JP7110452B2 - Resin, curable composition, cured product, method for producing cured product, and method for producing microlens - Google Patents
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Description
本発明は、特定の構造の構造単位を含む樹脂と、当該樹脂を含む硬化性組成物と、前述の樹脂を硬化させてなる硬化物と、前述の樹脂を用いる硬化物の製造方法と、前述の樹脂を用いるマイクロレンズの製造方法と、に関する。 The present invention provides a resin containing a structural unit having a specific structure, a curable composition containing the resin, a cured product obtained by curing the above-mentioned resin, a method for producing a cured product using the above-mentioned resin, and the above-mentioned and a method for manufacturing a microlens using the resin of
従来から、硬化性の樹脂材料が種々の用途において使用されている。硬化性の樹脂における部分構造や、硬化性の樹脂とともに使用される添加剤の種類を選択することにより、硬化性の樹脂を用いて種々の特性を示す硬化物が形成される。
例えば、画像表示素子や光学素子における、平坦化膜やマイクロレンズの形成に用いられる硬化物においては、良好な透明性や耐溶剤性を有し、高屈折率であることが望まれる場合がある。
BACKGROUND ART Conventionally, curable resin materials have been used in various applications. By selecting the partial structure of the curable resin and the types of additives used together with the curable resin, cured products exhibiting various properties can be formed using the curable resin.
For example, cured products used to form flattening films and microlenses in image display devices and optical devices are sometimes desired to have good transparency, solvent resistance, and a high refractive index. .
平坦化膜やマイクロレンズの形成に用いられる硬化性の樹脂としては、例えば、エポキシ基を含む構造単位と、ビフェニリル基を含む構造単位とを含む共重合体が知られている(特許文献1を参照。)。 As a curable resin used for forming a flattening film or a microlens, for example, a copolymer containing a structural unit containing an epoxy group and a structural unit containing a biphenylyl group is known (see Patent Document 1. reference.).
しかしながら、特許文献1に記載されるようなエポキシ基を有する樹脂を用いて硬化膜を形成する場合、基板の種類によっては十分に硬化した硬化膜を形成しにくかったり、硬化膜を高温環境下で使用する場合に、膜厚の寸法が変動したり、透過膜の光線透過率が低下したりする場合がある。 However, when forming a cured film using a resin having an epoxy group as described in Patent Document 1, depending on the type of substrate, it may be difficult to form a sufficiently cured cured film, or the cured film may be formed in a high temperature environment. When used, the thickness of the film may vary, or the light transmittance of the transparent film may decrease.
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、基板上で硬化を行う場合に、基板の種類によらず良好に硬化し、高温環境下で使用する場合に寸法変化が生じたり、光線透過率が低下したりしにくい硬化物を形成できる、熱硬化性の樹脂と、当該樹脂を含む硬化性組成物と、前述の樹脂を硬化させてなる硬化物と、前述の樹脂を用いる硬化物の製造方法と、前述の樹脂を用いるマイクロレンズの製造方法と、を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems. A thermosetting resin that can form a cured product whose transmittance is difficult to decrease, a curable composition containing the resin, a cured product obtained by curing the above-mentioned resin, and a cured product using the above-mentioned resin and a method of manufacturing a microlens using the above resin.
本発明者らは、ブロックイソシアネート基を有する特定の構造の構造単位と、水酸基を有する特定の構造の構造単位と、2以上のベンゼン環を含む炭化水素基を有する特定の構造の構造単位と、を組み合わせて含む樹脂を用いることにより上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have found that a structural unit having a specific structure having a blocked isocyanate group, a structural unit having a specific structure having a hydroxyl group, and a structural unit having a specific structure having a hydrocarbon group containing two or more benzene rings, The inventors have found that the above problems can be solved by using a resin containing a combination of the above, and have completed the present invention.
本発明の第1の態様は、下記式(a1)で表される構造単位、下記式(a2)で表される構造単位、及び下記式(a3)で表される構造単位、を含む樹脂である。
本発明の第2の態様は、第1の態様にかかる樹脂と、溶剤とを含む硬化性組成物である。 A second aspect of the present invention is a curable composition comprising the resin according to the first aspect and a solvent.
本発明の第3の態様は、第1の態様にかかる樹脂を硬化させてなる硬化物である。 A third aspect of the present invention is a cured product obtained by curing the resin according to the first aspect.
本発明の第4の態様は、
第1の態様にかかる樹脂を、所定の形状に成形する成形工程と、
成形された前記樹脂を加熱により硬化させる硬化工程と、
を含む硬化物の製造方法である。
A fourth aspect of the present invention is
A molding step of molding the resin according to the first aspect into a predetermined shape;
A curing step of curing the molded resin by heating;
A method for producing a cured product comprising
本発明の第5の態様は、
第1の態様にかかる樹脂を含む組成物を基材上に塗布して得られる樹脂層を加熱により架橋させてレンズ材料層を形成するレンズ材料層形成工程と、
レンズ材料層上にレジストパターンを形成したのち、加熱によりレジストパターンをリフローさせてレンズパターンを形成するレンズパターン形成工程と、
レンズパターンをマスクとしてレンズ材料層及び前記レンズパターンをドライエッチングして、レンズパターンの形状をレンズ材料層に転写する形状転写工程と、
を含む、マイクロレンズの製造方法である。
A fifth aspect of the present invention is
a lens material layer forming step of forming a lens material layer by heating and cross-linking a resin layer obtained by applying a composition containing a resin according to the first aspect onto a substrate;
a lens pattern forming step of forming a lens pattern by forming a resist pattern on the lens material layer and then reflowing the resist pattern by heating to form a lens pattern;
a shape transfer step of dry-etching the lens material layer and the lens pattern using the lens pattern as a mask to transfer the shape of the lens pattern to the lens material layer;
A method of manufacturing a microlens, comprising:
本発明によれば、硬化性が良好であり、屈折率の高い硬化物を形成可能な硬化性の樹脂と、当該樹脂を含む硬化性組成物と、前述の樹脂を硬化させてなる硬化物と、前述の樹脂を用いる硬化物の製造方法と、前述の樹脂を用いるマイクロレンズの製造方法とを提供することができる。 According to the present invention, a curable resin having good curability and capable of forming a cured product having a high refractive index, a curable composition containing the resin, and a cured product obtained by curing the above-mentioned resin. , a method for producing a cured product using the aforementioned resin and a method for producing a microlens using the aforementioned resin can be provided.
≪樹脂≫
樹脂は、下記式(a1)で表される構造単位、下記式(a2)で表される構造単位、及び下記式(a3)で表される構造単位、を含む。
The resin includes a structural unit represented by formula (a1) below, a structural unit represented by formula (a2) below, and a structural unit represented by formula (a3) below.
以下、式(a1)で表される構造単位について「構造単位A1」とも記し、式(a2)で表される構造単位について「構造単位A2」とも記し、式(a3)で表される構造単位について「構造単位A3」とも記す。 Hereinafter, the structural unit represented by formula (a1) is also referred to as "structural unit A1", the structural unit represented by formula (a2) is also referred to as "structural unit A2", and the structural unit represented by formula (a3) is also referred to as “structural unit A3”.
上記式(a1)で表される構造単位A1は、R3としてブロックイソシアネート基を有する。ブロックイソシアネート基とは、イソシアネート基が、熱解離性の保護基によりブロックされた基を意味する。
このため、構造単位A1を有する上記の樹脂を加熱した場合、ブロックイソシアネート基中の保護基が脱離し、活性なイソシアネート基が生成する。
Structural unit A1 represented by formula ( a1) above has a blocked isocyanate group as R3. A blocked isocyanate group means an isocyanate group blocked with a thermally dissociable protecting group.
Therefore, when the resin having the structural unit A1 is heated, the protecting group in the blocked isocyanate group is eliminated to generate an active isocyanate group.
加熱により生成するイソシアネート基は、活性水素を有する官能基と容易に反応する。ここで、上記式(a2)で表される構造単位A2は、活性水素基を有する官能基である水酸基を有する。このため、上記の樹脂を加熱すると、構造単位A1において活性なイソシアネート基が生成する。このイソシアネート基(-NCO)と、構造単位A2中の水酸基とが反応することで、ウレタン結合(-NH-CO-O-)による架橋が進行し、硬化物が形成される。 An isocyanate group generated by heating readily reacts with a functional group having an active hydrogen. Here, the structural unit A2 represented by the above formula (a2) has a hydroxyl group, which is a functional group having an active hydrogen group. Therefore, when the above resin is heated, an active isocyanate group is generated in the structural unit A1. The isocyanate group (--NCO) reacts with the hydroxyl group in the structural unit A2 to promote cross-linking by the urethane bond (--NH--CO--O--) and form a cured product.
さらに、上記式(a3)で表される構造単位は、R6として、2以上のベンゼン環を含む炭化水素基を有する。ここで、2以上のベンゼン環を含む炭化水素基は、硬化物の高屈折率化に寄与する。
従って、上記の樹脂を加熱する場合、樹脂の硬化が良好に進行し、その結果屈折率の高い硬化物が形成される。
Furthermore, the structural unit represented by the above formula (a3) has a hydrocarbon group containing two or more benzene rings as R6. Here, the hydrocarbon group containing two or more benzene rings contributes to increasing the refractive index of the cured product.
Therefore, when the above resin is heated, the curing of the resin progresses satisfactorily, resulting in the formation of a cured product with a high refractive index.
以下、樹脂に含まれる必須又は任意の構造単位、樹脂の製造方法等について説明する。 The essential or optional structural units contained in the resin, the method for producing the resin, and the like are described below.
<構造単位A1>
樹脂は、前述の通り、ブロックイソシアネート基を有する構造単位A1を含む。樹脂は、2種以上の構造単位A1を組み合わせて含んでいてもよい。
<Structural unit A1>
The resin contains structural units A1 having blocked isocyanate groups, as described above. The resin may contain a combination of two or more structural units A1.
構造単位A1は、前述の式(a1)で表される構造単位である。式(a1)において、R1は水素原子、又はメチル基である。 Structural unit A1 is a structural unit represented by the above formula (a1). In formula (a1), R1 is a hydrogen atom or a methyl group.
式(a1)中、R2は、単結合、又は炭素原子数1以上5以下のアルキレン基である。アルキレン基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、直鎖状であるのが好ましい。R2としてのアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エタン-1,2-ジイル基、エタン-1,1-ジイル基、プロパン-1,3-ジイル基、プロパン-1,2-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、及びペンタン-1,5-ジイル基等が挙げられる。
これらの基の中では、メチレン基、エタン-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、及びペンタン-1,5-ジイル基が好ましく、メチレン基、エタン-1,2-ジイル基、及びプロパン-1,3-ジイル基がより好ましく、エタン-1,2-ジイル基が特に好ましい。
In formula (a1), R 2 is a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. The alkylene group may be linear or branched, preferably linear. Specific examples of the alkylene group for R 2 include a methylene group, an ethane-1,2-diyl group, an ethane-1,1-diyl group, a propane-1,3-diyl group and a propane-1,2-diyl group. , butane-1,4-diyl group, and pentane-1,5-diyl group.
Among these groups, a methylene group, an ethane-1,2-diyl group, a propane-1,3-diyl group, a butane-1,4-diyl group, and a pentane-1,5-diyl group are preferred, and methylene group, ethane-1,2-diyl group, and propane-1,3-diyl group are more preferred, and ethane-1,2-diyl group is particularly preferred.
式(a1)中、R3は、ブロックイソシアネート基である。前述の通り、ブロックイソシアネート基とは、イソシアネート基が、熱解離性の保護基によりブロックされた基を意味する。
かかる熱解離性の保護基は、イソシアネート基と、保護基を与えるブロック剤とを反応させることにより形成される。
In formula (a1), R3 is a blocked isocyanate group. As described above, the blocked isocyanate group means an isocyanate group blocked with a thermally dissociable protective group.
Such a thermally dissociable protective group is formed by reacting an isocyanate group with a blocking agent that provides the protective group.
かかるブロック剤としては、例えば、アルコール系化合物、フェノール系化合物、アルコール系化合物及びフェノール系化合物以外の水酸基含有化合物、活性メチレン系化合物、アミン系化合物、イミン系化合物、オキシム系化合物、カルバミン酸系化合物、尿素系化合物、酸アミド系(ラクタム系)化合物、酸イミド系化合物、トリアゾール系化合物、ピラゾール系化合物、ピロール系化合物、メルカプタン系化合物、及び重亜硫酸塩等が挙げられる。 Such blocking agents include, for example, alcohol compounds, phenol compounds, hydroxyl group-containing compounds other than alcohol compounds and phenol compounds, active methylene compounds, amine compounds, imine compounds, oxime compounds, and carbamic acid compounds. , urea-based compounds, acid amide-based (lactam-based) compounds, acid imide-based compounds, triazole-based compounds, pyrazole-based compounds, pyrrole-based compounds, mercaptan-based compounds, and bisulfites.
