CN103923438B - 叠层用树脂组合物及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及叠层用树脂组合物及其用途,提供作为在基板上形成层的材料的具有优异耐热性的叠层用树脂组合物、以及在基材上形成由该叠层用树脂组合物构成的层而得到的具有优异耐热性的叠层体。本发明还提供使用这样的叠层体而成的光选择透射滤光器和摄像元件。本发明的叠层用树脂组合物为被用作在基材上形成层的材料的树脂组合物,其中,该树脂组合物含有在分子内具有1个以上环氧乙烷环的环氧乙烷化合物、以及色素;该环氧乙烷化合物含有具有羟基和/或酯基的化合物;该色素含有在600nm~900nm的波段具有吸收极大的色素。
Description
技术领域
本发明涉及叠层用树脂组合物及其用途。更详细地说,本发明涉及被用作在基材上形成层的材料的树脂组合物、在基材上形成由该树脂组合物构成的层而得到的叠层体、光选择透射滤光器(光選択透過フィルター)和摄像元件。
背景技术
近年来,在显示元件或摄像元件等光学器件等的各种领域中,为了谋求多功能化,广泛使用了在由玻璃等构成的基板上形成各种层而成的叠层结构的部件·材料(也被称为叠层体或叠层物)。作为在基板上形成的层,可以举出例如在触摸屏等中使用的ITO(铟·锡复合氧化物)透明导电层、使摄像元件中的光学噪音降低的红外线(IR)截止层、使在基板表面的光反射降低的防反射(AR)层等。
摄像元件也被称为固态图像传感器(固体撮像素子)或图像传感器芯片,是将目标物体(被写体)的光转换为电信号、并以电信号的形式输出的电子部件,例如用于移动电话用照相机、数码相机、车载用照相机、监视照相机、显示元件(LED等)等中。这样的摄像元件通常由具备CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)等检测元件(传感器)和透镜的构成来形成,但为了谋求多功能化和高性能化,提高了对降低会妨碍图像处理等的光学噪音的要求。
摄像元件中的光学噪音的降低以往是通过具备掺杂有铜离子的蓝玻璃等吸收玻璃、或具备使树脂成分中具有使光学噪音降低的光吸收功能或反射功能而成的树脂滤光器等而进行的。然而,吸收玻璃的耐热性非常优异,但容易产生裂纹(裂痕)或碎片(缺口),加工性不充分。另外,树脂滤光器能够抑制裂纹或碎片的发生,并且加工性也优异,但另一方面,与玻璃相比,其耐热性不充分,并且也不能阻挡线膨胀所致翘曲的发生。因此,近年来进行了在玻璃等基板上形成具有光吸收功能或反射功能的层而成的叠层结构的光学滤光器的开发。
作为现有的叠层结构的滤光器等,例如公开了下述滤光器:在玻璃基板上具备含有光吸收剂的第1层与折射率不同的第2层的光吸收滤光器(参见专利文献1);在聚酯膜基材等透明基板上形成了含有树脂粘结剂和近红外线吸收色素的有机膜层、以及无机膜层的近红外线吸收滤光器(参见专利文献2);在玻璃基板上具有由含有酞菁化合物的着色固化性组合物构成的着色膜的滤色器(参见专利文献3);在玻璃基板上具有由液态树脂组合物等构成的有机高分子层、以及由电介质多层膜构成的近红外线反射膜的近红外线截止滤光器(参见专利文献4);在玻璃基板上含有具有树脂层(该树脂层含有近红外线吸收剂)的叠层板、且显示出特定透过率的近红外线截止滤光器(参见专利文献5);在基板上具有由含有粘结剂树脂和红外线遮蔽材的固态图像传感器用固化性组合物形成的层的固态图像传感器(参见专利文献6);等等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-51985号公报
专利文献2:日本特开2006-106570号公报
专利文献3:日本特开2012-167145号公报
专利文献4:日本特开2013-50593号公报
专利文献5:日本特开2012-103340号公报
专利文献6:日本特开2012-189632号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如上所述,近年来进行了在基材上形成IR截止层等的叠层体的开发,对于用于得到该叠层体的叠层用材料进行了研究。
但是,在基板上形成IR截止层等层时,从形成致密的层的方面考虑,优选高温下进行蒸镀的方法。因此,对于在基材上形成的层的材料(叠层用材料),要求高耐热性。
此外,例如对于数码相机模块等摄像元件,为了将其搭载于移动电话等中而进行了小型化、并且还要求了低成本化,因而作为摄像透镜,采用树脂透镜来替代现有的无机玻璃得到了推进。在这类部件的安装工序中,为了实现低成本化,主要采用回流焊接方式。因此,对于在透镜等的表面形成的层的材料,要求其固化物(成型体)具有可耐受回焊工序的耐热性。
如上所述,在专利文献1~6中提出了多层结构的红外截止滤光器等。但是,在现有技术中,对于可提供在进行上述的高温蒸镀时的耐热性和回焊工序中的耐热性等特性优异的成型体的树脂组合物还有进一步进行研究的余地。
本发明是鉴于上述现状而提出的,其目的在于提供作为在基材上形成层的材料的具有优异耐热性的叠层用树脂组合物、以及在基材上形成由该叠层用树脂组合物构成的层而得到的具有优异耐热性的叠层体。本发明的目的还在于使用这样的叠层体而成的光选择透射滤光器和摄像元件。
解决课题的手段
本发明人对于作为在基材(也称为基板)上形成层的材料的叠层用树脂组合物进行了各种研究,结果发现,若树脂组合物含有下述环氧乙烷化合物与下述色素作为色素,则该树脂组合物的耐热性优异,可适当地作为用于通过高温蒸镀而在基材上形成层的材料来使用;所述环氧乙烷化合物在分子内具有1个以上的环氧乙烷环、进而具有羟基和/或酯基;所述色素在600nm~900nm的波段具有吸收极大。此外发现,将这样的树脂组合物层叠在基材上而得到的叠层结构的固化物(也称为叠层体或叠层物)具有可耐受回焊工序的耐热性。并且发现,含有这样的叠层体的光选择透射滤光器和摄像元件在光学领域或光学器件领域中是极为有用的,从而想到能够彻底地解决上述课题,完成了本发明。
即,本发明涉及一种叠层用树脂组合物,其为被用作在基材上形成层的材料的树脂组合物,其中,该树脂组合物含有在分子内具有1个以上环氧乙烷环的环氧乙烷化合物、以及色素;该环氧乙烷化合物含有具有羟基和/或酯基的化合物;该色素含有在600nm~900nm的波段具有吸收极大的色素。
本发明还涉及一种叠层体,其是在基材上形成由上述叠层用树脂组合物构成的层而得到的。
本发明进一步涉及光选择透射滤光器,其含有上述叠层体。
本发明还进一步涉及摄像元件,其含有上述叠层体。
以下详述本发明。需要说明的是,将2个或3个以上的下文记载的本发明的各优选形态进行组合而成的形态也是本发明的优选形态。
本说明书中,“吸收极大”是指,在以X轴与Y轴的二维曲线图(其中,设X轴为波长、Y轴为吸光度)来表示波长与吸光度的关系的情况下,吸光度从增加变为减少的顶点,该顶点的波长被称为“吸收极大波长”。此外,将吸收极大波长(也被称为吸收峰值波长)中的吸光度最大的波长称为“最大吸收波长”或“最大吸收峰值波长”。
“吸收宽度(也被称为吸收带宽)”为任意透射强度下的波长宽度。若吸收宽度宽(大),则光选择透射性优异,并且反射膜的设计条件宽,因而容易制造光选择透射滤光器(红外线截止滤光器等)。
[叠层用树脂组合物]
本发明的叠层用树脂组合物(也简称为“树脂组合物”)以在分子内具有1个以上环氧乙烷环的环氧乙烷化合物以及色素作为必要成分,在不妨碍本发明效果的范围内,可以含有其它成分,这些成分可以分别使用1种或2种以上。
-色素-
本发明的叠层用树脂组合物中,色素含有在600nm~900nm的波段具有吸收极大的色素(下文中也称为特定色素)。通过含有这样的色素,可特别降低780nm~10μm的红外线,能够除去由此所致的光学噪音。本发明中,这样地以吸收极大在600nm~900nm、并且在现有近红外线吸收剂中在短波长侧也具有吸收极大的色素为必需的,由此,可得到可见光透过率高、且近红外区域的截止性能优异这样的适宜降低光学噪音的性能。作为上述特定色素,优选在600nm~800nm的波段具有吸收极大的色素,更优选在650nm~750nm的波段具有吸收极大的色素。
上述特定色素可以在600nm~900nm的波段具有2个以上的吸收极大。在600nm~900nm的波段的吸收极大之中,优选最短波长侧的吸收极大处于650nm~750nm的波段。
上述特定色素还优选在400nm以上且小于600nm的波段实质上不具有吸收极大。
上述树脂组合物中,优选色素分散或溶解在树脂组合物中。更优选为色素通过溶解在树脂组合物中而被含有的形态。优选色素溶解在树脂组合物所含有的树脂成分或溶剂中。色素可以使用1种或2种以上。
上述树脂组合物所含有的色素优选为在分子内具有π电子键的色素。作为在分子内具有π电子键的色素,适宜为含有芳香环的化合物。更优选为在1分子内含有2个以上芳香环的化合物。
需要说明的是,上述在分子内具有π电子键的色素特别优选为在上述波段具有吸收极大的色素、即为特定色素。
作为上述在分子内具有π电子键的色素,可以举出例如,酞菁系色素、卟啉系色素、花青系色素、夸特锐烯(クアテリレン)系色素、方酸内鎓盐系色素、萘酞菁系色素、镍络合物系色素、铜离子系色素等,可以使用它们中的1种或2种以上。从耐热性、耐候性的方面出发,优选既不具有两性离子结构也不具有阳离子性结构的色素,酞菁系色素和/或卟啉系色素是特别适宜的。更优选为金属酞菁络合物和/或金属卟啉络合物。
作为上述卟啉系色素,四氮杂卟啉等金属卟啉络合物为适宜的。
作为上述酞菁系色素,金属酞菁络合物为适宜的,可以举出例如以铜、锌、铟、钴、钒、铁、镍、锡、银、镁、钠、锂、铅等金属元素为中心金属的金属酞菁络合物。这些金属元素中,出于溶解性或分散性(例如,在树脂成分中的溶解或分散性)、可见光透光性、耐光性更为优异的原因,优选以铜、钒和锌中的任意1种以上为中心金属。即,作为中心金属优选为铜、锌或钒,更优选为铜和锌。使用了铜的酞菁不论分散在什么样的树脂成分(粘结剂树脂)中也不会发生光所致的劣化,具有非常优异的耐光性。此外,以锌为中心金属的酞菁络合物(酞菁系色素)对树脂成分的溶解性优异,容易得到光选择透射性更高的叠层体,因而为适宜的。
上述酞菁系色素中,特别优选下述通式(I)所表示的化合物。若使用含有这样的化合物的树脂组合物,则可进一步抑制裂纹或碎片、翘曲的发生,并且可得到也能更充分耐受高温蒸镀或回焊工序的叠层体。并且,将这样的叠层体应用于摄像元件用途的情况下,能充分抑制杂光(フレア)或重影的发生,并且还能够充分降低在与反射膜组合的情况下可成为课题的入射角依赖性。进一步地,在将该叠层体与例如反射膜或干涉膜合用的情况下,还能够发挥出接近于人眼灵敏度的光选择透射性。此外,在使用下述通式(I)所表示的酞菁系色素时,使用本发明的树脂组合物得到的叠层体容易在650nm~680nm的波段具有吸收极大。
【化1】
式中,M表示金属原子、金属氧化物或金属卤化物。Ra1~Ra4、Rb1~Rb4、Rc1~Rc4和Rd1~Rd4相同或不同,表示氢原子(H)、氟原子(F)、氯原子(Cl)、溴原子(Br)、碘原子(I)、或者具有或不具有取代基的ORi基。ORi基表示烷氧基、苯氧基或萘氧基。但是,Ra1~Ra4和Rd1~Rd4不全部表示氢原子(H)或氟原子(F)。
上述通式(I)中,构成ORi基的Ri为烷基、苯基或萘基,可以带有取代基。作为烷基,例如优选碳原子数为1~20的烷基、更优选碳原子数为1~8的烷基、进一步优选碳原子数为1~6的烷基、特别优选碳原子数为1~4的烷基。Ri中,优选苯基或具有取代基的苯基。
作为上述ORi基可以具有的取代基,可以举出例如:烷氧羰基(-COOR)、卤基(卤原子)、氰基(-CN)、硝基(-NO2)等吸电子性基团;烷基(-R)、烷氧基(-OR)等给电子性基团;等等,可以含有它们中的1种或2种以上。此外,作为吸电子性基团优选烷氧羰基、氯基(氯原子)或氰基,更优选甲氧基羰基、甲氧基乙氧基羰基、氯基或氰基。
需要说明的是,构成烷氧羰基(-COOR)的R适宜为碳原子数为1~4的烷基,构成烷基(-R)的R适宜为碳原子数为1~4的烷基。作为烷氧羰基,优选甲氧羰基或甲氧基乙氧基羰基,作为烷基优选甲基或二甲基。
上述ORi基具有取代基的情况下,该取代基的数目没有特别限定,例如优选为1~4个。更优选为1或2个。
需要说明的是,1个ORi基具有2个以上取代基的情况下,该取代基可以相同,也可以不同。并且,ORi基中的取代基的位置没有特别限定。
作为上述Ra1~Ra4、Rb1~Rb4、Rc1~Rc4和Rd1~Rd4,优选它们中的至少1个以上表示ORi基。由此使耐光性更为优异。
此处,ORi基所键合的碳可以为酞菁骨架的4个芳香环中的α位碳(简称为“Cα”,表示酞菁环的1、4、8、11、15、18、22、25位碳),也可以为β位碳(简称为“Cβ”,表示酞菁环的2、3、9、10、16、17、23、24位碳),优选至少为α位碳(Cα)。其中,优选在α位碳(Cα)中的平均2个以上的碳上键合有ORi基的形态,更优选在各芳香环中在1个以上的α位碳(Cα)上键合有ORi基的形态。并且还优选在β位碳(Cβ)中的平均4个以上的碳上键合有氢原子或氟原子的形态。更优选在β位碳(Cβ)中的平均6个以上的碳上键合有氢原子或氟原子的形态,进一步优选在β位碳(Cβ)的全部碳上键合有氢原子或氟原子的形态。通过为这样的形态,可更进一步发挥出使用上述通式(I)所表示的酞菁系色素所带来的效果。
上述通式(I)中,M表示金属原子、金属氧化物或金属卤化物。作为金属原子以及构成金属氧化物或金属卤化物的金属原子没有特别限定,可以举出例如铜、锌、铟、钴、钒、铁、镍、锡、银、镁、钠、锂、铅等,可以使用它们中的1种或2种以上。其中,出于溶解性、可见光透光性、耐光性更为优异的原因,优选以铜、钒和锌中的任意1种以上为中心金属。更优选为铜或锌。以铜为中心金属的酞菁系色素不管分散在哪种树脂成分(粘结剂树脂)中,均不会产生光所致的劣化,具有非常优异的耐光性。以锌为中心金属的酞菁络合物(酞菁系色素)对于树脂成分的溶解性优异,容易得到光选择透射性更高的叠层体,因而为适宜的。
构成上述金属卤化物的卤原子没有特别限定,可以举出例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
上述通式(I)所表示的化合物可使用例如日本特公平6-31239号公报等中记载的常规方法来合成。具体地说,适宜通过在无溶剂或有机溶剂的存在下对选自由金属、金属氧化物、羰络金属、金属卤化物和有机酸金属组成的组中的一种(也将它们总称为“金属化合物”)与下述通式(i)所表示的邻苯二甲腈衍生物进行加热使之发生反应而得到,
【化2】
(式中,Ra~Rd相同或不同,表示氢原子(H)、氟原子(F)或具有或不具有取代基的ORi基。ORi基表示烷氧基、苯氧基或萘氧基。),其中优选在有机溶剂中进行反应。邻苯二甲腈衍生物的环化反应没有特别限制,可以单独应用日本特公平6-31239号公报、日本专利第3721298号公报、日本专利第3226504号公报、日本特开2010-77408号公报等所记载的现有公知的方法、或将这些方法适当修饰后进行应用。取代基和ORi基的具体形态如上述通式(I)中所述。
上述通式(i)中,作为Ra~Rd,优选它们中的至少1个以上表示ORi基。其中优选Ra和/或Rd(α位)为ORi基。并且优选Rb和/或Rc(β位)为氢原子或氟原子,更优选Rb和Rc均为氢原子或氟原子的形态。
上述反应中,作为上述通式(i)所表示的邻苯二甲腈衍生物,还可以将Ra~Rd中的1个以上不同的2种以上的化合物合用。
作为上述金属化合物,只要可与上述邻苯二甲腈衍生物反应而得到上述通式(I)所表示的化合物即可,没有特别限制。例如可以举出:铁、铜、锌、钒、钛、铟和锡等金属;该金属的氯化物、溴化物、碘化物等金属卤化物;氧化钒、氧化氧钛(酸化チタニル)和氧化铜等该金属的金属氧化物;该金属的乙酸盐等有机酸金属;该金属的乙酰丙酮盐等络合化合物;以及羰基铁等羰络金属;等等。
具体地说,可以举出:铁、铜、锌、钒、钛、铟、镁和锡等金属;该金属的氯化物、溴化物、碘化物等金属卤化物(例如氯化钒、氯化钛、氯化铜、氯化锌、氯化钴、氯化镍、氯化铁、氯化铟、氯化铝、氯化锡、氯化镓、氯化锗、氯化镁、碘化铜、碘化锌、碘化钴、碘化铟、碘化铝、碘化镓、溴化铜、溴化锌、溴化钴、溴化铟、溴化铝、溴化镓、氟化铜、氟化锌、氟化铟等);一氧化钒、三氧化钒、四氧化钒、五氧化钒、二氧化钛、一氧化铁、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化锰、一氧化镍、一氧化钴、三氧化二钴、二氧化钴、氧化亚铜、氧化铜、三氧化二铜、氧化钯(palladium oxide)、氧化锌、一氧化锗、二氧化锗等金属氧化物;乙酸铜、乙酸锌、乙酸钴、苯甲酸铜、苯甲酸锌、硬脂酸铜、硬脂酸锌等有机酸金属;乙酰丙酮盐等络合化合物和羰基钴、羰基铁、羰基镍等羰络金属;等等。
上述金属化合物中,更优选金属卤化物,进一步优选碘化钒、氯化钒、氯化铜、碘化铜和碘化锌,特别优选氯化铜、氯化钒和碘化锌。在使用碘化锌的情况下,上述通式(I)中的中心金属为锌。
上述金属化合物与上述通式(i)所表示的邻苯二甲腈衍生物的反应在有机溶剂中进行的情况下,作为有机溶剂,可以使用下述溶剂中的1种或2种以上:例如,苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、一氯苯、二氯苯、三氯苯、1-氯萘、1-甲基萘、乙二醇、苯甲腈等惰性溶剂;吡啶、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基苯乙酮、三乙胺、三正丁胺、二甲亚砜、二甲基砜、环丁砜等非质子性极性溶剂;等等。其中优选使用1-氯萘、N-甲基-2-吡咯烷酮、1-甲基萘、三甲基苯、苯甲腈、硝基苯、乙二醇。更优选三甲基苯、苯甲腈。
在上述反应中使用溶剂的情况下,有机溶剂的用量适宜为使上述通式(i)所表示的邻苯二甲腈化合物的浓度为1质量%~50质量%的量。更优选为使该浓度为10质量%~40质量%的量。
关于上述反应,根据原料种类、溶剂种类、其它条件的不同,反应温度未必是一定的,但通常适宜为100℃~300℃。更优选为120℃以上、进一步优选为130℃以上。并且更优选为260℃以下、进一步优选为240℃以下、特别优选为200℃以下。另外,为了控制放热反应,也可使温度呈梯度上升。反应时间也没有特别限制,通常优选为2小时~24小时、更优选为5小时~20小时。
