CN108241258B - 液晶显示装置用树脂组合物、液晶显示装置用膜及共聚物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液晶显示装置用树脂组合物、液晶显示装置用膜及共聚物。液晶显示装置用树脂组合物,其包含树脂(A)、溶剂、及流平剂,其中,上述树脂(A)为包含具有碳原子数为2~4的环状醚结构的结构单元(Aa)和具有活性亚甲基或活性次甲基的结构单元(Ab)、并且不包含来自属于由不饱和羧酸和不饱和羧酸酐组成的组的化合物的结构单元(Ac)的共聚物。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示装置用树脂组合物、液晶显示装置用膜及共聚物。
背景技术
在近年来的液晶显示装置中,为了形成外涂层(overcoat)等膜,使用了树脂组合物。在日本特开2008-181087号公报中,作为树脂组合物,记载了包含使甲基丙烯酸和丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸酯聚合而得到的共聚物的树脂组合物。
发明内容
发明所要解决的课题
即使在具有高低差的基底或基板上形成液晶显示装置中的外涂层的情况下,也要求该外涂层是平坦的。
本发明的目的在于提供即使形成于具有高低差的基底或基板上时也能够形成平坦的膜的液晶显示装置用树脂组合物、及适于作为该树脂组合物的材料的共聚物。
用于解决课题的手段
本发明包括以下的发明。
〔1〕液晶显示装置用树脂组合物,其包含树脂(A)、溶剂、及流平剂(levelingagent),
上述树脂(A)为包含具有碳原子数为2~4的环状醚结构的结构单元(Aa)和具有活性亚甲基(methylene group)或活性次甲基(methine group)的结构单元(Ab)、并且不包含来自属于由不饱和羧酸和不饱和羧酸酐组成的组的化合物的结构单元(Ac)的共聚物。
〔2〕如〔1〕所述的液晶显示装置用树脂组合物,其中,上述树脂(A)的酸值为0mg-KOH/g~5mg-KOH/g。
〔3〕如〔1〕或〔2〕所述的液晶显示装置用树脂组合物,其中,上述树脂(A)为由具有碳原子数为2~4的环状醚结构的结构单元(Aa)、和具有活性亚甲基或活性次甲基的结构单元(Ab)构成的共聚物。
〔4〕如〔1〕~〔3〕中任一项所述的液晶显示装置用树脂组合物,其中,上述结构单元(Aa)为由具有环氧乙烷基(oxiranyl group)和烯键式不饱和键的单体衍生的结构单元。
〔5〕如〔1〕~〔4〕中任一项所述的液晶显示装置用树脂组合物,其中,上述结构单元(Aa)为式(Aa-1)或式(Aa-2)表示的结构单元。
[式(Aa-1)和式(Aa-2)中,Rb1和Rb2表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,该烷基中包含的氢原子可被羟基取代。
Xb1和Xb2表示单键、*-Rb3-、*-Rb3-O-、*-Rb3-S-或*-Rb3-NH-。
Rb3表示碳原子数为1~6的烷烃二基(alkanediyl)。
*表示与O的键合位点。]
〔6〕如〔1〕~〔5〕中任一项所述的液晶显示装置用树脂组合物,其中,流平剂为氟系表面活性剂。
〔7〕液晶显示装置用膜,其是由〔1〕~〔6〕中任一项所述的液晶显示装置用树脂组合物形成的。
〔8〕共聚物,其包含具有碳原子数为2~4的环状醚结构的结构单元(Aa)和具有活性亚甲基或活性次甲基的结构单元(Ab),并且不包含来自属于由不饱和羧酸和不饱和羧酸酐组成的组的化合物的结构单元(Ac),
上述结构单元(Aa)包含式(Aa-1)或式(Aa-2)表示的结构单元。
[式(Aa-1)和式(Aa-2)中,Rb1和Rb2表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,该烷基中包含的氢原子可被羟基取代。
Xb1和Xb2表示单键、*-Rb3-、*-Rb3-O-、*-Rb3-S-或*-Rb3-NH-。
Rb3表示碳原子数为1~6的烷烃二基。
*表示与O的键合位点。]
发明的效果
通过本发明的液晶显示装置用树脂组合物,可减少基底或基板的高低差,因此,在具有高低差的基底或基板上也能形成平坦的膜。
附图说明
[图1]为示意性地表示玻璃基板上的线图案(line pattern)和膜被层叠的状态的截面图。
附图标记说明
1 玻璃基板
2 线与间隔图案
2a 间隔
2b 线
3 膜
具体实施方式
本说明书中,对于作为各成分而示例的化合物而言,只要没有特别说明,则可单独使用或将多种组合而使用。
[液晶显示装置用树脂组合物]
以下,有时将本发明的液晶显示装置用树脂组合物称为“本发明的树脂组合物”或“树脂组合物”。
本发明的树脂组合物为包含树脂(A)、溶剂(E)及流平剂(B)的树脂组合物,树脂(A)为包含具有碳原子数为2~4的环状醚结构的结构单元(以下,称为结构单元(Aa)。)和具有活性亚甲基或活性次甲基的结构单元(以下,称为结构单元(Ab)。)、并且不包含来自属于由不饱和羧酸和不饱和羧酸酐组成的组的化合物的结构单元(以下,称为结构单元(Ac)。)的共聚物。对于本发明的树脂组合物而言,通过使树脂(A)包含结构单元(Aa)和结构单元(Ab)、且不包含结构单元(Ac),从而可提高由树脂组合物形成的膜的平坦性。
本发明的树脂组合物优选包含聚合性化合物(C)。包含聚合性化合物(C)的情况下,优选还包含聚合引发剂(D)。另外,本发明的树脂组合物还可包含其他成分、抗氧化剂(F)、固化剂(G)等。作为固化剂(G),可例举多元羧酸(G1)、咪唑化合物(G2)等。
<树脂(A)>
树脂(A)为具有固化性的树脂,优选为热固性树脂,更优选为通过60℃以上的热而进行固化的树脂。树脂(A)为包含结构单元(Aa)和结构单元(Ab)、并且不包含结构单元(Ac)的共聚物。该共聚物还可具有可与结构单元(Aa)或(Ab)共聚、并且来自结构单元(Aa)、(Ab)及(Ac)以外的化合物的结构单元(以下,称为结构单元(Ad)。)。
本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是指选自丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少1种。“(甲基)丙烯酰基”和“(甲基)丙烯酸酯”等记载也具有同样的含义。关于结构单元(Aa)、结构单元(Ab)、及结构单元(Ad),树脂(A)分别可包含2种以上。
〔1〕结构单元(Aa)
结构单元(Aa)是由具有碳原子数为2~4的环状醚结构(例如,选自由氧杂环丙烷环、氧杂环丁烷环及四氢呋喃环组成的组中的至少1种)和烯键式不饱和键的不饱和化合物衍生的结构单元。结构单元(Aa)可通过将该不饱和化合物聚合而得到。结构单元(Aa)也可通过针对其他结构单元(Aa’)使具有碳原子数为2~4的环状醚结构的化合物进行反应聚合而得到。
作为用于衍生结构单元(Aa)的不饱和化合物,可举出例如具有环氧乙烷基和烯键式不饱和键的单体(以下,称为单体(Aa1)。)、具有氧杂环丁基和烯键式不饱和键的单体(以下,称为单体(Aa2)。)、具有四氢呋喃基和烯键式不饱和键的单体(以下,称为单体(Aa3))。
作为单体(Aa1),可举出例如具有直链状或支链状的不饱和脂肪族烃基经环氧化而成的结构和烯键式不饱和键的单体(以下,称为单体(Aa1-1)。)、及具有不饱和脂环式烃基经环氧化而成的结构和烯键式不饱和键的单体(以下,称为单体(Aa1-2)。)。
作为单体(Aa1-1),可举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-甲基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-乙基缩水甘油酯、缩水甘油基乙烯基醚、邻乙烯基苄基缩水甘油基醚、间乙烯基苄基缩水甘油基醚、对乙烯基苄基缩水甘油基醚、α-甲基邻乙烯基苄基缩水甘油基醚、α-甲基间乙烯基苄基缩水甘油基醚、α-甲基对乙烯基苄基缩水甘油基醚、2,3-双(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,4-双(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,5-双(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,6-双(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,3,4-三(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,3,5-三(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,3,6-三(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、3,4,5-三(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯、2,4,6-三(缩水甘油基氧基甲基)苯乙烯等。
作为单体(Aa1-2),可举出乙烯基环己烯一氧化物(vinylcyclohexenemonoxide)、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷(例如,CELLOXIDE 2000;DAICEL CORPORATION制)、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯(例如,CYCLOMER A400;DAICEL CORPORATION制)、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯(例如,CYCLOMER M100;DAICEL CORPORATION制)、式(I)表示的化合物和式(II)表示的化合物等。