アルコール系化合物としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノール、2-エチルヘキシルアルコール、1-オクタノール、2-オクタノール、シクロヘキシルアルコール、エチレングリコール、ベンジルアルコール、2,2,2-トリフルオロエタノール、2,2,2-トリクロロエタノール、2-(ヒドロキシメチル)フラン、2-メトキシエタノール、メトキシプロパノール、2-2-エトキシエタノール、n-プロポキシエタノール、2-ブトキシエタノール、2-(2-エトキシエトキシ)エタノール、2-(4-エトキシブトキシ)エタノール、2-(2-ブトキシエトキシ)エタノール、N,N-ジブチル-2-ヒドロキシアセトアミド、N-モルホリンエタノール、2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン-4-メタノール、3-オキサゾリジンエタノール、2-ヒドロキシメチルピリジン、フルフリルアルコール、12-ヒドロキシステアリン酸、及びメタクリル酸2-ヒドロキシエチル等が挙げられる。 Examples of alcohol compounds include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, 2-ethylhexyl alcohol, 1-octanol, 2-octanol, cyclohexyl alcohol, ethylene glycol, benzyl alcohol, 2,2,2- trifluoroethanol, 2,2,2-trichloroethanol, 2-(hydroxymethyl)furan, 2-methoxyethanol, methoxypropanol, 2-2-ethoxyethanol, n-propoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-(2 -ethoxyethoxy)ethanol, 2-(4-ethoxybutoxy)ethanol, 2-(2-butoxyethoxy)ethanol, N,N-dibutyl-2-hydroxyacetamide, N-morpholineethanol, 2,2-dimethyl-1, 3-dioxolane-4-methanol, 3-oxazolidineethanol, 2-hydroxymethylpyridine, furfuryl alcohol, 12-hydroxystearic acid, 2-hydroxyethyl methacrylate and the like.
フェノール系化合物としては、例えば、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、2-エチルフェノール、3-エチルフェノール、4-エチルフェノール、2-n-プロピルフェノール、3-n-プロピルフェノール、4-n-プロピルフェノール、2-イソプロピルフェノール、3-イソプロピルフェノール、4-イソプロピルフェノール、2-n-ブチルフェノール、3-n-ブチルフェノール、4-n-ブチルフェノール、2-sec-ブチルフェノール、3-sec-ブチルフェノール、4-sec-ブチルフェノール、2-tert-ブチルフェノール、3-tert-ブチルフェノール、4-tert-ブチルフェノール、2-n-ヘキシルフェノール、3-n-ヘキシルフェノール、4-n-ヘキシルフェノール、2-(2-エチルヘキシル)フェノール、3-(2-エチルヘキシル)フェノール、4-(2-エチルヘキシル)フェノール、2-n-オクチルフェノール、3-n-オクチルフェノール、4-n-オクチルフェノール、2-n-ノニルフェノール、3-n-ノニルフェノール、4-n-ノニルフェノール、2,3-ジメチルフェノール、2,4-ジメチルフェノール、2,5-ジメチルフェノール、2,6-ジメチルフェノール、3,4-ジメチルフェノール、3,5-ジメチルフェノール、2,3-ジn-プロピルフェノール、2,4-ジn-プロピルフェノール、2,5-ジn-プロピルフェノール、2,6-ジn-プロピルフェノール、3,4-ジn-プロピルフェノール、3,5-ジn-プロピルフェノール、2,3-ジイソプロピルフェノール、2,4-ジイソプロピルフェノール、2,5-ジイソプロピルフェノール、2,6-ジイソプロピルフェノール、3,4-ジイソプロピルフェノール、3,5-ジイソプロピルフェノール、3-イソプロピル-2-メチルフェノール、4-イソプロピル-2-メチルフェノール、5-イソプロピル-2-メチルフェノール、6-イソプロピル-2-メチルフェノール、2-イソプロピル-3-メチルフェノール、4-イソプロピル-3-メチルフェノール、5-イソプロピル-3-メチルフェノール、6-イソプロピル-3-メチルフェノール、2-イソプロピル-4-メチルフェノール、3-イソプロピル-4-メチルフェノール、5-イソプロピル-4-メチルフェノール、6-イソプロピル-4-メチルフェノール、2,3-ジn-ブチルフェノール、2,4-ジn-ブチルフェノール、2,5-ジn-ブチルフェノール、2,6-ジn-ブチルフェノール、3,4-ジn-ブチルフェノール、3,5-ジn-ブチルフェノール、2,3-ジsec-ブチルフェノール、2,4-ジsec-ブチルフェノール、2,5-ジsec-ブチルフェノール、2,6-ジsec-ブチルフェノール、3,4-ジsec-ブチルフェノール、3,5-ジsec-ブチルフェノール、2,3-ジtert-ブチルフェノール、2,4-ジtert-ブチルフェノール、2,5-ジtert-ブチルフェノール、2,6-ジtert-ブチルフェノール、3,4ジtert-ブチルフェノール、3,5-ジtert-ブチルフェノール、2,3-ジn-オクチルフェノール、2,4-ジn-オクチルフェノール、2,5-ジn-オクチルフェノール、2,6-ジn-オクチルフェノール、3,4-ジn-オクチルフェノール、3,5-ジn-オクチルフェノール、2,3-ジ2-エチルヘキシルフェノール、2,4-ジ2-エチルヘキシルフェノール、2,5-ジ2-エチルヘキシルフェノール、2,6-ジ2-エチルヘキシルフェノール、3,4-ジ2-エチルヘキシルフェノール、3,5-ジ2-エチルヘキシルフェノール、2,3-ジn-ノニルフェノール、2,4-ジn-ノニルフェノール、2,5-ジn-ノニルフェノール、2,6-ジn-ノニルフェノール、3,4-ジn-ノニルフェノール、3,5-ジn-ノニルフェノール、2-ニトロフェノール、3-ニトロフェノール、4-ニトロフェノール、2-ブロモフェノール、3-ブロモフェノール、4-ブロモフェノール2-クロロフェノール、3-クロロフェノール、4-クロロフェノール、2-フルオロフェノール、3-フルオロフェノール、4-フルオロフェノール、スチレン化フェノール(α-メチルベンジル基によるフェノールのモノ、ジ、又はトリ置換体)、サリチル酸メチル、4-ヒドロキシ安息香酸メチル、4-ヒドロキシ安息香酸ベンジル、4-ヒドロキシ安息香酸2-エチルヘキシル、4-[(ジメチルアミノ)メチル]フェノール、4-[(ジメチルアミノ)メチル]ノニルフェノール、ビス(4-ヒドロキシフェニル)酢酸、2-ヒドロキシピリジン、2-ヒドロキシキノリン、8-ヒドロキシキノリン、及び2-クロロ-3-ピリジノール等が挙げられる。 Phenolic compounds include, for example, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2-ethylphenol, 3-ethylphenol, 4-ethylphenol, 2-n-propylphenol, 3-n-propylphenol , 4-n-propylphenol, 2-isopropylphenol, 3-isopropylphenol, 4-isopropylphenol, 2-n-butylphenol, 3-n-butylphenol, 4-n-butylphenol, 2-sec-butylphenol, 3-sec -butylphenol, 4-sec-butylphenol, 2-tert-butylphenol, 3-tert-butylphenol, 4-tert-butylphenol, 2-n-hexylphenol, 3-n-hexylphenol, 4-n-hexylphenol, 2- (2-ethylhexyl)phenol, 3-(2-ethylhexyl)phenol, 4-(2-ethylhexyl)phenol, 2-n-octylphenol, 3-n-octylphenol, 4-n-octylphenol, 2-n-nonylphenol, 3 -n-nonylphenol, 4-n-nonylphenol, 2,3-dimethylphenol, 2,4-dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, 2,6-dimethylphenol, 3,4-dimethylphenol, 3,5- Dimethylphenol, 2,3-di-n-propylphenol, 2,4-di-n-propylphenol, 2,5-di-n-propylphenol, 2,6-di-n-propylphenol, 3,4-di-n- propylphenol, 3,5-di-n-propylphenol, 2,3-diisopropylphenol, 2,4-diisopropylphenol, 2,5-diisopropylphenol, 2,6-diisopropylphenol, 3,4-diisopropylphenol, 3, 5-diisopropylphenol, 3-isopropyl-2-methylphenol, 4-isopropyl-2-methylphenol, 5-isopropyl-2-methylphenol, 6-isopropyl-2-methylphenol, 2-isopropyl-3-methylphenol, 4-isopropyl-3-methylphenol, 5-isopropyl-3-methylphenol, 6-isopropyl-3-methylphenol, 2-isopropyl-4-methylphenol, 3-isopropyl-4-methylphenol, 5-isopropyl-4 -methylphenol, 6-isopropyl-4-methylphenol phenol, 2,3-di-n-butylphenol, 2,4-di-n-butylphenol, 2,5-di-n-butylphenol, 2,6-di-n-butylphenol, 3,4-di-n-butylphenol, 3,5 -di-n-butylphenol, 2,3-disec-butylphenol, 2,4-disec-butylphenol, 2,5-disec-butylphenol, 2,6-disec-butylphenol, 3,4-disec-butylphenol , 3,5-disec-butylphenol, 2,3-ditert-butylphenol, 2,4-ditert-butylphenol, 2,5-ditert-butylphenol, 2,6-ditert-butylphenol, 3,4di tert-butylphenol, 3,5-di-tert-butylphenol, 2,3-di-n-octylphenol, 2,4-di-n-octylphenol, 2,5-di-n-octylphenol, 2,6-di-n-octylphenol, 3 ,4-di-n-octylphenol, 3,5-di-n-octylphenol, 2,3-di-2-ethylhexylphenol, 2,4-di-2-ethylhexylphenol, 2,5-di-2-ethylhexylphenol, 2,6 -di-2-ethylhexylphenol, 3,4-di-2-ethylhexylphenol, 3,5-di-2-ethylhexylphenol, 2,3-di-n-nonylphenol, 2,4-di-n-nonylphenol, 2,5-di- n-nonylphenol, 2,6-di-n-nonylphenol, 3,4-di-n-nonylphenol, 3,5-di-n-nonylphenol, 2-nitrophenol, 3-nitrophenol, 4-nitrophenol, 2-bromophenol , 3-bromophenol, 4-bromophenol 2-chlorophenol, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol, 2-fluorophenol, 3-fluorophenol, 4-fluorophenol, styrenated phenol (by α-methylbenzyl group mono-, di-, or tri-substituted phenol), methyl salicylate, methyl 4-hydroxybenzoate, benzyl 4-hydroxybenzoate, 2-ethylhexyl 4-hydroxybenzoate, 4-[(dimethylamino)methyl]phenol, 4 -[(dimethylamino)methyl]nonylphenol, bis(4-hydroxyphenyl)acetic acid, 2-hydroxypyridine, 2-hydroxyquinoline, 8-hydroxyquinoline, 2-chloro-3-pyridinol, and the like. be done.
アルコール系化合物及びフェノール系化合物以外の水酸基含有化合物としては、例えば、N-ヒドロキシスクシンイミド、及びトリフェニルシラノールが挙げられる。 Examples of hydroxyl group-containing compounds other than alcoholic compounds and phenolic compounds include N-hydroxysuccinimide and triphenylsilanol.
活性メチレン系化合物としては、例えば、メルドラム酸、マロン酸ジアルキル(例えば、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジn-ブチル、マロン酸ジtert-ブチル、マロン酸ジ2-エチルヘキシル、マロン酸メチルn-ブチル、マロン酸エチルn-ブチル、マロン酸メチルsec-ブチル、マロン酸エチルsec-ブチル、マロン酸メチルtert-ブチル、マロン酸エチルtert-ブチル、メチルマロン酸ジエチル、マロン酸ジベンジル、マロン酸ジフェニル、マロン酸ベンジルメチル、マロン酸エチルフェニル、マロン酸tert-ブチルフェニル、及びイソプロピリデンマロネート等)、アセト酢酸アルキル(例えば、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸n-プロピル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸n-ブチル、アセト酢酸tert-ブチル、アセト酢酸ベンジル、及びアセト酢酸フェニル等)、2-アセトアセトキシエチルメタクリレート、アセチルアセトン、及びシアノ酢酸エチル等が挙げられる。 Examples of active methylene compounds include Meldrum's acid, dialkyl malonate (e.g., dimethyl malonate, diethyl malonate, di-n-butyl malonate, di-tert-butyl malonate, di-2-ethylhexyl malonate, methyl malonate, n-butyl, ethyl n-butyl malonate, sec-butyl methyl malonate, sec-butyl ethyl malonate, tert-butyl methyl malonate, tert-butyl ethyl malonate, diethyl methylmalonate, dibenzyl malonate, malonic acid diphenyl, benzylmethyl malonate, ethylphenyl malonate, tert-butylphenyl malonate, and isopropylidenemalonate, etc.), alkyl acetoacetates (e.g., methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, n-propyl acetoacetate, isopropyl acetoacetate) , n-butyl acetoacetate, tert-butyl acetoacetate, benzyl acetoacetate, and phenyl acetoacetate, etc.), 2-acetoacetoxyethyl methacrylate, acetylacetone, and ethyl cyanoacetate.
