3-methacryloyloxymethyloxetane, 3-methyl-3-acryloyloxymethyloxetane, 3-ethyl-3-methacryloyloxymethyloxetane, 3-ethyl-3-acryloyloxymethyloxetane, 3-methyl-3-methacryloyloxyethyloxetane, 3-methyl-3-acryloyloxyethyloxetane, 3-ethyl-3-methacryloyloxyethyloxetane, and 3-ethyl-3-acryloyloxyethyloxetane.
(b3)としては、テトラヒドロフリル基と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する単量体がより好ましい。(b3)としては、具体的には、テトラヒドロフルフリルアクリレート(例えば、ビスコートV#150、大阪有機化学工業(株)製)、テトラヒドロフルフリルメタクリレート等が挙げられる。 More preferably, (b3) is a monomer having a tetrahydrofuryl group and a (meth)acryloyloxy group. Specific examples of (b3) include tetrahydrofurfuryl acrylate (e.g., Viscoat V#150, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Ltd.) and tetrahydrofurfuryl methacrylate.
(b)としては、得られる硬化膜の耐熱性、耐薬品性等の信頼性をより高くすることができる点で、(b1)であることが好ましい。さらに、硬化性組成物の保存安定性が優れるという点で、(b1-2)がより好ましい。 (b) is preferably (b1) in that it can further increase the reliability of the heat resistance, chemical resistance, etc. of the resulting cured film. Furthermore, (b1-2) is more preferred in that it provides excellent storage stability to the curable composition.
(c)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(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、tert-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イル(メタ)アクリレート(当該技術分野では、慣用名として「ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート」といわれている。また、「トリシクロデシル(メタ)アクリレート」という場合がある。)、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン-8-イル(メタ)アクリレート(当該技術分野では、慣用名として「ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート」といわれている。)、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、プロパルギル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、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基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
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のジカルボン酸ジエステル;
ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-ヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-ヒドロキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-(2’-ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-メトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-エトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジ(ヒドロキシメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジ(2’-ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジメトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジエトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-ヒドロキシ-5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-ヒドロキシ-5-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-ヒドロキシメチル-5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-tert-ブトキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-シクロヘキシルオキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-フェノキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ビス(tert-ブトキシカルボニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ビス(シクロヘキシルオキシカルボニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン等のビシクロ不飽和化合物類;
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)マレイミド等のジカルボニルイミド誘導体類;
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、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、1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン等が挙げられる。
これらのうち、共重合反応性及び耐熱性の点から、スチレン、ビニルトルエン、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、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン等が好ましい。
Examples of (c) include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, sec-butyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, cyclopentyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, 2-methylcyclohexyl (meth)acrylate, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decan-8-yl (meth)acrylate (commonly known in the art as "dicyclopentanyl (meth)acrylate" and sometimes referred to as "tricyclodecyl (meth)acrylate"), tricyclo[5.2.1.0 2,6 (meth)acrylic acid esters such as decene-8-yl (meth)acrylate (commonly known as "dicyclopentenyl (meth)acrylate" in the technical field), dicyclopentanyloxyethyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, adamantyl (meth)acrylate, allyl (meth)acrylate, propargyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, naphthyl (meth)acrylate, and benzyl (meth)acrylate;
hydroxy group-containing (meth)acrylic acid esters such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate and 2-hydroxypropyl (meth)acrylate;
dicarboxylic acid diesters such as diethyl maleate, diethyl fumarate, and diethyl itaconate;
Bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-methylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-ethylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-hydroxybicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-hydroxymethylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-(2'-hydroxyethyl)bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-methoxybicyclo[2.2.1]hept-2-ene chloro[2.2.1]hept-2-ene, 5-ethoxybicyclo[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, 5,6-dimethoxybicyclo[2.2.1]hept -2-ene, 5,6-diethoxybicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-hydroxy-5-methylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-hydroxy-5-ethylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-hydroxymethyl-5-methylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-tert-butoxycarbonylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene bicyclounsaturated compounds such as ene, 5-cyclohexyloxycarbonylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5-phenoxycarbonylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene, 5,6-bis(tert-butoxycarbonyl)bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, and 5,6-bis(cyclohexyloxycarbonyl)bicyclo[2.2.1]hept-2-ene;
dicarbonyl imide derivatives such as N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-benzylmaleimide, N-succinimidyl-3-maleimidobenzoate, N-succinimidyl-4-maleimidobutyrate, N-succinimidyl-6-maleimidocaproate, N-succinimidyl-3-maleimidopropionate, and N-(9-acridinyl)maleimide;
Examples include styrene, α-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, p-methoxystyrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylamide, methacrylamide, vinyl acetate, 1,3-butadiene, isoprene, and 2,3-dimethyl-1,3-butadiene.
Among these, styrene, vinyltoluene, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-benzylmaleimide, bicyclo[2.2.1]hept-2-ene, etc. are preferred from the viewpoints of copolymerization reactivity and heat resistance.
樹脂[K1]において、それぞれに由来する構造単位の比率は、樹脂[K1]を構成する全構造単位中、
(a)に由来する構造単位;2~60モル%
(b)に由来する構造単位;40~98モル%
であることが好ましく、
(a)に由来する構造単位;10~50モル%
(b)に由来する構造単位;50~90モル%
であることがより好ましい。
樹脂[K1]の構造単位の比率が、上記の範囲にあると、硬化性組成物の保存安定性、パターンを形成する際の現像性、及び得られる現像物の耐溶剤性に優れる傾向がある。
In the resin [K1], the ratio of the structural units derived from each of these to all the structural units constituting the resin [K1] is as follows:
Structural units derived from (a): 2 to 60 mol %
Structural units derived from (b): 40 to 98 mol%
Preferably,
Structural units derived from (a): 10 to 50 mol %
Structural units derived from (b): 50 to 90 mol %
It is more preferable that:
When the ratio of the structural units of the resin [K1] is within the above range, the storage stability of the curable composition, the developability when forming a pattern, and the solvent resistance of the resulting developed product tend to be excellent.
樹脂[K1]は、例えば、文献「高分子合成の実験法」(大津隆行著 発行所(株)化学同人 第1版第1刷 1972年3月1日発行)に記載された方法及び当該文献に記載された引用文献を参考にして製造することができる。 Resin [K1] can be produced, for example, by referring to the method described in the literature "Experimental Methods for Polymer Synthesis" (written by Takayuki Otsu, published by Kagaku Dojin Co., Ltd., 1st edition, 1st printing, published March 1, 1972) and the references cited therein.
