CN103881281B - 热固性组合物、固化膜及滤色片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热固性组合物、固化膜及滤色片。本发明提供适合作为滤色片的保护膜的平坦性、耐热性、耐药品性、密合性、硬度、电可靠性和透明性等优异的热固性组合物及其固化膜。一种热固性组合物,其特征在于,含有环氧化合物(A)、环氧化合物(B)和固化剂(C),上述环氧化合物(A)由通式(1)表示、且n的平均值为0.2~1.0,上述环氧化合物(B)是将以甲基丙烯酸缩水甘油酯为必要成分的1种以上的聚合性不饱和化合物进行聚合或共聚而成的,其环氧当量小于200g/eq且数均分子量小于1万,上述固化剂(C)选自多元羧酸、多元羧酸的酸酐和多元羧酸的热分解性酯中;使上述热固性组合物固化而得到固化膜。
Description
技术领域
本发明涉及新型的热固性组合物、使它固化而得的固化膜以及用该固化膜保护的滤色片。
背景技术
以往,进行了在用于彩色液晶显示器的制造的滤色片的表面上形成透明的固化膜(以下也称为保护膜)作为保护层。作为滤色片的保护膜的作用,可以举出使滤色片的像素之间产生的凹凸平坦化、使对后续工序中的热处理、药品处理的滤色片的耐久性提高、使液晶显示器的可靠性提高等,需要平坦性、耐热性、耐药品性、密合性、硬度、电可靠性和透明性等优异的材料。
例如,作为平坦性,要求使由形成像素时的着色组合物的重涂产生的高度1~2μm左右的凹凸平坦化至0.1μm以下。作为耐热性,有时在保护膜上利用溅射法制作ITO等透明电极时用200~270℃的高热,在该温度条件下需要保护膜稳定。作为耐药品性,需要对后续工序中使用的酸、碱、或溶剂的保护膜的稳定性。作为密合性,有时在制作液晶显示器面板时在保护膜上进行基板的贴合,需要该部位的保护膜不会从基底剥离。作为硬度,从保护膜的耐久性的观点出发,要求具有高硬度。作为电可靠性,需要维持保护膜的绝缘性、保护膜中所含的杂质等不污染液晶。作为透明性,需要保护膜在可见光波长区域不吸收而使得不损害滤色片的颜色特性。
这些特性之中,同时满足平坦性、耐热性、密合性和硬度是特别的困难的,强烈地期望能够实现它的材料。此外,对与耐药品性、电可靠性和透明性,也期待进一步提高其水平。
作为滤色片的保护膜用的材料,目前为止提出了很多环氧系、丙烯酸系的化合物的组合物等。然而,还不知道能满足上述要求的材料。
另一方面,作为滤色片的保护膜用的材料,提出了含有双酚芴型环氧化合物的热固性组合物(例如,参照专利文献1~5)。双酚芴型环氧化合物是能够形成平坦性、耐热性优异的保护膜的有用的化合物,但密合性、硬度、或透明性具有改善的余地,已经研究了并用其它环氧化合物而使各特性最适化。然而,存在双酚芴型环氧化合物的溶解性低的问题,限制与其它环氧化合物的相溶性、对溶剂的溶解性,因此成为配合设计热固性组合物方面的大的障碍。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开WO96/34303号小册子
专利文献2:日本特开2000-103937号公报
专利文献3:日本特开2000-143772号公报
专利文献4:日本特开2001-091732号公报
专利文献5:日本特开2004-069930号公报
发明内容
本发明是鉴于该现有技术的课题而完成的,以提供作为滤色片的保护膜的适合的热固性组合物及其固化膜为目的。
本发明的发明人等为了解决上述课题而进行了研究,其结果发现,通过将双酚芴型环氧化合物的聚合度控制于特定的范围,改善其溶解性,进一步通过并用具有特定结构的第二个环氧化合物,可以实现滤色片的保护膜的特性的提高,完成了本发明。
即,本发明是一种热固性组合物,其特征在于,含有环氧化合物(A)、环氧化合物(B)和固化剂(C),上述环氧化合物(A)由下述通式(1)表示、且n的平均值为0.2~1.0,上述环氧化合物(B)是将以甲基丙烯酸缩水甘油酯为必要成分的1种以上的聚合性不饱和化合物进行聚合或共聚而成的,其环氧当量小于200g/eq且数均分子量小于1万,上述固化剂(C)选自多元羧酸、多元羧酸的酸酐和多元羧酸的热分解性酯中。