[式(I)和式(II)中,Rb1和Rb2表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,该烷基中包含的氢原子可被羟基取代。
Xb1和Xb2相互独立地表示单键、*-Rb3-、*-Rb3-O-、*-Rb3-S-或*-Rb3-NH-。
Rb3表示碳原子数为1~6的烷烃二基。
*表示与O的键合位点。]
作为碳原子数为1~4的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等。
作为氢原子被羟基取代的烷基,可举出羟基甲基、1-羟基乙基、2-羟基乙基、1-羟基丙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、1-羟基-1-甲基乙基、2-羟基-1-甲基乙基、1-羟基丁基、2-羟基丁基、3-羟基丁基、4-羟基丁基等。
作为Rb1和Rb2,优选可举出氢原子、甲基、羟基甲基、1-羟基乙基及2-羟基乙基,更优选可举出氢原子及甲基。
作为碳原子数为1~6的烷烃二基,可举出亚甲基、亚乙基、丙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基等。
作为Xb1和Xb2,优选可举出单键、亚甲基、亚乙基、*-CH2-O-、*-CH2CH2-O-,更优选可举出单键、*-CH2CH2-O-。*表示与O的键合位点。
作为式(I)表示的化合物,可举出式(I-1)~式(I-15)中的任一式表示的化合物等。其中,优选式(I-1)、式(I-3)、式(I-5)、式(I-7)、式(I-9)或式(I-11)~式(I-15)表示的化合物,更优选式(I-1)、式(I-7)、式(I-9)或式(I-15)表示的化合物。
作为式(II)表示的化合物,可举出式(II-1)~式(II-15)中任一式表示的化合物等。其中,优选式(II-1)、式(II-3)、式(II-5)、式(II-7)、式(II-9)或式(II-11)~式(II-15)表示的化合物,更优选式(II-1)、式(II-7)、式(II-9)或式(II-15)表示的化合物。
式(I)表示的化合物和式(II)表示的化合物可分别单独使用,也可以以任意的比率混合使用。混合使用时,式(I)表示的化合物与式(II)表示的化合物的含有比率以摩尔基准计优选为5:95~95:5,更优选为10:90~90:10,进一步优选为20:80~80:20。例如,可使用以50:50的比率包含式(I-1)表示的化合物和式(II-1)表示的化合物的混合物(作为市售品,有商品名“E-DCPA”(DAICEL CORPORATION制))。
作为单体(Aa2),更优选具有氧杂环丁基和(甲基)丙烯酰基氧基的单体。作为单体(Aa2),可举出3-甲基-3-甲基丙烯酰基氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-丙烯酰基氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-丙烯酰基氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-甲基丙烯酰基氧基乙基氧杂环丁烷、3-甲基-3-丙烯酰基氧基乙基氧杂环丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯酰基氧基乙基氧杂环丁烷、3-乙基-3-丙烯酰基氧基乙基氧杂环丁烷等。
作为单体(Aa3),优选具有四氢呋喃基和(甲基)丙烯酰基氧基的单体。作为单体(Aa3),可举出丙烯酸四氢糠基酯(例如,Viscoat V#150,大阪有机化学工业(株)制)、甲基丙烯酸四氢糠基酯等。
作为结构单元(Aa),从树脂组合物的保存稳定性、得到的膜的耐化学药品性、耐热性及机械强度优异、以及可得到优异的平坦性方面考虑,优选为由单体(Aa1)衍生的结构单元,更优选为由单体(Aa1-2)衍生的结构单元,进一步优选为式(Aa-1)、式(Aa-2)表示的结构单元。
式(Aa-1)表示的结构单元可由式(I)表示的化合物衍生,式(Aa-2)表示的结构单元可由式(II)表示的化合物衍生。
[式(Aa-1)和式(Aa-2)中,Rb1和Rb2表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,该烷基中包含的氢原子可被羟基取代。
Xb1和Xb2相互独立地表示单键、*-Rb3-、*-Rb3-O-、*-Rb3-S-或*-Rb3-NH-。
Rb3表示碳原子数为1~6的烷烃二基。
*表示与O的键合位点。]
〔2〕结构单元(Ab)
结构单元(Ab)是由具有活性亚甲基或活性次甲基的不饱和化合物衍生的结构单元。所谓由具有活性亚甲基或活性次甲基的不饱和化合物衍生的结构单元,是指通过将该不饱和化合物聚合从而得到的共聚物中的来自该不饱和化合物的结构单元。该结构单元可通过将具有活性亚甲基或活性次甲基的不饱和化合物聚合而得到。或者,也可通过使具有活性亚甲基或活性次甲基的化合物(Ab”)与其他结构单元(Ab’)反应而得到。
用于衍生结构单元(Ab)的不饱和化合物由式(III)表示,作为具有活性次甲基的不饱和化合物,可举出式(IV)表示的化合物。
R11-X-R12-R13-CH2-R14 (III)
[式(III)和式(VI)中,R11表示氢原子或可含有杂原子的碳原子数为1~24的烃基。
R12表示单键或碳原子数为1~20的二价的烃基。
R13表示式(1-1)~式(1-3)中任一式表示的二价的基团。
R14表示式(1-4)~式(1-7)中任一式表示的基团。]
[R15为氢原子或可含有杂原子的碳原子数为1~24的烃基。X表示式(1-8)~式(1-10)中任一式表示的二价的基团。]
作为R11和R15,优选为可具有氧原子或氮原子的碳原子数为1~8的烷基、可具有氧原子或氮原子的碳原子数为3~10的环烷基、氢原子等。
R11和R15相互独立地优选为氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、己基、环己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、己基氧基、环己基氧基或式(1-11)~式(1-13)表示的基团,更优选为氢原子或甲基。
作为R12,优选为单键、碳原子数为1~20(优选碳原子数为1~4)的烷烃二基、碳原子数为3~10的环烷烃二基。R12优选为单键、亚甲基、亚乙基、丙烷二基、丁烷二基、己烷二基、环己烷二基、辛烷二基、癸烷二基、十二烷二基、下式表示的基团(*表示键合位点。),更优选为单键、亚甲基、亚乙基。
作为式(III)表示的化合物,具体而言,可举出以下的化合物等。
作为式(IV)表示的化合物,具体而言,可举出以下的化合物等。
式(III-1)~(III-7)、(III-16)、(IV-1)、(IV-2)及(IV-5)是R11为甲基的化合物,但也可同样地举出将R11替换成氢原子而成的化合物作为式(III)表示的化合物或式(IV)表示的化合物。
结构单元(Ab)优选为式(Ab-1)表示的结构单元。
[式(Ab-1)中,R3表示氢原子或甲基,R4表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。]
作为用于衍生式(Ab-1)表示的结构单元的化合物,可举出例如乙酰乙酸2-(甲基丙烯酰基氧基)乙酯〔式(III-1)表示的化合物〕。
〔3〕结构单元(Ac)
结构单元(Ac)是由属于由不饱和羧酸和不饱和羧酸酐组成的组的化合物衍生的结构单元。作为属于由不饱和羧酸和不饱和羧酸酐组成的组的化合物,例如可举出:
丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、邻乙烯基苯甲酸、间乙烯基苯甲酸、对乙烯基苯甲酸等不饱和单羧酸;
马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸、3-乙烯基邻苯二甲酸、4-乙烯基邻苯二甲酸、3,4,5,6-四氢邻苯二甲酸、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸、二甲基四氢邻苯二甲酸、1,4-环己烯二甲酸等不饱和二羧酸;
5-降冰片烯-2,3-二甲酸甲酯、5-羧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯等含有羧基的双环不饱和化合物;
马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐、3-乙烯基邻苯二甲酸酐、4-乙烯基邻苯二甲酸酐、3,4,5,6-四氢邻苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、二甲基四氢邻苯二甲酸酐、5,6-二羧基双环[2.2.1]庚-2-烯酐等不饱和二羧酸酐;
琥珀酸单〔2-(甲基)丙烯酰基氧基乙基〕酯、邻苯二甲酸单〔2-(甲基)丙烯酰基氧基乙基〕酯等二元以上的多元羧酸的不饱和单〔(甲基)丙烯酰基氧基烷基〕酯;
α-(羟基甲基)丙烯酸等在同一分子中含有羟基及羧基的不饱和丙烯酸酯等。