具体的には、(a)及び(b)の所定量、重合開始剤及び溶剤等を反応容器中に入れて、例えば、窒素により酸素を置換することにより、脱酸素雰囲気にし、攪拌しながら、加熱及び保温する方法が挙げられる。なお、ここで用いられる重合開始剤及び溶剤等は、特に限定されず、当該分野で通常使用されているものを使用することができる。例えば、重合開始剤としては、アゾ化合物(2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等)や有機過酸化物(ベンゾイルペルオキシド等)が挙げられ、溶剤としては、各モノマーを溶解するものであればよく、硬化性組成物の溶剤(E)として後述する溶剤等が挙げられる。Specifically, a method includes placing predetermined amounts of (a) and (b), a polymerization initiator, a solvent, etc. in a reaction vessel, creating a deoxygenated atmosphere by, for example, replacing oxygen with nitrogen, and then heating and maintaining the temperature while stirring. The polymerization initiators and solvents used here are not particularly limited, and those commonly used in the relevant field can be used. For example, polymerization initiators include azo compounds (2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), etc.) and organic peroxides (benzoyl peroxide, etc.). Solvents may be any that dissolve each monomer, such as those described below as solvent (E) for the curable composition.
なお、得られた共重合体は、反応後の溶液をそのまま使用してもよいし、濃縮あるいは希釈した溶液を使用してもよいし、再沈殿等の方法で固体(粉体)として取り出したものを使用してもよい。特に、この重合の際に溶剤として、硬化性組成物に含まれる溶剤(E)を使用することにより、反応後の溶液をそのまま硬化性組成物の調製に使用することができるため、硬化性組成物の製造工程を簡略化することができる。The resulting copolymer may be used as a solution after the reaction as is, or as a concentrated or diluted solution, or as a solid (powder) obtained by reprecipitation or other methods. In particular, by using solvent (E) contained in the curable composition as the solvent during the polymerization, the solution after the reaction can be used as is to prepare the curable composition, thereby simplifying the manufacturing process of the curable composition.
樹脂[K2]において、それぞれに由来する構造単位の比率は、樹脂[K2]を構成する全構造単位中、
(a)に由来する構造単位;2~45モル%
(b)に由来する構造単位;2~95モル%
(c)に由来する構造単位;1~65モル%
であることが好ましく、
(a)に由来する構造単位;5~40モル%
(b)に由来する構造単位;5~80モル%
(c)に由来する構造単位;5~60モル%
であることがより好ましい。
樹脂[K2]の構造単位の比率が、上記の範囲にあると、硬化性組成物の保存安定性、パターンを形成する際の現像性、並びに、得られる現像物の耐溶剤性、耐熱性及び機械強度に優れる傾向がある。
In the resin [K2], the ratio of the structural units derived from each of these to all the structural units constituting the resin [K2] is as follows:
Structural units derived from (a): 2 to 45 mol %
Structural units derived from (b): 2 to 95 mol %
Structural units derived from (c): 1 to 65 mol%
Preferably,
Structural units derived from (a): 5 to 40 mol %
Structural units derived from (b): 5 to 80 mol %
Structural units derived from (c): 5 to 60 mol %
It is more preferable that:
When the ratio of the structural units of the resin [K2] is within the above range, the storage stability of the curable composition, the developability when forming a pattern, and the solvent resistance, heat resistance, and mechanical strength of the resulting developed product tend to be excellent.
樹脂[K2]は、例えば、樹脂[K1]の製造方法として記載した方法と同様に製造することができる。 Resin [K2] can be produced, for example, in the same manner as described above for producing resin [K1].
樹脂[K3]において、それぞれに由来する構造単位の比率は、樹脂[K3]を構成する全構造単位中、
(a)に由来する構造単位;2~60モル%
(c)に由来する構造単位;40~98モル%
であることが好ましく、
(a)に由来する構造単位;10~50モル%
(c)に由来する構造単位;50~90モル%
であることがより好ましい。
樹脂[K3]は、例えば、樹脂[K1]の製造方法として記載した方法と同様に製造することができる。
In the resin [K3], the ratio of the structural units derived from each of these to all the structural units constituting the resin [K3] is as follows:
Structural units derived from (a): 2 to 60 mol %
Structural units derived from (c): 40 to 98 mol%
Preferably,
Structural units derived from (a): 10 to 50 mol %
Structural units derived from (c): 50 to 90 mol %
It is more preferable that:
Resin [K3] can be produced, for example, in the same manner as described above for producing resin [K1].
樹脂[K4]は、(a)と(c)との共重合体を得て、(b)が有する炭素数2~4の環状エーテルを(a)が有するカルボン酸及び/又はカルボン酸無水物に付加させることにより製造することができる。
まず(a)と(c)との共重合体を、樹脂[K1]の製造方法として記載した方法と同様に製造する。この場合、それぞれに由来する構造単位の比率は、樹脂[K3]で挙げたものと同じ比率であることが好ましい。
Resin [K4] can be produced by obtaining a copolymer of (a) and (c), and then adding the cyclic ether having 2 to 4 carbon atoms contained in (b) to the carboxylic acid and/or carboxylic acid anhydride contained in (a).
First, a copolymer of (a) and (c) is produced in the same manner as described for the production of resin [K1]. In this case, the ratio of the structural units derived from each of the components is preferably the same as that described for resin [K3].
次に、前記共重合体中の(a)に由来するカルボン酸及び/又はカルボン酸無水物の一部に、(b)が有する炭素数2~4の環状エーテルを反応させる。
(a)と(c)との共重合体の製造に引き続き、フラスコ内雰囲気を窒素から空気に置換し、(b)、カルボン酸又はカルボン酸無水物と環状エーテルとの反応触媒(例えばトリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等)及び重合禁止剤(例えばハイドロキノン等)等をフラスコ内に入れて、例えば、60~130℃で、1~10時間反応することにより、樹脂[K4]を製造することができる。
Next, a part of the carboxylic acid and/or carboxylic acid anhydride derived from (a) in the copolymer is reacted with a cyclic ether having 2 to 4 carbon atoms contained in (b).
Following the production of the copolymer of (a) and (c), the atmosphere in the flask is replaced with air from nitrogen, and (b) a catalyst for the reaction of a carboxylic acid or a carboxylic acid anhydride with a cyclic ether (e.g., tris(dimethylaminomethyl)phenol, etc.), a polymerization inhibitor (e.g., hydroquinone, etc.), etc. are placed in the flask, and the mixture is reacted, for example, at 60 to 130°C for 1 to 10 hours, thereby producing resin [K4].