这里,在热固性组合物的固体成分中,优选含有A成分15~55质量%、B成分15~55质量%和C成分15~30质量%。
此外,本发明涉及使上述热固性组合物固化而得的固化膜和用该固化膜保护的滤色片。
以下,详细地说明本发明。
本发明的热固性组合物含有环氧化合物(A),上述环氧化合物(A)由通式(1)表示,且n的平均值为0.2~1.0。A成分为双酚芴型环氧化合物,其合成方法没有特别的限制,日本特开平9-328534号公报记载的方法,即,使9,9-双(4-羟苯基)芴与环氧氯丙烷在碱存在下进行缩合而得的方法是最常见的,且为优选。作为A成分,在上述专利文献1~5等中公开有n的范围为0~20的化合物,但作为实施例,仅记载有n为0至0.1左右的化合物(例如新日铁住金化学公司制“ESF-300”等),对本发明中使用的n的平均值为0.2~1.0的化合物没有具体地说明。A成分的n值预料之外地也与其溶解性有很深的关联,通过将n的平均值设为0.2以上,可以使溶解性大幅度地提高。另一方面,若n的平均值大于1.0,则环氧基的含量下降而固化性不足,固化膜的特性变差。因此,本发明中的A成分的n的平均值需要在0.2~1.0的范围内,更优选为0.3~0.7。n为A成分的聚合度,可以通过合成时将原料化合物的摩尔比、反应条件利用常用方法进行调整而设为所需的值。
A成分的n的平均值可以通过环氧当量测定、GPC(SEC)测定而算出。由通式(1)的结构,环氧当量(g/eq)与n的平均值之间成立下式的关系。
(环氧当量)×2=(n的平均值)×406.5+462.5
此外,也可以通过GPC测定,分别求出n=0,1,2…成分的比率,计算n的平均值。
本发明的热固性组合物含有环氧化合物(B),上述环氧化合物(B)将以甲基丙烯酸缩水甘油酯为必要成分的1种以上的聚合性不饱和化合物进行聚合或共聚而形成,环氧当量小于200g/eq且数均分子量小于1万。B成分优选为具有以具有重复单元的聚合物或共聚物表示的结构的化合物,具体而言,将以甲基丙烯酸缩水甘油酯为必要成分的1种以上的聚合性不饱和化合物利用常用方法进行自由基聚合或共聚而得的化合物是有利的。进行上述自由基聚合或共聚时,可以使用偶氮化合物、过氧化物等公知的自由基聚合引发剂。此外,也可以利用公知的链转移剂、阻聚剂等控制聚合度。
在B成分中,可以使除甲基丙烯酸缩水甘油酯以外的任意的聚合性不饱和化合物共聚。作为可共聚的聚合性不饱和化合物,可以举出例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯及其衍生物、马来酸酐及其衍生物、乙烯基醚类、烯烃类等。这里(甲基)丙烯酸是指丙烯酸或甲基丙烯酸(以下也同样)。使(甲基)丙烯酸、马来酸酐等进行共聚时,B成分可以具有羧基、其酸酐,但若是以甲基丙烯酸缩水甘油酯为必要成分的多种聚合性不饱和化合物进行共聚而形成、且环氧当量小于200g/eq且数均分子量小于1万的环氧化合物,则可看作B成分,不认为是下述C成分。
作为构成上述(甲基)丙烯酸酯的醇(R1OH)成分或构成(甲基)丙烯酰胺的胺(R2R3NH)成分,可以利用公知的成分,没有特别的限制。作为R1、R2和R3的具体例,可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、环丙基、环戊基、环戊基乙基、环己基、环己基甲基、4-甲基环己基、金刚烷基、异冰片基、二环戊烷基、二环戊烯基、乙烯基、烯丙基、乙炔基、苯基、甲苯基、基、萘基、蒽基、菲基、苄基、2-苯基乙基、2-苯基乙烯基等饱和或不饱和的一价烃基;吡啶基、哌啶基、1-哌啶基、吡咯基、吡咯烷基、咪唑基、咪唑烷基、呋喃基、四氢呋喃基、噻吩基、四氢噻吩基、吗啉基、吗啉代基、喹啉基等饱和或不饱和的一价杂环基等。进而,也可以举出在上述烃基和杂环基等的任意的位置上将卤素原子、羟基、硫烷基、羰基、硫代羰基、羧基、硫代羧基、二硫代羧基、甲酰基、氰基、硝基、亚硝基、磺基、氨基、亚氨基、硅烷基、醚基、硫醚基、酯基、硫酯基、二硫酯基、酰胺基、硫代酰胺基、氨基甲酸基、硫氨酯基、脲基、硫脲基等作为取代基导入而得的结构。这种一价基团可以根据作为目标的A成分的结构而适当地选定,从性能和经济性方面出发,优选为碳原子数1~20的饱和或不饱和的一价烃基,更优选为碳原子数1~6的饱和或不饱和的一价烃基。此外,R2和R3可以为氢原子,也可以将R2和R3键合而形成环。