〔4〕结构单元(Ad)
作为用于衍生结构单元(Ad)的化合物,可举出例如下述化合物。
(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基环己酯、(甲基)丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯(本技术领域中,作为惯用名,被称为“(甲基)丙烯酸双环戊基酯(dicyclopentanyl(meth)acrylate)”。另外,有时称为“(甲基)丙烯酸三环癸基酯”。)、(甲基)丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烯-8-基酯(本技术领域中,作为惯用名,被称为“(甲基)丙烯酸双环戊烯基酯(dicyclopentenyl(meth)acrylate)”。)、(甲基)丙烯酸双环戊基氧基乙基酯(dicyclopentanyl oxyethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸炔丙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸酯;
(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯等含有羟基的(甲基)丙烯酸酯;
马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等二羧酸二酯;
双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2’-羟基乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羟基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(羟基甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(2’-羟基乙基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二甲氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二乙氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基-5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基甲基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-叔丁氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-环己基氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-苯氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-双(叔丁氧基羰基)双环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-双(环己基氧基羰基)双环[2.2.1]庚-2-烯等双环不饱和化合物;
N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺、3-马来酰亚胺基苯甲酸-N-琥珀酰亚胺酯、4-马来酰亚胺基丁酸-N-琥珀酰亚胺酯、6-马来酰亚胺基己酸-N-琥珀酰亚胺酯、3-马来酰亚胺基丙酸-N-琥珀酰亚胺酯、N-(9-吖啶基)马来酰亚胺等二羰基酰亚胺衍生物;
苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻乙烯基甲苯、间乙烯基甲苯、对乙烯基甲苯、对甲氧基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、1,3-丁二烯、异戊二烯及2,3-二甲基-1,3-丁二烯等。
这些中,从共聚反应性及耐热性方面考虑,优选苯乙烯、乙烯基甲苯、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺及N-苄基马来酰亚胺。
〔5〕各结构单元的比率
树脂(A)为以下的树脂[K1]或[K2]。
树脂[K1]:由结构单元(Aa)和结构单元(Ab)构成的共聚物;
树脂[K2]:由结构单元(Aa)、结构单元(Ab)和结构单元(Ad)构成的共聚物。
本发明的树脂组合物优选包含树脂[K1]。
树脂[K1]中,关于各结构单元的比率,相对于构成树脂[K1]的全部结构单元而言,
优选的是:结构单元(Aa)为5~95摩尔%,结构单元(Ab)为5~95摩尔%;
更优选的是:结构单元(Aa)为30~90摩尔%,结构单元(Ab)为10~70摩尔%。
构成树脂[K1]的结构单元的比率在上述的范围内时,从树脂组合物的保存稳定性、得到的膜的耐化学药品性、耐热性及机械强度优异、以及可得到优异的平坦性方面考虑是优选的。
树脂[K1]例如可参考文献“高分子合成的实验法”(大津隆行著,出版社:(株)化学同人,第1版第1次印刷,1972年3月1日发行)中记载的方法及该文献中记载的引用文献来制造。
具体而言,可举出下述方法:将结构单元(Aa)及结构单元(Ab)的规定量、聚合引发剂及溶剂等放入到反应容器中,例如,通过用氮气置换氧气,从而成为脱氧气氛,一边进行搅拌,一边进行加热及保温。需要说明的是,此处使用的聚合引发剂及溶剂等没有特别限制,可使用在本领域中通常使用的聚合引发剂及溶剂等。作为聚合引发剂,可举出例如偶氮化合物(2,2’-偶氮双异丁腈、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)等)、有机过氧化物(过氧化苯甲酰等),作为溶剂,只要是将各单体溶解的溶剂即可,可举出树脂组合物中可使用的后述的溶剂等。
对于得到的树脂而言,反应后的溶液可被直接使用,也可使用经浓缩或稀释的溶液,还可使用利用再沉淀等方法以固体(粉体)形态得到的物质。作为聚合溶剂,通过使用本发明的树脂组合物中所使用的溶剂,从而可将反应后的溶液直接用于制造树脂组合物,因此,可使树脂组合物的制造工序简单化。
树脂[K2]中,对于各结构单元的比率而言,在构成树脂[K2]的全部结构单元中,
优选的是:结构单元(Aa)为5~90摩尔%,结构单元(Ab)为5~90摩尔%,结构单元(Ad)为1~40摩尔%;
更优选的是:结构单元(Aa)为17~80摩尔%,结构单元(Ab)为17~80摩尔%,结构单元(Ad)为3~35摩尔%。
树脂[K2]的结构单元的比率在上述的范围内时,从树脂组合物的保存稳定性、得到的膜的耐化学药品性、耐热性及机械强度优异、以及可得到优异的平坦性方面考虑是优选的。树脂[K2]可利用与树脂[K1]同样的方法制造。
树脂(A)的按照聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)优选为3,000~100,000,更优选为5,000~50,000,进一步优选为5,000~20,000,特别优选为5,000~10,000。树脂(A)的重均分子量(Mw)在上述的范围内时,存在树脂组合物的涂布性变得良好的倾向。
树脂(A)的分散度[重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)]优选为1.1~6.0,更优选为1.2~4.0。分散度在上述的范围内时,存在得到的膜的耐化学药品性优异的倾向。
树脂(A)的酸值优选为0mg-KOH/g以上135mg-KOH/g以下,更优选为0mg-KOH/g以上50mg-KOH/g以下,进一步优选为0mg-KOH/g以上5mg-KOH/g以下,特别优选为0mg-KOH/g。
树脂(A)的酸值在上述的范围内时,存在得到的膜与基板的密合性优异的倾向。
本说明书中,上述的酸值是按固态成分换算的酸值,可利用下述步骤求出。
步骤:向树脂溶液1g中添加四氢呋喃[THF]70mL及蒸馏水10mL,进而滴加2~3滴酚酞溶液,搅拌均匀。用0.1N-NaOH水溶液对得到的树脂溶液进行滴定直至指示剂显色。将滴定所需要的0.1N-NaOH水溶液的量记为A(mL)。THF 70mL、蒸馏水10mL和酚酞溶液2~3滴的混合液也利用0.1N-NaOH水溶液同样地滴定,将该混合液的滴定所需要的0.1N-NaOH水溶液的量记为B(mL)。而后,利用下式算出树脂的酸值。
酸值(mg-KOH/g)=[(A-B)×5.6×(树脂溶液的树脂浓度(%))]/100
相对于本发明的树脂组合物的固态成分而言,树脂(A)的含有率优选为20~100质量%,更优选为25~100质量%,进一步优选为30~100质量%。
树脂(A)的含有率在上述的范围内时,存在得到的膜的耐热性优异、并且与基板的密合性及耐化学药品性优异的倾向。此处所谓树脂组合物的固态成分,是指从本发明的树脂组合物的总量中除去溶剂(E)的含量而得到的量。
<流平剂(B)>
作为流平剂(B),可举出有机硅系表面活性剂、氟系表面活性剂及具有氟原子的有机硅系表面活性剂等,优选氟系表面活性剂。它们可在侧链中具有聚合性基团。