(b)の使用量は、(a)100モルに対して、5~80モルが好ましく、より好ましくは10~75モルである。この範囲にすることにより、硬化性組成物の保存安定性、パターンを形成する際の現像性、並びに、得られる現像物の耐溶剤性、耐熱性、機械強度及び感度のバランスが良好になる傾向がある。環状エーテルの反応性が高く、未反応の(b)が残存しにくいことから、樹脂[K4]に用いる(b)としては(b1)が好ましく、さらに(b1-1)が好ましい。The amount of (b) used is preferably 5 to 80 moles, more preferably 10 to 75 moles, per 100 moles of (a). This range tends to improve the storage stability of the curable composition, the developability when forming a pattern, and the balance of the solvent resistance, heat resistance, mechanical strength, and sensitivity of the resulting developed product. Because the reactivity of cyclic ethers is high and unreacted (b) is unlikely to remain, (b1) is preferred as the (b) used in resin [K4], and (b1-1) is even more preferred.
前記反応触媒の使用量は、(a)、(b)及び(c)の合計量100質量部に対して0.001~5質量部が好ましい。前記重合禁止剤の使用量は、(a)、(b)及び(c)の合計量100質量部に対して0.001~5質量部が好ましい。
仕込方法、反応温度及び時間等の反応条件は、製造設備や重合による発熱量等を考慮して適宜調整することができる。なお、重合条件と同様に、製造設備や重合による発熱量等を考慮し、仕込方法や反応温度を適宜調整することができる。
The amount of the reaction catalyst used is preferably 0.001 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the total of (a), (b), and (c), and the amount of the polymerization inhibitor used is preferably 0.001 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the total of (a), (b), and (c).
The reaction conditions such as the charging method, reaction temperature and time can be appropriately adjusted in consideration of the production equipment, the amount of heat generated by the polymerization, etc. As with the polymerization conditions, the charging method and reaction temperature can be appropriately adjusted in consideration of the production equipment, the amount of heat generated by the polymerization, etc.
樹脂[K5]は、第一段階として、上述した樹脂[K1]の製造方法と同様にして、(b)と(c)との共重合体を得る。上記と同様に、得られた共重合体は、反応後の溶液をそのまま使用してもよいし、濃縮あるいは希釈した溶液を使用してもよいし、再沈殿等の方法で固体(粉体)として取り出したものを使用してもよい。
(b)及び(c)に由来する構造単位の比率は、前記の共重合体を構成する全構造単位の合計モル数に対して、それぞれ、
(b)に由来する構造単位;5~95モル%
(c)に由来する構造単位;5~95モル%
であることが好ましく、
(b)に由来する構造単位;10~90モル%
(c)に由来する構造単位;10~90モル%
であることがより好ましい。
Resin [K5] is obtained in the first step by the same method as in the production of Resin [K1] described above, to obtain a copolymer of (b) and (c). As in the above, the obtained copolymer may be used as a solution after the reaction as is, a concentrated or diluted solution, or a solid (powder) obtained by a method such as reprecipitation.
The ratios of the structural units derived from (b) and (c) to the total number of moles of all structural units constituting the copolymer are as follows:
Structural units derived from (b): 5 to 95 mol %
Structural units derived from (c): 5 to 95 mol%
Preferably,
Structural units derived from (b): 10 to 90 mol %
Structural units derived from (c): 10 to 90 mol%
It is more preferable that:
さらに、樹脂[K4]の製造方法と同様の条件で、(b)と(c)との共重合体が有する(b)に由来する環状エーテルに、(a)が有するカルボン酸又はカルボン酸無水物を反応させることにより、樹脂[K5]を得ることができる。
前記の共重合体に反応させる(a)の使用量は、(b)100モルに対して、5~80モルが好ましい。環状エーテルの反応性が高く、未反応の(b)が残存しにくいことから、樹脂[K5]に用いる(b)としては(b1)が好ましく、さらに(b1-1)が好ましい。
Furthermore, under the same conditions as in the production method of resin [K4], resin [K5] can be obtained by reacting a cyclic ether derived from (b) contained in a copolymer of (b) and (c) with a carboxylic acid or carboxylic anhydride contained in (a).
The amount of (a) used to react with the copolymer is preferably 5 to 80 moles per 100 moles of (b). Because the reactivity of cyclic ethers is high and unreacted (b) is unlikely to remain, (b1) is preferred as (b) used in resin [K5], and (b1-1) is more preferred.
樹脂[K6]は、樹脂[K5]に、さらにカルボン酸無水物を反応させた樹脂である。環状エーテルとカルボン酸又はカルボン酸無水物との反応により発生するヒドロキシ基に、カルボン酸無水物を反応させる。
カルボン酸無水物としては、無水マレイン酸、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、3-ビニルフタル酸無水物、4-ビニルフタル酸無水物、3,4,5,6-テトラヒドロフタル酸無水物、1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸無水物、ジメチルテトラヒドロフタル酸無水物、5,6-ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン無水物等が挙げられる。カルボン酸無水物の使用量は、(a)の使用量1モルに対して、0.5~1モルが好ましい。
Resin [K6] is a resin obtained by further reacting resin [K5] with a carboxylic acid anhydride. The hydroxyl group generated by the reaction of a cyclic ether with a carboxylic acid or a carboxylic acid anhydride is reacted with the carboxylic acid anhydride.
Examples of the carboxylic acid anhydride include maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, 3-vinylphthalic anhydride, 4-vinylphthalic anhydride, 3,4,5,6-tetrahydrophthalic anhydride, 1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, dimethyltetrahydrophthalic anhydride, 5,6-dicarboxybicyclo[2.2.1]hept-2-ene anhydride, etc. The amount of the carboxylic acid anhydride used is preferably 0.5 to 1 mole per mole of the amount of (a) used.