另外,上述反应可在大气气氛中进行,优选根据金属化合物的种类在惰性气体或含氧气体气氛(例如在氮气、氦气、氩气、或者氧/氮混合气体等的流通下)进行。
上述环化反应后,可按照现有公知的方法进行析晶、过滤、清洗、和/或干燥。
上述树脂组合物还可以含有2种以上的色素。其中,该2种以上的色素至少包含吸收特性不同的色素α和色素β,该色素α为酞菁系色素,且在对含有该色素α与测定树脂的固化物进行吸收光谱的测定时,在600nm~650nm和680nm~750nm的波段分别显示出吸收极大;对于该色素β,在对含有该色素β与测定树脂的固化物进行吸收光谱的测定时,在650nm~680nm的波段显示出吸收极大,这种情况为适宜的。由此,将本发明的树脂组合物或叠层体应用于摄像元件用途的情况下,可确保充分的光吸收宽度,且可充分抑制杂光或重影的发生,并且可充分降低在与反射膜组合的情况下能成为课题的入射角依赖性。此外,例如在与反射膜或干涉膜合用的情况下,还可发挥出接近于人眼灵敏度的光选择透射性。
上述色素α为酞菁系色素,色素β也优选为酞菁系色素。关于酞菁系色素如上所述。其中,色素α和色素β适宜为上述通式(I)所表示的酞菁系色素。
对于上述色素α,在对含有该色素α与测定树脂的固化物进行吸收光谱的测定时,在600nm~650nm和680nm~750nm的波段分别显示出吸收极大。这2个吸收极大波长之中,设680nm~750nm波段的最大吸收波长为λα1、设600nm~650nm波段的最大吸收波长为λα2时,它们之中吸收率最大的峰的波长(即透过率最低的峰的波长)优选为λα1。即,设680nm~750nm波段中的最大吸收波长处的吸光度为Aα1、600nm~650nm波段中的最大吸收波长处的吸光度为Aα2时,Aα2<Aα1为适宜的。由此,在与色素β合用时,可显示出更为优异的光选择透射性。
上述色素α所具有的在600nm~650nm波段中的最大吸收波长λα2优选为600nm~630nm。此外,在680nm~750nm波段中的最大吸收波长λα1适宜为680nm~730nm。
对于上述色素α,在600nm~650nm波段中存在的最大吸收波长λα2处的吸光度Aα2适宜为0.3以下。更优选为0.25以下、进一步优选为0.2以下。此外,在680nm~750nm波段中存在的最大吸收波长λα1处的吸光度Aα1适宜为0.1以上。更优选为0.2以上、进一步优选为0.4以上。
对于上述色素β,在对含有该色素β与测定树脂的固化物进行吸收光谱的测定时,在650nm~680nm的波段显示出吸收极大。设在650nm~680nm的波段中存在的最大吸收波长处的吸光度为Aβ时,适宜满足下述关系式。
Aα2<Aβ<Aα1
即,上述色素α的吸收极大之中,在680nm~750nm波段中的最大吸收波长处的吸光度(Aα1)、在600nm~650nm波段中的最大吸收波长处的吸光度(Aα2)、以及色素β在650nm~680nm波段中的最大吸收波长处的吸光度(Aβ)适宜满足上述关系式。由此,在对由上述树脂组合物得到的固化物(例如树脂层、叠层体)进行吸收光谱的测定的情况下,各色素所具有的吸收极大峰重叠,具有作为整体显示出宽吸收峰的吸收特性,即可确保更充分的吸收带宽。
如此,下述形态为本发明的适宜形态之一:上述树脂组合物含有2种以上的色素,该2种以上的色素至少包含吸收特性不同的色素α和色素β;该色素α为酞菁系色素,并且在对由该色素α与测定树脂构成的固化物进行吸收光谱的测定时,在600nm~650nm和680nm~750nm的波段分别显示出吸收极大;对于该色素β,在对由该色素β与测定树脂构成的固化物进行吸收光谱的测定时,在650nm~680nm的波段显示出吸收极大。
下面分别对作为色素α和色素β更优选的形态进一步进行说明。
(i)色素α
上述色素α为下述酞菁系色素:在对含有色素α与测定树脂的固化物进行吸收光谱的测定时,在600nm~650nm和680nm~750nm的波段分别显示出吸收极大。作为色素α,优选为上述酞菁系色素,其中更适宜为下述通式(II)所表示的化合物。
【化3】
式中,M2表示金属原子、金属氧化物或金属卤化物。其中,α位原子(Z1、Z4、Z5、Z8、Z9、Z12、Z13、Z16)以及β位原子(Z2、Z3、Z6、Z7、Z10、Z11、Z14、Z15)可以被下式(ii-a)、(ii-b)或者(ii-c)所表示的取代基、或卤原子等取代,也可以为氢原子。
【化4】
式(ii-a)中,X1表示氧原子或硫原子。R1相同或不同,表示氟原子、氯原子、溴原子、硝基、氰基、具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷氧基、或者-COOR2。R2表示具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷基。m1为0~5的整数。
式(ii-b)中,X2表示氧原子或硫原子。R3相同或不同,表示氟原子、氯原子、溴原子、硝基、氰基、具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷氧基、或者-COOR4。R4表示具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷基。m2为0~7的整数。
式(ii-c)中,X3表示氧原子或硫原子。R5表示具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷氧基。
此处,为了分成600nm~650nm和680nm~750nm的波段显示出2个吸收极大,优选α位原子被取代。取代基为(ii-a)或(ii-b)的情况下,优选R1、R3至少之一键合在邻位或间位,更优选键合在邻位。取代基为(ii-c)的情况下,Z1~Z16的16个原子之中,优选被(ii-c)取代的原子数为4~16个,更优选为8~16个,进一步优选为12~16个。β位原子可以被取代、也可以不被取代(即可以保持为氢原子),从溶解性的方面出发,优选被(ii-a)、(ii-b)或者(ii-c)所表示的取代基或者卤原子等取代;从分子的平面性被破坏、缔合度被抑制的方面考虑,更优选被(ii-c)所表示的取代基或卤原子取代。如上所述,由于色素α不易形成缔合体,因而在对含有色素α与测定树脂的固化物进行吸收光谱的测定时,容易分成600nm~650nm和680nm~750nm的波段显示出2个吸收极大。
(ii)色素β
上述色素β只要具有上述吸收特性即可,例如优选为酞菁系色素、卟啉系色素、二氢卟吩系色素、胆碱系色素、花青系色素、夸特锐烯系色素、方酸内鎓盐系色素、萘酞菁系色素、镍络合物系色素、铜离子系色素等。它们之中,从耐光性、耐热性的方面出发,适宜为酞菁系色素。
作为上述色素β,特别优选为如下通式(III)所表示的化合物。通过使用这样结构的色素β,在对含有色素β与测定树脂的固化物进行吸收光谱的测定时,容易在650nm~680nm的波段具有吸收极大。
【化5】
式中,M3表示金属原子、金属氧化物或金属卤化物。其中,α位原子(Z17、Z20、Z21、Z24、Z25、Z28、Z29、Z32)以及β位原子(Z18、Z19、Z22、Z23、Z26、Z27、Z30、Z31)可以被下式(iii-a)、(iii-b)或者(iii-c)所表示的取代基、或卤原子等取代,也可以为氢原子。
【化6】
式(iii-a)中,X4表示氧原子或硫原子。R6相同或不同,表示氟原子、氯原子、溴原子、硝基、氰基、具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷氧基、或者-COOR7。R7表示具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷基或烷氧基。m3为0~5的整数。
式(iii-b)中,X5表示氧原子或硫原子。R8相同或不同,表示氟原子、氯原子、溴原子、硝基、氰基、具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷氧基、或者-COOR9。R9表示具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷基或烷氧基。m4为0~7的整数。
式(iii-c)中,X6表示氧原子或硫原子。R10表示具有或不具有取代基的碳原子数为1~20的烷氧基。
此处,为了在650nm~680nm的波段显示出吸收极大,优选β位原子被取代。所导入的取代基优选为保持酞菁结构的平面性的结构,优选被(iii-a)或(iii-b)那样的结构所取代。其中,更优选R6、R8至少之一键合在间位或对位,进一步优选键合在对位。并且,残基为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,但从溶解性的高度考虑,更优选为氢原子、氟原子、氯原子,进一步优选为氢原子、氟原子,特别优选为氟原子。α位原子可以被取代,优选被(iii-a)、(iii-b)、氢原子(即意味着无取代)、氟原子、氯原子、溴原子、或碘原子所取代。
从高平面性的方面出发,更优选被(iii-a)、氢原子(无取代)、氟原子、氯原子、溴原子或碘原子所取代,进一步优选被氢原子(无取代)、氟原子、氯原子、溴原子或碘原子所取代,特别优选被氢原子(无取代)或氟原子所取代。
从高溶解性的方面出发,更优选被(iii-a)、(iii-b)、氢原子(无取代)、氟原子或氯原子所取代,进一步优选被氢原子(无取代)或氟原子所取代,特别优选被氟原子所取代。
若使用上述式(III)所表示的色素,则可进一步提高色素β的缔合性,在对含有色素β与测定树脂的固化物进行吸收光谱的测定时,容易在650nm~680nm的波段具有吸收极大。因而,特别适宜使用上述式(III)所表示的色素。
作为上述色素β,进一步优选为下述通式(IV)所表示的化合物:
【化7】
(式中,M表示金属原子、金属氧化物或金属卤化物。X1~X4和Y1~Y4相同或不同,表示氢原子(H)、氟原子(F)或具有或不具有取代基的ORi基。ORi基表示烷氧基、苯氧基或萘氧基。但是,X1和Y1之中有至少1个、X2和Y2之中有至少1个、X3和Y3之中有至少1个、并且X4和Y4之中有至少1个表示具有或不具有取代基的ORi基。)。由此,可更为充分地发挥出具有优异的光选择透射性同时可发挥出高耐热性这样的作用效果。并且可进一步提高叠层体的耐光性。
上述通式(IV)中,M、ORi基和取代基与上述通式(I)中的相同。本发明中,上述通式(IV)中的X1~X4和Y1~Y4中的至少1个表示具有或不具有取代基的苯氧基为适宜的。由此,上述酞菁系色素的缔合性进一步增高,因此,可较窄(シャープ)地截止所要截止的波段,且可更进一步地在所要透过的波段发挥出显示出高透过率这样的光选择透射性(截止透射特性),同时能够进一步大幅降低反射膜所致的入射角依赖性。
上述X1和Y1之中有至少1个、X2和Y2之中有至少1个、X3和Y3之中有至少1个、并且X4和Y4之中有至少1个表示具有或不具有取代基的ORi基。优选为具有或不具有取代基的苯氧基(即,苯氧基或具有取代基的苯氧基)。更优选X1~X4和Y1~Y4全部表示具有或不具有取代基的苯氧基。其中优选具有取代基的苯氧基。作为取代基,优选吸电子性基团。
上述通式(IV)所表示的化合物可以与上述通式(i)所表示的化合物同样地得到。具体地说,下述方法为适宜的:在无溶剂或有机溶剂的存在下,对上述金属化合物与下述通式(iv)所表示的邻苯二甲腈衍生物进行加热,使之发生反应,从而得到通式(IV)所表示的化合物;
【化8】
(式中,Xa和Ya相同或不同,表示氢原子(H)、氟原子(F)或具有或不具有取代基的ORi基,ORi基表示烷氧基、苯氧基或萘氧基。);其中优选在有机溶剂中进行反应。邻苯二甲腈衍生物的环化反应如上所述,上述金属化合物、有机溶剂的种类和量以及反应条件也如上所述。
上述通式(iv)中,作为Xa和Ya,优选它们之中的至少1个表示具有或不具有取代基的ORi基。更优选Xa和Ya相同或不同,均表示具有或不具有取代基的ORi基。
上述反应中,作为上述通式(iv)所表示的邻苯二甲腈衍生物,至少使用Xa和Ya中的至少1个表示具有或不具有取代基的ORi基的形态的化合物为适宜的。需要说明的是,也可将上述Xa和Ya均表示具有或不具有取代基的ORi基以外的基团(原子)的形态的化合物与Xa和Ya中的至少1个表示具有或不具有取代基的ORi基的形态的化合物合用。
此处,根据色素骨架的不同,吸光系数通常不同,不可能相对于各种骨架的色素来规定质量比,因而难以规定色素α与色素β的质量比,但例如色素α/色素β(质量比)=80/20~40/60为适宜的。由此,可更为充分发挥出下述这样的作用效果:可具有更充分的吸收带宽、且显示出窄(シャープ)的透过吸收特性,而且在与反射膜组合的情况下,可充分降低入射角依赖性。作为质量比,更优选为70/30~50/50。
上述树脂组合物中,相对于树脂组合物的总量100质量%,全部色素的总量例如优选为0.0001质量%以上、15质量%以下。由此,可进一步提高可见光透过率,并且可得到在近红外区域的截止性能更为优异的固化物。作为色素含量的下限值,更优选为0.001质量%以上、进一步优选为0.005质量%以上、特别优选为0.1质量%以上、最优选为1质量%以上。并且,作为上限值,更优选为10质量%以下、进一步优选为7质量%以下、更进一步优选为5质量%以下。
上述树脂组合物只要含有在600nm~900nm的波段具有吸收极大的色素(特定色素),就可以含有其它色素。例如,根据使用目的来适宜选择在600nm~900nm波段以外的近红外线、红外线、紫外线、可见光的各带域中在特定波长具有特性吸收的色素即可,可应用于光学材料的各种用途中。
相对于色素的总量100质量%,上述其它色素的含量适宜为50质量%以下。更优选为20质量%以下、进一步优选为10质量%以下。换言之,相对于色素的总量100质量%,在600nm~900nm的波段具有吸收极大的色素适宜为50质量%以上,更优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上。
-环氧乙烷化合物-
本发明的叠层用树脂组合物含有在分子内具有1个以上环氧乙烷环的环氧乙烷化合物(也简称为环氧乙烷化合物),该环氧乙烷化合物包含具有羟基和/或酯基的化合物。即,本发明的叠层用树脂组合物含有具有羟基和/或酯基的环氧乙烷化合物,除了该具有羟基和/或酯基的环氧乙烷化合物外,还可以包含不含有羟基或酯基的其它环氧乙烷化合物。
上述环氧乙烷化合物为具有环氧乙烷环这样的阳离子固化性基团、通过热或光的作用发生固化(聚合)的化合物(阳离子固化性化合物)。通过使上述树脂组合物含有环氧乙烷化合物,可充分降低固化物的收缩量,并且可使至固化为止的时间为短时间、提高生产率,所得到的固化膜(树脂层)的耐热性(耐热分解性和耐热着色性)或耐化学药品性也优异。并且,通过使上述环氧乙烷化合物为具有羟基和/或酯基的化合物,可使上述树脂组合物的粘接性优异。
本说明书中,将通过热或光的作用发生固化(聚合)的化合物统称为“固化性化合物”或“树脂成分”,将其中具有阳离子固化性基团的固化性化合物统称为“阳离子固化性化合物”。
此外,将包括作为3元环醚的环氧乙烷环的基团称为“环氧基”。“环氧基”中,除了狭义的环氧基外,还包括缩水甘油基之类的碳上键合了环氧乙烷环的基团、缩水甘油醚基和缩水甘油酯基之类的含有醚键或酯键的基团、环氧环己烷环等。
作为上述具有羟基和/或酯基的环氧乙烷化合物,具有羟基和/或酯基的环氧化合物为适宜的。并且,作为环氧化合物,优选脂环式环氧化合物、氢化环氧化合物、芳香族环氧化合物、或者脂肪族环氧化合物。其中,从在更短时间内得到固化物的方面考虑,优选多官能环氧化合物。
关于上述环氧化合物,所谓脂环式环氧化合物为具有脂环式环氧基的化合物。作为脂环式环氧基,可以举出例如环氧环己烷基(也被称为环氧环己烷骨架)、直接加成或藉由烃加成在环状脂肪族烃上的环氧基(特别优选为环氧乙烷环)等。作为脂环式环氧化合物,具有环氧环己烷基的化合物为特别适宜的。此外,从能够进一步提高固化速度的方面考虑,在分子中具有2个以上脂环式环氧基的多官能脂环式环氧化合物为适宜的。此外,还优选使用在分子中具有1个脂环式环氧基、且具有乙烯基等不饱和双键基团的化合物作为脂环式环氧化合物。
作为上述具有环氧环己烷基的环氧化合物,例如3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、ε-己内酯改性-3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、双-(3,4-环氧环己基)己二酸酯等为适宜的。此外,作为上述具有环氧环己烷基的环氧化合物以外的脂环式环氧化合物,可以举出例如2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物、三缩水甘油基异氰脲酸酯等含杂环的环氧树脂等脂环式环氧化物等。
作为上述氢化环氧化合物,优选为具有直接或间接键合在饱和脂肪族环状烃骨架上的缩水甘油醚基的化合物,多官能缩水甘油醚化合物为适宜的。这样的氢化环氧化合物优选为芳香族环氧化合物的完全或部分氢化物,进一步优选为芳香族缩水甘油醚化合物的氢化物,进一步优选为芳香族多官能缩水甘油醚化合物的氢化物。具体地说,优选氢化双酚A型环氧化合物、氢化双酚S型环氧化合物、氢化双酚F型环氧化合物等。更优选为氢化双酚A型环氧化合物、氢化双酚F型环氧化合物。
上述芳香族环氧化合物为在分子中具有芳香环和环氧基的化合物。作为芳香族环氧化合物,可适当地举出例如具有双酚骨架、芴骨架、联苯骨架、萘环、蒽环等芳香环共轭体系的环氧化合物等。其中,为了进一步实现低吸水率、高折射率,适宜为具有双酚骨架和/或芴骨架的化合物。更优选为具有芴骨架的化合物,由此,可更为显著地提高折射率,并且还可进一步提高防粘性。另外芳香族环氧化合物中优选环氧基为缩水甘油基的化合物,其中更优选其为缩水甘油醚基的化合物(也称为芳香族缩水甘油醚化合物)。另外,通过使用芳香族环氧化合物的溴化化合物,也可进一步达成高折射率,因而为适宜的;但由于阿贝值会稍有提高,因而优选根据用途适宜使用。