アミン系化合物としては、例えば、ジブチルアミン、ジフェニルアミン、アニリン、N-メチルアニリン、カルバゾール、ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジニル)アミン、ジn-プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、イソプロピルエチルアミン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンアミン、2,2,5-トリメチルヘキサメチレンアミン、N-イソプロピルシクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ビス(3,5,5-トリメチルシクロヘキシル)アミン、ピペリジン、2,6-ジメチルピペリジン、tert-ブチルメチルアミン、tert-ブチルエチルアミン、tert-ブチルn-プロピルアミン、tert-ブチルn-ブチルアミン、tert-ブチルベンジルアミン、tert-ブチルフェニルアミン、2,2,6-トリメチルピペリジン、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、(ジメチルアミノ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジン、6-メチル-2-ピペリジン、及び6-アミノカプロン酸等が挙げられる。 Examples of amine compounds include dibutylamine, diphenylamine, aniline, N-methylaniline, carbazole, bis(2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl)amine, di-n-propylamine, diisopropylamine, isopropyl ethylamine, 2,2,4-trimethylhexamethyleneamine, 2,2,5-trimethylhexamethyleneamine, N-isopropylcyclohexylamine, dicyclohexylamine, bis(3,5,5-trimethylcyclohexyl)amine, piperidine, 2, 6-dimethylpiperidine, tert-butylmethylamine, tert-butylethylamine, tert-butyl n-propylamine, tert-butyl n-butylamine, tert-butylbenzylamine, tert-butylphenylamine, 2,2,6-trimethyl piperidine, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, (dimethylamino)-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidine, 6-methyl- 2-piperidine, 6-aminocaproic acid and the like.
イミン系化合物としては、例えば、エチレンイミン、ポリエチレンイミン、1,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、及びグアニジン等が挙げられる。 Examples of imine compounds include ethyleneimine, polyethyleneimine, 1,4,5,6-tetrahydropyrimidine, and guanidine.
オキシム系化合物としては、例えば、ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、2,2,6,6-テトラメチルシクロヘキサノンオキシム、ジイソプロピルケトンオキシム、メチルtert-ブチルケトンオキシム、ジイソブチルケトンオキシム、メチルイソブチルケトンオキシム、メチルイソプロピルケトンオキシム、メチル2,4-ジメチルペンチルケトンオキシム、メチル3-エチルへプチルケトンオキシム、メチルイソアミルケトンオキシム、n-アミルケトンオキシム、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオンモノオキシム、4,4’-ジメトキシベンゾフェノンオキシム、及び2-ヘプタノンオキシム等が挙げられる。 Examples of oxime compounds include formaldoxime, acetaldoxime, acetoxime, methylethylketoxime, cyclohexanone oxime, diacetylmonoxime, benzophenone oxime, 2,2,6,6-tetramethylcyclohexanone oxime, diisopropylketone oxime, methyl tert-butyl ketone oxime, diisobutyl ketone oxime, methyl isobutyl ketone oxime, methyl isopropyl ketone oxime, methyl 2,4-dimethylpentyl ketone oxime, methyl 3-ethylheptyl ketone oxime, methyl isoamyl ketone oxime, n-amyl ketone oxime, 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanedione monoxime, 4,4'-dimethoxybenzophenone oxime, 2-heptanone oxime and the like.
カルバミン酸系化合物としては、例えば、N-フェニルカルバミン酸フェニル等が挙げられる。 Carbamic acid compounds include, for example, phenyl N-phenylcarbamate.
尿素系化合物としては、例えば、尿素、チオ尿素、及びエチレン尿素等が挙げられる。 Urea-based compounds include, for example, urea, thiourea, and ethylene urea.
酸アミド系(ラクタム系)化合物としては、例えば、アセトアニリド、N-メチルアセトアミド、酢酸アミド、ε-カプロラクタム、δ-バレロラクタム、γ-ブチロラクタム、ピロリドン、2,5-ピペラジンジオン、及びラウロラクタム等が挙げられる。 Acid amide (lactam) compounds include, for example, acetanilide, N-methylacetamide, acetic amide, ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam, pyrrolidone, 2,5-piperazinedione, and laurolactam. mentioned.
酸イミド系化合物としては、例えば、コハク酸イミド、マレイン酸イミド、及びフタルイミド等が挙げられる。 Acid imide compounds include, for example, succinimide, maleic acid imide, and phthalimide.
トリアゾール系化合物としては、例えば、1,2,4-トリアゾール、及びベンゾトリアゾール等が挙げられる。 Triazole compounds include, for example, 1,2,4-triazole and benzotriazole.
ピラゾール系化合物としては、例えば、ピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、3,5-ジイソプロピルピラゾール、3,5-ジフェニルピラゾール、3,5-ジtert-ブチルピラゾール、3-メチルピラゾール、4-ベンジル-3,5-ジメチルピラゾール、4-ニトロ-3,5-ジメチルピラゾール、4-ブロモ-3,5-ジメチルピラゾール、及び3-メチル-5-フェニルピラゾール等が挙げられる。 Examples of pyrazole compounds include pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3,5-diisopropylpyrazole, 3,5-diphenylpyrazole, 3,5-ditert-butylpyrazole, 3-methylpyrazole, 4-benzyl- 3,5-dimethylpyrazole, 4-nitro-3,5-dimethylpyrazole, 4-bromo-3,5-dimethylpyrazole, 3-methyl-5-phenylpyrazole and the like.
ピロール系化合物としては、ピロール、2-メチルピロール、3-メチルピロール、2,4-ジメチルピロール等が挙げられる。 Pyrrole compounds include pyrrole, 2-methylpyrrole, 3-methylpyrrole, 2,4-dimethylpyrrole and the like.
メルカプタン系化合物としては、例えば、n-ブチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、n-ヘキシルメルカプタン、チオフェノール、及びピリジン-2-チオール等が挙げられる。 Mercaptan compounds include, for example, n-butylmercaptan, n-dodecylmercaptan, n-hexylmercaptan, thiophenol, and pyridine-2-thiol.
重亜硫酸塩としては、例えば、重亜硫酸ソーダ等が挙げられる。 Examples of bisulfites include sodium bisulfite and the like.
以上説明した式(a1)で表される構造単位A1の中では、樹脂の調製が容易であることや、硬化性が良好であること等から、下記式(a1-1)、式(a1-2)、又は式(a1-3)で表される構造単位が好ましい。
式(a1-1)中、R7としての有機基としては、炭素原子数1以上12以下のアルキル基、炭素原子数3以上12以下のシクロアルキル基、炭素原子数2以上12以下のアルコキシアルキル基、フェニル基、炭素原子数7以上12以下のフェニルアルキル基、炭素原子数2以上12以下のアシル基等が挙げられる。これらの基の中では、アルキル基が好ましく、炭素原子数1以上6以下のアルキル基がより好ましく、炭素原子数1以上3以下のアルキル基がさらに好ましく、メチル基、又はエチル基が特に好ましい。
アルキル基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。
式(a1-1)中、二つのRa7は、同一であっても異なっていてもよい。
In formula (a1-1), the organic group as R 7 includes an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and an alkoxyalkyl group having 2 to 12 carbon atoms. a phenyl group, a phenylalkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an acyl group having 2 to 12 carbon atoms, and the like. Among these groups, an alkyl group is preferable, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is even more preferable, and a methyl group or an ethyl group is particularly preferable.
Alkyl groups may be straight or branched.
In formula (a1-1), two R a7 may be the same or different.
式(a1-2)中、Ra8は、ピラゾリル基上の置換基であって、それぞれ独立にハロゲン原子又は炭素原子数1以上6以下の有機基である。
Ra8の好適な例としては、ハロゲン原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数3以上6以下のシクロアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、炭素原子数2以上6以下の脂肪族アシル基等が挙げられる。
Ra8としては、ハロゲン原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、及び炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数1以上6以下のアルキル基がより好ましく、炭素原子数1以上3以下のアルキル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。
式(a1-2)中、aは0以上3以下の整数であり、0以上2以下の整数が好ましい。
In formula (a1-2), R a8 is a substituent on the pyrazolyl group and each independently represents a halogen atom or an organic group having 1 to 6 carbon atoms.
Preferable examples of R a8 include a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and 2 carbon atoms. Above 6 or less aliphatic acyl groups and the like can be mentioned.
R a8 is preferably a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the number of carbon atoms An alkyl group of 1 or more and 3 or less is more preferable, and a methyl group is particularly preferable.
In formula (a1-2), a is an integer of 0 or more and 3 or less, preferably 0 or more and 2 or less.
式(a1-3)中、Ra9としての有機基としては、炭素原子数1以上12以下のアルキル基、炭素原子数3以上12以下のシクロアルキル基、炭素原子数2以上12以下のアルコキシアルキル基、フェニル基、炭素原子数7以上12以下のフェニルアルキル基等が挙げられる。
式(a1-3)中、二つのRa9は、同一であっても異なっていてもよい。
In formula (a1-3), the organic group represented by R a9 includes an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and an alkoxyalkyl group having 2 to 12 carbon atoms. group, phenyl group, phenylalkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and the like.
In formula (a1-3), two R a9 may be the same or different.
構造単位A1は、下記式(a-I)で表される(メタ)アクリル酸エステルを、他の構造単位を与える単量体と共重合させることにより、樹脂中に組み入れられる。
式(a-I)で表される(メタ)アクリル酸エステルの中では、下記式(a-I-1)、式(a-I-2)、又は式(a-I-3)で表される(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、下記式(a-I-1a)、式(a-I-2a)、又は式(a-I-3a)で表される(メタ)アクリル酸エステルがより好ましい。
構造単位A1は、樹脂中に、ブロック状に存在していてもよく、ランダムに存在していてもよい。加熱によって構造単位A1中で生じるイソシアネート基と、水酸基とが良好に反応しやすい点から、構造単位A1は、樹脂中にランダムに存在するのが好ましい。
Among the (meth)acrylic acid esters represented by formula (aI), the following formula (aI-1), formula (aI-2), or formula (aI-3) Is preferably a (meth) acrylic acid ester, the following formula (aI-1a), formula (aI-2a), or formula (aI-3a) (meth) acrylic acid ester represented by more preferred.
Structural unit A1 may be present in the resin in block form or randomly. The structural unit A1 is preferably randomly present in the resin because the isocyanate group generated in the structural unit A1 by heating easily reacts favorably with the hydroxyl group.
構造単位A1を与える(メタ)アクリル酸エステルの好適な具体例としては、下記の化合物が挙げられる。
これらの中では、樹脂の製造が容易である点や、硬化性が良好である樹脂を得やすい点等から、下記の(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
樹脂における構造単位A1の量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。樹脂中の構造単位A1の含有量は、硬化性の点から、樹脂の全構造単位に対して、15モル%以上が好ましく、15モル%以上45モル%以下がより好ましい。良好な硬化性と、硬化物の高い屈折率との両立の点からは、樹脂中の構造単位A1の含有量は、樹脂の全構造単位に対して、20モル%以上40モル%以下が好ましく、25モル%以上35モル%以下がより好ましい。 The amount of the structural unit A1 in the resin is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. From the viewpoint of curability, the content of the structural unit A1 in the resin is preferably 15 mol % or more, more preferably 15 mol % or more and 45 mol % or less, based on the total structural units of the resin. From the viewpoint of achieving both good curability and a high refractive index of the cured product, the content of the structural unit A1 in the resin is preferably 20 mol% or more and 40 mol% or less with respect to the total structural units of the resin. , more preferably 25 mol % or more and 35 mol % or less.
<構造単位A2>
構造単位A2は、前述の式(a2)で表される構造単位である。式(a2)において、R1は水素原子、又はメチル基である。
<Structural unit A2>
Structural unit A2 is a structural unit represented by the above formula (a2). In formula (a2), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group.