樹脂(D)としては、具体的に、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシルアクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体等の樹脂[K1];グリシジル(メタ)アクリレート/ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、グリシジル(メタ)アクリレート/スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシルアクリレート/(メタ)アクリル酸/N-シクロヘキシルマレイミド共重合体、3-メチル-3-(メタ)アクリルロイルオキシメチルオキセタン/(メタ)アクリル酸/スチレン共重合体等の樹脂[K2];ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体等の樹脂[K3];ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた樹脂、トリシクロデシル(メタ)アクリレート/スチレン/(メタ)アクリル酸共重合体にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた樹脂、トリシクロデシル(メタ)アクリレート/ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体にグリシジル(メタ)アクリレートを付加させた樹脂等の樹脂[K4];トリシクロデシル(メタ)アクリレート/グリシジル(メタ)アクリレートの共重合体に(メタ)アクリル酸を反応させた樹脂、トリシクロデシル(メタ)アクリレート/スチレン/グリシジル(メタ)アクリレートの共重合体に(メタ)アクリル酸を反応させた樹脂等の樹脂[K5];トリシクロデシル(メタ)アクリレート/グリシジル(メタ)アクリレートの共重合体に(メタ)アクリル酸を反応させた樹脂にさらにテトラヒドロフタル酸無水物を反応させた樹脂等の樹脂[K6]等が挙げられる。
中でも、樹脂(D)としては、樹脂[K1]及び樹脂[K2]が好ましく、樹脂[K2]が特に好ましい。
Specific examples of the resin (D) include resins [K1] such as 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate/(meth)acrylic acid copolymer, 3,4-epoxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decyl acrylate/(meth)acrylic acid copolymer, glycidyl (meth)acrylate/benzyl (meth)acrylate/(meth)acrylic acid copolymer, glycidyl (meth)acrylate/styrene/(meth)acrylic acid copolymer, 3,4-epoxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decyl acrylate/(meth)acrylic acid copolymer, ]decyl acrylate/(meth)acrylic acid/N-cyclohexylmaleimide copolymer, 3-methyl-3-(meth)acryloyloxymethyloxetane/(meth)acrylic acid/styrene copolymer, and other resins [K2]; benzyl (meth)acrylate/(meth)acrylic acid copolymer, styrene/(meth)acrylic acid copolymer, and other resins [K3]; resins obtained by adding glycidyl (meth)acrylate to benzyl (meth)acrylate/(meth)acrylic acid copolymer, resins obtained by adding glycidyl (meth)acrylate to tricyclodecyl (meth)acrylate/styrene/(meth)acrylic acid copolymer, tricyclodecyl (meth)acrylate/ Resins [K4] such as a resin obtained by adding glycidyl (meth)acrylate to a benzyl (meth)acrylate/(meth)acrylic acid copolymer; resins [K5] such as a resin obtained by reacting a tricyclodecyl (meth)acrylate/glycidyl (meth)acrylate copolymer with (meth)acrylic acid, or a resin obtained by reacting a tricyclodecyl (meth)acrylate/styrene/glycidyl (meth)acrylate copolymer with (meth)acrylic acid; and resins [K6] such as a resin obtained by reacting a tricyclodecyl (meth)acrylate/glycidyl (meth)acrylate copolymer with (meth)acrylic acid and further reacting the resulting resin with tetrahydrophthalic anhydride.
Among these, resin (D) is preferably resin [K1] or resin [K2], and particularly preferably resin [K2].
樹脂(D)のポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは3,000~100,000であり、より好ましくは5,000~50,000であり、さらに好ましくは5,000~30,000である。分子量が前記の範囲内にあると、硬化膜の硬度が向上する傾向がある。The polystyrene-equivalent weight average molecular weight of resin (D) is preferably 3,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 50,000, and even more preferably 5,000 to 30,000. When the molecular weight is within this range, the hardness of the cured film tends to be improved.
樹脂(D)の分散度[重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)]は、好ましくは1.1~6であり、より好ましくは1.2~4である。 The dispersity of resin (D) [weight average molecular weight (Mw)/number average molecular weight (Mn)] is preferably 1.1 to 6, more preferably 1.2 to 4.
樹脂(D)の酸価は、固形分換算で、好ましくは50~170mg-KOH/gであり、より好ましくは60~150mg-KOH/g、さらに好ましくは70~135mg-KOH/gである。ここで酸価は樹脂(D)1gを中和するために必要な水酸化カリウムの量(mg)として測定される値であり、例えば水酸化カリウム水溶液を用いて滴定することにより求めることができる。The acid value of resin (D), calculated on a solids basis, is preferably 50 to 170 mg-KOH/g, more preferably 60 to 150 mg-KOH/g, and even more preferably 70 to 135 mg-KOH/g. The acid value is measured as the amount (mg) of potassium hydroxide required to neutralize 1 g of resin (D), and can be determined, for example, by titration using an aqueous potassium hydroxide solution.
硬化性組成物中の樹脂(D)の固形分量は、重合性化合物(B)100質量部に対して、例えば、500質量部以下、好ましくは200質量部以下、より好ましくは50質量部以下、よりさらに好ましくは30質量部以下、特に好ましくは10質量部以下であり、0質量部でもよい。The solid content of resin (D) in the curable composition is, for example, 500 parts by mass or less, preferably 200 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, even more preferably 30 parts by mass or less, particularly preferably 10 parts by mass or less, and may even be 0 parts by mass, per 100 parts by mass of polymerizable compound (B).
<溶剤(E)>
溶剤(E)は、特に限定されず、当該分野で通常使用される溶剤を用いることができる。例えば、エステル溶剤(分子内に-COO-を含み、-O-を含まない溶剤)、エーテル溶剤(分子内に-O-を含み、-COO-を含まない溶剤)、エーテルエステル溶剤(分子内に-COO-と-O-とを含む溶剤)、ケトン溶剤(分子内に-CO-を含み、-COO-を含まない溶剤)、アルコール溶剤(分子内にOHを含み、-O-、-CO-及び-COO-を含まない溶剤)、アルコールケトン溶媒(分子内にOHと-CO-を含む溶媒)、芳香族炭化水素溶剤、アミド溶剤、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
<Solvent (E)>
The solvent (E) is not particularly limited, and a solvent commonly used in the relevant field can be used. Examples thereof include ester solvents (solvents containing —COO— but not —O— in the molecule), ether solvents (solvents containing —O— but not —COO— in the molecule), ether ester solvents (solvents containing —COO— and —O— in the molecule), ketone solvents (solvents containing —CO— but not —COO— in the molecule), alcohol solvents (solvents containing OH in the molecule but not —O—, —CO—, or —COO—), alcohol ketone solvents (solvents containing OH and —CO— in the molecule), aromatic hydrocarbon solvents, amide solvents, and dimethyl sulfoxide.
エステル溶剤としては、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、2-ヒドロキシイソブタン酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸ペンチル、酢酸イソペンチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、シクロヘキサノールアセテート及びγ-ブチロラクトンなどが挙げられる。 Ester solvents include methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl 2-hydroxyisobutanoate, ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, pentyl formate, isopentyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, cyclohexanol acetate, and gamma-butyrolactone.
エーテル溶剤としては、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プロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、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プロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、3-メトキシ-1-ブタノール、3-メトキシ-3-メチルブタノール、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4-ジオキサン、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ジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、アニソール、フェネトール及びメチルアニソールなどが挙げられる。 Examples of ether solvents include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, 3-methoxy-1-butanol, 3-methoxy-3-methylbutanol, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,4-dioxane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, anisole, phenetole, and methylanisole.