作为上述芳香族环氧化合物,可以适宜举出例如双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、芴系环氧化合物、具有溴取代基的芳香族环氧化合物等。其中优选双酚A型环氧化合物和芴系环氧化合物。
作为上述芳香族缩水甘油醚化合物,可以举出例如Eip-bis(エピビス)型缩水甘油醚型环氧树脂、高分子量Eip-bis(エピビス)型缩水甘油醚型环氧树脂等。
作为上述Eip-bis型缩水甘油醚型环氧树脂,例如可适宜举出通过双酚A、双酚F、双酚S、芴双酚等双酚类与环氧卤丙烷的缩合反应而得到的树脂。
作为上述高分子量Eip-bis型缩水甘油醚型环氧树脂,例如可适宜举出通过使上述Eip-bis型缩水甘油醚型环氧树脂与上述双酚A、双酚F、双酚S、芴双酚等双酚类进一步进行加成反应而得到的树脂。
作为上述芳香族缩水甘油醚化合物的优选具体例,可以举出828EL、1003、1007(以上为日本环氧树脂社制造)等双酚A型化合物;ONCOATEX-1020、ONCOATEX-1010、OGSOL EG-210、OGSOL PG(以上为OSAKA GAS CHEMICALS社制造)等芴系化合物;等等,其中优选OGSOLEG-210。
上述脂肪族环氧化合物为具有脂肪族环氧基的化合物。其中适宜为脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂。
作为上述脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂,可以适宜举出例如通过多羟基化合物(乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇(PEG600)、丙二醇、一缩二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、聚丙二醇(PPG)、甘油、双甘油、四甘油、聚甘油、三羟甲基丙烷及其多聚体、季戊四醇及其多聚体、葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖等单/多糖类等)与环氧卤丙烷的缩合反应而得到的树脂等。其中,在中心骨架具有丙二醇骨架、亚烷基骨架、氧化烯烃骨架的脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂等是更为适宜的。
上述环氧乙烷化合物中,脂环式环氧化合物、氢化环氧化合物或芳香族环氧化合物是特别适宜的。它们在固化时不易产生环氧化合物(环氧乙烷化合物)本身的着色,不易发生光所致的着色或劣化,即透明性、低着色性、耐光性也优异。因此,若制成含有它们的树脂组合物,则能够以高生产率得到无着色且耐光性更为优异的树脂层和叠层体。如此,上述环氧乙烷化合物包含选自由脂环式环氧化合物、氢化环氧化合物和芳香族环氧化合物组成的组中的至少一种的形态为本发明的适宜形态之一。更优选上述环氧乙烷化合物包含选自由脂环式环氧化合物和氢化环氧化合物组成的组中的至少一种的形态。
在上述环氧乙烷化合物包含选自由脂环式环氧化合物和氢化环氧化合物组成的组中的至少一种的形态中,作为脂环式环氧化合物和/或氢化环氧化合物的含量,相对于环氧乙烷化合物的总量100质量%,它们的总量适宜为50质量%以上。由此,能进一步发挥出脂环式环氧化合物或氢化环氧化合物所致的作用效果。它们的总量更优选为60质量%以上、进一步优选为70质量%以上。
需要说明的是,在本发明中,在树脂组合物中含有利用现有催化剂难以固化的芳香族环氧化合物的情况下,也可得到充分固化的固化物(树脂层)。因此,通过适宜选择芳香族环氧化合物的种类或在组合物中的含量,能够得到折射率等进一步被控制的叠层体。作为环氧乙烷化合物,芳香族环氧化合物为100质量%的形态以及将芳香族环氧化合物与其它环氧乙烷化合物合用的形态均为本发明的优选形态。在后者的情况下,含有芳香族环氧化合物与作为其它环氧乙烷化合物的选自由脂环式环氧化合物和氢化环氧化合物组成的组中的至少一种为更适宜的。
上述树脂组合物中,作为环氧乙烷化合物,必须包含具有羟基和/或酯基的环氧乙烷化合物,但也可包含其它环氧乙烷化合物。作为其它环氧乙烷化合物,可以使用酚醛清漆·芳烷基型缩水甘油醚型环氧树脂等。
上述树脂组合物中,从进一步提高粘接性的方面考虑,相对于树脂组合物中的固化性化合物的总量100质量%,环氧乙烷化合物的含量优选为5质量%以上。更优选为10质量%以上、进一步优选为30质量%以上、特别优选为50质量%以上、更进一步优选为80质量%以上、最优选为100质量%。
另外,相对于树脂组合物所含有的环氧乙烷化合物的总量100质量%,具有羟基和/或酯基的环氧乙烷化合物的含量适宜为50质量%以上。,由此可进一步提高粘接性(例如与基材或其它层的粘接性、与其它部件·材料的粘接性等)。该含量更优选为60质量%以上、进一步优选为70质量%以上。
上述环氧乙烷化合物还优选包含重均分子量为2000以上的环氧乙烷化合物。相对于树脂组合物所含有的环氧乙烷化合物的总量100质量%,重均分子量为2000以上的环氧乙烷化合物的含量优选为10质量%~100质量%。由此,可使上述树脂组合物在基材(也称为基板)上形成树脂层时的成膜性更为优异。如此,上述环氧乙烷化合物中,相对于环氧乙烷化合物整体100质量%,含有10质量%~100质量%的重均分子量为2000以上的化合物的形态也是本发明的适宜形态之一。该含量更优选为30质量%~100质量%、进一步优选为50质量%~100质量%、特别优选为70质量%~100质量%。
上述重均分子量为2000以上的环氧乙烷化合物中,重均分子量优选为2200以上。更优选为2500以上。并且,从成膜性的方面以及确保固化物(树脂层)的高玻璃化转变温度的方面考虑,优选为100万以下。更优选为10万以下、进一步优选为1万以下。
本说明书中,重均分子量可在下述条件下通过GPC(凝胶渗透色谱法)测定来求得。
测定机器:HLC-8120GPC(商品名、东曹社制造)
分子量柱:TSK-GEL GMHXL-L与TSK-GELG5000HXL(均为东曹社制造)串联连接使用
洗脱液:四氢呋喃(THF)
校正曲线用标准物质:聚苯乙烯(东曹社制造)
测定方法:将测定对象物按固体成分为约0.2质量%溶解在THF中,将通过过滤器过滤出的过滤物作为测定样品,测定分子量。
-其它固化性化合物-
本发明的叠层用树脂组合物中,除了上述的环氧乙烷化合物以外,还可以含有1种或2种以上的具有固化性官能团的有机化合物(称为其它固化性化合物)。
上述固化性的官能团是指受到热或光的作用而发生固化反应的官能团(即是指使树脂组合物发生固化反应的基团),例如适宜为下述基团:环氧乙烷基(环氧乙烷环)、环氧基,以及氧杂环丁烷基(氧杂环丁烷环)、乙烯硫醚基、二氧戊环基、三四氢呋喃基、乙烯基醚基、苯乙烯基等阳离子固化性基团;丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基等自由基固化性基团;等等。从而,作为上述其它固化性化合物,优选为具有阳离子固化性基团的化合物(也被称为“阳离子固化性化合物”或“阳离子固化性树脂)和/或具有自由基固化性基团的化合物(也被称为“自由基固化性树脂”或“自由基固化性化合物”)。由此,可使至发生固化为止的时间为短时间、进一步提高生产率,可使所得到的固化物的耐热性(耐热分解性、耐热着色性)也更为优异。其中,在含有阳离子固化性化合物时,由于固化收缩率因而易于利用模具等赋予形状,从这方面考虑,更适宜含有阳离子固化性化合物。需要说明的是,上述的环氧乙烷化合物包含在阳离子固化性化合物中。
上述阳离子固化性化合物(环氧乙烷化合物和其它阳离子固化性化合物)还适宜含有在1分子内具有2个以上阳离子聚合性基团的化合物、即多官能阳离子固化性化合物。由此,能够得到固化性进一步提高且各种特性更为优异的固化物。作为在1分子内具有2个以上阳离子聚合性基团的化合物,可以为具有2个以上相同的阳离子聚合性基团的化合物,也可以为具有2个以上不同的阳离子聚合性基团的化合物。在本发明中,作为多官能阳离子固化性化合物,特别优选多官能脂环式环氧化合物、多官能氢化环氧化合物。通过使用它们,能够在更短时间内得到固化物。
作为上述其它固化性化合物,具体地说,可以举出例如在分子内具有1个以上的氧杂环丁烷基(氧杂环丁烷环)的化合物(也称为氧杂环丁烷化合物)。上述树脂组合物包含氧杂环丁烷化合物的情况下,从固化速度的方面出发,优选与脂环式环氧化合物和/或氢化环氧化合物合用。
作为上述氧杂环丁烷化合物,从耐光性提高的角度出发,适宜使用不具有芳基或芳香环的氧杂环丁烷化合物。此外,从固化物强度提高的角度出发,适宜使用多官能的氧杂环丁烷化合物、即在1分子中具有2个以上氧杂环丁烷环的化合物。
上述不具有芳基或芳香环的氧杂环丁烷化合物之中,作为单官能的氧杂环丁烷化合物,例如优选3-甲基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷、异丁氧基甲基(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、异冰片基氧基乙基(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、异冰片基(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、2-乙基己基(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、乙基二甘醇(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚等。
上述不具有芳基或芳香环的氧杂环丁烷化合物之中,作为多官能的氧杂环丁烷化合物,例如优选二[1-乙基(3-氧杂环丁烷基)]甲醚、3,7-双(3-氧杂环丁烷基)-5-氧杂-壬烷、1,2-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]乙烷、1,3-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]丙烷、乙二醇双(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、三环癸烷二基二亚甲基(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、三羟甲基丙烷三(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、1,4-双(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)丁烷、1,6-双(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)己烷、季戊四醇三(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、季戊四醇四(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、聚乙二醇双(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、二季戊四醇六(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、二季戊四醇五(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚、二季戊四醇四(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚等。
作为上述氧杂环丁烷化合物,具体地说,适宜为例如,ETERNACOLL(R)EHO、ETERNACOLL(R)OXBP、ETERNACOLL(R)OXMA、ETERNACOLL(R)HBOX、ETERNACOLL(R)OXIPA(以上为宇部兴产社制造);OXT-101、OXT-121、OXT-211、OXT-221、OXT-212、OXT-610(以上为东亚合成社制造)等。
-固化剂-
上述树脂组合物适宜进一步含有固化剂。固化剂可以使用1种或将两种以上并用。
上述固化剂根据固化反应或固化性化合物(也称为固化性树脂)的种类等适宜选择即可。例如,在进行热固化的情况下,可以使用热潜伏性阳离子固化催化剂,还可使用热潜伏性自由基固化催化剂、酸酐系、酚系或胺系等通常使用的固化剂。其中适宜使用热潜伏性阳离子固化催化剂、热潜伏性自由基固化催化剂,出于降低固化物的收缩量的目的,特别优选使用热潜伏性阳离子固化催化剂。此外,在通过活性能量射线照射进行固化的情况下,可以使用光聚合引发剂作为固化剂。其中适宜使用光潜伏性阳离子固化催化剂、光潜伏性自由基固化催化剂;出于降低固化物的收缩量的目的,特别优选使用光潜伏性阳离子固化催化剂。如此,作为上述固化剂,特别优选阳离子固化催化剂。
需要说明的是,在本说明书中,也将热潜伏性阳离子固化催化剂、光潜伏性阳离子固化催化剂等促进阳离子固化反应的催化剂称为“阳离子固化催化剂”。阳离子固化催化剂与例如酸酐固化反应中的固化促进剂发挥出不同的作用。
上述固化剂中的热潜伏性阳离子固化催化剂与通常作为固化剂使用的酸酐类、胺类、酚树脂类等不同,即使包含在树脂组合物中,也不会引起树脂组合物在常温下的经时粘度上升或凝胶化;另外,作为热潜伏性阳离子固化催化剂的作用,可充分促进固化反应而发挥出优异的效果,可提供处理性更为优异的单液型树脂组合物(也称为“单液化材料”)。
并且,通过使用热潜伏性阳离子固化催化剂,可急剧改善由所得到的树脂组合物形成的固化物的耐湿性,即使在苛刻的使用环境下也可保持树脂组合物所具有的优异的光学特性,可更为适宜地用于各种用途中。通常,若树脂组合物或其固化物中含有折射率低的水分,则成为浑浊的原因;而若使用热潜伏性阳离子固化催化剂,则可发挥出优异的耐湿性,因而可抑制这样的浑浊。通过提高耐湿性,可抑制树脂组合物中的吸湿,还可抑制紫外线照射或热射线暴露的协同效应所致的氧自由基发生,因而不会引起树脂组合物的黄变或强度降低,可长期发挥优异的耐热性。
作为上述热潜伏性阳离子固化催化剂,例如适宜为下述通式(1)所表示的化合物:
(R1 aR2 bR3 cR4 dZ)+m(AXn)-m(1)
(式中,Z表示选自由S、Se、Te、P、As、Sb、Bi、O、N和卤素元素组成的组中的至少一种元素。R1、R2、R3和R4相同或不同,表示有机基团。a、b、c和d为0或正数,a、b、c和d的合计等于Z的价数。阳离子(R1 aR2 bR3 cR4 dZ)+m表示鎓盐。A表示作为卤化物络合物的中心原子的金属元素或半金属元素(metalloid),为选自由B、P、As、Al、Ca、In、Ti、Zn、Sc、V、Cr、Mn、Co组成的组的至少一种。X表示卤素元素。m为卤化物络合物离子的净电荷。n为卤化物络合物离子中的卤素元素的数目。)。
作为上述通式(1)的阴离子(AXn)-m的具体例,可以举出四氟硼酸盐(BF4 -)、六氟磷酸盐(PF6 -)、六氟锑酸盐(SbF6 -)、六氟砷酸盐(AsF6 -)、六氯锑酸盐(SbCl6 -)等。也可以使用通式AXn(OH)-所表示的阴离子。此外,作为其它阴离子,可以举出高氯酸根离子(ClO4 -)、三氟甲基亚硫酸根离子(CF3SO3 -)、氟磺酸根离子(FSO3 -)、甲苯磺酸根离子、三硝基苯磺酸根离子等。
作为上述热潜伏性阳离子固化催化剂的具体商品,可以举出例如:AMERICURE系列(American Can社制造)、ULTRASET系列(ADEKA社制造)、WPAG系列(和光纯药工业社制造)等重氮盐型;UVE系列(General Electric社制造)、FC系列(3M社制造)、UV9310C(GE东芝有机硅社制造)、Photoinitiator2074(Rhone-Poulene(现Rhodia)社制造)、WPI系列(和光纯药工业社制造)等碘鎓盐型;CYRACURE系列(联合碳化物社制造)、UVI系列(General Electric社制造)、FC系列(3M社制造)、CD系列(Sartomer社制造)、Optomer SP系列·Optomer CP系列(ADEKA社制造)、San-Aid SI系列(三新化学工业社制造)、CI系列(日本曹达社制造)、WPAG系列(和光纯药工业社制造)、CPI系列(San-Apro社制造)等锍盐型;等等。
作为上述热潜伏性自由基固化催化剂,可示例出例如:氢过氧化枯烯、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、月桂基过氧化物、过氧化苯甲酰、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯等有机过氧化物;2,2’-偶氮二(异丁腈)、1,1’-偶氮双(环己烷甲腈)、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、二甲基2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸酯)等偶氮化合物;等等。
如上所述,作为上述光聚合引发剂,适宜使用光潜伏性阳离子固化催化剂或光潜伏性自由基固化催化剂。光潜伏性阳离子固化催化剂也被称为光阳离子聚合引发剂,通过光照射而发挥出作为固化剂的实质性功能。通过使用光潜伏性阳离子固化催化剂,包含阳离子种的化合物受到光的作用而被激发,引起光解反应,光固化进行。
作为上述光潜伏性阳离子固化催化剂,适宜为例如三苯基锍六氟锑酸盐、三苯基锍磷酸酯、对(苯硫基)苯基二苯基锍六氟锑酸盐、对(苯硫基)苯基二苯基锍六氟磷酸盐、4-氯苯基二苯基锍六氟磷酸盐、4-氯苯基二苯基锍六氟锑酸盐、双[4-(二苯基锍鎓)苯基]硫醚-双六氟磷酸酯、双[4-(二苯基锍鎓)苯基]硫醚-双六氟锑酸盐、(2,4-环戊二烯-1-基)[(1-甲基乙基)苯]-Fe-六氟磷酸盐、二烯丙基碘鎓六氟锑酸盐等。它们可以从市场上容易地获得,适宜为例如SP-150、SP-170(旭电化社制造);Irgacure261(Ciba-Geigy社制造);UVR-6974、UVR-6990(联合碳化物社制造);CD-1012(Sartomer社制造);等等。它们之中,优选使用鎓盐。另外,作为鎓盐,优选使用三芳基锍盐和二芳基碘鎓盐之中的至少一种。