除上述以外,也优选除甲基丙烯酸缩水甘油酯以外的含环氧基聚合性不饱和化合物(例如,丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸[4-(缩水甘油醚氧基)丁基]酯、(甲基)丙烯酸[(3,4-环氧环己基)甲基]酯、4-(缩水甘油醚氧基甲基)苯乙烯等)、含烷氧基硅烷基聚合性不饱和化合物(例如(甲基)丙烯酸[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]酯、(甲基)丙烯酸[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]酯、4-(三甲氧基硅烷基)苯乙烯等)作为共聚成分。
进而,作为苯乙烯的衍生物,也可以使用在α-甲基苯乙烯、苯乙烯的芳香环上导入烷基、卤素原子、羟基等而得的化合物。此外,作为马来酸酐的衍生物,可以使用马来酸酐与醇的单酯或二酯、马来酸酐与胺的酰胺或酰亚胺等。作为乙烯基醚类,可以例示烷基乙烯基醚等,作为烯烃类,可以例示乙烯、丙烯、丁二烯、将这些化合物的氢原子以卤素原子、氰基取代而得的结构等。此外,也可以利用烷基乙烯基酮、乙酸乙烯酯等。
另外,在该段落中所述的烷基表示碳原子数1~20的饱和或不饱和的烃基,该烃基可以具有支链结构、环结构,也可以以任意的取代基进行取代。
此外,B成分的环氧当量需要小于200g/eq,更优选小于190g/eq。环氧当量大于200g/eq时,环氧基的含量下降而固化性不足,固化膜的特性变差。环氧当量的下限没有特别的限制,化学结构上的制约所致的实质上的下限为142g/eq(仅使甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合时)。进而,B成分的数均分子量需要小于1万,更优选小于8千。数均分子量大于1万时,固化膜的平坦性变差成为问题。数均分子量的下限没有特别的限制,合成上的制约所致的实质上的下限为1千(一般难以将聚合反应控制成使数均分子量为1千以下)。对B成分的重均分子量没有特别的限制,优选小于2万5千,此外,作为分散度(重均分子量÷数均分子量),适合在1~4的范围。这些分子量的值可以通过GPC(SEC)测定来求出。
为了满足上述环氧当量的范围,在B成分中,使50摩尔%以上的甲基丙烯酸缩水甘油酯进行共聚是有利的,进而,更优选使65摩尔%以上进行共聚。这里,使50摩尔%以上的甲基丙烯酸缩水甘油酯进行共聚是表示在来源于构成B成分的聚合性不饱和化合物的重复单元的总数中的来源于甲基丙烯酸缩水甘油酯的重复单元的比例为50%以上,通常反映合成B成分时作为原料使用的聚合性不饱和化合物的摩尔比。
另外,在专利文献5中,作为可以与双酚芴型环氧化合物组合的化合物,示出有将具有(重均)分子量为2万5千~10万且环氧当量为200~400g/eq的环氧基的丙烯酸型共聚物。本发明的B成分是与上述丙烯酸型共聚物相比,选择环氧当量小的范围的成分,这是基于发现将A成分的n值限定于特定的范围时,与它组合的B成分的环氧当量小的一方,固化膜的特性总体而言较优异。此外,对分子量也根据同样的理由,本发明的B成分与上述丙烯酸型共聚物相比,选择大体上小的范围。进而,在专利文献5中,要求将具有2个以上的环氧基的脂环式环氧树脂以及除了它以外的脂肪族环氧树脂作为组合物的必要成分,但在本发明的组合物中,这些成分不是必需的,仅使用A成分和B成分作为环氧化合物就可以得到良好的特性。
此外,在专利文献2和3中也公开有与本发明类似的组合物,但在它们之中,仅使用了相当于通式(1)的n=0的化合物。如下述实施例所示,n=0的化合物的溶解性低,因此选择性地使用它在实用上不优选。