エーテルエステル溶剤としては、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、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、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、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、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート及びジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどが挙げられる。 Ether ester solvents include methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, methyl 2-ethoxypropionate, Examples of the alkyl ether acetate include ethyl 2-methoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, and diethylene glycol monobutyl ether acetate.
ケトン溶剤としては、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、アセトン、メチルエチルケトン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、4-ヘプタノン、4-メチル-2-ペンタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン及びイソホロンなどが挙げられる。 Ketone solvents include 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, acetone, methyl ethyl ketone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 4-methyl-2-pentanone, cyclopentanone, cyclohexanone, and isophorone.
アルコール溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンなどが挙げられる。 Alcohol solvents include methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin.
アルコールケトン溶媒としては、ダイアセトンアルコールなどの、前記ケトン溶媒から選ばれるケトンの2量体が挙げられる。 Examples of alcohol ketone solvents include dimers of ketones selected from the above-mentioned ketone solvents, such as diacetone alcohol.
芳香族炭化水素溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン及びメシチレンなどが挙げられる。
アミド溶剤としては、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-メチルピロリドンなどが挙げられる。
Aromatic hydrocarbon solvents include benzene, toluene, xylene, and mesitylene.
Amide solvents include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone.
上記の溶剤のうち、作業性、乾燥性の点から、1atmにおける沸点が120℃以上180℃以下である有機溶剤が好ましい。溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3-エトキシプロピオン酸エチル、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、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、2-ヘプタノン、ダイアセトンアルコール及びN,N-ジメチルホルムアミドが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルメチルエチルケトン及び3-エトキシプロピオン酸エチルがより好ましい。Of the above solvents, organic solvents with a boiling point of 120°C or higher and 180°C or lower at 1 atm are preferred in terms of workability and drying properties. Preferred solvents include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, ethyl 3-ethoxypropionate, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, methyl ethyl ketone, butyl acetate, 2-heptanone, diacetone alcohol, and N,N-dimethylformamide, with propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate, methyl ethyl ketone, and ethyl 3-ethoxypropionate being more preferred.
硬化性組成物が溶剤(E)を含むとき、硬化性組成物中の溶剤(E)の含有率は、例えば、40質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、よりさらに好ましくは15質量%以下、特に好ましくは10質量%以下、最も好ましくは5質量%以下であり、0質量%でもよい。本発明の硬化性組成物は、溶剤を含まなくても流動性が高く、作業性に優れている。When the curable composition contains a solvent (E), the content of solvent (E) in the curable composition is, for example, 40% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, even more preferably 15% by mass or less, particularly preferably 10% by mass or less, and most preferably 5% by mass or less, and may even be 0% by mass. The curable composition of the present invention has high fluidity and excellent workability even without containing a solvent.
<界面活性剤(F)>
硬化性組成物は、界面活性剤(F)を含有してもよい。界面活性剤(F)は、レベリング剤として使用でき、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤及びフッ素原子を有するシリコーン系界面活性剤等が挙げられる。これらは、側鎖に重合性基を有していてもよい。
<Surfactant (F)>
The curable composition may contain a surfactant (F). The surfactant (F) can be used as a leveling agent, and examples thereof include silicone surfactants, fluorine surfactants, and silicone surfactants containing fluorine atoms. These surfactants may have a polymerizable group in a side chain.
シリコーン系界面活性剤としては、分子内にシロキサン結合を有する界面活性剤等が挙げられる。分子内にシロキサン結合を有する界面活性剤としては、例えば、オクタメチルシクロテトラシロキサンが挙げられる。シリコーン系界面活性剤は、トーレシリコーンDC3PA、同SH7PA、同DC11PA、同SH21PA、同SH28PA、同SH29PA、同SH30PA、同SH8400(商品名:東レ・ダウコーニング(株)製)、KF994、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化学工業(株)製)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF4446、TSF4452及びTSF4460(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)であってもよい。 Examples of silicone surfactants include surfactants that have a siloxane bond in the molecule. An example of a surfactant that has a siloxane bond in the molecule is octamethylcyclotetrasiloxane. The silicone surfactant may be Toray Silicone DC3PA, SH7PA, DC11PA, SH21PA, SH28PA, SH29PA, SH30PA, or SH8400 (trade name: manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd.), KF994, KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, or KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), or TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF4446, TSF4452, or TSF4460 (manufactured by Momentive Performance Materials Japan LLC).
前記のフッ素系界面活性剤としては、分子内にフルオロカーボン鎖を有する界面活性剤等が挙げられる。具体的には、フロラード(登録商標)FC430、同FC431(住友スリーエム(株)製)、メガファック(登録商標)F142D、同F171、同F172、同F173、同F177、同F183、同F554、同R30、同RS-718-K(DIC(株)製)、エフトップ(登録商標)EF301、同EF303、同EF351、同EF352(三菱マテリアル電子化成(株)製)、サーフロン(登録商標)S381、同S382、同SC101、同SC105(旭硝子(株)製)及びE5844((株)ダイキンファインケミカル研究所製)等が挙げられる。 Examples of the fluorine-based surfactant include surfactants having a fluorocarbon chain in the molecule. Specific examples include Fluorad (registered trademark) FC430 and FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Megafac (registered trademark) F142D, F171, F172, F173, F177, F183, F554, R30, and RS-718-K (manufactured by DIC Corporation), F-Top (registered trademark) EF301, EF303, EF351, and EF352 (manufactured by Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co., Ltd.), Surflon (registered trademark) S381, S382, SC101, and SC105 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and E5844 (manufactured by Daikin Fine Chemicals Research Institute, Ltd.).
前記のフッ素原子を有するシリコーン系界面活性剤としては、分子内にシロキサン結合及びフルオロカーボン鎖を有する界面活性剤等が挙げられる。具体的には、メガファック(登録商標)R08、同BL20、同F475、同F477及び同F443(DIC(株)製)等が挙げられる。 Examples of the silicone surfactants containing fluorine atoms include surfactants containing siloxane bonds and fluorocarbon chains in the molecule. Specific examples include Megafac (registered trademark) R08, BL20, F475, F477, and F443 (manufactured by DIC Corporation).
界面活性剤(F)を含有する場合、その含有率は、硬化性組成物の総量に対して、例えば、0.001質量%以上2質量%以下であってもよく、0.001質量%以上1.5質量%以下であってもよい。この含有率は、好ましくは0.001質量%以上0.2質量%以下であり、より好ましくは0.002質量%以上0.1質量%以下、さらに好ましくは0.005質量%以上0.07質量%以下である。When surfactant (F) is contained, its content may be, for example, from 0.001% to 2% by mass, or from 0.001% to 1.5% by mass, relative to the total amount of the curable composition. This content is preferably from 0.001% to 0.2% by mass, more preferably from 0.002% to 0.1% by mass, and even more preferably from 0.005% to 0.07% by mass.