式(a2)中、R4は2価の炭化水素基である。R4としての炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であっても、芳香族炭化水素基であっても、脂肪族部分と芳香族部分とを有する炭化水素基であってもよい。樹脂の硬化性の点からは、R4は2価の脂肪族炭化水素基であるのが好ましい。R4が2価の脂肪族炭化水素基である場合、脂肪族炭化水基の構造は、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、環状であっても、これらを組み合わせた構造であってもよく、直鎖状が好ましい。 In formula (a2), R4 is a divalent hydrocarbon group. The hydrocarbon group as R4 may be an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, or a hydrocarbon group having an aliphatic portion and an aromatic portion. From the viewpoint of curability of the resin, R4 is preferably a divalent aliphatic hydrocarbon group. When R 4 is a divalent aliphatic hydrocarbon group, the structure of the aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched, cyclic, or a combination thereof. It may have a structure, and is preferably linear.
R4としての炭化水素基の炭素原子数は特に限定されない。炭化水素基が脂肪族炭化水素基である場合、炭素原子数は1以上20以下が好ましく、2以上10以下がより好ましく、2以上6以下が特に好ましい。炭化水素基が、芳香族基であるか、脂肪族部分と芳香族部分とを有する炭化水素基である場合、炭素原子数は6以上20以下が好ましく、6以上12以下がより好ましい。 The number of carbon atoms in the hydrocarbon group for R4 is not particularly limited. When the hydrocarbon group is an aliphatic hydrocarbon group, the number of carbon atoms is preferably 1 or more and 20 or less, more preferably 2 or more and 10 or less, and particularly preferably 2 or more and 6 or less. When the hydrocarbon group is an aromatic group or a hydrocarbon group having an aliphatic portion and an aromatic portion, the number of carbon atoms is preferably 6 or more and 20 or less, more preferably 6 or more and 12 or less.
2価の脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチレン基、エタン-1,2-ジイル基、エタン-1.1-ジイル基、プロパン-1,3-ジイル基、プロパン-1,2-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、ヘプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、ノナン-1,9-ジイル基、デカン-1,10-ジイル基、ウンデカン-1,11-ジイル基、ドデカン-1,12-ジイル基、トリデカン-1,13-ジイル基、テトラデカン-1,14-ジイル基、ペンタデカン-1,15-ジイル基、ヘキサデカン-1,16-ジイル基、ヘプタデカン-1,17-ジイル基、オクタデカン-1,18-ジイル基、ノナデカン-1,19-ジイル基、及びイコサン-1,20-ジイル基が挙げられる。
これらの中では、メチレン基、エタン-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、ヘプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、ノナン-1,9-ジイル基、デカン-1,10-ジイル基、ウンデカン-1,11-ジイル基、ドデカン-1,12-ジイル基、トリデカン-1,13-ジイル基、テトラデカン-1,14-ジイル基、ペンタデカン-1,15-ジイル基、ヘキサデカン-1,16-ジイル基、ヘプタデカン-1,17-ジイル基、オクタデカン-1,18-ジイル基、ノナデカン-1,19-ジイル基、及びイコサン-1,20-ジイル基が好ましく、メチレン基、エタン-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、ヘプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、ノナン-1,9-ジイル基、及びデカン-1,10-ジイル基がより好ましく、エタン-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、及びヘキサン-1,6-ジイル基がより好ましい。
Specific examples of divalent aliphatic hydrocarbon groups include methylene group, ethane-1,2-diyl group, ethane-1,1-diyl group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2- diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane- 1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl group, dodecane-1,12-diyl group, tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group, heptadecane-1,17-diyl group, octadecane-1,18-diyl group, nonadecane-1,19-diyl group, and icosane- A 1,20-diyl group can be mentioned.
Among these are methylene, ethane-1,2-diyl, propane-1,3-diyl, butane-1,4-diyl, pentane-1,5-diyl, hexane-1,6- diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl group, dodecane- 1,12-diyl group, tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group, heptadecane-1,17-diyl group octadecane-1,18-diyl group, nonadecane-1,19-diyl group and icosane-1,20-diyl group are preferred, methylene group, ethane-1,2-diyl group, propane-1,3- diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane- 1,9-diyl group and decane-1,10-diyl group are more preferable, and ethane-1,2-diyl group, propane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1 ,5-diyl group and hexane-1,6-diyl group are more preferred.
2価の芳香族炭化水素基の具体例としては、p-フェニレン基、m-フェニレン基、o-フェニレン基、ナフタレン-1,4-ジイル基、ナフタレン-2,6-ジイル基、及びナフタレン-2,7-ジイル基等が挙げられ、p-フェニレン基、m-フェニレン基が好ましく、p-フェニレン基がより好ましい。 Specific examples of divalent aromatic hydrocarbon groups include p-phenylene group, m-phenylene group, o-phenylene group, naphthalene-1,4-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, and naphthalene- A 2,7-diyl group and the like can be mentioned, with p-phenylene group and m-phenylene group being preferred, and p-phenylene group being more preferred.
構造単位A2は、下記式(a-II)で表される(メタ)アクリル酸エステルを、他の構造単位を与える単量体と共重合させることにより、樹脂中に組み入れられる。
構造単位A2は、樹脂中に、ブロック状に存在していてもよく、ランダムに存在していてもよい。加熱によって構造単位A1中で生じるイソシアネート基と、水酸基とが良好に反応しやすい点から、構造単位A2は、樹脂中にランダムに存在するのが好ましい。
Structural unit A2 may be present in the resin in block form or randomly. The structural unit A2 is preferably randomly present in the resin because the isocyanate group generated in the structural unit A1 by heating readily reacts favorably with the hydroxyl group.
構造単位A2を与える(メタ)アクリル酸エステルの好適な具体例としては、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、3-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、4-ヒドロキシフェニルアクリレート、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート、3-ヒドロキシフェニルアクリレート、及び3-ヒドロキシフェニルメタクリレート等が挙げられる。
これらの中では、2-ヒドロキシエチルアクリレート、及び2-ヒドロキシエチルメタクリレートが好ましい。
Preferable specific examples of (meth)acrylic acid esters that give structural unit A2 include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4 -hydroxybutyl methacrylate, 4-hydroxyphenyl acrylate, 4-hydroxyphenyl methacrylate, 3-hydroxyphenyl acrylate, and 3-hydroxyphenyl methacrylate.
Among these, 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate are preferred.
樹脂における構造単位A2の量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。
樹脂における構造単位A2の量は、樹脂の全構造単位に対して、15モル%以上が好ましく、15モル%以上45モル%以下がより好ましい。良好な硬化性と、硬化物の高い屈折率との両立の点からは、樹脂中の構造単位A1の含有量は、樹脂の全構造単位に対して、20モル%以上40モル%以下が好ましく、25モル%以上35モル%以下がより好ましい。
また、樹脂中、構造単位A1のモル数と、構造単位A2のモル数とは、構造単位A1のモル数/構造単位A2のモル数として、80/100以上100/80以下が好ましく、90/100以上100/90以下がより好ましく、95/100以上100/95以下が特に好ましい。樹脂中、構造単位A1のモル数と、構造単位A2のモル数とは、等モルであるのが最も好ましい。
The amount of structural unit A2 in the resin is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
The amount of the structural unit A2 in the resin is preferably 15 mol % or more, more preferably 15 mol % or more and 45 mol % or less, relative to the total structural units of the resin. From the viewpoint of achieving both good curability and a high refractive index of the cured product, the content of the structural unit A1 in the resin is preferably 20 mol% or more and 40 mol% or less with respect to the total structural units of the resin. , more preferably 25 mol % or more and 35 mol % or less.
Further, in the resin, the number of moles of the structural unit A1 and the number of moles of the structural unit A2 are preferably 80/100 or more and 100/80 or less as the number of moles of the structural unit A1/the number of moles of the structural unit A2, and 90/ 100 or more and 100/90 or less is more preferable, and 95/100 or more and 100/95 or less is particularly preferable. Most preferably, the number of moles of the structural unit A1 and the number of moles of the structural unit A2 in the resin are equimolar.
<構造単位A3>
構造単位A3は、前述の式(a3)で表される構造単位である。式(a3)において、R1は水素原子、又はメチル基である。
<Structural unit A3>
Structural unit A3 is a structural unit represented by the above formula (a3). In formula (a3), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group.
式(a3)中、R6は、2以上のベンゼン環を含む有機基である。2以上のベンゼン環を含む有機基を、R6として有する構造単位A3を含むことにより、屈折率の高い硬化物を形成できる。
R6に含まれる2以上のベンゼン環は、互いに縮合してもよく、単結合、又は連結基により結合されていてもよい。
R6の炭素原子数は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。R6の炭素原子数は、10以上50以下が好ましく、10以上30以下がより好ましい。
In formula (a3), R6 is an organic group containing two or more benzene rings. A cured product having a high refractive index can be formed by containing the structural unit A3 having an organic group containing two or more benzene rings as R6.
Two or more benzene rings contained in R 6 may be fused together, or may be bonded by a single bond or a linking group.
The number of carbon atoms in R6 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired . The number of carbon atoms in R6 is preferably 10 or more and 50 or less, more preferably 10 or more and 30 or less.
R6としての、2以上のベンゼン環を含む有機基としては、下記の多環式化合物、又は下記の多環式化合物に置換基が導入された化合物から、1つの水素原子を除いた基が挙げられる。下記式中Xは、-O-、-S-、-CO-、-SO2-、-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-NH-CO-NH-、-CO-O-、-CO-O-CO-、-O-CO-O-、-SO2、-NH-、-S-S-、-CH2-、-CH(CH3)-、又は-C(CH3)2-である。
上記の多環式化合物に導入されうる置換基としては、ハロゲン原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数3以上6以下のシクロアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、炭素原子数2以上6以下の脂肪族アシル基、ニトロ基、及びシアノ基等が挙げられる。
上記の多環式化合物に置換基が導入される場合、置換基の数は特に限定されないが、4以下が好ましく、1又は2が好ましい。
Examples of substituents that can be introduced into the polycyclic compound include halogen atoms, alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 6 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms, group, an aliphatic acyl group having 2 to 6 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, and the like.
When substituents are introduced into the above polycyclic compound, the number of substituents is not particularly limited, but is preferably 4 or less, preferably 1 or 2.
以上説明したR6としては、下記式で表される基が好ましい。
下記式中、R10、R11、及びR13は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数3以上6以下のシクロアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、炭素原子数2以上6以下の脂肪族アシル基、ニトロ基、及びシアノ基からなる群より選択される基であり、R12は、水素原子又は炭素原子数1以上6以下のアルキル基であり、b及びcは、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、dは、0以上7以下の整数である。
In the following formula, R 10 , R 11 , and R 13 each independently represent a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and 1 or more carbon atoms. A group selected from the group consisting of an alkoxy group having 6 or less, an aliphatic acyl group having 2 to 6 carbon atoms, a nitro group, and a cyano group, and R 12 is a hydrogen atom or 1 to 6 carbon atoms b and c are each independently an integer of 0 or more and 4 or less, and d is an integer of 0 or more and 7 or less.
これらの基の中では、高屈折率化の効果が良好であることと、樹脂中への導入が容易であることとから、下記式で表される基が好ましく、下記式において2つのbがともに0であるビフェニリル基がより好ましい。
以上説明した基R6は、R5を介して、樹脂の主鎖に結合する。R5は、単結合又は2価の連結基である。
2価の連結基は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。2価の連結基の好適な例としては、炭素原子数1以上6以下のアルキレン基、-O-、-S-、-CO-、-SO2-、-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-NH-CO-NH-、-CO-O-、-CO-O-CO-、-O-CO-O-、-SO2、-NH-、及び-S-S-からなる群より選択される2価基と、前述の群から選択される2以上の2価基を組み合わせた基とが挙げられる。
R6の中でも、単結合、炭素原子数1以上6以下のアルキレン基、及び-CO-O-が好ましく、単結合、及び-CO-O-がより好ましく、-CO-O-*(*は、式(a3)中、R6と結合する結合手の末端を表す。)が特に好ましい。なお、R6がアルキレン基である場合、アルキレン基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。
The group R 6 described above is attached to the main chain of the resin via R 5 . R5 is a single bond or a divalent linking group.
The divalent linking group is not particularly limited as long as it does not impair the object of the present invention. Preferable examples of the divalent linking group include an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, -O-, -S-, -CO-, -SO 2 -, -CO-NH-, -CO-NH -CO-, -NH-CO-NH-, -CO-O-, -CO-O-CO-, -O-CO-O-, -SO 2 , -NH-, and -S-S- A divalent group selected from the group and a group obtained by combining two or more divalent groups selected from the above groups are included.