作为上述光潜伏性自由基固化催化剂,可以示例出例如:苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、安息香双甲醚、4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-吗啉代(4-硫基甲基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮低聚物、1,1-二氯苯乙酮等苯乙酮类;苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚等苯偶姻类;二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基-二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-苯甲酰基-N,N-二甲基-N-[2-(1-氧代-2-丙烯基氧基)乙基]苯甲基溴化铵、(4-苯甲酰基苄基)三甲基氯化铵等二苯甲酮类;2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮、2-(3-二甲氨基-2-羟基)-3,4-二甲基-9H-噻吨酮-9-酮内消旋氯化物(メソクロリド)等噻吨酮类;氧杂蒽酮类;2-甲基蒽醌、2-戊基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌等醌类;苯乙酮二甲基缩酮、安息香双甲醚等缩酮类;2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-丙烷-1-酮或2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1;酰基氧化膦类;等等。它们之中,适宜使用苯乙酮类、二苯甲酮类、酰基氧化膦类,特别适宜使用2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2-甲基-2-吗啉代(4-硫基甲基苯基)丙烷-1-酮。
作为上述固化剂使用阳离子固化催化剂或自由基固化催化剂的情况下,对于其混合量,以不含有溶剂等的有效成分量(意味着固体成分换算量。在使用由后述通式(2)所表示的路易斯酸与路易斯碱构成的阳离子固化催化剂的情况下,为该路易斯酸与路易斯碱的总量。)计,相对于阳离子固化性化合物的总量或自由基固化性化合物的总量100质量份,适宜分别为0.01质量份~10质量份。由此,可进一步提高固化速度、进一步提高生产率,同时还可进一步抑制在固化时或加热时、使用时等发生着色的可能性。另外,例如在对使用上述树脂组合物得到的固化物或叠层体进行回焊安装的情况下,需要200℃以上的耐热性,因此从无色·透明性的方面出发,也适宜为10质量份以下。更优选为0.1质量份以上、进一步优选为0.2质量份以上,并且更优选为5质量份以下、进一步优选为3质量份以下、特别优选为2质量份以下。
作为上述固化剂使用酸酐系、酚系或胺系等通常使用的固化剂的情况下,作为这些固化剂,使用通常使用的物质即可。
例如,作为酸酐系固化剂,可以举出:四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、三烷基四氢邻苯二甲酸酐、六氢化邻苯二甲酸酐、甲基六氢化邻苯二甲酸酐、降冰片烯二酸酐、甲基降冰片烯二酸酐、氯桥酸酐(ヘット酸無水物,HET anhydride)、纳迪克酸酐(ハイミック酸無水物,HIMIC anhydride)、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐、三烷基四氢邻苯二甲酸酐-马来酸酐加成物、氯菌酸酐、甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐等脂环式羧酸酐;十二碳烯基琥珀酸酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、聚十二烷二酸酐等脂肪族羧酸的酸酐;邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、苯均四酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、乙二醇偏苯三酸酐、联苯四羧酸酐等芳香族羧酸酐等。
作为上述酚系固化剂,可以举出例如双酚A、四溴双酚A、双酚F、双酚S、4,4’-联苯苯酚、2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基-双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯酚)、三羟苯基甲烷、连苯三酚、具有二异亚丙基骨架的苯酚类;1,1-二-4-羟苯基芴等具有芴骨架的苯酚类;以苯酚化聚丁二烯等多酚类化合物、苯酚、甲酚类、乙基苯酚类、丁基苯酚类、辛基苯酚类、双酚A、溴化双酚A、双酚F、双酚S、萘酚类等各种酚为原料的酚醛清漆树脂:含有亚二甲苯基骨架的线型酚醛树脂、含有双环戊二烯骨架的线型酚醛树脂、含有芴骨架的线型酚醛树脂等各种酚醛清漆树脂。
在上述酸酐系、酚系或胺系等通常使用的固化剂之中,优选酸酐系固化剂,更优选甲基四氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢化邻苯二甲酸酐、六氢化邻苯二甲酸酐。进一步优选甲基六氢化邻苯二甲酸酐、六氢化邻苯二甲酸酐。
在使用上述酸酐系、酚系或胺系等通常使用的固化剂的情况下,作为固化剂的含量,相对于树脂组合物100质量%,适宜为25质量%~70质量%。更优选为35质量%~60质量%。此外,关于上述固化性化合物(也称为固化性树脂)与这些固化剂的混合比例,相对于固化性树脂1化学当量,优选以0.5当量~1.6当量的比例混合固化剂。更优选以0.7当量~1.4当量、进一步优选以0.9当量~1.2当量的比例进行混合。
作为上述固化剂,如上所述,优选使用热潜伏性阳离子固化催化剂或光潜伏性阳离子固化催化剂等阳离子固化催化剂。由此,可在短时间内适宜地进行固化反应、可迅速形成固化物,因而使制造效率进一步提高。并且可得到耐热性和防粘性更高的固化物,而且上述树脂组合物能够以处理性优异的1液型组合物(1液性状)的形式稳定地存在。如此,上述树脂组合物进一步含有阳离子固化催化剂的形态也是本发明的适宜形态之一。其中,至少使用热潜伏性阳离子固化催化剂为适宜的。
需要说明的是,阳离子固化催化剂为促进阳离子固化反应的催化剂,发挥出与例如酸酐固化反应中的固化促进剂不同的作用。
上述阳离子固化催化剂优选含有硼化合物、更优选含有芳香族氟化合物。
作为上述阳离子固化催化剂,特别优选由如下通式(2)所表示的路易斯酸(有机硼)、以及路易斯碱构成的形态:
【化9】
(式中,R相同或不同,表示具有或不具有取代基的烃基。x为1~5的整数,x相同或不同,表示与芳香环键合的氟原子数。a为1以上的整数,b为0以上的整数,满足a+b=3。)。
由此,由于可采用阳离子固化作为固化方法,因而与采用例如酸酐固化之类的加成型固化的情况相比,所得到的固化物在耐热性、化学稳定性、耐湿性等光学用途中所要求的特性上更为优异。此外,与使用锑系锍盐等现有的阳离子固化催化剂的情况相比,可得到热(固化时、成膜时、使用环境)所致的着色降低、耐湿热性或耐温度冲击性等耐久性更为优异的固化物。
需要说明的是,基于所使用的催化剂的固化物有无着色、着色程度通常也可由400nm下的透过率的变化来确认。即,可通过测定固化物在400nm的透过率来评价固化物着色的有无及程度。
上述通式(2)中的R相同或不同,表示具有或不具有取代基的烃基。上述烃基没有特别限定,优选碳原子数为1~20的烃基。对于碳原子数为1~20的烃基,只要作为整体的碳原子数为1~20就没有限定,优选为烷基、芳基、链烯基。该烷基、芳基、链烯基可以为无取代的基团,也可以为1个或2个以上的氢原子被其它有机基团或卤原子取代而成的基团。作为这种情况下的其它有机基团,可以举出烷基(R所表示的烃基为烷基的情况下,取代后的烃基作为整体相当于无取代的烷基。)、芳基、链烯基、烷氧基、羟基等。
上述通式(2)中,x为1~5的整数,该x相同或不同,表示与芳香环键合的氟原子的数目。氟原子在芳香环中的键合位置没有特别限定。作为x,优选为2~5,更优选为3~5,最优选为5。
另外,a为1以上的整数,b为0以上的整数,满足a+b=3。即,上述路易斯酸中,至少1个键合有氟原子的芳香环与硼原子键合。作为a,更优选为2以上,特别优选为3,即特别优选3个键合有氟原子的芳香环与硼原子键合的形态。
作为上述路易斯酸,具体地说,例如优选为三(五氟苯基)硼(称为“TPB”)、双(五氟苯基)苯基硼、五氟苯基-二苯基硼、三(4-氟苯基)硼等。它们之中,从可提高固化物的耐热性、耐湿热性、耐温度冲击性等的方面考虑,更优选TPB。需要说明的是,阳离子固化催化剂之中,将含有TPB作为路易斯酸的催化剂也称为“TPB系催化剂”。
上述路易斯碱只要可与上述路易斯酸配位、即只要可与上述路易斯酸所具有的硼原子形成配位键就没有限定,可以使用作为路易斯碱通常使用的物质,具有带非共有电子对的原子的化合物为适宜的。具体地说,具有氮原子、磷原子或硫原子的化合物为适宜的。这种情况下,通过将路易斯碱中的氮原子、磷原子或硫原子所具有的非共有电子对供于上述路易斯酸的硼原子,而形成配位键。另外,上述路易斯碱更优选为具有氮原子或磷原子的化合物。
作为上述具有氮原子的化合物,优选可以举出胺类(单胺、多胺)、氨等。更优选为具有受阻胺结构的胺、低沸点的胺、氨,进一步优选为具有受阻胺结构的多胺、氨。若使用具有受阻胺结构的多胺作为上述路易斯碱,则可通过自由基捕捉效果来防止固化物的氧化,可使所得到的固化物的耐热性(耐湿热性)更为优异。另一方面,若使用氨或低沸点的胺作为上述路易斯碱,则所得到的固化物的低吸水性、耐UV照射性优异。据推测,在固化工序中,由于氨或低沸点的胺挥发,最终成型体(固化物)中的来源于氨或低沸点的胺的盐结构减少,因而可降低固化物的吸水率。特别是氨的上述效果优异,因而优选。
此处,如下文所述,在本发明中,优选含有具有120℃以下的沸点的含氮化合物,因而也适宜使用具有120℃以下的沸点的含氮化合物作为上述路易斯碱。即,具有120℃以下的沸点的含氮化合物作为形成上述阳离子固化催化剂的一部分包含在树脂组合物中也是适宜的。
作为上述具有受阻胺结构的胺,从树脂组合物的保存稳定性与成型时的固化性的方面考虑,优选与硼原子形成配位键的氮原子构成仲胺或叔胺,更优选为二胺以上的多胺。作为具有受阻胺结构的胺,具体地说,可以举出2,2,6,6-四甲基哌啶、N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶;TINUVIN770、TINUVIN765、TINUVIN144、TINUVIN123、TINUVIN744、CHIMASSORB2020FDL(以上为BASF社制造);ADKSTABLA52、ADKSTABLA57(以上为ADEKA社制造)等。其中,在1分子中具有2个以上受阻胺结构的TINUVIN770、TINUVIN765、ADKSTABLA52、ADKSTABLA57为适宜的。
作为上述低沸点的胺,优选使用沸点为120℃以下的胺,该沸点更优选为80℃以下、进一步优选为50℃以下、更进一步优选为30℃以下、特别优选为5℃以下。具体地说,可以举出:单甲胺、单乙胺、单丙胺、单丁胺、单戊胺、乙二胺等伯胺;二甲胺、二乙胺、二丙胺、甲基乙胺、哌啶等仲胺;三甲胺、三乙胺等叔胺;等等。
作为上述具有磷原子的化合物,优选膦类。具体地说,可以举出三苯基膦、三甲基膦、三甲苯基膦、甲基二苯基膦、1,2-双(二苯基膦基)乙烷、二苯基膦等。
作为上述具有硫原子的化合物,优选硫醇类和硫醚类。作为硫醇类,具体地说,可以举出甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、己硫醇、癸硫醇、苯硫醇等。作为硫醚类的具体例,可以举出二苯硫醚、二甲硫醚、二乙硫醚、甲苯硫醚、甲氧基甲苯硫醚等。
由上述通式(2)所表示的路易斯酸与路易斯碱构成的阳离子固化催化剂中,路易斯酸与路易斯碱的混合比可以不必为化学计量比。即,路易斯酸和路易斯碱(换算为碱点量(塩基点量))中的任意之一的含量可以为比理论量(当量)过量的量。具体地说,对于该阳离子固化催化剂中的路易斯酸与路易斯碱的混合比,以成为路易斯碱点的原子的原子数n(b)相对于作为路易斯酸点的硼的原子数n(a)之比(n(b)/n(a))表示,即使其不为1(化学计量比),作为阳离子固化催化剂也会发挥作用。此处,阳离子固化催化剂中的比n(b)/n(a)对于树脂组合物的保存稳定性、阳离子固化特性(固化速度、固化物的固化度等)有影响。
需要说明的是,在路易斯碱如二胺类等那样的在分子内具有2个路易斯碱点的情况下,在构成阳离子固化催化剂的路易斯碱相对于路易斯酸的混合摩尔比为0.5的情况下,比n(b)/n(a)=1(化学计量比)。如此算出比n(b)/n(a)。
对于上述阳离子固化催化剂来说,从含有其的树脂组合物的保存稳定性的方面出发,若路易斯酸相对于路易斯碱大量过剩存在,则保存稳定性可能不充分,因而为了制成保存稳定性更为优异的树脂组合物,优选比n(b)/n(a)为0.5以上。基于同样的理由,上述比更优选为0.8以上、进一步优选为0.9以上、特别优选为0.95以上、最优选为0.99以上。
另一方面,从阳离子固化特性的方面出发,若路易斯碱大量过剩,则固化物的低温固化性可能不充分,因而为了制成阳离子固化特性更为优异的组合物,优选n(b)/n(a)为100以下。基于同样的理由,上述比更优选为20以下、进一步优选为10以下、特别优选为5以下。
另外,作为上述比n(b)/n(a),在路易斯碱由具有氮原子、硫原子或磷原子的化合物形成、为2个以上碳被取代的结构(所谓2个以上的碳被取代的结构是指藉由碳原子在这些原子上键合2个以上有机基团的结构)的情况下,从阳离子固化特性的方面出发,出于酸解离常数高、空间位阻大的原因,比n(b)/n(a)优选为2以下。更优选为1.5以下、进一步优选为1.2以下。例如在受阻胺这样的结构中,优选该范围。
另外,在路易斯碱为具有120℃以下的沸点的含氮化合物(特别是氨或空间位阻小的低沸点胺)的情况下、其中特别是为氨的情况下,比n(b)/n(a)优选大于1。更优选为1.001以上、进一步优选为1.01以上、特别优选为1.1以上、最优选为1.5以上。
构成上述阳离子固化催化剂的路易斯酸和路易斯碱的存在形态没有特别限定,优选以路易斯碱相对于该路易斯酸具有电子相互作用的状态存在。更优选该路易斯酸与路易斯碱的至少一部分配位,进一步优选至少与所存在的路易斯酸等当量的路易斯碱配位于路易斯酸的形态。路易斯碱相对于路易斯酸的存在比为当量或小于当量的情况下、即比n(b)/n(a)为1以下的情况下,优选所存在的路易斯碱大致全部量配位至路易斯酸的形态。另一方面,在过量(多于当量)含有路易斯碱的形态中,优选路易斯碱与路易斯酸当量配位,过剩的路易斯碱存在于络合物的附近。
作为由上述通式(2)所表示的路易斯酸与路易斯碱构成的阳离子固化催化剂,具体地说,可以举出例如:TPB/单烷基胺络合物、TPB/二烷基胺络合物、TPB/三烷基胺络合物等TPB烷基胺络合物;TPB/受阻胺络合物等有机硼/胺络合物;TPB/NH3络合物等有机硼/氨络合物;TPB/三芳基膦络合物、TPB/二芳基膦络合物、TPB/单芳基膦络合物等有机硼/膦络合物;TPB/烷基硫醇络合物等有机硼/硫醇络合物;TPB/二芳基硫醚络合物、TPB/二烷基硫醚络合物等有机硼/硫醚络合物等。其中,TPB/烷基胺络合物、TPB/受阻胺络合物、TPB/NH3络合物、TPB/膦络合物为适宜的。
上述树脂组合物中,关于阳离子固化催化剂的含量,以不含有溶剂等的有效成分量(意味着固体成分换算量。在使用由上述通式(2)所表示的路易斯酸与路易斯碱构成的阳离子固化催化剂的情况下,为该路易斯酸与路易斯碱的总量)计,相对于树脂组合物中所含有的阳离子固化性化合物的总量100质量份,适宜为0.01质量份~10质量份。由此,可进一步提高固化速度、进一步提高生产率,同时可进一步抑制在固化时或加热时、使用时等发生着色的可能性。此外,例如在对使用上述树脂组合物得到的叠层体进行回焊安装的情况下,需要200℃以上的耐热性,因此从无色·透明性的方面出发,也适宜为10质量份以下。更优选为0.05质量份以上、进一步优选为0.1质量份以上、特别优选为0.2质量份以上,并且更优选为5质量份以下、进一步优选为3质量份以下、特别优选为2质量份以下。
-含氮化合物-
上述树脂组合物还适宜含有具有120℃以下的沸点的含氮化合物(也简称为“含氮化合物”)。由此,在保存(储藏)时或输送时,由于该含氮化合物的存在,树脂组合物的保存稳定性优异;另外,在固化时,由于该含氮化合物的一部分或全部发生挥散,因此能够容易地得到成膜性优异、呈现高外观的固化物。如此,上述树脂组合物进一步含有具有120℃以下的沸点的含氮化合物的形态也是本发明适宜的形态之一。
从更进一步表现出上述效果的方面考虑,上述含氮化合物的沸点优选为100℃以下、更优选为80℃以下、进一步优选为50℃以下、特别优选为30℃以下、最优选为5℃以下。
另外,关于上述含氮化合物的沸点,设由上述树脂组合物在基材上形成树脂层时的温度(例如,通过旋涂法等后述的溶液涂布法等形成树脂层时的温度)为A(℃)时,含氮化合物的沸点优选为(A+80)℃以下。即,例如A=室温25℃时,含氮化合物的沸点优选为105℃以下。由此,能够更充分地发挥出使用上述含氮化合物所致的效果。更优选为(A+60)℃以下、进一步优选为(A+30)℃以下、特别优选为(A+10)℃以下。