<その他の成分>
本発明の硬化性組成物は、必要に応じて、充填剤、密着促進剤、酸化防止剤、光安定剤、連鎖移動剤等、当該技術分野で公知の添加剤を含んでもよい。
<Other ingredients>
The curable composition of the present invention may optionally contain additives known in the art, such as fillers, adhesion promoters, antioxidants, light stabilizers, chain transfer agents, and the like.
<硬化性組成物特性>
本発明の硬化性組成物の温度23℃での粘度は、例えば、300mPa・s以下であり、好ましくは260mPa・s以下であり、より好ましくは210mPa・s以下である。また前記粘度は、例えば、1mPa・s以上である。粘度が前記範囲にあると、インクジェット法を利用して塗布するとき、インクの目詰まりや飛行曲がりがおきにくい。前記粘度は、例えば、E型粘度計を用い、ローターの回転数を最適(好ましくは1rpm)にすることによって測定できる。
<Curable composition characteristics>
The viscosity of the curable composition of the present invention at a temperature of 23°C is, for example, 300 mPa·s or less, preferably 260 mPa·s or less, and more preferably 210 mPa·s or less. Furthermore, the viscosity is, for example, 1 mPa·s or more. When the viscosity is within this range, clogging and deflection of the ink are less likely to occur when the composition is applied using an inkjet method. The viscosity can be measured, for example, using an E-type viscometer and optimizing the rotor rotation speed (preferably 1 rpm).
本発明の硬化性組成物は、可視光の透過率が優れている。具体的には、下記成膜方法1で得られる硬化膜の波長400~700nmの透過率の平均値が、膜厚1.0μmあたり90%以上、好ましくは93%以上、より好ましくは95%以上になる。また下記成膜方法1で得られる硬化膜の波長400~700nmの範囲での全ての透過率が、膜厚1.0μmあたり90%以上であることが好ましく、93%以上であることがより好ましく、95%以上であることがよりさらに好ましい。
[成膜方法1]
硬化膜の平均厚さが1.0±0.2μmとなる範囲に入るように硬化性組成物をガラス基板上に塗布し、LEDランプを用い、波長385nmのUVを積算光量2000J/m2で照射する。
得られた硬化膜の平均厚さが1.0μmのとき、透過率T(膜厚1.0μm時)をそのまま膜厚1.0μmあたりの透過率であるとし、得られた硬化膜の平均厚さxμm(xは1.0±0.2の範囲であって1.0ではない値)の場合は、透過率T’(膜厚xμm時)を、A’=-log10T’に基づいて吸光度A’(膜厚xμm時)に換算し、この吸光度A’(膜厚xμm時)に膜厚x(μm)の逆数を掛けることで吸光度A(膜厚1.0μm時)を求め、次いでA=-log10Tに基づいて透過率T(膜厚1.0μm時)を算出することで膜厚1.0μmあたりの透過率Tを求める。そして膜厚1.0μmあたりの透過率について、波長400~700nmでの平均値を算出する。
The curable composition of the present invention has excellent transmittance for visible light. Specifically, the average transmittance for wavelengths of 400 to 700 nm of the cured film obtained by the following film-forming method 1 is 90% or more, preferably 93% or more, and more preferably 95% or more per 1.0 μm of film thickness. Furthermore, the transmittance for all wavelengths of 400 to 700 nm of the cured film obtained by the following film-forming method 1 is preferably 90% or more, more preferably 93% or more, and even more preferably 95% or more per 1.0 μm of film thickness.
[Film forming method 1]
The curable composition is applied to a glass substrate so that the average thickness of the cured film falls within the range of 1.0±0.2 μm, and the substrate is irradiated with UV light having a wavelength of 385 nm at an integrated light intensity of 2000 J/m 2 using an LED lamp.
When the average thickness of the obtained cured film is 1.0 μm, the transmittance T (at a film thickness of 1.0 μm) is taken as the transmittance per 1.0 μm film thickness. When the average thickness of the obtained cured film is x μm (x is a value in the range of 1.0±0.2 and not 1.0), the transmittance T' (at a film thickness of x μm) is converted to absorbance A' (at a film thickness of x μm) based on A' = -log 10 T', and this absorbance A' (at a film thickness of x μm) is multiplied by the reciprocal of film thickness x (μm) to determine absorbance A (at a film thickness of 1.0 μm). Next, the transmittance T (at a film thickness of 1.0 μm) is calculated based on A = -log 10 T to determine the transmittance T per 1.0 μm film thickness. Then, an average value of the transmittance per 1.0 μm film thickness at wavelengths of 400 to 700 nm is calculated.
本発明の硬化性組成物から得られた硬化膜は、屈折率が高い。具体的には、下記成膜方法2で得られる硬化膜を分光エリプソメータを用いて測定した波長550nmの屈折率が、例えば、1.5以上、好ましくは1.6以上、より好ましくは1.65以上であり、例えば、3.0以下、好ましくは2.5以下、より好ましくは2.0以下である。
[成膜方法2]
4インチのSiウエハ基板上に、硬化膜の平均膜厚が0.5μmになるようにスピンコータを用いて得られた硬化性組成物を塗布する。LEDランプを用い、波長385nmのUVを積算光量2000J/m2で照射する。
The cured film obtained from the curable composition of the present invention has a high refractive index. Specifically, the refractive index at a wavelength of 550 nm of the cured film obtained by the following Film Forming Method 2, as measured using a spectroscopic ellipsometer, is for example 1.5 or more, preferably 1.6 or more, more preferably 1.65 or more, and for example 3.0 or less, preferably 2.5 or less, more preferably 2.0 or less.
[Film forming method 2]
The obtained curable composition is applied to a 4-inch Si wafer substrate using a spin coater so that the average thickness of the cured film is 0.5 μm. Using an LED lamp, UV light with a wavelength of 385 nm is irradiated at an integrated light intensity of 2000 J/ m2 .
<硬化膜>
基板上に、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、キャピラリーコート法、ノズルコート法等で前記硬化性組成物を塗布し、UV等の放射線を照射することにより硬化膜を作製できる。またフォトリソグラフ法、インクジェット印刷法などを利用してパターン化された硬化膜(すなわち、基板の一部にのみ形成された硬化膜)を作製してもよい。
硬化膜の厚さは、通常、1nm~50μm程度であり、1μm~50μmが好ましい。
前記硬化膜は、マイクロレンズ、封止材などとして使用でき、特に発光素子のマイクロレンズ、封止材などとして使用することが好ましい。
<Cured film>
A cured film can be produced by applying the curable composition onto a substrate by spin coating, casting, microgravure coating, gravure coating, bar coating, roll coating, wire bar coating, dip coating, spray coating, screen printing, flexographic printing, offset printing, inkjet printing, capillary coating, nozzle coating, or the like, and then irradiating the composition with radiation such as UV. Alternatively, a patterned cured film (i.e., a cured film formed only on a portion of a substrate) may be produced using photolithography, inkjet printing, or the like.