作为有机硅系表面活性剂,可举出在分子内具有硅氧烷键的表面活性剂等。具体而言,可举出Toray Silicone DC3PA、Toray Silicone SH7PA、Toray Silicone DC11PA、Toray Silicone SH21PA、Toray Silicone SH28PA、Toray Silicone SH29PA、ToraySilicone SH30PA、Toray Silicone SH8400(商品名:Dow Corning Toray Co.,Ltd.制)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化学工业(株)制)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF4446、TSF4452及TSF4460(Momentive PerformanceMaterials Japan合同会社制)等。
作为上述的氟系表面活性剂,可举出在分子内具有氟碳链的表面活性剂等。具体而言,可举出Fluorad(注册商标)FC430、Fluorad FC431(Sumitomo 3M Ltd.制)、MEGAFAC(注册商标)F142D、MEGAFAC F171、MEGAFAC F172、MEGAFAC F173、MEGAFAC F177、MEGAFACF183、MEGAFAC F554、MEGAFAC R30、MEGAFAC RS-718-K(DIC(株)制)、EFTOP(注册商标)EF301、EFTOP EF303、EFTOP EF351、EFTOP EF352(Mitsubishi Materials ElectronicChemicals Co.,Ltd.制)、Surflon(注册商标)S381、Surflon S382、Surflon SC101、Surflon SC105(旭硝子(株)制)及E5844(Daikin Fine Chemical Kenkyusho,K.K.制)等。
作为上述的具有氟原子的有机硅系表面活性剂,可举出在分子内具有硅氧烷键及氟碳链的表面活性剂等。具体而言,可举出MEGAFAC(注册商标)R08、MEGAFAC BL20、MEGAFACF475、MEGAFAC F477及MEGAFAC F443(DIC(株)制)等。
相对于树脂组合物的总量而言,流平剂(B)的含有率优选为0.001质量%以上0.2质量%以下,更优选为0.002质量%以上0.1质量%以下,进一步优选为0.005质量%以上0.07质量%以下。流平剂(B)的含有率在上述的范围内时,可进一步提高膜的平坦性。
<聚合性化合物(C)>
聚合性化合物(C)为通过热或聚合引发剂(D)的作用而进行反应的单体,作为该单体,可举出例如具有烯键式不饱和键的化合物,优选可举出(甲基)丙烯酸系化合物,更优选可举出具有选自由丙烯酰基和甲基丙烯酰基组成的组中的至少1种基团的化合物。
作为具有1个(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系化合物,可举出(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸的苯氧基化聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸的烷氧基化聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯等。
作为具有2个(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系化合物,可举出1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、双酚A的双(丙烯酰氧基乙基)醚、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
作为具有3个以上(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系化合物,可举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物、己内酯改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三(2-羟基乙基)异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物、己内酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物、己内酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯与酸酐的反应物等。
作为聚合性化合物(C),优选具有3个以上(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系化合物,更优选二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
本发明的树脂组合物包含聚合性化合物(C)的情况下,关于其含量,相对于树脂(A)100质量份而言,优选为20~80质量份,更优选为25~70质量份。聚合性化合物(C)的含量在上述的范围内时,可使得到的膜的耐化学药品性及机械强度良好,并且能展现出平坦性。
<聚合引发剂(D)>
对于聚合引发剂(D)而言,只要是能通过光、热的作用而产生活性自由基、酸等从而引发聚合性化合物(C)的聚合的化合物即可,没有特别限制,可使用已知的聚合引发剂。作为聚合引发剂(D),优选为包含选自由O-酰基肟化合物、烷基苯酮(alkylphenone)化合物、三嗪化合物、酰基氧化膦化合物及联咪唑(biimidazole)化合物组成的组中的至少1种的聚合引发剂,更优选为包含O-酰基肟化合物的聚合引发剂。为这些聚合引发剂时,存在敏感度高、并且可见光区域中的透光率提高的倾向。
O-酰基肟化合物为具有式(D1)表示的部分结构的化合物。以下,*表示键合位点。
作为O-酰基肟化合物,可举出例如N-苯甲酰基氧基-1-(4-苯基硫基(sulfanyl)苯基)丁烷-1-酮-2-亚胺、N-苯甲酰基氧基-1-(4-苯基硫基苯基)辛烷-1-酮-2-亚胺、N-苯甲酰基氧基-1-(4-苯基硫基苯基)-3-环戊基丙烷-1-酮-2-亚胺、N-乙酰氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亚胺、N-乙酰氧基-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(3,3-二甲基-2,4-二氧杂环戊基甲基氧基)苯甲酰基}-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亚胺、N-乙酰氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-3-环戊基丙烷-1-亚胺、N-苯甲酰基氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-3-环戊基丙烷-1-酮-2-亚胺。可使用IRGACURE(注册商标)OXE01、OXE02(以上为BASF公司制)、N-1919((株)ADEKA制)等市售品。
烷基苯酮化合物为具有式(D2-1)表示的部分结构或式(D2-2)表示的部分结构的化合物。这些部分结构中,苯环可以具有取代基。
作为具有式(D2-1)表示的部分结构的化合物,可举出例如2-甲基-2-吗啉代(morpholino)-1-(4-甲基硫基苯基)丙烷-1-酮、2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-2-苄基丁烷-1-酮、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基(morpholinyl))苯基]丁烷-1-酮。可使用IRGACURE(注册商标)369、907及379(以上为BASF公司制)等市售品。另外,可使用日本特表2002-544205号公报中记载的具有可发生链转移的基团的聚合引发剂。作为具有式(D2-2)表示的部分结构的化合物,可举出例如2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-〔4-(2-羟基乙氧基)苯基〕丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-(4-异丙烯基苯基)丙烷-1-酮的低聚物、α,α-二乙氧基苯乙酮、苯偶酰二甲基缩酮。从敏感度方面考虑,作为烷基苯酮化合物,优选具有式(D2-1)表示的部分结构的化合物。
作为三嗪化合物,可举出例如2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(呋喃-2-基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-〔2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基〕-1,3,5-三嗪。
作为酰基氧化膦化合物,可举出2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等。可使用IRGACURE 819(BASF Japan(株)制)等市售品。