本发明的热固性组合物含有选自多元羧酸、多元羧酸的酸酐、以及多元羧酸的热分解性酯中的固化剂(C)。多元羧酸是指在1个分子中具有2个以上的羧基的化合物,例如,可以举出琥珀酸、马来酸、环己烷-1,2-二羧酸、环己烯-1,2-二羧酸、环己烯-4,5-二羧酸、降冰片烷-2,3-二羧酸、邻苯二甲酸、苯-1,2,4-三羧酸、环己烷-1,2,4-三羧酸、苯-1,2,4,5-四羧酸、环己烷-1,2,4,5-四羧酸、丁烷-1,2,3,4-四羧酸等。作为多元羧酸的酸酐,可以举出上述所例示的化合物的酸酐,它可以是分子间酸酐,但一般使用在分子内闭环的酸酐。
作为多元羧酸的热分解性酯,可以举出上述所例示的化合物的叔丁酯、1-(烷氧基)乙酯、1-(烷基硫烷基)乙酯(但是,这里所述的烷基表示碳原子数1~20的饱和或不饱和的烃基,该烃基可以具有支链结构、环结构,也可以以任意的取代基进行取代)等。此外,作为C成分,也可以使用具有2个以上的羧基的聚合物或共聚物,该羧基可以是酸酐或热分解性酯。作为这种聚合物或共聚物的例子,可以举出包含以(甲基)丙烯酸为构成成分的聚合物或共聚物、包含以马来酸酐为构成成分的共聚物、使四羧酸二酸酐与二胺、二醇反应而使酸酐开环而得的化合物等。
本发明的热固性组合物在固体成分中优选含有A成分15~55质量%、B成分15~55质量%、以及C成分15~30质量%,更优选含有A成分20~50质量%、B成分20~50质量%、以及C成分17~28质量%。这里,固体成分是指除了热固性组合物中所含的溶剂以外的成分(关于溶剂在以下进行说明)。A成分、B成分和C成分的含量偏离上述范围时,作为本发明的目标的平衡良好地得到固化膜的特性变得困难。另外,关于B成分和C成分,可组合使用2种以上的结构不同的化合物。
本发明的热固性组合物中可以含有固化促进剂(D)。作为D成分,可以利用作为环氧化合物的固化促进剂、固化催化剂、潜在性固化剂等已知的公知的化合物,例如,可以举出叔胺、季铵盐、叔膦、季盐、硼酸酯、路易斯酸、有机金属化合物、咪唑类等,尤其适合1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯或1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯或它们的盐。D成分的含量没有特别的限制,从促进固化的效果与保存稳定性的平衡出发,优选在热固性组合物的固体成分中以0.1~2.0质量%的范围使用。
本发明的热固性组合物中可以含有溶剂(E)。可以利用作为溶剂而公知的化合物,可以没有特别的限制地使用例如酯系溶剂(乙酸丁酯、乙酸环己酯等)、酮系溶剂(甲基异丁基酮、环己酮等)、醚系溶剂(二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲醚等)、醇系溶剂(3-甲氧基丁醇、乙二醇单叔丁醚等)、芳香族系溶剂(甲苯、二甲苯等)、脂肪族系溶剂、胺系溶剂、酰胺系溶剂等。从安全性方面出发,优选使用具有丙二醇骨架的酯系、醚系溶剂,例如,丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯等。此外,也优选类似结构的3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基-3-甲基丁基乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯等。对热固性组合物的固体成分浓度没有特别的限制,作为滤色片的保护膜用途,一般将固体成分浓度调整至10~30质量%的范围。此外,为了提高滤色片的保护膜的平坦性,优选并用40~90质量%的常压下的沸点小于150℃的溶剂与10~60质量%的常压下的沸点为150℃以上的溶剂,控制热固性组合物的干燥性。