The thickness of the cured film is usually about 1 nm to 50 μm, preferably 1 μm to 50 μm.
The cured film can be used as a microlens, a sealant, etc., and is particularly preferably used as a microlens, a sealant, etc. for a light-emitting element.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前記及び後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention will be explained in more detail below using examples, but the present invention is not limited to the examples below, and it is of course possible to make appropriate modifications within the scope of the above and below-described intent, and all such modifications are within the technical scope of the present invention.
実施例1
[無機微粒子分散液の製造]
酸化ジルコニウム分散液(酸化ジルコニウム/分散剤/メチルエチルケトン=55/15/30、質量比、酸化ジルコニウムの体積平均粒子径10nm)に、重合性化合物としてグリセリントリアクリレート(MT3547、東亞合成(株)製)を加え、減圧留去することでメチルエチルケトンを除去し、酸化ジルコニウム粒子のグリセリントリアクリレート分散液(以下、無機微粒子分散液という)を得た。メチルエチルケトンの残存量はガスクロマトグラフィー(GC)分析により確認した。
[硬化性組成物の調製]
酸化ジルコニウム粒子が37質量部、分散剤が9質量部、グリセリントリアクリレートが46質量部となるように前記無機微粒子分散液の成分割合を調製し、さらに重合開始剤としてフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィン酸エチル(Omnirad TPO-L、IGM Resins B.V.社製、以下TPO-Lという)を8質量部配合して溶解させた後、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のメンブレンフィルターでろ過し、硬化性組成物1を得た。
Example 1
[Production of inorganic fine particle dispersion]
Glycerin triacrylate (MT3547, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) was added as a polymerizable compound to a zirconium oxide dispersion (zirconium oxide/dispersant/methyl ethyl ketone = 55/15/30, mass ratio, volume average particle size of zirconium oxide: 10 nm), and the methyl ethyl ketone was removed by distillation under reduced pressure to obtain a glycerin triacrylate dispersion of zirconium oxide particles (hereinafter referred to as an inorganic fine particle dispersion). The amount of remaining methyl ethyl ketone was confirmed by gas chromatography (GC) analysis.
[Preparation of Curable Composition]
The component ratios of the inorganic fine particle dispersion were adjusted so that the zirconium oxide particles were 37 parts by mass, the dispersant was 9 parts by mass, and the glycerin triacrylate was 46 parts by mass. Further, 8 parts by mass of ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinate (Omnirad TPO-L, manufactured by IGM Resins B.V., hereinafter referred to as TPO-L) was blended and dissolved as a polymerization initiator, and the mixture was filtered through a polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane filter, thereby obtaining curable composition 1.
実施例2
実施例1と同様の方法で無機微粒子分散液を製造した。
酸化ジルコニウム粒子が37質量部、分散剤が9質量部、グリセリントリアクリレートが45質量部となるように前記無機微粒子分散液の成分割合を調製し、さらに重合開始剤としてビス(2、4、6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド(イルガキュア(IRGACURE)(登録商標)819、BASF社製、以下IRG819という)を8質量部、及び界面活性剤としてオクタメチルシクロテトラシロキサン(東京化成工業(株)製)を1質量部配合して溶解させた後、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のメンブレンフィルターでろ過し、硬化性組成物2を得た。
Example 2
An inorganic fine particle dispersion was prepared in the same manner as in Example 1.
The component ratio of the inorganic fine particle dispersion was adjusted to 37 parts by mass of zirconium oxide particles, 9 parts by mass of dispersant, and 45 parts by mass of glycerin triacrylate, and further 8 parts by mass of bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide (IRGACURE (registered trademark) 819, manufactured by BASF, hereinafter referred to as IRG819) as a polymerization initiator and 1 part by mass of octamethylcyclotetrasiloxane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a surfactant were blended and dissolved, and then filtered through a polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane filter, to obtain curable composition 2.
実施例3
実施例1と同様の方法で無機微粒子分散液を製造した。
酸化ジルコニウム粒子が33質量部、分散剤が8質量部、グリセリントリアクリレートが41質量部、トリシクトデカンジメタノールジアクリレート(A-DCP、新中村化学工業(株)製、以下A-DCPという場合がある)が10質量部となるように前記無機微粒子分散液の成分割合を調製し、さらに重合開始剤としてIRG819を8質量部配合して溶解させた後、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のメンブレンフィルターでろ過し、硬化性組成物3を得た。
Example 3
An inorganic fine particle dispersion was prepared in the same manner as in Example 1.
The component ratio of the inorganic fine particle dispersion was adjusted to 33 parts by mass of zirconium oxide particles, 8 parts by mass of dispersant, 41 parts by mass of glycerin triacrylate, and 10 parts by mass of tricylctodecanedimethanol diacrylate (A-DCP, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., hereinafter sometimes referred to as A-DCP), and 8 parts by mass of IRG819 was further blended and dissolved as a polymerization initiator, followed by filtration through a polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane filter to obtain curable composition 3.
比較例1
重合性化合物として、グリセリントリアクリレートに代えて、トリシクトデカンジメタノールジアクリレート(A-DCP、新中村化学工業(株)製)、1,10-デカンジオールジアクリレート(A-DOD-N、新中村化学工業(株)製、以下、A-DOD-Nという)及びイソブチルメタクリレート(東京化成工業(株)製)の混合物を使用したこと、界面活性剤としてオクタメチルシクロテトラシロキサン(東京化成工業(株)製)をさらに使用したこと、及び重合開始剤としてTPO-L 8質量部に代えて5質量部のIRG819を用いたこと以外は実施例1と同様にして比較硬化性組成物1を得た。
比較硬化性組成物1は、酸化ジルコニウム粒子を37質量部、分散剤を9質量部、A-DCPを24質量部、A-DOD-Nを14質量部、イソブチルメタクリレートを10質量部、IRG819を5質量部、オクタメチルシクロテトラシロキサンを1質量部含んでいた。
Comparative Example 1
Comparative curable composition 1 was obtained in the same manner as in Example 1, except that a mixture of tricylctodecanedimethanol diacrylate (A-DCP, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), 1,10-decanediol diacrylate (A-DOD-N, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., hereinafter referred to as A-DOD-N), and isobutyl methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the polymerizable compound instead of glycerin triacrylate, that octamethylcyclotetrasiloxane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was further used as the surfactant, and that 5 parts by mass of IRG819 was used as the polymerization initiator instead of 8 parts by mass of TPO-L.