Among R 6 , a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and -CO-O- are preferable, and a single bond and -CO-O- are more preferable, and -CO-O-* (* is , in formula (a3), represents the end of the bond that binds to R 6 ) is particularly preferred. When R6 is an alkylene group, the alkylene group may be linear or branched.
以上より、構造単位A3としては、下記式(a3-1)で表される構造単位が好ましい。式(a3-1)中、R1、R10、及びbは、それぞれ前述の通りである。
構造単位A3は、下記式(a-III)で表される不飽和化合物を、他の構造単位を与える単量体と共重合させることにより、樹脂中に組み入れられる。
構造単位A3は、樹脂中に、ブロック状に存在していてもよく、ランダムに存在していてもよい。構造単位A1と、構造単位A2とを、樹脂中に、均一に分布させやすいことから、構造単位A3は、樹脂中にランダムに存在するのが好ましい。
Structural unit A3 is incorporated into the resin by copolymerizing an unsaturated compound represented by the following formula (a-III) with a monomer that provides another structural unit.
Structural unit A3 may be present in the resin in block form or randomly. It is preferable that the structural unit A3 is randomly present in the resin because the structural unit A1 and the structural unit A2 are easily distributed uniformly in the resin.
式(a-III)で表される不飽和化合物としては、下記式(a-III-1)で表される(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、下記式(a-III-1a)で表される(メタ)アクリル酸エステルがより好ましい。式(a-III)、式(a-III-1)、及び式(a-III-1a)において、R1、R5、R6、R10、及びbはそれぞれ前述の通りである。
構造単位A3を与える不飽和化合物の好適な具体例としては、アクリル酸(1,1’-ビフェニル-4-イル)エステル、メタクリル酸(1,1’-ビフェニル-4-イル)エステル、アクリル酸(1,1’-ビフェニル-3-イル)エステル、メタクリル酸(1,1’-ビフェニル-3-イル)エステル、4-ビニル-1,1’-ビフェニル、及び3-ビニル-1,1’-ビフェニルが挙げられる。
これらの中では、アクリル酸(1,1’-ビフェニル-4-イル)エステル、及びメタクリル酸(1,1’-ビフェニル-4-イル)エステルが好ましい。
Preferable specific examples of the unsaturated compound that provides the structural unit A3 include acrylic acid (1,1'-biphenyl-4-yl) ester, methacrylic acid (1,1'-biphenyl-4-yl) ester, acrylic acid (1,1′-biphenyl-3-yl) ester, (1,1′-biphenyl-3-yl) methacrylic acid ester, 4-vinyl-1,1′-biphenyl, and 3-vinyl-1,1′ - biphenyl.
Among these, acrylic acid (1,1′-biphenyl-4-yl) ester and methacrylic acid (1,1′-biphenyl-4-yl) ester are preferred.
樹脂における構造単位A3の量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。樹脂中の構造単位A3の量は、良好な硬化性と、硬化物の高屈折率とを両立しやすい点から、樹脂の全構造単位中30モル%以上50モル%以下が好ましく、35モル%以上50モル%以下がより好ましく、40モル%以上50モル%以下が特に好ましい。 The amount of structural unit A3 in the resin is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. The amount of the structural unit A3 in the resin is preferably 30 mol% or more and 50 mol% or less, preferably 35 mol%, based on the total structural units of the resin, because it is easy to achieve both good curability and a high refractive index of the cured product. 50 mol % or less is more preferable, and 40 mol % or more and 50 mol % or less is particularly preferable.
<その他の構造単位>
樹脂は、本発明の目的を阻害しない範囲において、前述の構造単位A1、構造単位A2、及び構造単位A3以外にその他構造単位を含んでいてもよい。
<Other structural units>
The resin may contain structural units other than the structural unit A1, the structural unit A2, and the structural unit A3 as long as the object of the present invention is not impaired.
その他の構造単位としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位が挙げられる。構成単位を含むものを用いることができる。(メタ)アクリル酸は、アクリル酸、又はメタクリル酸である。(メタ)アクリル酸エステルは、下記式(a-4-1)で表されるものであって、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されない。 Other structural units include, for example, structural units derived from (meth)acrylic acid esters. Those containing structural units can be used. (Meth)acrylic acid is acrylic acid or methacrylic acid. The (meth)acrylic acid ester is represented by the following formula (a-4-1) and is not particularly limited as long as it does not interfere with the object of the present invention.
上記式(a-IV)中、Ra1は、水素原子又はメチル基である。Ra11は、構造単位A1中のブロックイソシアネート基から生成したイソシアネート基と反応しうる、活性水素を含む基を有さない有機基である。
活性水素を含む基としては、例えば、水酸基、メルカプト基、アミノ基、カルボキシ基等が挙げられる。この有機基は、該有機基中にヘテロ原子等の炭化水素基以外の結合や置換基を含んでいてもよい。また、この有機基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよい。
In formula (a-IV) above, R a1 is a hydrogen atom or a methyl group. R a11 is an organic group having no active hydrogen-containing group capable of reacting with the isocyanate group generated from the blocked isocyanate group in the structural unit A1.
Groups containing active hydrogen include, for example, a hydroxyl group, a mercapto group, an amino group, and a carboxy group. This organic group may contain a bond or substituent other than a hydrocarbon group such as a heteroatom in the organic group. Moreover, this organic group may be linear, branched, or cyclic.
Ra11の有機基中の炭化水素基以外の置換基としては、本発明の効果が損なわれない限り特に限定されず、ハロゲン原子、アルキルチオ基、アリールチオ基、シアノ基、シリル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、ニトロソ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシアルキル基、アルキルチオアルキル基、アリールオキシアルキル基、アリールチオアルキル基、N,N-ジ置換アミノ基(-NRR’:R及びR’はそれぞれ独立に炭化水素基を示す)等が挙げられる。上記置換基に含まれる水素原子は、炭化水素基によって置換されていてもよい。また、上記置換基に含まれる炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれでもよい。 Substituents other than hydrocarbon groups in the organic group of R a11 are not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and include halogen atoms, alkylthio groups, arylthio groups, cyano groups, silyl groups, alkoxy groups, and alkoxy groups. carbonyl group, nitro group, nitroso group, acyl group, acyloxy group, alkoxyalkyl group, alkylthioalkyl group, aryloxyalkyl group, arylthioalkyl group, N,N-disubstituted amino group (-NRR': R and R' each independently represent a hydrocarbon group). A hydrogen atom contained in the above substituent may be substituted with a hydrocarbon group. Further, the hydrocarbon group contained in the substituent may be linear, branched, or cyclic.
Ra11としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基、又は複素環基が好ましく、これらの基は、ハロゲン原子、アルキル基、又は複素環基で置換されていてもよい。また、これらの基がアルキレン部分を含む場合、アルキレン部分は、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合により中断されていてもよい。 R a11 is preferably an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a heterocyclic group, and these groups may be substituted with a halogen atom, an alkyl group, or a heterocyclic group. Moreover, when these groups contain an alkylene moiety, the alkylene moiety may be interrupted by an ether bond, a thioether bond, or an ester bond.
アルキル基が、直鎖状又は分岐鎖状のものである場合、その炭素原子数は、1以上20以下が好ましく、1以上15以下がより好ましく、1以上10以下が特に好ましい。好適なアルキル基の例としては、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、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、n-ノニル基、イソノニル基、n-デシル基、及びイソデシル基等が挙げられる。 When the alkyl group is linear or branched, the number of carbon atoms is preferably 1 or more and 20 or less, more preferably 1 or more and 15 or less, and particularly preferably 1 or more and 10 or less. Examples of suitable alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, sec -pentyl group, tert-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, isooctyl group, sec-octyl group, tert-octyl group, n-nonyl group, isononyl group, n-decyl group, and an isodecyl group.
Ra11が、脂環式基、又は脂環式基を含む基である場合、好適な脂環式基としては、シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等単環の脂環式基や、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロノニル基、トリシクロデシル基、及びテトラシクロドデシル基等の多環の脂環式基が挙げられる。 When R a11 is an alicyclic group or a group containing an alicyclic group, suitable alicyclic groups include monocyclic alicyclic groups such as cyclopentyl and cyclohexyl groups, adamantyl groups, norbornyl polycyclic alicyclic groups such as radicals, isobornyl groups, tricyclononyl groups, tricyclodecyl groups, and tetracyclododecyl groups.
その他の構造単位を与える、上記の(メタ)アクリル酸エステル以外の単量体としては、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、スチレン類等が挙げられる。これらのモノマーは、単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。 Examples of monomers other than the above (meth)acrylic acid esters that provide other structural units include allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, styrenes, and the like. These monomers can be used alone or in combination of two or more.
アリル化合物としては、酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸アリル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳酸アリル等のアリルエステル類;アリルオキシエタノール;等が挙げられる。 Allyl compounds include allyl esters such as allyl acetate, allyl caproate, allyl caprylate, allyl laurate, allyl palmitate, allyl stearate, allyl benzoate, allyl acetoacetate, and allyl lactate; mentioned.
ビニルエーテル類としては、ヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、クロロエチルビニルエーテル、1-メチル-2,2-ジメチルプロピルビニルエーテル、2-エチルブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル;ビニルフェニルエーテル、ビニルトリルエーテル、ビニルクロロフェニルエーテル、ビニル-2,4-ジクロロフェニルエーテル、ビニルナフチルエーテル、ビニルアントラニルエーテル等のビニルアリールエーテル;等が挙げられる。 Vinyl ethers include hexyl vinyl ether, octyl vinyl ether, decyl vinyl ether, ethylhexyl vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, chloroethyl vinyl ether, 1-methyl-2,2-dimethylpropyl vinyl ether, 2-ethylbutyl vinyl ether, diethylene glycol vinyl ether, Alkyl vinyl ethers such as dimethylaminoethyl vinyl ether, diethylaminoethyl vinyl ether, butylaminoethyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, tetrahydrofurfuryl vinyl ether; vinyl phenyl ether, vinyl tolyl ether, vinyl chlorophenyl ether, vinyl-2,4-dichlorophenyl ether, vinyl naphthyl ether , vinyl aryl ethers such as vinyl anthranyl ether;
ビニルエステル類としては、ビニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレレート、ビニルカプロエート、ビニルクロロアセテート、ビニルジクロロアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブトキシアセテート、ビニルフェニルアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラクテート、ビニル-β-フェニルブチレート、安息香酸ビニル、クロロ安息香酸ビニル、テトラクロロ安息香酸ビニル、ナフトエ酸ビニル等が挙げられる。 Vinyl esters include vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl trimethyl acetate, vinyl diethyl acetate, vinyl valerate, vinyl caproate, vinyl chloroacetate, vinyl dichloroacetate, vinyl methoxy acetate, vinyl butoxy acetate, vinyl phenyl Acetate, vinyl acetoacetate, vinyl lactate, vinyl-β-phenylbutyrate, vinyl benzoate, vinyl chlorobenzoate, vinyl tetrachlorobenzoate, vinyl naphthoate and the like.
スチレン類としては、スチレン;メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、シクロヘキシルスチレン、デシルスチレン、ベンジルスチレン、クロロメチルスチレン、トリフルオロメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセトキシメチルスチレン等のアルキルスチレン;メトキシスチレン、4-メトキシ-3-メチルスチレン、ジメトキシスチレン等のアルコキシスチレン;クロロスチレン、ジクロロスチレン、トリクロロスチレン、テトラクロロスチレン、ペンタクロロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ヨードスチレン、フルオロスチレン、トリフルオロスチレン、2-ブロモ-4-トリフルオロメチルスチレン、4-フルオロ-3-トリフルオロメチルスチレン等のハロスチレン;等が挙げられる。 Styrenes include styrene; methylstyrene, dimethylstyrene, trimethylstyrene, ethylstyrene, diethylstyrene, isopropylstyrene, butylstyrene, hexylstyrene, cyclohexylstyrene, decylstyrene, benzylstyrene, chloromethylstyrene, trifluoromethylstyrene, ethoxy alkylstyrenes such as methylstyrene and acetoxymethylstyrene; alkoxystyrenes such as methoxystyrene, 4-methoxy-3-methylstyrene and dimethoxystyrene; chlorostyrene, dichlorostyrene, trichlorostyrene, tetrachlorostyrene, pentachlorostyrene, bromostyrene, Halostyrenes such as dibromostyrene, iodostyrene, fluorostyrene, trifluorostyrene, 2-bromo-4-trifluoromethylstyrene, 4-fluoro-3-trifluoromethylstyrene;
樹脂が、前述の構造単位A1、構造単位A2、及び構造単位A3以外にその他構造単位を含無場合、樹脂中の構造単位A1、構造単位A2、及び構造単位A3の総量は、樹脂中の全構造単位に対して80モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましく、95モル%以上が特に好ましい。
硬化物が高屈折率であることと、良好な硬化性とを両立させやすい点から、樹脂は、その他の構造単位を含まず、構造単位A1、構造単位A2、及び構造単位A3のみからなるが好ましい。
When the resin does not contain structural units other than the structural unit A1, structural unit A2, and structural unit A3 described above, the total amount of structural unit A1, structural unit A2, and structural unit A3 in the resin is 80 mol % or more is preferable, 90 mol % or more is more preferable, and 95 mol % or more is particularly preferable with respect to the structural unit.