作为联咪唑化合物,可举出例如2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑(参见日本特开平6-75372号公报、日本特开平6-75373号公报等。)、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(烷氧基苯基)联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(二烷氧基苯基)联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(三烷氧基苯基)联咪唑(参见日本特公昭48-38403号公报、日本特开昭62-174204号公报等。)、4,4’,5,5’-位的苯基被烷氧基羰基(carboalkoxy,日文:カルボアルコキシ)取代而成的联咪唑化合物(参见日本特开平7-10913号公报等)。
此外,作为聚合引发剂(D),可举出苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚等苯偶姻化合物;二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、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(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等二苯甲酮化合物;9,10-菲醌、2-乙基蒽醌、樟脑醌等醌化合物;10-丁基-2-氯吖啶酮、苯偶酰、苯甲酰甲酸甲酯、二茂钛化合物等。它们可与后述的聚合引发助剂(H)(尤其是胺)组合使用。
另外,产酸剂也可作为聚合引发剂(D)使用。作为产酸剂,可举出例如4-羟基苯基二甲基锍对甲苯磺酸盐、4-羟基苯基二甲基锍六氟锑酸盐、4-乙酰氧基苯基二甲基锍对甲苯磺酸盐、4-乙酰氧基苯基·甲基·苄基锍六氟锑酸盐、三苯基锍对甲苯磺酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐、二苯基碘鎓对甲苯磺酸盐、二苯基碘鎓六氟锑酸盐等鎓盐、甲苯磺酸硝基苄酯、苯偶姻甲苯磺酸酯(benzointosylate)。
本发明的树脂组合物包含聚合引发剂(D)的情况下,关于其含量,相对于树脂(A)与聚合性化合物(C)的总含量100质量份而言,优选为0.01~30质量份,更优选为0.02~15质量份,进一步优选为0.03~8质量%。聚合引发剂(D)的含量在上述的范围内时,存在得到的图案的可见光透过率高的倾向。
<聚合引发助剂(H)>
聚合引发助剂(H)与聚合引发剂(D)一同使用,是为了促进由聚合引发剂(D)引发了聚合的聚合性化合物(C)的聚合而使用的化合物或敏化剂。
作为聚合引发助剂(H),可举出噻唑啉化合物、胺化合物、烷氧基蒽化合物、噻吨酮化合物、羧酸化合物等。
作为噻唑啉化合物,可举出式(H1-1)~式(H1-3)表示的化合物、日本特开2008-65319号公报记载的化合物等。
作为胺化合物,可举出三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、苯甲酸2-二甲基氨基乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮(通称米蚩酮(Michler’s ketone))、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(乙基甲基氨基)二苯甲酮等,其中,优选4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮。可使用EAB-F(保土谷化学工业(株)制)等市售品。
作为烷氧基蒽化合物,可举出9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丁氧基蒽、2-乙基-9,10-二丁氧基蒽等。
作为噻吨酮化合物,可举出2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮等。
作为羧酸化合物,可举出苯基硫基乙酸、甲基苯基硫基乙酸、乙基苯基硫基乙酸、甲基乙基苯基硫基乙酸、二甲基苯基硫基乙酸、甲氧基苯基硫基乙酸、二甲氧基苯基硫基乙酸、氯苯基硫基乙酸、二氯苯基硫基乙酸、N-苯基甘氨酸、苯氧基乙酸、萘基硫基乙酸、N-萘基甘氨酸、萘氧基乙酸等。
本发明的树脂组合物包含聚合引发助剂(H)的情况下,关于其含量,相对于树脂(A)与聚合性化合物(C)的总含量100质量份而言,优选为0.1~30质量份,更优选为0.2~10质量份。聚合引发助剂(H)的量在上述的范围内时,存在在形成图案时敏感度进一步提高的倾向。
<抗氧化剂(F)>
作为抗氧化剂(F),可举出酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、胺系抗氧化剂。其中,从得到的膜的着色少这方面考虑,优选酚系抗氧化剂。
作为酚系抗氧化剂,可举出例如丙烯酸2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酯、丙烯酸2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯酯、3,9-双[2-{3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰基氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、2,2’-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、4,4’-丁叉(butylidene)双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4,4’-硫代双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)、2,2’-硫代双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、3,3’,3”,5,5’,5”-六叔丁基-a,a’,a”-(1,3,5-三甲基苯-2,4,6-三基)三对甲酚、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚及6-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1,3,2]二噁磷杂庚英(dioxaphosphepin)。作为上述酚系抗氧化剂,可使用市售品。作为市售的酚系抗氧化剂,可举出例如Sumilizer(注册商标)BHT、GM、GS、GP(以上均为住友化学(株)制)、IRGANOX(注册商标)1010、1076、1330、3114(以上均为BASF公司制)。
作为硫系抗氧化剂,可举出例如3,3’-硫代二丙酸二月桂酯、3,3’-硫代二丙酸二肉豆蔻基酯、3,3’-硫代二丙酸二硬脂基酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)(pentaerythrityl tetrakis(3-laurylthiopropionate))。作为上述硫系抗氧化剂,可使用市售品。作为市售的硫系抗氧化剂,可举出例如Sumilizer(注册商标)TPL-R、TP-D(以上均为住友化学(株)制)。
作为磷系抗氧化剂,可举出例如亚磷酸三辛酯、亚磷酸三月桂基酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、1,1,3-三(2-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丁烷二亚磷酸四(十三烷基)酯。作为上述磷系抗氧化剂,可使用市售品。作为市售的磷系抗氧化剂,可举出例如IRGAFOS(注册商标)168、12、38(以上均为BASF公司制)、Adekastab 329K、Adekastab PEP36(以上均为(株)ADEKA制)。
作为胺系抗氧化剂,可举出例如N,N’-二仲丁基对苯二胺、N,N’-二异丙基对苯二胺、N,N’-二环己基对苯二胺、N,N’-二苯基对苯二胺、N,N’-双(2-萘基)对苯二胺。作为上述胺系抗氧化剂,可使用市售品。作为市售的胺系抗氧化剂,可举出例如Sumilizer(注册商标)BPA、BPA-M1、4ML(以上均为住友化学(株)制)。
本发明的树脂组合物包含抗氧化剂(F)时,关于其含量,相对于树脂(A)与聚合性化合物(C)的总含量100质量份而言,优选为0.1质量份以上5质量份以下,更优选为0.5质量份以上3质量份以下。抗氧化剂(F)的含量在上述的范围内时,存在得到的膜的耐热性及铅笔硬度优异的倾向。
<多元羧酸(G1)>
多元羧酸(G1)为选自由多元羧酸酐和多元羧酸组成的组中的至少1种化合物。所谓多元羧酸,是指具有2个以上羧基的化合物,所谓多元羧酸酐,是指多元羧酸的酐。多元羧酸(G1)的分子量优选为3000以下,更优选为1000以下。