Comparative curable composition 1 contained 37 parts by mass of zirconium oxide particles, 9 parts by mass of a dispersant, 24 parts by mass of A-DCP, 14 parts by mass of A-DOD-N, 10 parts by mass of isobutyl methacrylate, 5 parts by mass of IRG819, and 1 part by mass of octamethylcyclotetrasiloxane.
[硬化性組成物の評価]
得られた硬化性組成物の温度23℃での粘度を、E型粘度計を用い、ローターの回転数1rpmにして測定した。
[Evaluation of Curable Composition]
The viscosity of the resulting curable composition at a temperature of 23° C. was measured using an E-type viscometer with a rotor rotation speed of 1 rpm.
[硬化膜の製造とその評価1、2]
得られた硬化性組成物を2インチ角のガラス基板(イーグルXG;コーニング社製)上に、硬化膜の平均厚さが10μmになるようにスピンコータを用いて塗布した。次いで、LEDランプを用い、波長385nm、積算光量2000J/m2のUV照射を行い、硬化膜を得た。
得られた硬化膜及び硬化性組成物について、以下の各評価を行った。各評価結果は表1に示す。
1.硬化性(タック性)
表面をエンボス加工されたビニール製手袋を着用して硬化膜表面に軽く触れ、硬化膜に該手袋の跡が付かない時を○、硬化膜に該手袋の跡が付いた時を×とした。
2.塗布性
硬化膜の2か所の厚みを測定し、2か所の膜厚の差が、2か所の膜厚の平均値の5%以内の時を○、5%より大きい時を×とした。
[硬化膜の製造とその評価3]
3.透過率
得られた硬化性組成物を2インチ角のガラス基板上に、硬化膜の平均厚さが1.0μmになるようにスピンコータを用いて塗布した。次いで、LEDランプを用い、波長385nm、積算光量2000J/m2のUV照射を行い、硬化膜を得た。硬化膜の400nm~700nmの透過率は顕微分光光度計を用いて測定し、平均透過率を硬化膜の透過率とした。
[Production of cured films and their evaluation 1, 2]
The obtained curable composition was applied to a 2-inch square glass substrate (Eagle XG; manufactured by Corning Inc.) using a spin coater so that the average thickness of the cured film was 10 μm. Next, using an LED lamp, UV irradiation was performed at a wavelength of 385 nm and an integrated light dose of 2000 J/ m2 to obtain a cured film.
The obtained cured films and curable compositions were evaluated as follows. The results of the evaluations are shown in Table 1.
1. Hardening property (tackiness)
The surface of the cured film was lightly touched with embossed vinyl gloves. When the glove left no mark on the cured film, the result was marked as ◯, and when the glove left a mark on the cured film, the result was marked as ×.
2. Coatability The thickness of the cured film was measured at two points, and when the difference between the two film thicknesses was within 5% of the average value of the two film thicknesses, it was marked as O, and when it was more than 5%, it was marked as ×.
[Production of cured film and its evaluation 3]
3. Transmittance The obtained curable composition was applied to a 2-inch square glass substrate using a spin coater so that the average thickness of the cured film was 1.0 μm. Next, using an LED lamp, UV irradiation was performed at a wavelength of 385 nm and an integrated light intensity of 2000 J/ m2 to obtain a cured film. The transmittance of the cured film from 400 nm to 700 nm was measured using a microspectrophotometer, and the average transmittance was taken as the transmittance of the cured film.
[硬化膜の製造とその評価4]
4.屈折率
4インチのSiウエハ基板上に硬化性組成物を、硬化膜の平均膜厚が0.5μmになるようにスピンコータを用いて塗布した。次いで、LEDランプを用い、波長385nmのUVを積算光量2000J/m2で照射した。分光エリプソメーターを用い、前記硬化物に対して60°、70°、75°の角度で波長400nm~1600nmの範囲の光を照射して、波長550nmの屈折率を求め、それを硬化膜の屈折率とした。
[Production of cured film and its evaluation 4]
4. Refractive Index The curable composition was applied to a 4-inch Si wafer substrate using a spin coater so that the average thickness of the cured film was 0.5 μm. Next, using an LED lamp, UV light with a wavelength of 385 nm was irradiated at an integrated light intensity of 2000 J/ m2 . Using a spectroscopic ellipsometer, the cured product was irradiated with light with a wavelength in the range of 400 nm to 1600 nm at angles of 60°, 70°, and 75° to determine the refractive index at a wavelength of 550 nm, which was used as the refractive index of the cured film.
結果を表1に示す。
b-1:グリセリントリアクリレート
b-2:A-DCP
b-3:A-DOD-N
b-4:イソブチルメタクリレート
c-1:TPO-L
c-2:IRG819
e-1:メチルエチルケトン
f-1:オクタメチルシクロテトラシロキサン
The results are shown in Table 1.
b-3: A-DOD-N
b-4: Isobutyl methacrylate c-1: TPO-L
c-2: IRG819
e-1: Methyl ethyl ketone f-1: Octamethylcyclotetrasiloxane
Claims (3)
前記無機微粒子(A)が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、及び窒化ケイ素からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、
前記重合性化合物(B)が式(B1)で表される化合物を含有し、
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基である。R3 は(メタ)アクリル基である。)
下記条件で成膜したときの波長400~700nmの透過率の平均値が、膜厚1.0μmあたり90%以上である硬化性組成物。
[成膜条件]
ガラス基板上に硬化膜の平均厚さが1.0±0.2μmの範囲に入るように硬化性組成物を塗布し、LEDランプを用い、波長385nmのUVを積算光量2000J/m2で照射する。 The composition contains inorganic fine particles (A), a polymerizable compound (B), and a polymerization initiator (C),
the inorganic fine particles (A) are at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide, niobium oxide, and silicon nitride,
The polymerizable compound (B) contains a compound represented by formula (B1),
(In the formula, R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent; R3 represents a ( meth)acrylic group.)
A curable composition having an average transmittance of 90% or more per 1.0 μm film thickness at wavelengths of 400 to 700 nm when formed into a film under the following conditions:
[Film formation conditions]
The curable composition is applied to a glass substrate so that the average thickness of the cured film falls within the range of 1.0±0.2 μm, and the substrate is irradiated with UV light having a wavelength of 385 nm at an integrated light intensity of 2000 J/m 2 using an LED lamp.
A cured film formed from the curable composition according to claim 1 or 2.
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