The resin does not contain other structural units and consists only of the structural units A1, A2, and A3, since the cured product has a high refractive index and good curability. preferable.
<樹脂の製造方法>
以上説明した樹脂の製造方法は特に限定されない。一般的には、前述の構造単位A1、構造単位A2、及び構造単位A3を与える単量体と、必要に応じてその他の構造単位を与える単量体とを、それぞれ所定量混合した後、適当な溶剤中にて、重合開始剤の存在下に、例えば、50℃以上120℃以下の温度範囲において重合を行うことにより、樹脂が得られる。樹脂は、有機溶剤中の溶液として得られることが多いが、溶液として得られた樹脂を、そのまま後述する硬化性組成物に配合したり、そのまま硬化性組成物として使用したりすることができる。
<Resin manufacturing method>
The method for producing the resin described above is not particularly limited. In general, after mixing predetermined amounts of monomers that provide the structural units A1, A2, and A3 described above and, if necessary, monomers that provide other structural units, respectively, A resin can be obtained by performing polymerization in a solvent in the presence of a polymerization initiator in a temperature range of, for example, 50° C. or higher and 120° C. or lower. The resin is often obtained as a solution in an organic solvent, but the resin obtained as a solution can be blended as it is in the curable composition described later, or can be used as it is as the curable composition.
上記の方法により得られる樹脂の重量平均分子量は、30000以上が好ましく、35000以上100000以下がより好ましく、40000以上80000以下が特に好ましい。重量平均分子量は、GPCにより測定される、ポリスチレン換算の分子量である。樹脂の重量平均分子量がある程度大きいことにより、耐溶剤性や、耐熱分解性に優れる硬化物を形成しやすい。 The weight average molecular weight of the resin obtained by the above method is preferably 30,000 or more, more preferably 35,000 or more and 100,000 or less, and particularly preferably 40,000 or more and 80,000 or less. A weight average molecular weight is a molecular weight of polystyrene conversion measured by GPC. When the weight average molecular weight of the resin is large to some extent, it is easy to form a cured product excellent in solvent resistance and thermal decomposition resistance.
上記のように得られた樹脂の溶液を、ヘキサン、ジエチルエーテル、メタノール、水等の貧溶媒と混合して、樹脂を沈殿させ、沈殿した樹脂を回収して用いてもよい。沈殿した樹脂は、ろ過後に洗浄され、次いで、常圧、又は減圧下に、構造単位A1中のブロックイソシアネート基が分解しない程度の温度で乾燥されるのが好ましい。このようにして、粉末状である個体の樹脂を回収できる。粉末状の樹脂は、そのまま使用されてもよく、後述する硬化性組成物に配合されて使用されてもよい。 The resin solution obtained as described above may be mixed with a poor solvent such as hexane, diethyl ether, methanol or water to precipitate the resin, and the precipitated resin may be recovered and used. The precipitated resin is washed after filtration, and then preferably dried under normal pressure or reduced pressure at a temperature that does not decompose the blocked isocyanate group in the structural unit A1. In this manner, the solid resin in powder form can be recovered. The powdered resin may be used as it is, or may be used by blending with a curable composition described below.
≪硬化性組成物≫
硬化性組成物は、前述の樹脂と、溶剤とを含む。溶剤の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。硬化性組成物は、2種以上の溶剤を組み合わせて含んでいてもよい。
<<Curable composition>>
The curable composition contains the aforementioned resin and solvent. The type of solvent is not particularly limited as long as it does not impair the object of the present invention. The curable composition may contain a combination of two or more solvents.
樹脂を硬化させる際に溶剤が残存していても、構造単位A1中のブロックイソシアネート基から生成したイソシアネート基と、溶剤とが反応しないことから、溶剤は、イソシアネート基と反応しうる、活性水素を含む基を有さないのが好ましい。
活性水素を含む基としては、例えば、水酸基、メルカプト基、アミノ基、カルボキシ基等が挙げられる。
なお、樹脂の硬化が進行しない程度の温度において、例えば、減圧下に、溶剤を除去することもできるため、活性水素を含む基を有する溶剤を必ずしも使用出来ないわけではない。
Even if the solvent remains when the resin is cured, the isocyanate groups generated from the blocked isocyanate groups in the structural unit A1 do not react with the solvent. It is preferred not to have groups containing.
Groups containing active hydrogen include, for example, a hydroxyl group, a mercapto group, an amino group, and a carboxy group.
Since the solvent can be removed, for example, under reduced pressure at a temperature at which the curing of the resin does not proceed, a solvent having a group containing active hydrogen cannot necessarily be used.
溶剤の好適な例としては、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、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、及びプロピレングリコールモノブチルエーテル等のグリコール類のモノアルキルエーテル;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、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、及びプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコール類のモノアルキルエーテルアセテート;トルエン、及びキシレン等の芳香族溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、2-ヘプタノン、シクロペンタノン、及びシクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、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、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、及びγ-ブチロラクトン等のエステル類が挙げられる。 Suitable examples of solvents include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, and propylene glycol monobutyl ether. Monoalkyl ethers of glycols such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, and propylene glycol monobutyl ether acetate monoalkyl ether acetates of glycols; aromatic solvents such as toluene and xylene; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, 2-heptanone, cyclopentanone, and cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate, ethyl ethoxy acetate, ethyl hydroxyacetate , 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, 3-methoxypropionic acid and esters such as methyl, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl lactate, butyl lactate, and γ-butyrolactone.
これらの溶剤のなかでは、硬化性組成物を塗布する際の塗膜のレベリング性の点等から、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2-ヘプタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、乳酸エチル、及び乳酸ブチルが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2-ヘプタノン、シクロペンタノン、及びシクロヘキサノンがより好ましい。 Among these solvents, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-heptanone, cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl lactate, and butyl lactate are preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-heptanone, cyclopentanone, and cyclohexanone are more preferred.
硬化性組成物における溶剤の使用量は特に限定されず、硬化性組成物の用途に応じて、粘度等を勘案のうえ適宜決定される。
溶剤の使用量は、硬化性組成物における固形分濃度が5質量%以上となるように設定することが好ましく、8質量%以上となるように設定することがより好ましく、10質量%以上となるように設定することがさらに好ましい。また、溶剤の使用量は、硬化性組成物における固形分濃度が50質量%以下となるように設定することが好ましく、45質量%以下となるように設定することがより好ましく、40質量%以下となるように設定することがさらに好ましい。
The amount of the solvent to be used in the curable composition is not particularly limited, and is appropriately determined according to the application of the curable composition, taking viscosity and the like into consideration.
The amount of solvent used is preferably set so that the solid content concentration in the curable composition is 5% by mass or more, more preferably 8% by mass or more, and 10% by mass or more. It is more preferable to set The amount of solvent used is preferably set so that the solid content concentration in the curable composition is 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, and 40% by mass or less. It is more preferable to set such that
樹脂組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲で、さらに種々の添加剤を含んでいてもよい。添加剤の例としては、架橋剤、紫外線吸収剤、増感剤、可塑剤、酸化防止剤、光安定剤、密着助剤、及びフィラー(例えば、酸化ジルコニウム微粒子のような高屈折率化用のフィラー)等が挙げられる。 The resin composition may further contain various additives as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of additives include cross-linking agents, ultraviolet absorbers, sensitizers, plasticizers, antioxidants, light stabilizers, adhesion aids, and fillers (for example, zirconium oxide fine particles for increasing the refractive index). filler) and the like.
≪硬化物≫
上記の樹脂を、所望する形状に成形した後に加熱することにより、硬化物が形成される。かかる硬化物は、上記の樹脂に由来する構造単位A3を含むため、屈折率が高い。
硬化物の屈折率は、1.55以上が好ましく、1.56以上がより好ましく、1.58以上がより好ましい。屈折率の上限は特に限定されないが、例えば、1.70以下である。
≪Curified product≫
A cured product is formed by molding the above resin into a desired shape and then heating the molded product. Such a cured product contains the structural unit A3 derived from the above resin, and thus has a high refractive index.
The refractive index of the cured product is preferably 1.55 or higher, more preferably 1.56 or higher, and more preferably 1.58 or higher. Although the upper limit of the refractive index is not particularly limited, it is, for example, 1.70 or less.
≪硬化物の製造方法≫
以下、上記の樹脂の硬化物の製造方法について説明する。
硬化物の製造方法は、
上記の樹脂を、所定の形状に成形する成形工程と、
成形された樹脂を加熱により硬化させる硬化工程と、
を含む。
≪Method for producing cured product≫
A method for producing a cured product of the above resin will be described below.
The method for producing the cured product is
A molding step of molding the resin into a predetermined shape;
A curing step of curing the molded resin by heating;
including.
成形工程において、成形後の樹脂の形状や、樹脂の成形方法については特に限定されない。
樹脂を成形する方法としては、例えば、基材上に、溶剤と樹脂とを含む組成物を塗布した後に、塗膜から溶剤を除去する方法、基材上に、溶剤と樹脂とを含む組成物の液を盛った後に、溶剤を除去する方法、及び所定の形状の凹部を有するモールドに、溶剤と樹脂とを含む組成物の液を充填した後に、モールド内の組成物から溶剤を除去する方法等が挙げられる。
In the molding process, the shape of the resin after molding and the molding method of the resin are not particularly limited.
Examples of the method of molding the resin include, for example, a method of applying a composition containing a solvent and a resin onto a substrate and then removing the solvent from the coating film, and a method of applying a composition containing a solvent and a resin onto the substrate. A method of removing the solvent after filling the liquid, and a method of removing the solvent from the composition in the mold after filling the mold having a recess of a predetermined shape with the liquid of the composition containing the solvent and the resin. etc.
組成物を基材上に塗布する方法は、特に限定されない。例えば、ロールコーター、リバースコーター、バーコーター、スリットコーター等の接触転写型塗布装置や、スピンナー(回転式塗布装置)、カーテンフローコーター等の非接触型塗布装置を用いて、上の樹脂を含む組成物を基材上に、所望の膜厚となるよう塗布して塗布膜を形成できる。 The method of applying the composition onto the substrate is not particularly limited. For example, using a contact transfer type coating device such as a roll coater, a reverse coater, a bar coater, a slit coater, or a non-contact type coating device such as a spinner (rotary coating device) or a curtain flow coater, the composition containing the above resin can be coated. A coating film can be formed by coating a substance on a base material so as to have a desired film thickness.
上記の方法により溶剤と樹脂とを含む組成物を成形した後、適宜、加熱処理(プレベーク(ポストアプライベーク(PAB))処理)して溶剤を除去することによって、所望の形状に成形された樹脂が得られる。
プレベークの温度は、溶剤の沸点等を考慮して適宜選択される。プレベークは、溶剤が十分に除去される前に、樹脂が硬化すること防ぐために、減圧下に低温で行われてもよい。
After molding a composition containing a solvent and a resin by the above method, the resin molded into a desired shape by appropriately heat-treating (pre-baking (post-apply baking (PAB)) treatment) to remove the solvent. is obtained.
The pre-baking temperature is appropriately selected in consideration of the boiling point of the solvent and the like. The pre-bake may be done at a low temperature under reduced pressure to prevent the resin from curing before the solvent is fully removed.
プレベークの方法としては、特に限定されず、例えば(i)ホットプレートを用いて80℃以上120℃以下(好ましくは85℃以上100℃以下、より好ましくは85℃以上95℃以下)の温度において60秒以上120秒以下の時間乾燥する方法、(ii)室温において数時間以上数日間以下の範囲内放置する方法、(iii)温風ヒーターや赤外線ヒーター中に数十分以上数時間以下の範囲内の時間、基材を入れて溶剤を除去する方法、のいずれでもよい。 The pre-baking method is not particularly limited, and for example, (i) using a hot plate, the temperature is 80° C. or higher and 120° C. or lower (preferably 85° C. or higher and 100° C. or lower, more preferably 85° C. or higher and 95° C. or lower) at a temperature of 60° C. (ii) drying at room temperature for several hours or more and several days or less; (iii) drying in a hot air heater or infrared heater for several tens of minutes or more and several hours or less. or a method in which the substrate is placed and the solvent is removed.