在本发明的热固性组合物中可以含有不属于A成分或B成分的环氧化合物。可以没有特别的限制地使用例如以双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、苯酚酚醛清漆型环氧化合物、甲酚酚醛清漆型环氧化合物、多元醇的缩水甘油醚、多元羧酸的缩水甘油酯、3,4-环氧环己烷羧酸[(3,4-环氧环己基)甲基]酯为代表的脂环式环氧化合物、2,2-双(羟甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物(例如,DAICEL公司制“EHPE3150”)、环氧化聚丁二烯(例如,日本曹达公司制“NISSO-PB·JP-100”)、具有有机硅骨架的环氧化合物等公知的环氧化合物。作为这些成分,优选环氧当量为100~300g/eq且(数均)分子量为100~5千的化合物。此外,这些成分的含量优选以在热固性组合物的固体成分中为50质量%为上限,更优选以30质量%为上限。
本发明的热固性组合物可以根据需要而包含其它任意的成分,可以含有例如着色材料、填料、树脂、添加剂等。这里,可以分别举出染料、有机颜料、无机颜料、碳黑颜料等作为着色材料;二氧化硅、滑石等作为填料;乙烯基树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚醚树脂、三聚氰胺树脂等作为树脂;交联剂、分散剂、表面活性剂、硅烷偶联剂、粘度调整剂、润湿剂、消泡剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等作为添加剂。作为这些任意成分,可以没有特别的限制地使用公知的化合物。作为滤色片的保护膜使用时,使用表面活性剂(氟系表面活性剂、有机硅系表面活性剂等)、硅烷偶联剂(3-(缩水甘油醚氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-(缩水甘油醚氧基)丙基三乙氧基硅烷等)是有利的,其含量的合计优选以在热固性组合物的固体成分中为10质量%为上限。
作为制作本发明的热固性组合物的固化物的方法,可以利用公知的方法,可以对适合目的、用途的恰当的基材、铸模涂布或注入热固性组合物后,通过加热进行溶剂的除去和固化。溶剂的除去也可以应用减压干燥等。
本发明的热固性组合物可以形成平坦性、耐热性、耐药品性、密合性、硬度、电可靠性和透明性等优异的滤色片的保护膜,尤其可以同时满足平坦性、耐热性、密合性和硬度,因此极其有用。此外,通过提高双酚芴型环氧化合物的溶解性,能够实现大范围的配合设计的热固性组合物。
具体实施方式
以下,通过实施例进一步详细地说明本发明,但本发明不限定于它们。
[实施例1]
(热固性组合物的制作)
根据表1所示的组成进行配合,在室温下搅拌混合3小时而使固体成分溶解于溶剂,制作了热固性组合物。组成的数值为质量份,以固体成分的合计成为100质量份的方式进行记载。在固体成分中也有从最初就以溶解于溶剂(丙二醇单甲醚乙酸酯)的状态进行合成的成分,但在这种情况下,组成的数值表示作为固体成分的质量份,带入的溶剂成分记为含于溶剂的质量份。实施例的配合中使用的成分如下所示。
A-1:由通式(1)表示、且n的平均值为0.2的环氧化合物
A-2:由通式(1)表示、且n的平均值为0.4的环氧化合物
A-3:由通式(1)表示、且n的平均值为1.0的环氧化合物
这里“A-”表示属于本发明的A成分。这些成分的n的平均值通过环氧当量测定和GPC测定而算出。
B-1:作为环氧当量为142g/eq且数均分子量为5千的甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物的环氧化合物
B-2:作为环氧当量为167g/eq且数均分子量为6千的甲基丙烯酸缩水甘油酯{80}-甲基丙烯酸甲酯{20}共聚物的环氧化合物
(大括号{}内为摩尔比,以下也同样)
B-3:作为环氧当量为186g/eq且数均分子量为4千的甲基丙烯酸缩水甘油酯{80}-甲基丙烯酸苄基酯{20}共聚物的环氧化合物
B-4:作为环氧当量为197g/eq且数均分子量为9千的甲基丙烯酸缩水甘油酯{80}-甲基丙烯酸二环戊烷基酯{20}共聚物的环氧化合物
B-5:作为环氧当量为187g/eq且数均分子量为7千的甲基丙烯酸缩水甘油酯{70}-苯乙烯{30}共聚物的环氧化合物
B-6:作为环氧当量为196g/eq且数均分子量为3千的甲基丙烯酸缩水甘油酯{65}-甲基丙烯酸甲酯{35}共聚物的环氧化合物