作为上述含氮化合物,具体地说,例如下述物质为适宜的:氨(沸点:-33.34℃);单甲胺(沸点:-6℃)、单乙胺(沸点:16.6℃)、单丙胺(沸点:48℃)、单丁胺(沸点:78℃)、单戊胺(沸点:104℃)、乙二胺(沸点:117℃)等伯胺;二甲胺(沸点:6.9℃)、二乙胺(沸点:55.5℃)、二丙胺、甲基乙胺(沸点:36-37℃)、甲基丙胺(沸点:78℃)、甲基丁胺(沸点:90-92℃)、乙基丙胺(沸点:80-85℃)、哌啶(沸点:106℃)等仲胺;三甲胺(沸点:2.9℃)、三乙胺(沸点:89.7℃)等叔胺;等等。其中,氨可进一步表现出上述效果,因而特别适宜。由此,上述含氮化合物为氨的形态是本发明适宜的形态之一。
上述树脂组合物中,相对于固化性化合物的总量100质量份,含氮化合物的含量适宜为0.001质量份~10质量份。更优选为0.01质量份~5质量份。
需要说明的是,本发明中,使用由上述通式(2)所表示的路易斯酸与作为路易斯碱的含氮化合物构成的阳离子固化催化剂也是适宜的。这种情况下的含氮化合物的含有比例优选以达到上述比n(b)/n(a)的优选范围的方式进行适宜设定。
-偶联剂-
上述树脂组合物还适宜含有偶联剂。通过含有偶联剂,可大幅改善上述树脂组合物和固化物(叠层体)的耐湿热性、可提高粘接性。从而,在回流焊接工序、湿热环境中进行使用时,能够抑制剥离等。
作为上述偶联剂,例如,作为中心金属,适宜含有硅、锆、钛和/或铝等,其中优选具有硅作为中心金属。更优选为硅烷偶联剂。通过使用硅烷偶联剂,可更进一步提高耐湿热性。如此,上述树脂组合物进一步含有硅烷偶联剂的形态为本发明的适宜形态之一。
另外,上述偶联剂适宜为具有例如乙烯基、(甲基)丙烯酰基、环氧乙烷基(环氧乙烷环)、氨基、巯基、异氰酸酯等作为反应性基团的偶联剂。其中,优选具有环氧乙烷基作为反应性基团。
作为上述偶联剂,具体地说,适宜使用例如Toray Dow Corning社制造的Z-6040、Z-6043等硅烷偶联剂。
上述树脂组合物中,相对于固化性树脂(固化性化合物)的总量100质量份,偶联剂的含量适宜为1质量份~80质量份。由此,可更进一步发挥出偶联剂所致的上述效果。更优选为5质量份~50质量份、进一步优选为10质量份~30质量份。
需要说明的是,硅烷偶联剂在偶联剂总量100质量%中所占的含量适宜为50质量%~100质量%。更优选为70质量%~100质量%、进一步优选为90质量%~100质量%、特别优选为100质量%。
-溶剂-
上述树脂组合物还适宜含有溶剂。由此,可制成流动性高的树脂组合物,作为涂布用树脂组合物是特别适宜的。
作为上述溶剂,优选有机溶剂。作为有机溶剂,可以举出例如:丙酮、甲基乙基酮、环己酮、甲基异丁基酮、二丙酮醇等酮系溶剂;甲苯、二甲苯等芳香族系溶剂;异丙醇、正丁醇等醇系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸溶纤剂等酯系溶剂;等等。这些溶剂可以使用1种或2种以上。
在含有上述溶剂的情况下,作为其含量,相对于固化性化合物(树脂成分)的总量100质量份优选为10质量份以上。由此,上述树脂组合物可作为在基材(优选透明无机材料层)上形成层的材料发挥出更为优异的流动性。该含量更优选为50质量份以上、进一步优选为100质量份以上、特别优选为200质量份以上。另一方面,溶剂的含量优选为10000质量份以下、更优选为5000质量份以下、进一步优选为1000质量份以下。
另外,对于溶剂,例如要求:可充分溶解其它成分(例如固化性化合物或色素);将该溶液涂布于基板上的情况下的膜厚不均少;为了进行涂布膜的固化而进行加热的情况下也不会产生由于暴沸等所致的表面龟裂;不会成为固化阻碍要因而不会降低膜强度;即使将该溶液长期保存的情况下,也不会诱发增粘等物性变化;等等,以这样的条件为基础,根据所使用的树脂组合物中的含有成分(例如固化性化合物、色素、固化催化剂等)的种类来选择适当的溶剂为适宜的。
因此,本发明人进行了研究,结果发现,若作为溶剂使用丙酮、γ-丁内酯、二乙二醇二乙醚、环己酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单甲醚(PGME)、四氢呋喃(THF)等,则会形成良好的膜。其中,特别发现,对于PGMEA来说,尽管其沸点较高、为145℃,但其挥发性高,因而在使用PGMEA作为溶剂的主成分的情况下,膜厚不均少、也无暴沸所致的表面龟裂,并且固化阻碍也少,保存稳定性也良好;并且对于含有PGMEA的树脂组合物(树脂溶液)来说,发现使用其的涂布膜的品质高,且可制成能够稳定生产的溶液。发现了即使是PGMEA以外的介电常数小于10、且分子量大于100的较大分子结构的溶剂也能够发挥出大致同样的效果。如此,下述形态也是本发明适宜的形态之一,在该形态中,上述树脂组合物进一步含有溶剂,该溶剂含有介电常数小于10、且分子量大于100的溶剂(将“介电常数小于10、且分子量大于100的溶剂”称为“溶剂A”)。
本发明人还发现,将PGMEA等溶剂A与例如上述色素β那样具有高缔合性的色素一同使用的情况下,会产生其它问题。即可知在使用溶剂A的情况下,缔合性高的色素分子彼此缔合的概率变高,在缔合度为一定以上的情况下会发生结晶化,该色素析出到溶液中。若在溶液中产生析出,则在涂布时成为异物,可能无法使品质进一步提高,并且色素浓度也会发生变化,因而也难以稳定生产。
因此进一步进行了研究,结果发现,在使用溶剂A作为主溶剂、并且在合用例如色素β那样的具有高缔合性的色素的情况下,若合用介电常数为10以上的溶剂和/或介电常数为5以上且小于10而且分子量为100以下的溶剂(下文中,将“介电常数为10以上的溶剂”称为“溶剂B1”,将“介电常数为5以上且小于10而且分子量为100以下的溶剂”称为“溶剂B2”,将这些溶剂B1和B2总称为“溶剂B”),则能够抑制色素β的析出。若使用溶剂B,则不论有无使用溶剂A,均可抑制缔合性高的色素的结晶化。特别是对于溶剂B的含有比例来说,通过加入溶剂B使其相对于全部溶剂成分100质量%为5质量%以上,可更进一步抑制缔合性高的色素的结晶化,制成更稳定、可涂布的溶液。
在使用介电常数为10以上的极性较高的溶剂B1的情况下,不仅会发生色素分子彼此的缔合,而且还会形成与溶剂分子的缔合,这种情况下,结晶性不会增高,因而可抑制析出。此外,在介电常数为5以上且小于10的溶剂中,即使在使用分子量为100以下这样的较小结构的溶剂B2的情况下,该溶剂也会进入到色素分子间,形成色素与溶剂的缔合,因而与上述同样地,可抑制结晶性的增高、抑制析出。另一方面,在为介电常数为5以上且小于10而且分子量超过100的溶剂的情况下,其难以进入到色素分子间,色素分子彼此进行缔合、形成结晶并析出。此外,在为介电常数小于5的溶剂的情况下,即使分子量为100以下、进入到分子间,与色素分子形成缔合的能力也弱,因而有时色素分子彼此进行缔合,形成结晶并析出。
另一方面,溶剂B(即溶剂B1和/或溶剂B2)的含有比例相对于全部溶剂成分100质量%为5质量%以上时,与色素分子形成缔合的溶剂分子的比例增多,因而可进一步抑制结晶化、可进一步防止色素的析出。如此,溶剂B的含有比例越多,抑制色素析出的效果越高,因而可增多溶剂B的含有比例。更优选相对于全部溶剂成分100质量%溶剂B含有50质量%以上,进一步优选含有100质量%。
需要说明的是,在合用溶剂A与溶剂B的情况下,可以在无损于来源于溶剂A的涂布性能的范围内增多溶剂B的含有比例。
如此,下述形态是本发明的适宜形态之一,在该形态中,上述树脂组合物进一步含有溶剂,该溶剂含有介电常数为10以上的溶剂B1和/或介电常数为5以上且小于10而且分子量为100以下的溶剂B2。此外,下述形态也是本发明的适宜形态之一,在该形态中,上述树脂组合物进一步含有溶剂,该溶剂含有介电常数为10以上的溶剂B1和/或介电常数为5以上且小于10而且分子量为100以下的溶剂B2,相对于全部溶剂成分100质量%,该溶剂B1和溶剂B2的含有比例为5质量%以上。进一步地,下述形态也是本发明的适宜形态之一,在该形态中,上述树脂组合物进一步含有溶剂,该溶剂含有介电常数小于10且分子量大于100的溶剂A、以及介电常数为10以上的溶剂B1和/或介电常数为5以上且小于10而且分子量为100以下的溶剂B2,相对于全部溶剂成分100质量%,该溶剂B1和溶剂B2的含有比例为5质量%以上。上述这样形态的树脂组合物例如作为光选择透射滤光器(例如红外吸收滤光器)用的油墨溶液等为适宜的。
-光敏剂-
上述树脂组合物还可以根据需要进一步含有1种或2种以上光敏剂。特别是在通过上述活性能量射线照射进行固化的情况下,优选除了上述光聚合引发剂外还进一步合用光敏剂。
作为上述光敏剂,适宜为例如三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、4-二甲氨基苯甲酸甲酯、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、4-二甲氨基苯甲酸异戊酯、苯甲酸(2-二甲氨基)乙酯、4-二甲氨基苯甲酸(正丁氧基)乙酯、4-二甲氨基苯甲酸2-乙基己酯等胺类等。
在含有上述光敏剂的情况下,作为其含量,相对于固化性树脂(固化性化合物)的总量100质量份,优选为0.1质量份~20质量份。更优选为0.5质量份~10质量份。
-固化促进剂-
上述树脂组合物还可以根据需要进一步含有1种或2种以上的固化促进剂。特别是在使用上述酸酐系、酚系或胺系等通常使用的固化剂的情况下,适宜合用固化促进剂。
作为上述固化促进剂,可以举出有机碱的酸盐或具有叔氮的芳香族化合物等,作为有机碱的酸盐,可以举出有机鏻鎓盐或有机铵盐等有机鎓盐;具有叔氮的有机碱的酸盐。作为有机鏻鎓盐,可以举出例如四苯基溴化鏻、三苯基膦·甲苯溴化物等具有四个苯环的鏻鎓溴化物;作为有机铵盐,可以举出例如四辛基溴化铵、四丁基溴化铵、四乙基溴化铵等四(C1~C8)烷基溴化铵;作为具有叔氮的有机碱的酸盐,可以举出例如环内具有叔氮的脂环式碱的有机酸盐或各种咪唑类的有机酸盐。
作为上述环内具有叔氮的脂环式碱的有机酸盐,可以举出例如,1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯-7的酚盐、1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯-7的辛酸盐等二氮杂化合物与酚类、下述多元羧酸类或膦酸类的盐类。
作为上述各种咪唑类的有机酸盐,可以举出例如咪唑类与多元羧酸等有机酸的盐类。作为咪唑类,可以举出例如2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑等。作为优选的咪唑类,可以举出例如与后述具有叔氮的芳香族化合物中的苯基取代咪唑类相同的咪唑类。
作为上述多元羧酸类,可以举出例如:邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸、苯均四酸、萘二羧酸等芳香族多元羧酸;马来酸、草酸等脂肪族多元羧酸,作为优选的多元羧酸,可以举出例如对苯二甲酸、偏苯三酸、苯均四酸等芳香族多元羧酸。作为优选的咪唑类与多元羧酸等有机酸的盐类,可以举出例如在1位具有取代基的咪唑类的多元羧酸盐。更优选为例如1-苄基-2-苯基咪唑的偏苯三酸盐。
作为上述具有叔氮的芳香族化合物,可以举出例如苯基取代咪唑类或叔氨基取代酚类。作为苯基取代咪唑类,可以举出例如2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、2-苯基-3,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-羟基甲基-5-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基-3,5-二氰基乙氧基甲基咪唑等。优选例如为在1位具有芳香族取代基的咪唑类,更优选例如为1-苄基-2-苯基咪唑。作为叔氨基取代酚类,可以举出例如2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚等具有1~3个二(C1~C4)烷基氨基(C1~C4)烷基的酚类。
上述固化促进剂中,作为特别优选的固化促进剂,为1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯-7的酚盐、1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯-7的辛酸盐、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、四丁基溴化铵、四乙基溴化铵、1-苄基-2-苯基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑的偏苯三酸盐、四苯基溴化鏻、三苯基膦·甲苯溴化物。
在含有上述固化促进剂的情况下,相对于固化性树脂(固化性化合物)的总量100质量份,其含量优选为0.01质量份~5质量份。更优选为0.03质量份~3质量份。
-挠性成分-
上述树脂组合物还适宜含有具有挠性的成分(称为“挠性成分”)。由此能够制成具有一体感、即韧性高的树脂组合物。并且,通过含有挠性成分,树脂层的硬度进一步得到提高。
需要说明的是,挠性成分可以为与上述固化性树脂不同的化合物,也可以是上述固化性树脂的至少一种为挠性成分。
作为上述挠性成分,例如适宜为具有以-[-(CH2)n-O-]m-表示的氧化烯烃骨架的化合物(n为2以上、m为1以上的整数。优选n为2~12、m为1~1000的整数,更优选n为3~6、m为1~20的整数。),例如适宜为含有氧化丁烯基的环氧化合物(日本环氧树脂社制造、YL-7217、环氧当量437、液态环氧化合物(10℃以上))。另外,作为其它适宜的挠性成分,优选液态丁腈橡胶等液态橡胶、聚丁二烯等高分子橡胶、粒径为100nm以下的微粒橡胶等。
它们之中,上述挠性成分优选为含有环氧基的化合物,更优选为具有氧化丁烯基(-[-(CH2)4-O-]m-(m同上))的化合物。
在含有上述挠性成分的情况下,作为其含量,相对于上述固化性化合物与挠性成分的总量100质量%,其适宜为40质量%以下。更优选为30质量%以下、进一步优选为20质量%以下。并且优选为0.01质量%以上、更优选为0.1质量%以上、进一步优选为0.5质量%以上。
-其它成分-
上述叠层用树脂组合物中,除了上述必要成分和适宜的含有成分外,只要不损害本发明的作用效果,还可以进一步含有固化促进剂、反应性稀释剂、不具有不饱和键的饱和化合物、颜料、染料、抗氧化剂、紫外线吸收剂、IR截止剂、光稳定剂、增塑剂、非反应性化合物、链转移剂、厌氧聚合引发剂、阻聚剂、无机填充剂、有机填充剂、偶联剂以外的密合提高剂、热稳定剂、防菌·防霉剂、阻燃剂、去光剂、消泡剂、流平剂、湿润·分散剂、防沉降剂、增稠剂·防流挂剂、防发花剂、乳化剂、防滑·防擦伤剂、防结皮剂、干燥剂、防污剂、抗静电剂、导电剂(静电助剂)等。
上述树脂组合物通过含有无机填充剂,可降低线性膨胀率,在回流焊接工序、无机氧化物的蒸镀工序等中,可抑制热所致的膨胀。作为无机填充剂,从无损于透明性的方面考虑,优选混配纳米颗粒,优选含有粒径为40nm以下的二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氧化锆。例如,适宜使用日产化学工业社制造的MEK-ST等。
上述树脂组合物中,每1cm3树脂组合物所含有的粒径为10μm以上的异物优选为1000个以下、更优选为100个以下、进一步优选为10个以下。
需要说明的是,上述树脂组合物所含有的异物可通过在制备树脂组合物时进行过滤来除去。
-制备方法-
本发明的叠层用树脂组合物的制备方法没有特别限定,可通过利用通常的方法将含有成分混合来得到。将含有成分混合时,也可根据需要将各成分或混合物加热进行混合,使之为均匀组成。作为加热温度,只要为固化性树脂(固化性化合物)的分解温度以下或者反应温度以下就没有特别限定,若为固化剂(催化剂)添加前,则优选为140℃~20℃、更优选为120℃~40℃。
-粘度-
上述树脂组合物的粘度优选为10000Pa·s以下。由此,加工特性优异,例如在涂布时能够得到表面平滑的膜。更优选为1000Pa·s以下、进一步优选为200Pa·s以下、更进一步优选为10000mPa·s以下、特别优选为100mPa·s以下、最优选为50mPa·s以下。并且优选为0.01mPa·s以上、更优选为0.1mPa·s以上。
粘度的测定中,对于树脂组合物,可使用E型粘度计(东机产业社制造)进行评价。上述粘度的数值优选为在25℃的条件下进行评价的值。
-固化方法-
作为上述树脂组合物的固化方法没有特别限定,例如可适当地使用热固化或光固化(基于活性能量射线照射的固化)等各种方法。作为热固化,优选在30℃~400℃左右进行固化;作为光固化,优选在10mJ/cm2~10000mJ/cm2下进行固化。固化可以以1个阶段进行,并且也可以如1次固化(预固化)、2次固化(主固化)这样以2个阶段进行。
下面对进行2阶段固化的情况进行详述。
作为2阶段固化法,优选采用包括下述工序的方法:以10mJ/cm2~100000mJ/cm2使树脂组合物光固化、或者在80℃~200℃下使树脂组合物热固化的工序作为相当于1次固化的第1工序;以及对于该第1工序中得到的固化物在大于200℃且为500℃以下的温度进行热固化的相当于2次固化的第2工序。
在上述第1工序中,在进行热固化的情况下,优选使固化温度为80℃~200℃。该温度更优选为100℃以上、160℃以下。另外,固化温度可在80℃~200℃的范围内进行梯度变化。
上述热固化工序中的固化时间例如优选为10分钟以内、更优选为5分钟以内、进一步优选为3分钟以内。并且优选为10秒以上、更优选为30秒以上。
另外,上述热固化工序还可在空气中或者在氮等惰性气体气氛下、减压下或加压下的任一气氛下进行。并且可以组合光固化(基于活性能量射线照射的固化)。
上述固化方法中,在第2工序中,优选对于上述第1工序中得到的固化物在大于150℃、500℃以下的温度进行热固化。固化温度的下限更优选为200℃以上、进一步优选为230℃以上、更进一步优选为250℃以上、再进一步优选为300℃以上、特别优选为330℃以上、最优选为350℃以上。上限更优选为400℃以下。并且,固化温度可在大于150℃且为500℃以下的温度范围内梯度变化。