作为上述的多元羧酸酐,可举出例如马来酸酐、琥珀酸酐、戊二酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐、2-十二烷基琥珀酸酐、2-(2-辛-3-烯基)琥珀酸酐、2-(2,4,6-三甲基壬-3-烯基)琥珀酸酐、丙三羧酸酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐等链状多元羧酸酐;3,4,5,6-四氢邻苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、二甲基四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、4-甲基六氢邻苯二甲酸酐、降冰片烯二羧酸酐、甲基双环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸酐、双环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸酐、双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酸酐、甲基双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酸酐、环戊烷四羧酸二酐等脂环式多元羧酸酐;邻苯二甲酸酐、3-乙烯基邻苯二甲酸酐、4-乙烯基邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、偏苯三甲酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、乙二醇双(偏苯三甲酸酐)酯(ethylene glycol bis(anhydro-trimellitate))、甘油三(偏苯三甲酸酐)酯、甘油双(偏苯三甲酸酐)单乙酸酯(glycerin bis(anhydro-trimellitate)monoacetate)、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮等芳香族多元羧酸酐。
也可使用ADEKA HARDENER(注册商标)-EH-700(商品名(在下文中也同样),(株)ADEKA制)、RIKACID(注册商标)-HH、RIKACID BT-W、RIKACID-TH、RIKACID-MH、RIKACID MH-700(新日本理化(株)制)、Epikinia(エピキニア)126、Epikinia YH-306、Epikinia DX-126(Yuka Shell Epoxy K.K.制)等市售品。
作为上述的多元羧酸,可举出形成链状多元羧酸酐的链状多元羧酸(例如草酸、丙二酸、己二酸、癸二酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸等);形成脂环式多元羧酸酐的脂环式多元羧酸(例如环己烷二甲酸);形成芳香族多元羧酸酐的芳香族多元羧酸(例如间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,4,5,8-萘四甲酸等)。
其中,从得到的膜的耐热性优异、尤其是可见光区域中的透明性不易下降方面考虑,优选链状多元羧酸酐、脂环式多元羧酸酐,更优选脂环式多元羧酸酐。
本发明的树脂组合物包含多元羧酸(G1)的情况下,关于其含量,相对于树脂(A)与聚合性化合物(C)的总含量100质量份而言,优选为1~30质量份,更优选为2~20质量份,进一步优选为2~15质量份。多元羧酸(G1)的含量在上述的范围内时,得到的膜的耐热性及密合性优异。
<咪唑化合物(G2)>
对于咪唑化合物(G2)而言,只要是具有咪唑骨架的化合物即可,没有特别限制,可举出例如作为环氧固化剂而为人所知的化合物。其中,优选式(G2-1)表示的化合物。
[式(2)中,R31表示碳原子数为1~20的烷基、苯基、苄基或碳原子数为2~5的氰基烷基。
R32~R34相互独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数为1~20的烷基、苯基、硝基或碳原子数为1~20的酰基,该烷基及该苯基中包含的氢原子可被羟基取代。]
作为碳原子数为1~20的烷基,可举出例如甲基、乙基、丙基、异丁基、丁基、叔丁基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十七烷基、十一烷基。
作为碳原子数为2~5的氰基烷基,可举出例如氰基甲基、氰基乙基、氰基丙基、氰基丁基、氰基戊基。
作为卤素原子,可举出例如氟原子、氯原子、溴原子。
作为碳原子数为1~20的酰基,可举出例如甲酰基、乙酰基、丙酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、特戊酰基、月桂酰基、肉豆蔻酰基、硬脂酰基。
作为咪唑化合物(G2),可举出例如1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-羟基甲基咪唑、2-甲基-4-羟基甲基咪唑、5-羟基甲基-4-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、4-羟基甲基-2-苯基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-2-羟基甲基咪唑、1-苄基-4-甲基咪唑、1-苄基-4-苯基咪唑、1-苄基-5-羟基甲基咪唑、2-(对羟基苯基)咪唑、1-氰基甲基-2-甲基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-羟基甲基咪唑、2,4-二苯基咪唑、1-氰基甲基-2-十一烷基咪唑、1-氰基甲基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基甲基-2-苯基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑。其中,优选1-苄基-4-苯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑。
本发明的树脂组合物包含咪唑化合物(G2)的情况下,关于其含量,相对于树脂(A)与聚合性化合物(C)的总含量100质量份而言,优选为0.1质量份以上25质量份以下,更优选为0.2质量份以上15质量份以下,进一步优选为0.5质量份以上5质量份以下。咪唑化合物(G2)的含量在上述的范围内时,存在得到的膜在可见光区域中的透明性优异的倾向。
<溶剂(E)>
本发明的树脂组合物含有溶剂(E)。作为溶剂(E),可举出在树脂组合物的领域中使用的各种有机溶剂,作为其具体例,可举出乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚及乙二醇单丁基醚这样的乙二醇单烷基醚;
二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁基醚等二乙二醇二烷基醚;
甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯等乙二醇烷基醚乙酸酯;
丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丙基醚乙酸酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸甲氧基戊酯等亚烷基二醇烷基醚乙酸酯;
丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚等丙二醇单烷基醚;
丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、丙二醇乙基甲基醚、丙二醇二丙基醚、丙二醇丙基甲基醚、丙二醇乙基丙基醚等丙二醇二烷基醚;
丙二醇甲基醚丙酸酯、丙二醇乙基醚丙酸酯、丙二醇丙基醚丙酸酯、丙二醇丁基醚丙酸酯等丙二醇烷基醚丙酸酯;
甲氧基丁醇、乙氧基丁醇、丙氧基丁醇、丁氧基丁醇等丁二醇单烷基醚;
乙酸甲氧基丁酯、乙酸乙氧基丁酯、乙酸丙氧基丁酯、乙酸丁氧基丁酯等丁二醇单烷基醚乙酸酯;
丙酸甲氧基丁酯、丙酸乙氧基丁酯、丙酸丙氧基丁酯、丙酸丁氧基丁酯等丁二醇单烷基醚丙酸酯;
二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚、二丙二醇甲基乙基醚等二丙二醇二烷基醚;
苯、甲苯、二甲苯、1,3,5-三甲基苯等芳香族烃;
甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮;
乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、甘油等醇;
乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸丙酯、3-羟基丙酸丁酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯、3-丁氧基丙酸丁酯等酯;
四氢呋喃、吡喃等环状醚;
γ-丁内酯等环状酯等。
上述的溶剂中,从涂布性、干燥性方面考虑,优选可举出上述溶剂中的沸点为100~200℃的有机溶剂。作为沸点为100~200℃的有机溶剂,具体而言,可举出亚烷基二醇烷基醚乙酸酯、甲氧基丁醇及乙氧基丁醇等醇、环己酮等酮、3-乙氧基丙酸乙酯及3-甲氧基丙酸甲酯等酯,进一步优选可举出丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、环己酮、甲氧基丁醇、乙酸甲氧基丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯及3-甲氧基丙酸甲酯。这些溶剂(E)可分别单独使用,或者也可混合2种以上而使用。
关于本发明的树脂组合物中的溶剂(E)的含有率,相对于树脂组合物的总量而言,优选为60~95质量%,更优选为70~95质量%。换言之,本发明的树脂组合物的固态成分优选为5~40质量%,更优选为5~30质量%。溶剂(E)的含有率在上述的范围内时,存在涂布树脂组合物而得到的膜的平坦性高的倾向。