B-7:作为环氧当量为169g/eq且数均分子量为2千的甲基丙烯酸缩水甘油酯{50}-甲基丙烯酸[(3,4-环氧环己基)甲基]酯{50}共聚物的环氧化合物
这里“B-”表示属于本发明的B成分。这些成分的数均分子量通过GPC测定而求出。
C-1:苯-1,2,4-三羧酸-1,2-酐
C-2:苯-1,2,4-三羧酸三(1-丙氧基乙基)酯
C-3:环己烷-1,2,4-三羧酸-1,2-酐
C-4:具有降冰片烷骨架的二羧酸的酸酐(新日本理化公司制“RIKACID HNA-100”)
这里“C-”表示属于本发明的C成分。
D-1:1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯的辛酸盐
D-2:1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯的辛酸盐
D-3:1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯的苯酚盐
这里“D-”表示属于本发明的D成分。
E-1:丙二醇单甲醚乙酸酯
E-2:丙二醇二乙酸酯
E-3:二乙二醇乙基甲醚
这里“E-”表示属于本发明的E成分。
S-1:苯酚酚醛清漆型环氧化合物(三菱化学公司制“JER152”)
S-2:3,4-环氧环己烷羧酸[(3,4-环氧环己基)甲基]酯
S-3:3-(缩水甘油醚氧基)丙基三甲氧基硅烷
S-4:3-(缩水甘油醚氧基)丙基三乙氧基硅烷
S-5:氟系表面活性剂(DIC公司制“MEGAFAC F-556”)
S-6:有机硅系表面活性剂(BYK Chemie公司制“BYK-302”)
这里“S-”表示不属于本发明的A成分或B成分的环氧化合物、根据需要而使用的其它任意成分。
[表1]
(热固性组合物的评价:平坦性)
将上述热固性组合物使用旋转涂布机涂布于滤色片基板(以黑色基质和红色·绿色·蓝色的像素形成图案,通过像素的叠加产生高度1.5μm的凹凸的基板),用90℃的加热板使其干燥2分钟,制作试验片。此时,调节涂布条件(旋转转速)使得可以得到膜厚2.0μm的固化膜。接着,将试验片用230℃的热风烘箱焙烧30分钟,得到热固性组合物的固化膜。将为了保护像素而形成的固化膜的表面的凹凸的高度用接触式表面粗糙度计进行测定,根据以下基准进行3等级评价。○(良好):0.1μm以下,▲(稍差):大于0.1μm且0.2μm以下,×(不良):大于0.2μm。
(热固性组合物的评价:耐热性)
将上述热固性组合物使用旋转涂布机涂布于无碱玻璃基板,用90℃的加热板使其干燥2分钟,制作试验片。此时,调节涂布条件(旋转转速)使得可以得到膜厚1.5μm的固化膜。接着,将试验片用230℃的热风烘箱焙烧30分钟,得到热固性组合物的固化膜。刮下10mg的试验片的固化膜而取样,用热重量分析装置测定将它在氮气流下以230℃保持了3小时时的重量减少,根据以下基准进行3等级评价。○:3%以下,▲:大于3%且5%以下,×:大于5%。
(热固性组合物的评价:耐药品性)
与上述耐热性评价同样地进行,制作了形成有热固性组合物的固化膜的试验片。使试验片在40℃浸渍于N-甲基吡咯烷酮30分钟后,观察固化膜的状态,根据以下基准进行3等级评价。○:外观无变化且膜厚变化为2%以内,▲:外观无变化且膜厚变化大于2%,×:可看到外观变化。
(热固性组合物的评价:密合性)
与上述耐热性评价同样地进行,制作了形成有热固性组合物的固化膜的试验片。使用环境试验机将试验片在121℃、湿度100%的环境下保持5小时后,对固化膜进行划格-胶带剥离试验,根据以下基准进行3等级评价。○:没有剥离,▲:可看到少量的剥离,×:可看到许多的剥离。
(热固性组合物的评价:硬度)
与上述耐热性评价同样地进行,制作了形成有热固性组合物的固化膜的试验片。使用微小硬度计(Fischer Instruments公司制“HM2000XYp”)以负荷5mN测定固化膜的表面的维氏硬度HV,根据以下基准进行3等级评价。○:55以上,▲:50以上且小于55,×:小于50。