上述第2工序中的固化时间只要为使所得到的固化物的固化率充分的时间就没有特别限定,考虑到制造效率,例如适宜为10分钟~30小时。更优选为30分钟~10小时。
上述第2工序还可在空气中、或者氮等惰性气体气氛的任一气氛下进行。其中特别优选在氧浓度低的气氛下进行上述第2工序。例如,适宜在氧浓度为10体积%以下的惰性气体气氛下进行。更优选为3体积%以下、进一步优选为1体积%以下、特别优选为0.5体积%以下、最优选为0.3体积%以下。
通过实施上述第1工序,能够抑制涂液在涂布基材上凝集·凹陷(ハジキ)等。并且,通过实施上述第2工序,能够提高对于回焊工序、蒸镀工序的耐热性。
上述固化方法适宜包括上述第1工序和上述第2工序,但在之前之后、中间也可包含固化处理。例如,在利用光固化实施上述第1工序后,在氮下进行150℃×60分钟的热固化,利用热固化实施上述第2工序。通过进行这样的处理,能够进一步提高成膜性、耐热性。
作为其它固化方法,还适宜利用1阶段固化进行固化。特别是本发明的叠层用树脂组合物含有沸点为120℃以下的含氮化合物的情况下,由于固化性特别优异,因而即使不经过作为预固化的光固化工序、即、即使仅进行作为主固化的热固化工序,也能够效率良好地提供呈现出充分优异外观的固化物。因而,在这种情况下,与例如进行光固化与热固化这2个阶段固化的情况相比,由于可通过省略光固化工序使工序缩短,因而使固化物的生产率、作业性优异。
作为基于上述1阶段固化的固化方法,特别优选热固化方法。热固化优选在20℃~400℃左右进行固化,在该温度范围内也可梯度变化。
对于上述1阶段固化工序中的固化时间,只要为可使所得到的固化物的固化率充分的时间就没有特别限定,考虑到制造效率,例如适宜为10分钟~30小时。更优选为30分钟~10小时。
上述1阶段固化工序在空气中或氮等惰性气体气氛的任一气氛下均可进行。其中特别优选在氧浓度低的气氛下进行。例如,适宜在氧浓度为10体积%以下的惰性气体气氛下进行。更优选为3体积%以下、进一步优选为1体积%以下、特别优选为0.5体积%以下、最优选为0.3体积%以下。
本发明的叠层用树脂组合物如上所述可提供耐热性、耐湿热性、耐温度冲击性、耐光性等优异的固化物。因此,在基材上形成由本发明树脂组合物构成的树脂层的情况下,该树脂层的耐热性等高、表面外观优异,可充分抑制可见光透过率的降低或着色,因而本发明的树脂组合物和使用其得到的叠层体作为进行成膜的各种元件的部件(例如,以红外截止滤光器为代表的光选择透射滤光器等光学材料)是有用的。并且,对于移动电话、电视机、个人电脑、车载用途等的各种元件,出于制造工序的简化、低成本化等理由,倾向于采用回流焊接工艺,而本发明的树脂组合物和使用其得到的叠层体即使供于回流焊接工艺也可充分抑制光学特性的降低,因而作为采用回流焊接工艺的各种元件的部件(例如,以红外截止滤光器为代表的光选择透射滤光器等光学材料)是特别有用的。其中,作为基材使用透明无机材料层的情况下,可得到能够抑制裂纹或碎片、翘曲的发生、耐热性也优异的叠层体,因而为适宜的。如此,在基材上形成由上述叠层用树脂组合物构成的层而得到的固化物(叠层体)也是本发明之一。
[叠层体]
本发明的叠层体(也称为“叠层物”)在基材上具有由上述叠层用树脂组合物形成的层(也称为“树脂层”)。即,本发明的叠层用树脂组合物可作为在基材上形成层的材料使用。树脂层可以仅在基材的单面具有,也可以在两面具有。此外,基材和树脂层可以分别为单层结构或多层结构的任意一种结构。
上述叠层体是通过在基材上形成树脂层而得到的,作为其形成方法,适宜为通过将树脂组合物涂布在基材上并进行固化而形成的方法。即,优选在基材上形成涂膜的方法。并且,本发明的叠层体中所用的叠层用树脂组合物适宜为涂布用的组合物。
此处,“在基材上具有树脂层”不仅包括树脂层直接与基材相接的形态,还包括隔着基材上存在的其它构成部件具有树脂层的形态。对于“在基材上形成树脂层”,也同样地不仅包括在基材上直接形成树脂层的情况,还包括隔着基材上存在的其它构成部件形成树脂层的情况。对于“在基材上涂布树脂组合物”,也同样地不仅包括在基材上直接涂布树脂组合物的情况,还包括隔着基材上存在的其它构成部件涂布树脂组合物的情况。
在上述隔着其它构成部件涂布树脂组合物的形态中,从提高粘接性的方面考虑,例如适宜利用含有硅烷偶联剂等金属氧化物前体的液态物对该构成部件施以表面处理,之后涂布树脂组合物。由此,例如在回流焊接工序、在湿热环境下使用时,可更进一步抑制剥落等。作为硅烷偶联剂,适宜为具有环氧乙烷环的化合物,适宜使用Toray Dow Corning社制造的Z-6040、Z-6043等。
作为在上述基材(或其它构成部件)上形成由树脂组合物构成的涂膜的方法,适宜为溶液涂布法。具体地说,可以举出旋涂法、浇注法、辊涂法、喷涂法、棒涂法、浸渍涂布法、丝网印刷法、苯胺印刷法、喷墨法等通常使用的方法。它们之中,从可减小基板上涂层的偏差的方面考虑,优选旋涂法。通过旋涂法形成涂膜的情况下,优选在室温(25℃)附近以500rpm~4000rpm对透明无机材料层(或其它构成部件)进行10~60秒左右的旋转,同时进行溶剂的干燥。另外,从可得到利用旋涂不易得到的圆形以外的样品、同时可减小偏差的方面考虑,也优选利用喷墨法进行。并且,在旋涂后或喷墨后,优选根据需要进行光固化和/或热固化。
作为上述叠层体的优选形态之一,可以举出在650nm~680nm的波段具有吸收极大、且在400nm~680nm的波段仅具有1个吸收极大的形态。作为这样的叠层体,具体地说,可以举出以下述酞菁系色素为必需的形态,该酞菁系色素显示出在650nm~680nm的波段具有吸收极大、且在400nm~680nm的波段仅具有1个吸收极大这样的吸收特性。利用该形态,可制作耐热性高的叠层体,通过与无机反射膜或无机干涉膜的组合,能够得到在400nm~680nm不具有吸收极大的光谱。由此,上述叠层体可发挥出接近于人眼灵敏度的光选择透射性,因而成为在摄像元件用途中极为有用的叠层体。此外,将上述叠层体应用于摄像元件用途的情况下,可充分抑制杂光或重影的发生,并且还可充分降低在与反射膜组合的情况下能够成为课题的入射角依赖性。作为上述叠层体,更优选在650nm~680nm的波段具有吸收极大、并且在400nm~750nm的波段仅具有1个吸收极大。由此,可更进一步发挥出上述效果。
此处,“在400nm~680nm的波段仅具有1个吸收极大”是指,在400nm~680nm的波段仅确认到1个吸光度增加之后转为减少的顶点(吸收极大)。以该吸收极大为顶点的峰可以为窄峰,也可以为宽峰。在后者的情况下,也可以为通过2个以上窄的吸收峰重叠而作为整体形成宽的吸收峰、从吸光度增加到转为减少的顶点(吸收极大)仅为1个的形态。
上述叠层体还优选波长550nm下的透过率为80%以上。若在波长550nm下为80%以上的透过率,则可发挥出更为优异的光选择透射性。作为上述透过率,更优选为83%以上、进一步优选为85%以上、特别优选为87%以上、最优选为89%以上。
对于上述叠层体,在650nm~680nm的波段存在的吸收极大波长或最大吸收波长下的透过率为60%以下为适宜的。更优选为50%以下、进一步优选为40%以下、更进一步优选为30%以下。
进一步地,对于上述叠层体,在600nm~680nm的波段越是长波长侧,其吸光度越高为适宜的。换言之,在600nm~680nm的波段越是长波长侧,其透过率越低为适宜的,例如,在600nm~680nm的波段,在每隔1nm测定透过率的情况下,优选某一波长下的透过率超出与其相比为长波长下的透过率。由此,透过率光谱呈更为光滑的曲线,因而可表现出更为优异的光选择透射性。
本说明书中,叠层体、树脂层和透明无机材料层的吸收特性和透过率例如可使用吸光度计(也被称为分光光度计。岛津制作所社制造、分光光度计UV-3100),通过测定吸收光谱或透过率光谱来求得。
需要说明的是,树脂层也适宜具有与上述叠层体的吸收特性和透过特性同样的特性。其中,上述树脂层特别优选在600nm~680nm的波段中越是长波长侧吸光度越高的形态。
上述叠层体的厚度例如优选为1mm以下。由此,可充分应对摄像元件的小型化中的要求。更优选为500μm以下、进一步优选为300μm以下、特别优选为150μm以下、最优选为100μm以下。并且优选为30μm以上。更优选为50μm以上。
如上所述,上述叠层体在650nm~680nm的波段具有吸收极大、并且在400nm~680nm的波段仅具有1个吸收极大的形态为本发明的适宜形态之一。
<基材>
上述叠层体中,作为基材没有特别限定,例如优选将有机材料、无机材料、有机无机复合材料、金属材料等中的1种或2种以上作为材料。作为有机材料或有机无机复合材料,可以举出例如由这些材料形成的树脂膜等。作为无机材料,可以举出例如玻璃、水晶、金属氧化物等。
另外,基材的材料适宜为具有耐回焊性的材料。
上述基材中,将透明无机材料作为基材的材料为适宜的。即,上述基材优选为由透明无机材料形成的层(称为透明无机材料层)。由此,可得到能够进一步抑制裂纹或碎片、翘曲的发生、耐热性也更为优异的叠层体,因而为适宜的。如此,在透明无机材料层上形成由上述树脂组合物构成的树脂层而得到的叠层体为本发明的适宜形态之一。
上述透明无机材料可以举出例如玻璃、水晶等。
上述透明无机材料还可以通过在形成玻璃或水晶等的材料中含有过渡金属离子而得到。作为过渡金属离子,使用1种或2种以上作为具有光吸收能的金属离子而通常使用的离子,可以举出例如Ag+、Fe+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等。需要说明的是,上述基材为玻璃或水晶基板的形态是本发明的适宜形态之一。
上述透明无机材料层中,为“透明”是指优选在波长550nm下的透过率为80%以上。更优选为85%以上、进一步优选为90%以上。
上述基材(优选透明无机材料层)的厚度没有特别限定,例如优选为30μm~1000μm。更优选为50μm以上。
上述基材还适宜利用偶联剂进行了处理。由此,可进一步提高粘接性,例如在回流焊接工序、在湿热环境下进行使用时,可进一步抑制剥落等。
需要说明的是,利用偶联剂处理的基材优选为利用偶联剂进行了表面处理的基材。
上述偶联剂的适宜形态等如上所述,作为中心金属,适宜含有硅、锆、钛和/或铝。其中,优选具有硅作为中心金属。更优选为硅烷偶联剂。
如此,利用偶联剂对上述基材进行处理,该偶联剂含有硅、锆、钛和/或铝作为中心金属的形态也是本发明的适宜形态之一。
<树脂层>
由上述叠层用树脂组合物形成的层(树脂层)的厚度没有特别限定,从成膜时或回焊时的耐热性和透明性的方面、防止热膨胀所致的界面处的剥离或裂痕的方面考虑,优选为50μm以下、更优选为30μm以下、进一步优选为10μm以下、特别优选为5μm以下、最优选为2μm以下。并且,从通过使膜厚与通常的异物尺寸相比足够厚而防止疵点的方面、降低溶解在树脂组合物中的色素浓度、抑制色素的缔合或析出的方面考虑,优选为0.1μm以上、更优选为0.5μm以上。
<UV截止层>
上述叠层体还适宜进一步具有UV(紫外线)截止层。由此,可充分抑制紫外线所致的劣化,因而可大幅改善叠层体的耐候性。如此,上述叠层体进一步具有UV截止层的形态为本发明的适宜形态之一。
上述UV截止层适宜配置在上述叠层体中的光入射侧。并且,上述叠层体中,UV截止层可以为1层,也可以为2层以上。
上述UV截止层例如可通过至少含有树脂成分与紫外线吸收剂的树脂组合物来形成。作为紫外线吸收剂,例如优选在350nm~400nm的波段具有吸收能的化合物。具体地说,使用在350nm~400nm的波段具有吸收能的酞菁系色素为适宜的。并且,也可以使用例如TINUVIN P、TINUVIN234、TINUVIN329、TINUVIN213、TINUVIN571、TINUVIN326(BASF社制造)等中的1种或2种以上。
[叠层体的用途]
本发明的叠层体特别适宜摄像元件用途中。本发明的叠层用树脂组合物在摄像元件用途也是特别适宜的。其中,优选将上述叠层体作为光选择透射滤光器的构成材料使用。这种情况下,由上述树脂组合物形成的树脂层更适宜作为光选择透射滤光器中的(近)红外线吸收层(也简称为吸收层)使用。这样的含有上述叠层体的光选择透射滤光器也是本发明之一,含有上述叠层体的摄像元件也包含在本发明中。需要说明的是,摄像元件特别适宜具备含有上述叠层体的光选择透射滤光器。
但是,上述叠层用树脂组合物和叠层体并不限于上述用途,例如在光学材料(部件)、机械部件材料、电气·电子部件材料、汽车部件材料、土木建筑材料、成型材料等以及涂料或接合剂材料等各种用途中也是有用的。
下面对光选择透射滤光器和摄像元件进行说明。
<光选择透射滤光器>
本发明的光选择透射滤光器含有1个或2个以上的上述叠层体,也可以根据需要进一步具有1层或2层以上的其它层。光选择透射滤光器中,适宜使用上述叠层体中的透明无机材料层作为基材、使用由上述树脂组合物形成的树脂层作为吸收层。
上述光选择透射滤光器也可以具有除了所期望的选择性降低光透过率这一功能以外的其它各种功能。例如,在为作为光选择透射滤光器优选的形态之一的红外线截止滤光器的情况下,可以举出:具有截止紫外线的功能等的红外线截止以外的各种功能的形态;具有强韧性、强度等提高红外线截止滤光器的物性的功能的形态。
如此,上述光选择透射滤光器具有其它功能的形态中,优选在本发明叠层体的一个表面形成反射膜、在另一个表面形成用于赋予其它功能的功能性材料层。对于功能性材料层,例如可通过CVD法、溅射法、真空蒸镀法直接在上述叠层体上形成来得到,或者可通过将在进行了脱模处理的临时(仮)基材上形成的功能性材料层利用接合剂贴在上述叠层体上来得到。并且也可将含有原料物质的液态组合物涂布在上述叠层体上,进行干燥、制膜来得到。例如,对于截止紫外线的层,作为吸收层的光劣化的对策,在形成于基材(例如玻璃基板)上的吸收层之上涂布含有紫外线吸收剂的液态树脂组合物,进行干燥或固化,来进行含有紫外线吸收剂的树脂层的成膜,这种情况也是优选的。
上述光选择透射滤光器选择性降低光的透过率。作为所降低的光,只要是在10nm~1000nm之间的光即可,可以根据使用用途进行选择。可以根据所降低的光的波长来制成红外线截止滤光器、紫外线截止滤光器、红外·紫外线截止滤光器等,其中,优选降低750nm~1000nm的红外光(更优选为650nm~1000nm的红外光)与200nm~350nm的紫外光、透过除此以外的光。即,本发明的光选择透射滤光器优选为红外·紫外线截止滤光器。
红外线截止滤光器只要为下述滤光器即可,该滤光器具有选择性降低具有属于红外线区域的650nm~10000nm波长的光之中的任一波长(范围)的光的功能。作为选择性降低的波长的范围,适宜为650nm~2500nm、650nm~1000nm或800nm~1000nm。选择性地降低这些范围的波长中的至少一个范围的滤光器也包括在上述红外线截止滤光器中。作为选择性降低的波长的范围,更优选为属于近红外线区域的650nm~1000nm。
紫外线截止滤光器为具有截止紫外线的功能的滤光器。作为选择性降低的波长范围,优选为200nm~350nm。
红外·紫外线截止滤光器为具有截止紫外线和红外线这两者的功能的滤光器。选择性降低的波长的范围优选与上述相同。
本发明的光选择透射滤光器为红外线截止滤光器的形态中,优选将750nm~1000nm的红外线的透过率选择性地降低至5%以下。例如,将上述红外线截止滤光器用作照相机模块的情况下,红外光的透过率为5%以下、可见光中的450nm~600nm的透过率为70%以上为适宜的。更优选为80%以上。并且,在可见光中的480nm~550nm波段的光的透过率还优选为85%以上、进一步适宜为90%以上。需要说明的是,在上述红外线截止滤光器中,作为其它(红外线区域以外)波长的透过率,更优选为85%以上、进一步优选为90%以上。即,上述光选择透射滤光器优选为波长在480nm~550nm的光的透过率为85%以上、且在750nm~1000nm的透过率为5%以下的红外线截止滤光器。
透过率可使用分光光度计(Shimadzu UV-3100、岛津制作所社制造)进行测定。
在本发明的光选择透射滤光器为紫外线截止滤光器的形态中,优选将200nm~350nm的紫外线的透过率选择性降低至5%以下。
本发明的光选择透射滤光器为红外·紫外线截止滤光器的形态中,优选将650nm~1μm的红外光与200nm~350nm的紫外光选择性降低至5%以下。
作为上述光选择透射滤光器,优选为在上述叠层体的至少一个表面形成反射膜(优选(近)红外线反射膜)而成的形态。即,适宜为含有上述叠层体和反射膜的光选择透射滤光器。通过这样的构成,可更为充分地降低光截止特性的入射角依赖性。这种情况下,光选择透射滤光器中的反射膜的配置形态(构成)没有特别限定。
作为上述反射膜,从耐热性优异的方面考虑,适宜为可控制各波长的折射率的无机多层膜。作为无机多层膜,优选为通过真空蒸镀法或溅射法等在基材或吸收层、其它构成部件的表面交替层叠低折射率材料和高折射率材料而成的折射率控制多层膜。另外,上述反射膜还适宜为透明导电膜。作为透明导电膜,优选铟-锡系氧化物(ITO)等的作为反射红外线的膜的透明导电膜。其中适宜为无机多层膜。
作为上述无机多层膜,优选为电介质层A与电介质层B交替层叠而成的电介质多层膜,电介质层B具有比电介质层A所具有的折射率高的折射率。
作为构成上述电介质层A的材料,通常可使用折射率为1.6以下的材料。优选折射率的范围为1.2~1.6的材料。
作为上述材料,例如二氧化硅、氧化铝、氟化镧、氟化镁、六氟铝酸钠等为适宜的。
作为构成上述电介质层B的材料,可以使用折射率为1.7以上的材料。优选折射率的范围为1.7~2.5。
作为上述材料,例如适宜为以二氧化钛、氧化锆、五氧化钽、五氧化铌、氧化镧、氧化钇、氧化锌、硫化锌、氧化铟为主成分、少量含有二氧化钛、氧化锡、氧化铈等的材料等。
对于上述电介质层A和电介质层B各层的厚度,通常在设所要截止的光的波长为λ(nm)时,优选为0.1λ~0.5λ的厚度。若厚度为上述范围外,则折射率(n)与膜厚(d)的积(n×d)与由λ/4计算出的光学膜厚有很大差异,反射·折射的光学特性的关系被破坏,可能无法进行特定波长的截止·透过的控制。