<其他成分>
根据需要,本发明的树脂组合物中可含有填充剂、其他的高分子化合物、热自由基产生剂、紫外线吸收剂、链转移剂、密合促进剂等在本技术领域中已知的添加剂。
作为填充剂,可举出玻璃、二氧化硅、氧化铝等。
作为其他的高分子化合物,可举出马来酰亚胺树脂等热固性树脂、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、聚丙烯酸氟烷基酯、聚酯、聚氨酯等热塑性树脂等。
作为热自由基产生剂,可举出2,2’-偶氮双(2-甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)等。
作为紫外线吸收剂,可举出2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基二苯甲酮等。
作为链转移剂,可举出十二烷硫醇、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯等。
作为密合促进剂,可举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-硫基丙基三甲氧基硅烷(3-sulfanylpropyltrimethoxysilane)、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷等。
另外,将本发明的树脂组合物填充至光程长为1cm的石英吸收池中,使用分光光度计,在测定波长为400~700nm的条件下测定透光率时,其平均透光率优选为70%以上,更优选为80%以上。
使用本发明的树脂组合物形成膜时,膜的平均透光率优选为90%以上,更优选为95%以上。该平均透光率为针对加热固化(100~250℃,5分钟~3小时)后的厚度为2μm的膜、使用分光光度计在测定波长为400~700nm的条件下进行测定时的平均值。由此,可提供可见光区域内的透明性优异的膜。
<树脂组合物的制造方法>
本发明的树脂组合物可通过利用已知的方法将树脂(A)、流平剂(B)及溶剂(E)、以及根据需要而使用的聚合性化合物(C)、聚合引发剂(D)、聚合引发助剂(H)、抗氧化剂(F)、固化剂(G)及其他成分混合而制造。混合后,优选用孔径为0.05~1.0μm左右的过滤器进行过滤。
<液晶显示装置用膜的制造方法>
以下,有时将本发明的液晶显示装置用膜称为“本发明的膜”或“膜”。本发明的膜可通过将本发明的树脂组合物涂布于基板上、干燥后进行加热而制造。更具体而言,本发明的膜的制造方法包括以下的工序(1)~(3)。
工序(1):将本发明的树脂组合物涂布于基板的工序,
工序(2):对涂布后的树脂组合物进行减压干燥及/或加热干燥从而形成组合物层的工序,
工序(3):对组合物层进行加热的工序。
本发明的树脂组合物包含聚合性化合物(C)和聚合引发剂(D)的情况下,可通过进行下述的工序而制造固化膜。
工序(1):将本发明的树脂组合物涂布于基板的工序,
工序(2):对涂布后的树脂组合物进行减压干燥及/或加热干燥从而形成树脂组合物层的工序,
工序(2a):将树脂组合物层曝光的工序,
工序(2b):将曝光后的树脂组合物层显影的工序,
工序(3a):将显影后的树脂组合物层加热的工序。
工序(1)为将本发明的树脂组合物涂布于基板的工序。作为基板,可举出玻璃、金属、塑料等,可在基板上形成滤色片(color filter)、绝缘膜、导电膜及/或驱动电路等。在基板上的涂布优选使用旋涂机、狭缝旋转涂布机、狭缝涂布机、喷墨式涂布机、辊涂机、浸涂机等涂布装置进行。对于本发明的树脂组合物而言,要在形成有滤色片、绝缘膜、导电膜等的基板上形成的情况下,将本发明的树脂组合物涂布于滤色片、绝缘膜、导电膜等上。
工序(2)为对涂布后的树脂组合物进行减压干燥及/或加热干燥从而形成树脂组合物层的工序。通过进行该工序,将树脂组合物中的溶剂等挥发成分除去。减压干燥优选在50~150Pa的压力下、在20~25℃的温度范围内进行。在减压干燥之前或之后,可进行加热干燥(预烘烤)。加热干燥通常使用烘箱、加热板等加热装置进行。加热干燥的温度优选为30~120℃,更优选为50~110℃。另外,加热时间优选为10秒~60分钟,更优选为30秒~30分钟。
工序(3)为对树脂组合物层进行加热的工序(后烘烤)。加热通常使用烘箱、加热板等加热装置进行。加热温度优选为130~270℃,更优选为150~260℃,进一步优选为200~250℃。加热温度为200~250℃时,可防止不需要的溶剂在膜中残留。加热时间优选为1~120分钟,更优选为10~60分钟。
工序(2a)为将通过工序(2)而形成的树脂组合物层曝光的工序。作为可用于曝光的光源,优选产生250~450nm的波长的光的光源。例如,可以针对低于350nm的光而使用能阻断该波长区域的滤光器进行阻断,或者,针对436nm附近、408nm附近、365nm附近的光而使用能将这些波长区域提取出来的带通滤波器(band passfilter)选择性地进行提取。作为光源,可举出汞灯、发光二极管、金属卤化物灯、卤素灯等。
工序(2b)为将曝光后的树脂组合物层显影的工序。通过使曝光后的树脂组合物层与显影液接触而将其显影,使得树脂组合物层的未曝光部溶解于显影液中而被除去,在基板上形成具有图案的树脂组合物层。作为显影液,优选氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、四甲基氢氧化铵等碱性化合物的水溶液。这些碱性化合物在水溶液中的浓度优选为0.01~10质量%,更优选为0.03~5质量%。此外,显影液可包含表面活性剂。显影方法可以是旋覆浸没(puddle)法、浸渍法及喷雾法等中的任何。此外,在显影时,可使基板以任意的角度倾斜。优选在显影后进行水洗。
工序(3a)为对显影后的树脂组合物层进行加热的工序。通过与上述工序(3)同样地进行加热,从而使具有图案的组合物层固化,在基板上形成具有图案的膜。
按照上述方式得到的膜的表面的平坦性优异,因此,例如作为液晶显示装置、有机EL显示装置、电子纸中使用的滤色片基板、触摸面板的保护膜、外涂层是有用的。由此,可制造具有高品质的膜的显示装置。即使对于在表面具有着色图案的凹凸的滤色片基板而言,也可通过由本发明的树脂组合物形成外涂层,从而提高表面的平坦性。由本发明的树脂组合物形成的外涂层的膜厚(被涂布面具有凹凸的情况下,是从凸部的表面开始起算的膜厚)优选为0.5μm以上5μm以下,更优选为0.5μm以上3μm以下。被涂布面具有凹凸的情况下,由本发明的树脂组合物形成的外涂层的膜厚优选为被涂布面的凹凸的高低差的30%以上。由本发明的树脂组合物得到的外涂层即使具有薄的膜厚,也能提高表面的平坦性。通过使用本发明的树脂组合物形成外涂层,从而可使外涂层的表面的凹凸的高低差为被涂布面的凹凸的高低差的50%以下。
[共聚物]
本发明的共聚物为包含结构单元(Aa)和结构单元(Ab)、并且不包含结构单元(Ac)的树脂(A),作为结构单元(Aa),包含上述式(Aa-1)或上述式(Aa-2)表示的结构单元。本发明的共聚物作为彩色抗蚀剂(color resist)的外涂层等液晶显示装置用树脂组合物的材料是有用的。本发明的共聚物的结构单元(Aa)可以为上述式(Aa-1)或上述式(Aa-2)表示的结构单元。
[实施例]
以下,通过实施例来更详细地说明本发明。只要没有特别记载,实施例中的“%”及“份”是质量%及质量份。
[实施例1~5及比较例1]
<树脂组合物的制备>
以表1所示的比例将树脂(A)、聚合性化合物(C)、聚合引发剂(D)、固化剂(G)、及流平剂(B)混合,以固态成分浓度成为表1所示的浓度的方式混合作为溶剂(E)的丙二醇单甲基醚乙酸酯,得到各树脂组合物。表1中,各成分的份数表示按固态成分换算的质量份。
[表1]
表1中的各成分如下所述。
树脂(a1):通过合成例1得到的树脂,
树脂(a2):通过合成例2得到的树脂,
聚合性化合物(c1):二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD(注册商标)DPHA;日本化药(株)制),
聚合性化合物(c2):乙二醇改性二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD(注册商标)DP-3060;日本化药(株)制),
聚合引发剂(d1):N-苯甲酰基氧基-1-(4-苯基硫基苯基)辛烷-1-酮-2-亚胺(IRGACURE(注册商标)OXE01;BASF(株)制),
多元羧酸(g1):1,2,3,4-丁烷四羧酸(RIKACID(注册商标)BT-W;新日本理化(株)制),
流平剂(b1):MEGAFAC(注册商标)F554;DIC(株)制)。
(合成例1:树脂(a1))
向具有回流冷凝管、滴液漏斗及搅拌机的烧瓶内充分流入氮气,成为氮气气氛,放入二乙二醇乙基甲基醚260份,一边搅拌一边加热至85℃。接下来,经4小时将式(III-1)表示的化合物77份、和式(I-1)表示的化合物与式(II-1)表示的化合物的混合物(混合物中的两种化合物的摩尔比为50:50)278份、及二乙二醇乙基甲基醚155份的混合液滴加至已保温为85℃的烧瓶内。
另一方面,经5小时向烧瓶内滴加将聚合引发剂2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)23份溶解于二乙二醇乙基甲基醚208份中而得到的溶液。聚合引发剂溶液的滴加结束后,于85℃保持3小时,然后冷却至室温,得到B型粘度(23℃)为28mPas、固态成分为35.7%的共聚物(树脂(a1))的溶液。得到的树脂(a1)的重均分子量(Mw)为6.3×103,分散度(Mw/Mn)为1.80,按固态成分换算的酸值为0mg-KOH/g。树脂(a1)具有下述的结构单元。