(热固性组合物的评价:电可靠性)
与上述耐热性评价同样地进行,制作了形成有热固性组合物的固化膜的试验片。刮下10mg的试验片的固化膜而取样,使它浸渍于1g的液晶(MERCK公司制“ZLI-4792”),在100℃保持72小时后,测定液晶的电压保持率,根据以下基准进行3等级评价。○:99%以上,▲:98%以上且小于99%,×:小于98%。
(热固性组合物的评价:透明性)
与上述耐热性评价同样地进行,制作了形成有热固性组合物的固化膜的试验片。用分光光度计测定波长400nm中的固化膜的透射率,根据以下基准进行3等级评价。○:98%以上,▲:96%以上且小于98%,×:小于96%。
实施例1的热固性组合物的评价结果示于表2。实施例1的热固性组合物同时满足滤色片的保护膜所需的平坦性、耐热性、密合性和硬度,进而,耐药品性、电可靠性和透明性也优异。
[表2]
[实施例2~15]
将实施例1的组成如表1所示那样地分别进行变更,其它与实施例1同样地进行实施例2~15的热固性组合物的制作以及评价。评价结果示于表2。实施例2~15的固化性组合物同时满足滤色片的保护膜所需的平坦性、耐热性、密合性和硬度,进而,耐药品性、电可靠性和透明性也优异。
[比较例1~6]
将实施例1的组成如表3所示那样地分别进行变更,其它与实施例1同样地进行比较例1~6的热固性组合物的制作以及评价。比较例的配合中使用的成分如下所示。
AX-1:由通式(1)表示、且n的平均值为0.1的环氧化合物
AX-2:由通式(1)表示、且n的平均值为3.0的环氧化合物
这里,“AX-”表示偏离A成分的范围。这些成分的n的平均值通过环氧当量测定和GPC测定算出。
BX-1:作为环氧当量为319g/eq且数均分子量为4千的甲基丙烯酸缩水甘油酯{50}-甲基丙烯酸苄基酯{50}共聚物的环氧化合物
BX-2:作为环氧当量为142g/eq且数均分子量为2万5千的甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物的环氧化合物
这里,“BX-”表示偏离B成分的范围。这些成分的数均分子量通过GPC测定求出。
[表3]
比较例1~6的热固性组合物的评价结果示于表4。在比较例1的热固性组合物中,固体成分没有完全地溶解而产生沉淀,所有的评价均不能进行。沉淀的主要成分是相当于通式(1)的n=0的成分。此外,比较例2~6的固化性组合物不能满足滤色片的保护膜所需的各特性。
[表4]
产业上的可利用性
本发明的热固性组合物不仅可以形成作为滤色片的保护膜而适合的固化膜,也可以用于涂料、油墨的外涂层、塑料类的硬涂层、金属类的防锈膜等。此外,不仅作为涂敷剂,也可以应用于将热固性组合物本身成型而制作薄膜、基板、塑料部件、光学透镜等,因此极其有用。
Claims (5)
1.一种热固性组合物,其特征在于,含有环氧化合物A、环氧化合物B和固化剂C,所述环氧化合物A由下述通式(1)表示、且n的平均值为0.2~1.0,所述环氧化合物B是将以甲基丙烯酸缩水甘油酯为必要成分的1种以上的聚合性不饱和化合物进行聚合而成的,其环氧当量小于200g/eq且数均分子量小于1万,所述固化剂C选自多元羧酸、多元羧酸的酸酐和多元羧酸的热分解性酯中,
2.如权利要求1所述的热固性组合物,其中,含有环氧化合物A、环氧化合物B和固化剂C,所述环氧化合物A由下述通式(1)表示、且n的平均值为0.2~1.0,所述环氧化合物B是将以甲基丙烯酸缩水甘油酯为必要成分的1种以上的聚合性不饱和化合物进行共聚而成的,其环氧当量小于200g/eq且数均分子量小于1万,所述固化剂C选自多元羧酸、多元羧酸的酸酐和多元羧酸的热分解性酯中,
3.如权利要求1或2所述的热固性组合物,其中,在固体成分中含有A成分15~55质量%、B成分15~55质量%和C成分15~30质量%。
4.一种固化膜,是使权利要求1~3中任一项所述的热固性组合物固化而得到的。
5.一种滤色片,用权利要求4所述的固化膜进行了保护。
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