关于将上述电介质层A与电介质层B层叠的方法,只要可形成将这些材料层层叠而成的电介质多层膜就没有特别限制,例如,可通过CVD法、溅射法、真空蒸镀法等交替层叠电介质层A与电介质层B,来形成电介质多层膜。
如上所述,上述反射膜还优选为多层膜,关于其层叠数,摄像元件所具有的反射膜的层叠数的合计数优选为10~80层的范围。更优选为25~50层的范围。
上述反射膜的厚度优选为0.5μm~10μm。更优选为2μm~8μm。需要说明的是,作为光选择透射滤光器或摄像元件所具有的反射膜的合计厚度,适宜处于上述范围。
作为上述反射膜与吸收层的优选形态,从作为滤光器可得到光滑的透过率光谱的方面考虑,相对于红外区域(650nm~750nm)的吸收层的吸收极大波长,优选透过率小于吸收层的反射膜的波长在+30nm以下存在,更优选在+20nm以下、进一步优选在+10nm以下、特别优选在0nm以下存在。另一方面,从减小作为滤光器的角度依赖性的方面考虑,优选为-10nm以上、更优选为0nm以上、进一步优选为10nm以上、特别优选为20nm以上。
此处,将作为本发明叠层体的一部分的树脂层作为反射型光选择透射滤光器的吸收层使用、在上述叠层体的至少一个面上形成反射膜的情况下,优选形成10层以上的多层膜作为反射膜。此外,在形成反射膜后,还适宜形成由上述树脂组合物形成的树脂层。
上述反射膜优选直接存在于构成叠层体的基材或树脂层上,或隔着其它构成部件存在于构成叠层体的基材或树脂层上。例如,在这些表面适宜使用CVD法、溅射法、真空蒸镀法等形成反射膜。其中,优选使用真空蒸镀法。更优选下述方法:在进行了脱模处理的玻璃等临时基材上形成蒸镀层,将该蒸镀层转印至透明无机材料层或树脂层等,从而形成反射膜。由此,能够减小由于蒸镀而使光选择透射滤光器变形而发生卷曲、或产生裂痕的可能性。需要说明的是,在这种情况下,优选预先在要转印蒸镀层的透明无机材料层或树脂层等上形成粘接层。
如此,在反射膜(优选无机多层膜)的形成中,使用蒸镀法为适宜的,蒸镀温度适宜为100℃以上。更优选为120℃以上、进一步优选为150℃以上。在这样的高温下进行蒸镀时,无机膜(构成无机多层膜的无机膜)致密、变硬,具有各种耐性提高、成品率提高等优点。因此,使用这样的可耐受蒸镀温度的透明无机材料层、树脂成分和色素是非常有意义的。在使用本发明的叠层体时,不仅可在高温下蒸镀,即使在低温下进行蒸镀时,与无机膜的线膨胀系数之差也小,因而即使在例如回焊工序等制造工序中的加热环境或苛刻的使用环境下,也不会产生线膨胀系数之差所致的无机层破裂。
另外,通常对于在基材的单面或双面具有反射膜的反射型滤光器来说,尽管光的截止性能优异,但其具有反射特性随着光的入射角而发生变化的入射角依赖性(也称为“可视角依赖性”),即随着入射角不同,分光透过率曲线不同,因而其改善成为课题。
对于光截止特性的入射角依赖性,例如可使用分光光度计(Shimadzu UV-3100、岛津制作所社制造),对改变入射角后的透过率(例如0°、20°、25°、30°等。入射角为0°的透过率为按照光从光选择透射滤光器的厚度方向入射的方式进行测定的透过率,入射角为20°的透过率为按照光从相对于光选择透射滤光器的厚度方向倾斜20°的方向入射的方式进行测定的透过率。)进行测定,由其光谱变化量进行评价。
需要说明的是,对于光截止特性的入射角依赖性,需要通过吸收层的吸收而得到充分降低,优选透过率光谱相对于入射角的变化而不发生变化、或者其变化程度小。具体地说,即使将入射角0°变为20°(更优选变为25°),也优选在透过率为80%以上的区域透过率光谱无变化,更优选在透过率为70%以上的区域透过率光谱无变化、进一步优选在透过率为60%以上的区域透过率光谱无变化。最优选在任一透过率区域光谱均无变化。
本发明光选择透射滤光器的耐光性、耐热性和光选择透射性特别优异,而且可充分降低光截止特性的入射角依赖性,因而作为例如安装于汽车或建筑物等的玻璃等上的热射线截止滤光器等是有用的,不仅如此,其作为用于截止照相机模块(也被称为固态图像传感器)用途中的光噪音来进行目视灵敏度校正的滤光器也是有用的。其中,本发明的光选择透射滤光器作为数码相机或移动电话用照相机等照相机模块中所用的滤光器是有用的。即,上述光选择透射滤光器适宜为摄像元件用光选择透射滤光器。如此,具备上述光选择透射滤光器的摄像元件也是本发明适宜的实施方式之一。
<摄像元件>
本发明的摄像元件含有1个或2个以上的上述叠层体,也可以根据需要进一步具有1个或2个以上的其它部件。通常,摄像元件具有CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)等检测元件(传感器)和透镜,进一步可以举出光学滤光器或用于固定部件的接合剂等。
作为上述摄像元件,优选为在上述叠层体的至少一个表面形成有反射膜而成的形态。即,适宜为含有上述叠层体和反射膜的摄像元件。通过这样的构成,能够更充分地降低光截止特性的入射角依赖性。在这种情况下,摄像元件中的反射膜的配置形态(构成)没有特别限定。可以举出例如:在透镜上直接形成反射膜,从而使该透镜与反射膜一体化而成的形态(也称为形态(a));通过使摄像元件具备含有反射膜的滤光器,而具有作为与透镜相独立的构成部件的反射膜的形态(也称为形态(b));等等。
需要说明的是,关于反射膜如上文所述。
上述形态(a)中,在摄像元件具有2片以上的透镜的情况下,形成反射膜的透镜的片数没有特别限定。
上述形态(b)中,含有反射膜的滤光器可以仅具备反射(近)红外线的功能,也可以进一步具备吸收(近)红外线的功能。
上述含有反射膜的光学滤光器可以为具备本发明的叠层体与反射膜的光选择透射滤光器,也可以为该光选择透射滤光器以外的光学滤光器。此外,含有反射膜的光学滤光器可以具有1个或2个以上,配置形态也没有特别限定。例如,在摄像元件具有2片以上的透镜的情况下,该具有反射膜的滤光器可以配置在透镜间。
需要说明的是,上述反射膜适宜在透镜的一个面或两面、和/或在基材的一个面或两面形成。
发明效果
本发明的叠层用树脂组合物由于为上述构成,因而可提供成膜性、粘接性、耐热性、耐湿热性、耐温度冲击性优异的固化物(叠层体)。这样的叠层体可在光学材料等的各种用途中适宜地使用,作为构成红外截止滤光器的材料是特别有用的。
附图说明
图1为实施例7中的各阶段的透过率光谱。
图2为实施例8中的各阶段的透过率光谱。
具体实施方式
下面举出实施例更详细地说明本发明,但本发明并不仅限于这些实施例。只要不特别声明,“份”是指“质量份”、“%”是指“质量%”。
<阳离子固化催化剂的制备>
制备例1(含有TPB的粉末B的合成)
按照国际公开第1997/031924号公报所记载的合成法制备TPB(三(五氟苯基)硼)含量为7%的Isopar E溶液255g。在60℃下向该溶液中滴加水。在滴加中途开始有白色结晶析出。将反应液冷却到室温后,对所得到的浆料进行抽滤,利用正庚烷清洗。将所得到的滤饼在60℃减压干燥后,得到作为白色结晶的TPB·水络合物(含有TPB的粉末B)18.7g。该络合物的水含量为9.2%(卡尔费休(Karl Fischer)水分测定仪),TPB含量为90.8%。对于干燥后的络合物实施19F-NMR分析和GC分析,未检出TPB以外的峰。
19F-NMR的测定结果如下所示。
19F-NMR(CDCl3)ppm(标准物质:CFCl30ppm)
δ=-135.6(6F,m)
δ=-156.5(3F,dd)
δ=-163.5(6F,d)
制备例2(阳离子固化催化剂A的制备)
相对于制备例1中得到的含有TPB的粉末B:2g(TPB纯度:1.816g(3.547mmol)、水:0.184g(10.211mmol))添加γ-丁内酯2.1g,在室温下混合10分钟。其后添加ADKSTABLA-57(受阻胺、ADEKA社制造)0.778g(0.984mmol、N基的摩尔数为3.934mol),在室温下混合10分钟,进一步在60℃下混合20分钟,制成阳离子固化催化剂(TPB催化剂)的均匀溶液。将其作为阳离子固化催化剂A。
制备例3(阳离子固化催化剂B的制备)
相对于制备例1中得到的含有TPB的粉末B:2g(TPB纯度:1.816g(3.547mmol)、水:0.184g(10.211mmol))添加γ-丁内酯1.6g,在室温下混合10分钟。其后添加2mol/L氨·乙醇溶液2.1g,在室温下混合60分钟,制成阳离子固化催化剂(TPB催化剂)的均匀溶液。将其作为阳离子固化催化剂B。
<树脂组合物和固化物(叠层物)的制备>
实施例1
在80℃下,将作为环氧乙烷化合物的Celloxide CEL-2021P(液态脂环式环氧树脂、环氧当量131、Daicel Chemical Industries社制造)15份、EHPE-3150(脂环式环氧树脂、Daicel Chemical Industries社制造)85份、作为溶剂的环己酮(和光纯药工业社制造)330份、作为色素的TX-EX-609K(酞菁系色素、吸收最大波长:715nm、日本触媒社制造)6份均匀混合。其后降温至40℃,均匀混合1份作为固化剂的阳离子固化催化剂A,利用0.45μm过滤器(GL Science社制造、非水系13N)进行异物的过滤。如上得到树脂组合物(1)。使用该树脂组合物,利用后述的方法进行成膜和固化,得到固化物(叠层物)。
实施例2~6
除了如表1所示变更构成树脂组合物的色素的量以及固化剂的种类以外,与实施例1同样地得到树脂组合物(2)~(6)。使用该树脂组合物,利用后述的方法进行成膜和固化,得到固化物(叠层物)。
比较例1
将作为丙烯酸固化性树脂的DPE-6A(共荣社化学制造)100份、作为溶剂的环己酮(和光纯药工业社制造)330份、作为色素的TX-EX-609K(酞菁系色素、吸收最大波长:715nm、日本触媒社制造)6份均匀混合。其后降温至40℃,均匀混合1份作为固化剂的Perhexyl I(日油社制造),利用0.45μm过滤器(GL Science社制造、非水系13N)进行异物的过滤。如上得到比较用树脂组合物(比较1)。使用该树脂组合物,按照后述的方法进行成膜和固化,得到固化物(叠层物)。
比较例2
将作为氨基甲酸酯丙烯酸固化性树脂的UN-904(根上工业社制造)100份、作为溶剂的环己酮(和光纯药工业社制造)330份、作为色素的TX-EX-609K(酞菁系色素、吸收最大波长:715nm、日本触媒社制造)6份均匀混合。其后降温至40℃,均匀混合1份作为固化剂的Perhexyl I(日油社制造),利用0.45μm过滤器(GL Science社制造、非水系13N)进行异物的过滤。如上得到比较用树脂组合物(比较2)。使用该树脂组合物,按照后述的方法进行成膜和固化,得到固化物(叠层物)。
使用上述实施例和比较例中得到的树脂组合物,按照下述方法进行成膜和固化,得到固化物(叠层物)。
<实施例1~6和比较例1~2的成膜和固化方法>
1、成膜方法
将各树脂组合物滴落在利用异丙醇溶剂清洗后的玻璃基板(松波硝子工业社制造、水磨边载玻片、S9213、76mm×52mm×1.2~1.5mm)上之后,使用旋涂机(MIKASA株式会社制造、1H-DX2),利用3秒时间使其为预定转速,维持预定时间,利用3秒时间使转速恢复至0rpm,进行成膜。具体成膜条件列于表2。
2、固化方法
(1)光固化(UV固化)
作为放射线照射光源,使用具备250W超高压水银灯(USH-250BY、USHIO INC.社制造)的曝光装置(基本构成单元“ML-251B/D”、照射光学单元“PM25C-135”、USHIOINC.社制造)。使照射侧的基板表面的照度在波长365nm下为33mW/cm2、按照累积光量为2J/cm2进行照射。
(2)热固化
使用惰性气体烘箱(KOYO THERMO SYSTEMS社制造、INL-45N1-S),在N2气氛下(氧浓度30ppm以下),利用在1小时的时间内由30℃达到250℃的程序进行升温,在250℃保持1小时后,降温至30℃。
具体的固化条件列于表2。如表2所示,对于实施例1、4和6以及比较例1和2中得到的树脂组合物进行热固化,对于实施例2、3和5中得到的树脂组合物在光固化后进行热固化。
(3)最终固化后,使用金刚石切割器,将玻璃的外周部均等地进行削除,由1片玻璃基板切割出6片15mm×15mm尺寸的评价用样品。
对于上述实施例和比较例中得到的树脂组合物或固化物(叠层物),按以下方法评价涂布膜厚、成膜性、粘接性、固化物的透过率、耐热性(成膜耐热性和回焊耐热性)、耐湿热性、耐温度冲击性。结果列于表2。
<实施例1~6和比较例1~2的各物性等的评价方法>
1、涂布膜厚
使用千分尺测定成膜前的玻璃基板的厚度以及成膜和固化终止后的评价用样品的厚度,由两者之差求出涂布膜厚。
2、成膜性
利用目视和20倍体视显微镜对于5片最终固化后的固化物(即利用上述2的固化方法得到的固化物)的评价用样品进行确认,按下述基准进行评价。
◎:仅产生了小于0.1mm的疵点。
○:产生了长度(直径)为0.1mm以上且小于1mm的疵点。
△:产生了长度(直径)为1mm以上且小于2mm的疵点。
×:产生了长度(直径)为2mm以上的疵点。
3、粘接性
对于最终固化后的固化物,使用切割器(OLFA社制造、NT切割器、A300)在固化物上刻上痕迹,在纵列、横列上分别以1mm间隔制作11条横切(クロスカット)线,制作100个1mm2的四方形格子(マス)。在室温下在该固化物上按照无空气进入的方式粘贴胶带(3M社制造、隐形胶带810),放置30秒。其后按照剥离力一定的方式,在1秒以内对固化物进行剥离操作,从而制作评价用样品。
对于评价用样品,按下述基准进行评价。
○:在所制作的100个四方形格子之中,1个格子也没有发生剥落。
△:在所制作的100个四方形格子之中,有1~10个格子发生剥落。
×:在所制作的100个四方形格子之中,有11~100个格子发生剥落。
4、固化物的透过率(有无着色)
使用吸光度计(岛津制作所社制造、分光光度计UV-3100),在最终固化后的时刻测定固化物的在属于可见光短波长区域的波长400nm以及属于可见光中心区域的550nm下的透过率,评价有无着色。
5、耐热性试验(成膜耐热性试验)
使用干燥机(Yamato科学社制造、DH611),在大气中在300℃下对最终固化后的固化物进行20分钟干燥,之后使用吸光度计(岛津制作所社制造、分光光度计UV-3100)对波长400nm和550nm下的固化物的透过率进行测定。并且目视确认裂纹和剥落。
6、耐热性试验(回焊耐热性试验)
使用干燥机(Yamato科学社制造、DH611),在大气中在260℃下对最终固化后的固化物进行20分钟干燥后,使用吸光度计(岛津制作所社制造、分光光度计UV-3100)测定波长400nm和550nm下的固化物的透过率。并且目视确认裂纹和剥落。
7、耐湿热性试验
使用恒温恒湿机(ESPEC制造,SH-211),在温度85℃、相对湿度85%的环境下将最终固化后的固化物静置100小时后,使用吸光度计(岛津制作所社制造、分光光度计UV-3100)测定波长400nm和550nm下的固化物的透过率。并且目视确认裂纹和剥落。
8、耐温度冲击性试验
将最终固化后的固化物加入到在115℃×30分钟与-40℃×30分钟之间进行温度循环的冷热循环机中,使用吸光度计(岛津制作所社制造、分光光度计UV-3100)测定在100次循环时在波长400nm和550nm下的固化物的透过率。并且目视确认裂纹和剥落。
9、裂纹和剥落的评价
对于5片评价用样品,按下述基准进行评价。
○:全部未发生裂纹和剥落。
×:至少1片发生了裂纹或剥落。
表1中的简写符号等如下所述。
CEL-2021P:液态脂环式环氧树脂“Celloxide CEL-2021P”、环氧当量131、重均分子量120、Daicel Chemical Industries社制造
EHPE-3150:脂环式环氧树脂、重均分子量2900、Daicel Chemical Industries社制造
TX-EX-609K:酞菁系色素、吸收最大波长:715nm、日本触媒社制造
CPI-101A:光潜伏性阳离子固化催化剂(锑系锍盐(SbF6盐))、San-Apro社制造
SI-100L:热潜伏性阳离子固化催化剂“San-Aid SI-100L”(锑系锍盐(SbF6盐))、三新化学工业社制造、固体成分50%
DPE-6A:丙烯酸固化性树脂“LIGHT-ACRYLATE DPE-6A”、共荣社化学制
UN-904:氨基甲酸酯丙烯酸固化性树脂“Art Resin UN-904”、根上工业社制造
Perhexyl I:自由基聚合引发剂、日油社制造
由表2的结果可知如下内容。
1、关于成膜性和粘接性
可知,与不含有环氧乙烷化合物的比较例1~2相比,含有环氧乙烷化合物的实施例1~6的成膜性和粘接性优异。
此外可知,在实施例1~6中,使用光潜伏性阳离子固化催化剂作为固化剂的情况下(实施例2、3和5)的成膜性优于使用其它阳离子固化催化剂的情况(实施例1、4和6)。
2、关于最终固化后的透过率
可知在实施例1~6中,最终固化后的透过率(特别是550nm的透过率)具有较高值。这显示出,实施例1~6中,最终固化时的着色能够降低。另外可知,与色素含量少的实施例1~3相比,在色素含量多的实施例4~6中,尽管400nm的透过率降低,但550nm的透过率为同等程度。
另外可知,在实施例1~6中,使用TPB系催化剂作为固化剂的情况(实施例1、3和4)下的透过率高于使用其它阳离子固化催化剂的情况(实施例2、5和6),着色降低效果高。
3、关于成膜耐热性、回焊耐热性、耐湿热性、耐温度冲击性
在实施例1~6中,在各试验后均完全未发生裂纹和剥落,并且在试验前后透过率也未发生变化,因而可知成膜耐热性、回焊耐热性、耐湿热性、耐温度冲击性优异。
另外可知,在实施例1~6中,使用TPB系催化剂作为固化剂的情况(实施例1、3和4)下的成膜耐热性、回焊耐热性、耐湿热性、耐温度冲击性优于使用其它阳离子固化催化剂的情况(实施例2、5和6)。
在上述实施例中,通过使用含有特定环氧乙烷化合物与色素的组合物作为树脂组合物,能够提供成膜性、粘接性、耐热性(成膜耐热性、回焊耐热性)、耐湿热性、耐温度冲击性优异的固化物,可知这样的树脂组合物可适宜地作为用于在基材上形成层的叠层用材料(特别是红外截止滤光器等光学材料)使用。需要说明的是,可以认为,上述实施例这样的作用机理在本发明的树脂组合物中全部同样地表现出。
