CN115480449A - 固化性组合物、固化物、及固化物的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固化性组合物、固化物、及固化物的制造方法。提供能够形成具有高的折射率且反射率的上升被抑制的固化物的固化性组合物、该固化性组合物的固化物、和使用上述固化性组合物的固化物的制造方法。本发明涉及的固化性组合物包含光聚合性单体(A)、金属氧化物纳米粒子(B)、和光聚合引发剂(C),上述光聚合性单体(A)包含下述式(a1)表示的化合物。式中,R1及R2各自独立地表示单键或亚烷基,R3表示烷基、烯基、烷氧基、或羟基,n表示0或1。

Description

固化性组合物、固化物、及固化物的制造方法
技术领域
本发明涉及固化性组合物、该固化性组合物的固化物、和使用上述固化性组合物的固化物的制造方法。
背景技术
一直以来,在光学部件的形成中使用高折射率材料。作为高折射率材料,例如,使用了将氧化钛、氧化锆等金属氧化物粒子分散于有机成分中而得到的组合物。
作为用于形成这样的高折射率材料的组合物,提出了含有特定粒径的金属氧化物(A)、(甲基)丙烯酸酯(B)、和光聚合引发剂(C)的能量射线固化性组合物(参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-214465号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,就专利文献1中记载的这种以往的使固化性组合物固化而得到的高折射率材料而言,反射率容易变高,用于显示器等时,目视辨认性容易降低。
本发明是鉴于上述的课题而做出的,其目的在于提供能够形成具有高的折射率且反射率的上升被抑制的固化物的固化性组合物、该固化性组合物的固化物、和使用上述固化性组合物的固化物的制造方法。
用于解决课题的手段
本申请的发明人发现,通过在包含光聚合性单体(A)、金属氧化物纳米粒子(B)、和光聚合引发剂(C)的固化性组合物中含有具有特定结构的化合物作为光聚合性单体(A),能够解决上述的课题,从而完成了本发明。更具体而言,本发明提供以下的方案。
本发明的第1方式为固化性组合物,其包含光聚合性单体(A)、金属氧化物纳米粒子(B)、和光聚合引发剂(C),
光聚合性单体(A)包含下述式(a1)表示的化合物:
[化学式1]
Figure BDA0003691450230000021
(式中,R1及R2各自独立地表示单键或亚烷基,R3表示烷基、烯基、烷氧基、或羟基,n表示0或1。)。
本发明的第2方式为第1方式涉及的固化性组合物的固化物。
本发明的第3方式为固化物的制造方法,其包括:
将第1方式涉及的固化性组合物成型;和
对经成型的固化性组合物进行曝光。
发明的效果
根据本发明,能够提供可形成具有高的折射率且反射率的上升被抑制的固化物的固化性组合物、该固化性组合物的固化物、和使用上述固化性组合物的固化物的制造方法。
具体实施方式
<固化性组合物>
固化性组合物包含光聚合性单体(A)、金属氧化物纳米粒子(B)、和光聚合引发剂(C)。光聚合性单体(A)包含上述式(a1)表示的化合物。通过在包含光聚合性单体(A)、金属氧化物纳米粒子(B)、和光聚合引发剂(C)的固化性组合物中含有上述式(a1)表示的化合物作为光聚合性单体(A),从而能够得到可形成具有高的折射率且反射率的上升被抑制的固化物的固化性组合物。
本申请的说明书及权利要求书中,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯这两者。本申请的说明书及权利要求书中,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸及甲基丙烯酸这两者。本申请的说明书及权利要求书中,“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基及甲基丙烯酰基这两者。本申请的说明书及权利要求书中,“丙烯酸系单体”是指具有丙烯酰基及甲基丙烯酰基中的至少一者的单体。
固化性组合物可包含溶剂(S)。从形成固化物时抑制由溶剂(S)导致的固化物的强度下降的观点等考虑,优选固化性组合物仅包含少量溶剂(S)、或者固化性组合物不包含溶剂(S)。
固化性组合物的溶剂(S)的含量优选为5质量%以下,更优选为3质量%以下,进一步优选为2质量%以下,更进一步优选为1质量%以下,特别优选为0.5质量%以下,最优选为0.3质量%以下。固化性组合物中的溶剂(S)的含量的下限值没有特别限定,优选为0质量%以上。
固化性组合物最优选实质上不包含溶剂(S)。所谓固化性组合物实质上不包含溶剂(S),是指:除了随原料等带来的极少量的溶剂(S)不可避免地混入固化性组合物以外,不特意向固化性组合物中加入溶剂(S)。固化性组合物实质上不包含溶剂(S)的情况下的、固化性组合物的溶剂(S)的含量没有特别限定,例如,为0.2质量%以下,优选为0.15质量%以下,更优选为0.1质量%以下,更进一步优选为0.05质量%以下。
固化性组合物的粘度没有特别限定,作为于25℃使用E型粘度计测得的粘度,优选为70cP以下,更优选为60cP以下,更进一步优选为50cP以下。固化性组合物的粘度例如可通过下述方式调节:调节增塑剂(D)的含量;或者,调节光聚合性单体(A)、金属化合物粒子(B)的含量;或者,向固化性组合物中加入少量溶剂(S);等等。
以下,对固化性组合物所包含的必需或任选的成分进行说明。
〔光聚合性单体(A)〕