利用GPC法,在以下的条件下对得到的树脂的重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)进行测定。
装置:HLC-8120GPC(Tosoh(株)制)
柱:TSK-GELG2000HXL
柱温:40℃
溶剂:THF(四氢呋喃)
流速:1.0mL/min
待测液固态成分浓度:0.001~0.01质量%
进样量:50μL
检测器:RI
校正用标准物质:TSK STANDARD POLYSTYRENE(标准聚苯乙烯)F-40、F-4、F-288、A-2500、A-500(Tosoh(株)制)
将通过上述方式得到的按照聚苯乙烯换算的重均分子量与数均分子量之比(Mw/Mn)作为分散度。
(合成例2:树脂(a2))
向具有回流冷凝管、滴液漏斗及搅拌机的烧瓶内充分流入氮气,成为氮气气氛,放入二乙二醇乙基甲基醚140份,一边搅拌一边加热至70℃。接下来,制备将甲基丙烯酸40份、和式(I-1)表示的单体与式(II-1)表示的单体的混合物(混合物中的两种单体的摩尔比为50:50)360份溶解于二乙二醇乙基甲基醚190份中而得到的溶液,使用滴加泵,经4小时将该溶液滴加至已保温为70℃的烧瓶内。
另一方面,用其他滴加泵,经5小时向烧瓶内滴加将聚合引发剂2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)30份溶解于二乙二醇乙基甲基醚240份中而得到的溶液。聚合引发剂溶液的滴加结束后,于70℃保持4小时,然后冷却至室温,得到固态成分为42%的共聚物(树脂(a2))的溶液。得到的树脂(a2)的重均分子量(Mw)为7800,分散度(Mw/Mn)为2.0,按固态成分换算的酸值为61mg-KOH/g。树脂(a2)具有下述的结构单元。
(合成例3:树脂(a3))
在合成例1中使用式(III-1)表示的化合物136份、和式(I-1)表示的化合物与式(II-1)表示的化合物的混合物(混合物中的两种化合物的摩尔比为50:50)218份,除此以外,利用与合成例1相同的方法进行反应,由此,得到固态成分为26.2重量%、重均分子量Mw为7750、分散度为1.80的树脂(a3)。树脂(a3)的按固态成分换算的酸值为0mg-KOH/g。
(合成例4:树脂(a4))
在合成例1中使用式(III-1)表示的化合物177份、和式(I-1)表示的化合物与式(II-1)表示的化合物的混合物(混合物中的两种化合物的摩尔比为50:50)177份,除此以外,利用与合成例1相同的方法进行反应,由此,得到固态成分为24.6重量%、重均分子量Mw为7960、分散度为1.80的树脂(a4)。树脂(a4)的按固态成分换算的酸值为0mg-KOH/g。
<评价用基板的制作>
将2英寸见方的玻璃基板(EAGLE XG;Corning公司制)依次用中性洗涤剂、水及异丙醇洗涤,然后使其干燥。以进行后烘烤后的膜厚成为2.0μm的方式,在该基板上旋涂市售的感光性树脂组合物(商品名:DyBright(ダイブライト)(注册商标))。接下来,在洁净烘箱中,于100℃进行3分钟预烘烤,形成组合物层。放冷后,使基板上的组合物层与石英玻璃制光掩模的间隔为100μm,使用曝光机(TME-150RSK;TOPCON CORPORATION(株)制,光源:超高压汞灯),在大气气氛下,以100mJ/cm2的曝光量(以365nm为基准)进行光照射。需要说明的是,使来自超高压汞灯的放射光通过光学过滤器(optical filter)(UV-31;Asahi TechnoGlass(株)制)而进行该光照射。另外,作为光掩模,使用了用于形成线宽为20μm的1:1线与间隔图案(line-and-space pattern)的光掩模。用包含非离子系表面活性剂0.12%和氢氧化钾0.04%的水系显影液,于23℃将光照射后的组合物层浸渍60秒从而进行显影,进行水洗后,在烘箱中于230℃进行15分钟后烘烤,制作以20μm的线宽形成有线与间隔的图案(线和间隔分别有10条)的评价用基板。
<膜的制作(条件1)>
在后烘烤后的膜厚(从评价用基板的线图案表面起算的膜厚)成为1.0μm这样的条件下,利用旋涂方式将实施例1~3、6~7及比较例1的各树脂组合物涂布于上述评价用基板。然后,用减压干燥机(VCD Microtech(株)制),在旋转泵转速为1000rpm、增压泵转速为700rpm、常温25℃的条件下进行减压干燥,直至减压度达到66Pa,在加热板上,于100℃的温度进行3分钟预烘烤。放冷后,于230℃的温度进行30分钟后烘烤,由此形成膜。使用接触式膜厚测定装置(DEKTAK6M;ULVAC公司制),在测定宽度为500μm、测定速度为10秒的条件下,测定评价用基板上的膜的膜厚,得到膜的表面形状的曲线(profile)。
另外,由该曲线算出膜的膜厚的平均值,结果,从评价用基板的线图案表面起算的膜厚的平均值为1.0μm。
<膜的制作(条件2)>
在后烘烤后的膜厚(从评价用基板的线图案表面起算的膜厚)成为1.0μm这样的条件下,利用旋涂方式将实施例4、5的各树脂组合物涂布于上述评价用基板。然后,用减压干燥机(VCD Microtech(株)制),在旋转泵转速为1000rpm、增压泵转速为700rpm、常温25℃的条件下进行减压干燥,直至减压度达到66Pa,在加热板上,于100℃的温度进行3分钟预烘烤。放冷后,使用曝光机(TME-150RSK;TOPCON CORPORATION(株)制,光源:超高压汞灯),在大气气氛下,以25mJ/cm2的曝光量(以365nm为基准)进行光照射。用包含非离子系表面活性剂0.12%和氢氧化钾0.04%的水系显影液,于23℃将光照射后的树脂组合物层浸渍60秒从而进行显影,进行水洗后,在烘箱中于230℃进行15分钟后烘烤,由此形成膜。使用接触式膜厚测定装置(DEKTAK6M;ULVAC公司制),在测定宽度为500μm、测定速度为10秒的条件下,测定评价用基板上的膜的膜厚,得到膜的表面形状的曲线。
由该曲线算出膜的膜厚的平均值,结果,从评价用基板的线图案表面起算的膜厚的平均值为1.0μm。
<平坦性评价>
对于在上述评价用基板上形成的膜,使用触针式膜厚计(商品名:DEKTAK3;日本真空(株)制),测定在评价用基板的线与间隔图案上形成的膜的表面曲线。如图1中示出的截面示意图那样,测定基板1上的线与间隔图案2(间隔2a、线2b)与膜3层叠的状态下的最大膜厚与最小膜厚的差Δ(μm),对平坦性进行评价。表1中示出测定结果。差Δ的值越小,则形成了越平坦的膜。
通过本发明的树脂组合物,即使在具有高低差的基底或基板上也能形成平坦的膜。由该树脂组合物得到的膜的平坦性优异,因此,可合适地用于显示装置等。
Claims (6)
1.液晶显示装置用树脂组合物,其包含树脂(A)、溶剂、及流平剂,其中,
所述树脂(A)为包含具有碳原子数为2~4的环状醚结构的结构单元(Aa)和具有活性亚甲基或活性次甲基的结构单元(Ab)、并且不包含来自属于由不饱和羧酸和不饱和羧酸酐组成的组的化合物的结构单元(Ac)的共聚物,
作为所述结构单元(Aa),包含式(Aa-1)或式(Aa-2)表示的结构单元,
式(Aa-1)和式(Aa-2)中,Rb1和Rb2表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,所述烷基中包含的氢原子可被羟基取代,
Xb1和Xb2表示单键、*-Rb3-、*-Rb3-O-、*-Rb3-S-或*-Rb3-NH-,
Rb3表示碳原子数为1~6的烷烃二基,
*表示与O的键合位点;
所述结构单元(Ab)包含式(Ab-1)表示的结构单元,
式(Ab-1)中,R3表示氢原子或甲基,R4表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置用树脂组合物,其中,所述树脂(A)的酸值为0mg-KOH/g~5mg-KOH/g。
3.如权利要求1或2所述的液晶显示装置用树脂组合物,其中,所述树脂(A)为由具有碳原子数为2~4的环状醚结构的结构单元(Aa)、和具有活性亚甲基或活性次甲基的结构单元(Ab)构成的共聚物。
4.如权利要求1或2所述的液晶显示装置用树脂组合物,其中,流平剂为氟系表面活性剂。
5.液晶显示装置用膜,其是由权利要求1或2所述的液晶显示装置用树脂组合物形成的。
6.共聚物,其包含具有碳原子数为2~4的环状醚结构的结构单元(Aa)和具有活性亚甲基或活性次甲基的结构单元(Ab),并且不包含来自属于由不饱和羧酸和不饱和羧酸酐组成的组的化合物的结构单元(Ac),
所述结构单元(Aa)包含式(Aa-1)或式(Aa-2)表示的结构单元,
式(Aa-1)和式(Aa-2)中,Rb1和Rb2表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,所述烷基中包含的氢原子可被羟基取代,
Xb1和Xb2表示单键、*-Rb3-、*-Rb3-O-、*-Rb3-S-或*-Rb3-NH-,
Rb3表示碳原子数为1~6的烷烃二基,
*表示与O的键合位点;
所述结构单元(Ab)包含式(Ab-1)表示的结构单元,
式(Ab-1)中,R3表示氢原子或甲基,R4表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。
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