从而,根据上述实施例的结果,可以说本发明可适用于本发明的全部技术范围中、以及本说明书中公开的各种形态中、可发挥出有利的作用效果。
合成例1(酞菁(1)的合成)
(1)工序1
在1000ml的四口可拆式烧瓶中投入四氟邻苯二甲腈54g(0.27mol)、氟化钾34.5g(0.59mol)以及丙酮126g,并且在滴液漏斗中装入3-氯-4-羟基苯甲酸甲氧基乙酯127g(0.55mol)和丙酮216g。在将反应容器冰冷下,一边进行搅拌一边利用约2小时从滴液漏斗滴加3-氯-4-羟基苯甲酸甲氧基乙酯溶液,之后进一步继续搅拌2小时。其后将反应温度缓慢地升温至室温,同时搅拌一夜。将反应液过滤,利用旋转蒸发器从滤液中蒸馏除去丙酮,加入甲醇进行再结晶。将所得到的结晶过滤,通过真空干燥得到中间体(1)108.7g(收率64.8%)。
下面简略示出该工序1的反应。
【化10】
(2)工序2
在200ml的四口烧瓶中投入工序1中得到的中间体(1)20.0g(0.032mol)、碘化锌(II)2.57g(0.0081mol)以及苯甲腈30.0g,在160℃搅拌下反应24小时。反应终止后,向反应液中加入甲基溶纤剂52.7g,之后滴加到甲醇与水的混合溶液中,使结晶析出,抽滤后得到湿滤饼。将所得到的滤饼再次利用甲醇与水的混合溶液搅拌清洗、进行抽滤。使用真空干燥机将所得到的滤饼在90℃下干燥24小时后,得到作为目的物的酞菁(1)17.78g(收率87.1%)。
下面简略示出该工序2的反应。
【化11】
对于合成例1中得到的酞菁(1),在上述结构中,主骨架中的“*”所表示的部分(共计8个)分别取代有右侧所示的取代基,由取代后的结构形成该酞菁(1)。
合成例2(酞菁(2)的合成)
(1)工序1
在1000ml的四口可拆式烧瓶中投入四氟邻苯二甲腈75g(0.37mol)、氟化钾52.3g(0.90mol)以及乙腈167g,并且在滴液漏斗中装入2,6-二氯苯酚123.4g(0.76mol)和乙腈133g。在搅拌下利用约2小时从滴液漏斗滴加2,6-二氯苯酚溶液,之后进一步继续搅拌2小时。其后搅拌反应一夜。将反应液过滤,利用旋转蒸发器从滤液中蒸馏除去乙腈,加入甲醇进行再结晶。将所得到的结晶过滤,通过真空干燥得到中间体(2)148.1g(收率80.2%)。
下面简略示出该工序1的反应。
【化12】
(2)工序2
在500ml的四口可拆式烧瓶中投入中间体(2)140g(0.29mol)、碳酸钾107.8g(0.78mol)、对羟基苯甲酸甲酯92.1g(0.61mol)和丙酮280g。在60℃下将反应液搅拌一夜使其反应,之后将反应液过滤,利用旋转蒸发器从滤液中蒸馏除去丙酮,加入甲醇与水的混合液进行再结晶。将所得到的结晶过滤,通过真空干燥得到中间体(3)202.3g(收率93.1%)。
下面简略示出该工序2的反应。
【化13】
(3)工序3
在200ml的四口烧瓶中投入工序2中得到的中间体(3)22.5g(0.030mol)、碘化锌(II)2.37g(0.0074mol)、苯甲腈52.5g,在160℃搅拌下反应24小时。反应终止后,向反应液中加入甲基溶纤剂30.3g,之后滴加到甲醇与水的混合溶液中,使结晶析出,抽滤后得到湿滤饼。将所得到的滤饼再次利用甲醇与水的混合溶液搅拌清洗、进行抽滤。使用真空干燥机将所得到的滤饼在90℃下干燥24小时后,得到作为目的物的酞菁(2)17.83g(收率86.1%)。
下面简略示出该工序3的反应。
【化14】
对于合成例2中得到的酞菁(2),在上述结构中,主骨架中的“*”所表示的部分(共计16个)中,有8个取代(或结合)有右侧上面所示的取代基,余下的8个取代(或结合)有右侧下面所示的取代基,由取代后的结构形成该酞菁(2)。
合成例3(酞菁(3)的合成)
(1)工序1
在1000ml的三口反应容器中投入3-硝基邻苯二甲腈100g(0.58mol)、碳酸钾159.7g(1.16mol)、2,6-二氯苯酚104.6g(0.64mol)和乙腈400g。在60℃搅拌一夜使其反应后,将反应液过滤,利用旋转蒸发器从滤液中蒸馏除去乙腈,加入甲醇进行再结晶。将所得到的结晶过滤,通过真空干燥得到中间体(4)100.9g(收率60.2%)。
下面简略示出该工序1的反应。
【化15】
(2)工序2
在300ml的四口烧瓶中投入工序1中得到的中间体(4)60.0g(0.21mol)、氯化铜(I)5.65g(0.057mol)、二乙二醇单甲醚140.0g,在160℃搅拌下反应24小时。反应终止后,向反应液中加入甲基溶纤剂100.0g,之后滴加到甲醇与水的混合溶液中,使结晶析出,抽滤后得到湿滤饼。将所得到的滤饼再次利用甲醇与水的混合溶液搅拌清洗、进行抽滤。使用真空干燥机将所得到的滤饼在90℃下干燥24小时后,得到作为目的物的酞菁(3)51.48g(收率80.4%)。
下面简略示出该工序2的反应。
【化16】
对于合成例3中得到的酞菁(3),在上述结构中,主骨架中的“*”所表示的部分(共计8个)中,有4个取代(或结合)有右侧上面所示的取代基,余下的4个取代(或结合)有右侧下面所示的取代基(即氢原子),由取代后的结构形成该酞菁(3)。
<树脂组合物和固化物(叠层体)的制备>
实施例7
在80℃下,将Celloxide CEL-2021P(15份)、EHPE-3150(85份)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)240份、四氢呋喃(THF)40份以及合成例1中得到的酞菁(1)8份均匀混合。其后降温至40℃,均匀混合5.6份作为固化剂的阳离子固化催化剂B,将异物利用0.45μm过滤器(GLScience社制造、非水系13N)进行过滤。如上得到树脂组合物(7)。
对于所得到的树脂组合物,按后述方法评价保存稳定性。
另外,使用所得到的树脂组合物,按照后述的方法进行成膜和固化,对成膜性、各透过率、耐热性(回焊耐热性)进行评价。结果列于图1和表4。
实施例8和参考例1~4
除了按表3变更色素的种类和量以外,与实施例7同样地得到树脂组合物(8)和参考用树脂组合物(1)~(4)。
对于所得到的树脂组合物,按后述方法评价保存稳定性。
另外,使用所得到的树脂组合物,与实施例7同样地进行成膜和固化,对成膜性、各透过率、耐热性(回焊耐热性)进行评价。结果列于图2(仅实施例8)和表4。
<树脂组合物的保存稳定性>
使用E型粘度计(东机产业社制造),在25℃的条件下进行粘度测定。在40℃下测定放置1周之前和之后的粘度,按下述基准进行评价。
○:相对于初期粘度的变化量小于30%。
×:相对于初期粘度的变化量为30%以上、或者发生了凝胶化。
<实施例7~8和参考例1~4的成膜、固化(热固化)和蒸镀膜形成方法>
1、成膜方法
将各树脂组合物滴落在利用异丙醇溶剂清洗后的玻璃基板(SCHOTT社制造、玻璃、D263、8英寸圆形)上之后,使用旋涂机(MIKASA社制造、1H-DX2),利用3秒时间使其为预定转速,维持预定时间,利用3秒时间使转速恢复至0rpm,进行成膜(即进行涂布)。具体的成膜条件如表4所示(2500rpm)。并且得到该成膜(涂布)后的透过率光谱。
2、固化方法(热固化)
对于利用上述1的成膜方法得到的膜进行固化。具体地说,使用惰性气体烘箱(KOYO THERMO SYSTEMS社制造、INL-45N1-S),在N2气氛下(氧浓度30ppm以下),利用在1小时的时间内由30℃达到250℃的程序进行升温,在250℃保持1小时后,降温至30℃。并且得到该固化后的透过率光谱。
3、蒸镀膜形成方法
在利用上述2的固化方法得到的涂布层的相反面形成二氧化钛20层/二氧化硅20层的交替蒸镀层(红外反射层),在涂布层上形成二氧化钛3层/二氧化硅3层的交替蒸镀层(抗反射层)。
<实施例7~9和参考例1~4的各物性等的评价方法>
1、成膜性
利用20倍的体视显微镜对最终固化后的固化物(即利用上述2的固化方法得到的固化物)中心3cm×3cm的正方形范围进行确认,按下述基准进行评价。
◎:仅产生了小于0.03mm的疵点。
○:产生了长度或直径为0.03mm以上且小于1mm的疵点。
△:产生了长度或直径为1mm以上且小于2mm的疵点。
×:产生了长度或直径为2mm以上的疵点。
2、透过率
使用分光光度计(岛津制作所社制造、UV-3100)测定各阶段的透过率光谱。光谱如图1和图2(仅实施例7、8)所示。另外,将各阶段中的属于可见光短波长区域的波长430nm、属于可见光中心区域的550nm以及属于色素吸收波长的650nm下的透过率列于表4。
另外,对于蒸镀膜形成后的透过率,按照自入射光源侧起为红外反射层/玻璃/涂布层/抗反射层的顺序来配置叠层体,进行测定。并且分别对下述情况进行测定:按照相对于入射光垂直地设置叠层体的情况(也将如此测定的透过率光谱称为0度光谱。按照光从叠层体的厚度方向(垂直方向)入射的方式进行测定。);以及按照光从相对于叠层体的厚度方向(垂直方向)倾斜30度的方向进行入射的方式来设置叠层体的情况(将如此测定的透过率光谱称为30度光谱。)。
3、耐热性(回焊耐热性)
使用干燥机(Yamato科学社制造、DH611),在大气中在260℃下将最终固化后的固化物(即利用上述2的固化方法得到的固化物)干燥20分钟后,使用吸光度计(岛津制作所社制造、分光光度计UV-3100)测定波长430nm、550nm和650nm下的固化物的透过率。并且目视确认裂纹和剥落。裂纹和剥落的评价中,按下述基准对于5片评价用样品进行评价。
○:全部未发生裂纹和剥落。
×:至少1片发生了裂纹或剥落。
表3中的简写符号等中,表1中未记载的符号如下所述。
PGMEA:丙二醇单甲醚乙酸酯(别名:1,2-丙二醇单甲醚乙酸酯)
THF:四氢呋喃
酞菁(1):合成例1中得到的酞菁系色素
酞菁(2):合成例2中得到的酞菁系色素
酞菁(3):合成例3中得到的酞菁系色素
锑系催化剂SI-60L:商品名“San-Aid SI-60L”、三新化学工业社制造
固化催化剂A:制备例2中得到的阳离子固化催化剂A
固化催化剂B:制备例3中得到的阳离子固化催化剂B
由表4可知如下内容。
实施例7和8中得到的树脂组合物中,通过使用作为阳离子固化催化剂的固化催化剂B,含有作为具有120℃以下的沸点的含氮化合物的氨。这种情况下,可知其保存稳定性优异、同时成膜性也极为优异,并且其固化物具有高透明性和耐热性。
实施例9
在80℃下将Celloxide CEL-2021P(15份)、EHPE-3150(85份)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)240份、四氢呋喃(THF)40份以及合成例1中得到的酞菁(1)8份均匀混合。其后降温至40℃,均匀混合作为硅烷偶联剂的Z-6043(Toray Dow Corning社制造)20份、作为固化剂的阳离子固化催化剂B5.6份,利用0.45μm过滤器(GL Science社制造、非水系13N)过滤异物。如上得到树脂组合物(9)。
使用所得到的树脂组合物,按后述方法进行成膜和固化,对成膜性、各透过率、耐热性、粘接性进行评价。结果列于表6。
实施例10、实施例7’和8’、参考例5~6
在实施例10和参考例5~6中,除了如表5所示变更含有成分的种类和量以外,与实施例9同样地得到树脂组合物(10)、参考用树脂组合物(5)~(6)。并且,在实施例7’和8’中,分别使用实施例7中得到的树脂组合物(7)和实施例8中得到的树脂组合物(8)。
使用各树脂组合物,与实施例9同样地进行成膜和固化,对成膜性、各透过率、耐热性、粘接性进行评价。结果列于表6。
<实施例7’、8’、9、10和参考例5~6的成膜和固化(热固化)方法>
1、成膜方法
(1)前处理涂布
a)作为前处理涂布液,使用下述配比的组合物。
在25℃下,将作为硅烷偶联剂的Z-6043(Toray Dow Corning社制造)40份、乙醇40份、水10.3份以及甲酸4份均匀混合1小时。接着在25℃下将该混合溶液1份以及乙醇99份均匀混合,利用0.45μm过滤器(GL Science社制造、非水系13N)过滤异物。如上得到前处理涂布溶液。
b)与后述树脂组合物的涂布同样地,将上述前处理涂布液滴落在利用异丙醇溶剂清洗后的玻璃基板(SCHOTT社制造、玻璃、D263、8英寸圆形)上,之后使用旋涂机(MIKASA社制造、1H-DX2)利用3秒时间使其为预定转速(2500rpm),维持预定时间,利用3秒时间使转速恢复至0rpm,进行成膜(即涂布)。
需要说明的是,前处理涂布仅在实施例7’和8’中进行。
(2)树脂组合物的涂布
将各树脂组合物滴落在利用异丙醇溶剂清洗后的玻璃基板(SCHOTT社制造、玻璃、D263、8英寸圆形)上,之后使用旋涂机(MIKASA社制造、1H-DX2)利用3秒时间使其为预定转速(2500rpm),维持预定时间,利用3秒时间使转速恢复至0rpm,进行成膜(即涂布)。
2、固化方法(热固化)
对利用上述1的成膜方法得到的膜进行固化。具体地说,使用惰性气体烘箱(KOYOTHERMO SYSTEMS社制造、INL-45N1-S),在N2气氛下(氧浓度30ppm以下),利用在1小时的时间内由30℃达到250℃的程序进行升温,在250℃保持1小时后,降温至30℃。
3、蒸镀膜形成方法
在利用上述2的固化方法得到的涂布层的相反面形成二氧化钛20层/二氧化硅20层的交替蒸镀层(红外反射层),在涂布层上形成二氧化钛3层/二氧化硅3层的交替蒸镀层(抗反射层)。
<实施例7’、8’、9、10和参考例5~6的各物性等的评价方法>
与实施例7同样地对成膜性、透过率、耐热性(回焊耐热性)进行评价。
1、粘接性(煮沸试验)
对于最终固化后的固化物,使用沸腾浴在煮沸环境下静置5小时。其后使用切割器(OLFA社制造、NT切割器、A300)在该固化物上刻上痕迹,在纵列、横列上分别以1mm间隔制作11条横切线,制作100个1mm2的四方形格子。在室温下在该固化物上按照无空气进入的方式粘贴胶带(3M社制造、隐形胶带810),放置30秒。其后按照剥离力一定的方式,在1秒以内对固化物进行剥离操作,从而制作评价用样品。对于评价用样品,按下述基准进行评价。
○:在所制作的100个四方形格子之中,1个格子也没有发生剥落。
△:在所制作的100个四方形格子之中,有1~10个格子发生剥落。
×:在所制作的100个四方形格子之中,有11~100个格子发生剥落。
2、粘接性(高压加速老化寿命(PCT)试验)
使用PCT试验机,将最终固化后的固化物在120℃/2个气压/湿度100%下静置50小时后,与上述1同样地评价粘接性。
表5中的简写符号等之中,未记载于表1和表3中的符号如下所示。
Z-6043:硅烷偶联剂、商品名“Z-6043”、Toray Dow Corning社制造
Z-6040:硅烷偶联剂、商品名“Z-6040”、Toray Dow Corning社制造
由表6可知如下内容。
可知,通过使用硅烷偶联剂对基材进行前处理涂布、或者使用硅烷偶联剂作为形成树脂层的树脂组合物的含有成分之一,即使在暴露于湿热环境下之后,也可充分抑制剥落等。
Claims (13)
1.一种叠层用树脂组合物,其为被用作在基材上形成层的材料的树脂组合物,其特征在于:
该树脂组合物包含在分子内具有1个以上环氧乙烷环的环氧乙烷化合物、色素、和阳离子固化催化剂;
该环氧乙烷化合物包含具有羟基和/或酯基的化合物;
在所述环氧乙烷化合物中,相对于环氧乙烷化合物整体100质量%,含有10质量%~100质量%的重均分子量为2200以上的化合物;
该色素包含在600nm~900nm的波段具有吸收极大的酞菁系色素和/或卟啉系色素;
该阳离子固化催化剂含有硼化合物。
2.如权利要求1所述的叠层用树脂组合物,其特征在于,所述环氧乙烷化合物为选自由脂环式环氧化合物和氢化环氧化合物组成的组中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的叠层用树脂组合物,其特征在于,所述阳离子固化催化剂为由路易斯酸和路易斯碱构成的形态,所述路易斯酸由下述通式(2)所表示,
式中,R相同或不同,表示具有或不具有取代基的烃基,x为1~5的整数,x相同或不同,表示与芳香环键合的氟原子数,a为1以上的整数,b为0以上的整数,满足a+b=3。
4.如权利要求1或2所述的叠层用树脂组合物,其特征在于,所述叠层用树脂组合物为涂布用树脂组合物。
5.如权利要求1或2所述的叠层用树脂组合物,其特征在于:
所述叠层用树脂组合物包含2种以上的色素;
该2种以上的色素至少包含吸收特性不同的色素α和色素β;
该色素α为酞菁系色素,并且,在对含有该色素α与测定树脂的固化物的吸收光谱进行测定时,在600nm~650nm和680nm~750nm的波段分别显示出吸收极大;
对于该色素β,在对含有该色素β与测定树脂的固化物的吸收光谱进行测定时,在650nm~680nm的波段显示出吸收极大。
6.如权利要求1或2所述的叠层用树脂组合物,其特征在于,所述叠层用树脂组合物进一步含有硅烷偶联剂。
7.如权利要求1或2所述的叠层用树脂组合物,其特征在于:
所述叠层用树脂组合物进一步含有溶剂;
该溶剂包含介电常数为10以上的溶剂和/或介电常数为5以上且小于10并且分子量为100以下的溶剂。
8.如权利要求1或2所述的叠层用树脂组合物,其特征在于,所述叠层用树脂组合物进一步包含具有120℃以下的沸点的含氮化合物。
9.一种叠层体,其特征在于,其是在基材上形成由权利要求1~8任一项所述的叠层用树脂组合物构成的层而得到的。
10.如权利要求9所述的叠层体,其特征在于:
所述基材被偶联剂进行了处理;
该偶联剂含有硅、锆、钛和/或铝作为中心金属。
11.如权利要求9或10所述的叠层体,其特征在于,所述叠层体在650nm~680nm的波段具有吸收极大,且在400nm~680nm的波段仅具有1个吸收极大。
12.一种光选择透射滤光器,其特征在于,其包含权利要求9~11的任一项所述的叠层体。
13.一种摄像元件,其特征在于,其包含权利要求9~11的任一项所述的叠层体。
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