上記のようにして形成された樹脂を加熱(ポストベーク)することにより、樹脂の硬化物が形成される。硬化温度は、樹脂の硬化が良好に進行し、硬化物の熱変性や熱分解が生じない限りにおいて特に限定されない。
硬化温度の上限は、例えば、250℃以下が好ましく、230℃以下が好ましい。硬化温度の下限は、120℃以上が好ましく、130℃以上がより好ましい。
また、本実施形態の樹脂は低温で硬化させることが可能であり、例えば180℃以下の硬化条件とすることができ、150℃以下の硬化条件とすることができる。
By heating (post-baking) the resin formed as described above, a cured product of the resin is formed. The curing temperature is not particularly limited as long as the curing of the resin proceeds satisfactorily and the cured product is not thermally denatured or thermally decomposed.
The upper limit of the curing temperature is, for example, preferably 250° C. or lower, more preferably 230° C. or lower. The lower limit of the curing temperature is preferably 120°C or higher, more preferably 130°C or higher.
In addition, the resin of this embodiment can be cured at a low temperature.
上記方法により、前述の樹脂の硬化物が製造される。 By the above method, a cured product of the above resin is produced.
≪マイクロレンズの製造方法≫
以下、上記の樹脂を用いるマイクロレンズの製造方法について説明する。
マイクロレンズの製造方法は、
上記の樹脂を含む組成物を基材上に塗布して得られる樹脂層を加熱により架橋させてレンズ材料層を形成するレンズ材料層形成工程と、
レンズ材料層上にレジストパターンを形成したのち、加熱により前記レジストパターンをリフローさせてレンズパターンを形成するレンズパターン形成工程と、
レンズパターンをマスクとしてレンズ材料層及びレンズパターンをドライエッチングして、レンズパターンの形状を前記レンズ材料層に転写する形状転写工程と、
を含む。
<<Manufacturing method of microlens>>
A method of manufacturing a microlens using the above resin will be described below.
The manufacturing method of the microlens is
a lens material layer forming step of forming a lens material layer by heating and cross-linking the resin layer obtained by applying a composition containing the above resin onto a substrate;
a lens pattern forming step of forming a lens pattern by forming a resist pattern on the lens material layer and then reflowing the resist pattern by heating to form a lens pattern;
a shape transfer step of dry-etching the lens material layer and the lens pattern using the lens pattern as a mask to transfer the shape of the lens pattern to the lens material layer;
including.
基材としては、フォトダイオード(有機フォトダイオード、無機フォトダイオード等)等を含む画像素子、カラーフィルター層等が設けられたシリコンウェーハ、場合により反射防止膜がさらに形成されたシリコンウェーハ等の基板等が挙げられる。 Substrates such as image elements including photodiodes (organic photodiodes, inorganic photodiodes, etc.), silicon wafers provided with color filter layers, etc., and substrates such as silicon wafers further provided with antireflection films in some cases. is mentioned.
上記の樹脂を含む組成物は、典型的には、上記の樹脂と溶剤とを含む硬化性組成物である。組成物を基材上に塗布する方法は、特に限定されない。組成物を基材上に塗布する方法の具体例としては、硬化物の製造方法について前述した方法が挙げられる。
形成された塗布膜を、適宜、加熱処理(プレベーク(ポストアプライベーク(PAB))処理)して塗膜中の溶剤を除去することによって、樹脂層を形成することができる。
プレベークの具体的な方法についても、硬化物の製造方法について前述した通りである。
A composition containing the above resin is typically a curable composition containing the above resin and a solvent. The method of applying the composition onto the substrate is not particularly limited. Specific examples of the method for applying the composition onto the substrate include the method described above for the method for producing the cured product.
The resin layer can be formed by appropriately heat-treating the formed coating film (pre-baking (post-apply baking (PAB)) treatment) to remove the solvent in the coating film.
The specific pre-baking method is also the same as the method for producing the cured product.
レンズ材料層形成工程における硬化温度の上限は、例えば、250℃以下が好ましく、230℃以下が好ましい。硬化温度下限は、120℃以上が好ましく、130℃以上がより好ましい。
有機フォトダイオードを用いる場合のプロセス構築の観点から、上記レンズ材料層形成工程における加熱温度は、例えば180℃以下の硬化条件とすることができ、150℃以下の硬化条件とすることができる。
The upper limit of the curing temperature in the lens material layer forming step is, for example, preferably 250° C. or lower, and preferably 230° C. or lower. The lower limit of the curing temperature is preferably 120°C or higher, more preferably 130°C or higher.
From the viewpoint of process construction when using an organic photodiode, the heating temperature in the lens material layer forming step can be, for example, a curing condition of 180° C. or less, and a curing condition of 150° C. or less.
形成されるレンズ材料層の膜厚は、好ましくは100nm以上4.0μm以下、より好ましくは400nm以上2.0μm以下の範囲である。 The film thickness of the lens material layer to be formed is preferably in the range of 100 nm to 4.0 μm, more preferably 400 nm to 2.0 μm.
レンズパターン形成工程におけるリフローの加熱条件は、レジストパターン形成に用いられる組成物中の各成分の種類、配合割合、レジストパターンの膜厚等によって異なるが、加熱温度は、例えば、60℃以上150℃以下(好ましくは70℃以上140℃以下)で、加熱時間は、例えば、0.5分以上60分以下(好ましくは1分以上50分以下)程度である。
レジストパターンの膜厚は、好ましくは100nm以上4.0μm以下、より好ましくは400nm以上2.0μm以下の範囲内である。
The reflow heating conditions in the lens pattern forming process vary depending on the type and mixing ratio of each component in the composition used for forming the resist pattern, the film thickness of the resist pattern, etc., but the heating temperature is, for example, 60° C. to 150° C. or less (preferably 70° C. or higher and 140° C. or lower), and the heating time is, for example, about 0.5 minutes or longer and 60 minutes or shorter (preferably 1 minute or longer and 50 minutes or shorter).
The thickness of the resist pattern is preferably 100 nm or more and 4.0 μm or less, more preferably 400 nm or more and 2.0 μm or less.
形状転写工程におけるドライエッチングとしては、特に限定されず、例えば、プラズマ(酸素、アルゴン、CF4等)、コロナ放電等によるドライエッチングが挙げられる。 Dry etching in the shape transfer step is not particularly limited, and examples thereof include dry etching using plasma ( oxygen, argon, CF4, etc.), corona discharge, and the like.
以上の工程を経て、上記の樹脂を用いることにより、屈折率が高く、高温環境下での使用時に寸法変化と透明性の低下とが少ない、マイクロレンズを形成することができる。このため、上記の方法により形成されるマイクロレンズは、種々の用途において好適に用いられる。 Through the steps described above, by using the above resin, it is possible to form a microlens having a high refractive index and little dimensional change and decrease in transparency when used in a high-temperature environment. Therefore, the microlenses formed by the above method are suitable for various uses.
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
〔実施例1〕
下記式のメタクリル酸エステル(M1)35モル%と、下記式のメタクリル酸エステル(M2)35モル%と、下記式のメタクリル酸エステル(M3)30モル%とからなるモノマー混合物100質量部を、フラスコ中でプロピレングリコールモノメチルエーテル100質量部と混合し溶解させた。このフラスコを油浴により内温75℃になるまで加熱し、続いて、フラスコ中に2,2’-アゾビスイソブチロニトリル5質量部のプロピレングリコールモノメチルエーテル溶液を徐々に滴下した。滴下終了後、温度を維持しながら20時間反応させた。
100 parts by mass of a monomer mixture consisting of 35 mol% of the methacrylic acid ester (M1) of the following formula, 35 mol% of the methacrylic acid ester (M2) of the following formula, and 30 mol% of the methacrylic acid ester (M3) of the following formula, It was mixed with 100 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether in a flask and dissolved. The flask was heated in an oil bath until the internal temperature reached 75° C., and then a propylene glycol monomethyl ether solution containing 5 parts by mass of 2,2′-azobisisobutyronitrile was gradually dropped into the flask. After the completion of dropping, the mixture was reacted for 20 hours while maintaining the temperature.
重合の結果、下記式の構造単位からなる樹脂1を得た。下記式において、括弧の右下の数値は、樹脂中の各構造単位の含有量を意味する。得られた樹脂1の、GPCにより測定されたポリスチレン換算の重量平均分子量は50000であった。
〔実施例2~5〕
単量体組成を、下表1に記載の組成に変更することの他は、実施例1と同様にして樹脂を得た。実施例2~5で得た樹脂について、それぞれ樹脂2~樹脂5とする。
樹脂2~樹脂5の重量平均分子量はいずれも、実施例1で得た樹脂1と同様50000であった。
[Examples 2 to 5]
A resin was obtained in the same manner as in Example 1, except that the monomer composition was changed to the composition shown in Table 1 below. The resins obtained in Examples 2 to 5 are referred to as resins 2 to 5, respectively.
The weight average molecular weights of Resins 2 to 5 were all 50,000, the same as Resin 1 obtained in Example 1.
〔実施例6~10、及び比較例1〕
実施例6~10では、表2に記載の種類の樹脂99.94質量部と、界面活性剤(PolyFox PF-656(オムノバ社製))0.06質量部とを、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中に、固形分濃度15質量%となるように溶解させて、硬化性組成物を得た。
なお、比較例1では、下記構造の比較樹脂1(重量平均分子量50000)を用いた。下記式において、括弧の右下の数値は、樹脂中の各構造単位の含有量を意味する。
In Examples 6 to 10, 99.94 parts by weight of a resin of the type shown in Table 2 and 0.06 parts by weight of a surfactant (PolyFox PF-656 (manufactured by Omnova)) were mixed in propylene glycol monomethyl ether acetate. to give a solid concentration of 15% by mass to obtain a curable composition.
In Comparative Example 1, Comparative Resin 1 (weight average molecular weight: 50,000) having the following structure was used. In the formulas below, the numerical values in the lower right of the parentheses mean the content of each structural unit in the resin.
得られた硬化性組成物を、膜厚1μmの硬化膜が形成される膜厚でシリコン基板上に塗布して塗布膜を形成した。形成された塗布膜に対して、90℃90秒のプレベークと、150℃5分のポストベークとを行い、硬化膜を得た。得られた硬化膜の膜厚をT1とする。
次いで、得られた硬化膜を室温にてアセトンに10分間浸漬した後、浸漬後の硬化膜の膜厚を測定した。浸漬後の硬化膜の膜厚をT2とする。
T1及びT2の測定結果に基づいて、下式:
残膜率(%)=T2/T1×100
により残膜率を算出した。算出された残膜率により、以下の基準に従って硬化性を評価した。結果を表2に記す。
(硬化性評価基準)
◎:残膜率が95%以上
○:残膜率が90%以上95%未満
×:残膜率が90%未満
The resulting curable composition was coated on a silicon substrate to form a cured film having a thickness of 1 μm to form a coating film. The formed coating film was pre-baked at 90° C. for 90 seconds and post-baked at 150° C. for 5 minutes to obtain a cured film. The film thickness of the obtained cured film is defined as T1.
Then, the obtained cured film was immersed in acetone at room temperature for 10 minutes, and the film thickness of the cured film after immersion was measured. The film thickness of the cured film after immersion is defined as T2.
Based on the T1 and T2 measurement results, the following formula:
Remaining film rate (%) = T2/T1 x 100
The remaining film ratio was calculated by Curability was evaluated according to the following criteria based on the calculated residual film ratio. Table 2 shows the results.
(Curability evaluation criteria)
◎: Remaining film rate is 95% or more ○: Remaining film rate is 90% or more and less than 95% ×: Remaining film rate is less than 90%
表2によれば、前述の構造単位A1、構造単位A2、及び構造単位A3を含む樹脂1~5を用いる実施例6~10では、90%以上の残膜率を示す程度に、塗布膜を良好に硬化させることができることが分かる。
他方、構造単位A1の代わりに、グリシジルメタクリレートに由来する構造単位を含む比較樹脂1を用いた、比較例1では、形成された硬化膜の残膜率が90%未満であり、実施例ほどには硬化が進行しなかった。
According to Table 2, in Examples 6 to 10 using the resins 1 to 5 containing the structural unit A1, the structural unit A2, and the structural unit A3, the coating film was formed to the extent that the residual film rate was 90% or more. It can be seen that it can be cured well.
On the other hand, in Comparative Example 1, in which Comparative Resin 1 containing a structural unit derived from glycidyl methacrylate was used instead of the structural unit A1, the residual film rate of the formed cured film was less than 90%, which was as high as in the Examples. hardening did not proceed.
〔実施例11、比較例2、及び比較例3〕
実施例11では、実施例9で用いた樹脂1を含む硬化性組成物を用いた。比較例2では、比較例1で用いた硬化性組成物を用いた。比較例3では、下記構造の比較樹脂2(重量平均分子量50000)100質量部と、熱酸発生剤1質量部とを、固形分濃度15質量%となるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させて得た硬化性組成物を用いた。なお、ここでの熱酸発生剤はKing Industries社製のK-PURE(登録商標)CXC-1821を用いた。
In Example 11, a curable composition containing Resin 1 used in Example 9 was used. In Comparative Example 2, the curable composition used in Comparative Example 1 was used. In Comparative Example 3, 100 parts by mass of Comparative Resin 2 (weight average molecular weight: 50,000) having the following structure and 1 part by mass of a thermal acid generator were dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate so that the solid content concentration was 15% by mass. The curable composition thus obtained was used. The thermal acid generator used here was K-PURE (registered trademark) CXC-1821 manufactured by King Industries.
硬化性組成物を、膜厚1μmの硬化膜が形成される膜厚でシリコン基板上、又は塩基性のアミン成分を含むカラーフィルター(CF)上に塗布して塗布膜を形成した。形成された塗布膜に対して、90℃90秒のプレベークと、150℃5分のポストベークとを行い、硬化膜を得た。得られた硬化膜の膜厚をT1とする。
次いで、得られた硬化膜を室温にてアセトンに10分間浸漬した後、浸漬後の硬化膜の膜厚を測定した。浸漬後の硬化膜の膜厚をT2とする。
T1及びT2の測定結果に基づいて、下式:
残膜率(%)=T2/T1×100
により残膜率を算出した。算出された残膜率の値を表3に記す。
The curable composition was coated on a silicon substrate or a color filter (CF) containing a basic amine component to form a coating film with a film thickness sufficient to form a cured film having a film thickness of 1 μm. The formed coating film was pre-baked at 90° C. for 90 seconds and post-baked at 150° C. for 5 minutes to obtain a cured film. The film thickness of the obtained cured film is defined as T1.
Then, the obtained cured film was immersed in acetone at room temperature for 10 minutes, and the film thickness of the cured film after immersion was measured. The film thickness of the cured film after immersion is defined as T2.
Based on the T1 and T2 measurement results, the following formula:
Remaining film rate (%) = T2/T1 x 100
The remaining film ratio was calculated by Table 3 shows the calculated residual film ratio values.
表3によれば、前述の構造単位A1、構造単位A2、及び構造単位A3を含む樹脂1~を用いる実施例11では、Si基板上であっても、塩基性雰囲気のCF上であっても、同程度の残膜率を示す程度に、塗布膜を良好に硬化させることができることが分かる。
他方、構造単位A1の代わりに、グリシジルメタクリレートに由来する構造単位を含む比較樹脂1を用いた、比較例2では、Si基板上でもCF上でも、形成された硬化膜の残膜率が90%未満であり、実施例ほどに硬化が進行しなかった。
また、グリシジルメタクリレートに由来する構造単位を含む比較樹脂2を用いた比較例3では、熱酸発生剤の使用により、Si基板上では良好に硬化が進行した。しかし、Si基板上での硬化と、塩基性雰囲気のCF上での硬化とで、硬化膜の残膜率に大きな差が生じた。
According to Table 3, in Example 11 using resins 1 to 1 containing the structural unit A1, structural unit A2, and structural unit A3 described above, even on a Si substrate or on CF in a basic atmosphere , the coating film can be satisfactorily cured to such an extent that the same level of residual film ratio is exhibited.
On the other hand, in Comparative Example 2, in which Comparative Resin 1 containing a structural unit derived from glycidyl methacrylate was used instead of the structural unit A1, the residual film rate of the formed cured film was 90% on both the Si substrate and the CF. was less than that of the examples, and curing did not progress as much as in the examples.
In addition, in Comparative Example 3 using Comparative Resin 2 containing a structural unit derived from glycidyl methacrylate, the use of the thermal acid generator allowed curing to progress favorably on the Si substrate. However, there was a large difference in the residual film rate of the cured film between the curing on the Si substrate and the curing on the CF in the basic atmosphere.
〔実施例12、及び比較例4~6〕
実施例12、及び比較例4~6では、硬化膜の膜厚と、光線透過率とについての熱安定性を評価した。
実施例12では、実施例11と同様に、Si基板上に形成された硬化膜を用いた。比較例4では、比較例2と同様に、Si基板上に形成された硬化膜を用いた。比較例5では、比較例3と同様に、Si基板上に形成された硬化膜を用いた。
比較例6では、下記構造の比較樹脂3(重量平均分子量10000)100質量部を、固形分濃度18質量%となるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させて得た硬化性組成物を用いて、実施例11と同様の方法でSi基板上に硬化膜を形成した。形成直後の硬化膜の膜厚T1を測定した。
また、形成直後の硬化膜について、波長400nmの光線の透過率LT1を測定した。
In Example 12 and Comparative Examples 4 to 6, thermal stability was evaluated with respect to the film thickness and light transmittance of the cured film.
In Example 12, as in Example 11, a cured film formed on a Si substrate was used. In Comparative Example 4, as in Comparative Example 2, a cured film formed on a Si substrate was used. In Comparative Example 5, similarly to Comparative Example 3, a cured film formed on a Si substrate was used.
In Comparative Example 6, a curable composition obtained by dissolving 100 parts by mass of Comparative Resin 3 (weight average molecular weight of 10,000) having the following structure in propylene glycol monomethyl ether acetate to a solid content concentration of 18% by mass was used. A cured film was formed on a Si substrate in the same manner as in Example 11. The film thickness T1 of the cured film immediately after formation was measured.
In addition, the transmittance LT1 of light having a wavelength of 400 nm was measured for the cured film immediately after the formation.
形成された硬化膜を、150℃の恒温槽に入れた後、200時間経過、500時間経過、1000時間経過、2000時間経過の時点で硬化膜を取り出し、それぞれ、膜厚T3と、波長400nmの光線の透過率LT2とを測定した。各時間の測定結果に基づいて、下記式:
膜厚減少率(%)=T3/T1×100
光線透過率減少率(%)=LT2/LT1×100
により、各時間での膜厚減少率と、光線透過率減少率とを求めた。各時間での膜厚減少率と、光線透過率減少率とを表4に記す。
After placing the formed cured film in a constant temperature bath at 150 ° C., the cured film was taken out after 200 hours, 500 hours, 1000 hours, and 2000 hours, and the film thickness T3 and the wavelength 400 nm were measured. The light transmittance LT2 was measured. Based on the measurement results at each time, the following formula:
Film thickness reduction rate (%) = T3/T1 x 100
Light transmittance reduction rate (%) = LT2/LT1 x 100
, the film thickness reduction rate and the light transmittance reduction rate at each time were obtained. Table 4 shows the film thickness reduction rate and the light transmittance reduction rate at each time.
表4によれば、前述の構造単位A1、構造単位A2、及び構造単位A3を含む樹脂1を用いた実施例12では、硬化膜を150℃で2000時間保持しても、膜厚と光線透過率とが減少しないことが分かる。
他方、構造単位A1の代わりに、グリシジルメタクリレートに由来する構造単位を含む比較樹脂1、比較樹脂2、及び比較樹脂3を用いた、比較例4~6では、形成された硬化膜では、150℃の保持において、時間の経過とともに、膜厚と光線透過率とが顕著に低下することが分かった。
According to Table 4, in Example 12 using the resin 1 containing the structural unit A1, the structural unit A2, and the structural unit A3, even if the cured film was held at 150 ° C. for 2000 hours, the film thickness and the light transmission It can be seen that the rate does not decrease.
On the other hand, in Comparative Examples 4 to 6, in which Comparative Resins 1, 2, and 3 containing a structural unit derived from glycidyl methacrylate were used instead of the structural unit A1, the formed cured film had a temperature of 150°C. It was found that the film thickness and the light transmittance decreased remarkably with the passage of time.
〔実施例13~15、及び比較例7〕
単量体組成を、下表5に記載の組成に変更することの他は、実施例1と同様にして樹脂6及び比較樹脂4を得た。なお、表5に記載のM4はスチレンである。
実施例13~15、及び比較例7では、表5に記載の種類の樹脂99.94質量部と、界面活性剤(PolyFox PF-656(オムノバ社製))0.06質量部とを、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中に、固形分濃度15質量%となるように溶解させて、硬化性組成物を得た。
各硬化性組成物を用いて、実施例6と同様に膜厚1μmの硬化膜を形成し、形成された硬化膜の屈折率を測定した。屈折率の測定結果を表5に記す。
[Examples 13 to 15 and Comparative Example 7]
Resin 6 and Comparative Resin 4 were obtained in the same manner as in Example 1, except that the monomer composition was changed to the composition shown in Table 5 below. In addition, M4 described in Table 5 is styrene.
In Examples 13 to 15 and Comparative Example 7, 99.94 parts by weight of the resin of the type shown in Table 5 and 0.06 parts by weight of a surfactant (PolyFox PF-656 (manufactured by Omnova)) were mixed with propylene. A curable composition was obtained by dissolving in glycol monomethyl ether acetate so as to give a solid content concentration of 15% by mass.
Using each curable composition, a cured film having a thickness of 1 μm was formed in the same manner as in Example 6, and the refractive index of the formed cured film was measured. Table 5 shows the measurement results of the refractive index.
表5によれば、前述の構造単位A1、構造単位A2、及び構造単位A3を含む樹脂1を用いた実施例13~15では、1.56以上の屈折率を示す硬化膜を形成できることが分かる。
他方、構造単位A3に変えて、ベンゼン環を1つしか含まないスチレンに由来する構造単位を含む比較樹脂4を用いた比較例7では、屈折率1.54程度の硬化膜しか形成できなかった。
According to Table 5, in Examples 13 to 15 using the resin 1 containing the structural unit A1, the structural unit A2, and the structural unit A3 described above, it can be seen that a cured film having a refractive index of 1.56 or more can be formed. .
On the other hand, in Comparative Example 7 using Comparative Resin 4 containing a structural unit derived from styrene containing only one benzene ring instead of the structural unit A3, only a cured film having a refractive index of about 1.54 could be formed. .
Claims (12)
溶剤とを含み、
下記式(a3)で表される構造単位が、下記式(a3-1)で表される構造単位であり、
前記樹脂中の下記式(a1)で表される構造単位、下記式(a2)で表される構造単位、及び下記式(a3)で表される構造単位の総量が、樹脂中の全構造単位に対して60モル%以上であり、
前記樹脂における下記式(a1)で表される構造単位の量が、前記樹脂の全構造単位に対して、15モル%以上45モル%以下である、硬化性組成物。
a solvent;
A structural unit represented by the following formula (a3) is a structural unit represented by the following formula (a3-1) ,
The total amount of structural units represented by the following formula (a1), structural units represented by the following formula (a2), and structural units represented by the following formula (a3) in the resin is the total amount of structural units in the resin is 60 mol% or more with respect to
The curable composition , wherein the amount of the structural unit represented by the following formula (a1) in the resin is 15 mol % or more and 45 mol % or less with respect to all structural units of the resin .
成形された前記硬化性組成物を加熱により硬化させる硬化工程と、
を含む硬化物の製造方法。 A molding step of molding the curable composition according to any one of claims 1 to 6 into a predetermined shape;
A curing step of curing the molded curable composition by heating;
A method for producing a cured product containing.
前記レンズ材料層上にレジストパターンを形成したのち、加熱により前記レジストパターンをリフローさせてレンズパターンを形成するレンズパターン形成工程と、
前記レンズパターンをマスクとして前記レンズ材料層及び前記レンズパターンをドライエッチングして、前記レンズパターンの形状を前記レンズ材料層に転写する形状転写工程と、
を含む、マイクロレンズの製造方法。 A lens material layer forming step of forming a lens material layer by heating and cross-linking a resin layer obtained by applying the curable composition according to any one of claims 1 to 6 on a substrate;
a lens pattern forming step of forming a lens pattern by forming a resist pattern on the lens material layer and then reflowing the resist pattern by heating to form a lens pattern;
a shape transfer step of dry-etching the lens material layer and the lens pattern using the lens pattern as a mask to transfer the shape of the lens pattern to the lens material layer;
A method of manufacturing a microlens, comprising:
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