固化性组合物包含光聚合性单体(A)。光聚合性单体(A)包含下述式(a1)表示的化合物:
[化学式2]
Figure BDA0003691450230000041
(式中,R1及R2各自独立地表示单键或亚烷基,R3表示烷基、烯基、烷氧基、或羟基,n表示0或1。)。
其结果,能够形成具有高的折射率且反射率的上升被抑制的固化物。上述式(a1)表示的化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
上述式(a1)中,作为R1及R2的亚烷基可以为直链状,也可以为支链状,例如,可举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、四亚甲基、乙基亚乙基、五亚甲基、六亚甲基等碳原子数1以上6以下的亚烷基,从抑制反射率上升等的观点考虑,优选为碳原子数1以上4以下的亚烷基,更优选为碳原子数1以上3以下的亚烷基,更进一步优选为碳原子数1或2的亚烷基。R1及R2可以相同,也可以不同。从抑制反射率上升等的观点考虑,R1及R2优选为单键。
上述式(a1)中,作为R3的烷基可以为直链状,也可以为支链状,例如,可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、异己基、仲己基、叔己基、正庚基、正辛基等碳原子数1以上12以下的烷基,从抑制反射率上升等的观点考虑,优选为碳原子数1以上8以下的烷基,更优选为碳原子数1以上6以下的烷基,更进一步优选为碳原子数1以上4以下的烷基。
上述式(a1)中,作为R3的烯基可以为直链状,也可以为支链状,例如,可举出乙烯基、异丙烯基、烯丙基等碳原子数2以上12以下的烯基,从抑制反射率上升等的观点考虑,优选为碳原子数2以上8以下的烯基,更优选为碳原子数2以上6以下的烯基,更进一步优选为碳原子数2以上4以下的烯基。
上述式(a1)中,作为R3的烷氧基可以为直链状,也可以为支链状,例如,可举出甲氧基、乙氧基等碳原子数1以上12以下的烷氧基,从抑制反射率上升等的观点考虑,优选为碳原子数1以上8以下的烷氧基,更优选为碳原子数1以上6以下的烷氧基,更进一步优选为碳原子数1以上4以下的烷氧基。
从抑制反射率上升等的观点考虑,R3优选为烷基或烯基,特别优选为乙基、异丙基、叔丁基、乙烯基、或异丙烯基。
从抑制反射率上升等的观点考虑,n优选表示0。
上述式(a1)表示的化合物的具体例如下所述,但不限于此。
[化学式3]
Figure BDA0003691450230000051
光聚合性单体(A)可以除了上述式(a1)表示的化合物外还包含丙烯酸系单体。作为丙烯酸系单体,可举出具有3个以上的(甲基)丙烯酰基的多官能丙烯酸系单体(A1)(以下,也称为“3官能以上丙烯酸系单体(A1)”。)、具有2个(甲基)丙烯酰基的多官能丙烯酸系单体(以下,也称为“2官能丙烯酸系单体(A2)”。)、及具有1个(甲基)丙烯酰基的单官能丙烯酸系单体(以下,也称为“单官能丙烯酸系单体(A3)”。)。需要说明的是,以下,有时将3官能以上丙烯酸系单体(A1)及2官能丙烯酸系单体(A2)统称为“多官能丙烯酸系单体”。
丙烯酸系单体的质量相对于光聚合性单体(A)的质量而言的比率优选为0质量%以上,更优选为5质量%以上,更进一步优选为10质量%以上,特别优选为15质量%以上。上述比率的上限例如优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下,更进一步优选为30质量%以下,特别优选为25质量%以下。
需要说明的是,上述式(a1)表示的化合物的质量相对于光聚合性单体(A)的质量而言的比率优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,更进一步优选为70质量%以上,特别优选为75质量%以上。上述比率的上限例如优选为100质量%以下,更优选为95质量%以下,更进一步优选为90质量%以下,特别优选为85质量%以下。
光聚合性单体(A)尤其包含3官能以上丙烯酸系单体(A1)时,能够形成金属氧化物纳米粒子(B)的局部存在被抑制的固化物。从容易得到透明性高的固化物的方面、容易抑制固化物中的金属氧化物纳米粒子(B)的局部存在的方面考虑,3官能以上丙烯酸系单体(A1)优选为不包含芳香族基团的脂肪族化合物。从固化性组合物的固化性、抑制固化物中的金属氧化物纳米粒子(B)的局部存在的方面考虑,3官能以上丙烯酸系单体(A1)所具有的(甲基)丙烯酰基的数目优选为3以上6以下。
作为3官能以上丙烯酸系单体(A1)的优选具体例,例如,可举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(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、丙三醇多缩水甘油醚多(甲基)丙烯酸酯、多元醇与N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺的缩合物等。
另外,3官能以上丙烯酸系单体(A1)优选包含下述式(a2)表示的化合物、或下述式(a3)表示的化合物。
[化学式4]
Figure BDA0003691450230000071
(MA-(O-Ra1)na1-X-CH2)2-CH-X-(Ra1-O)na1-MA···(a3)
(式(a2)及式(a3)中,MA各自独立地为(甲基)丙烯酰基,X各自独立地为氧原子、-NH-、或-N(CH3)-,Ra1各自独立地为乙烷-1,2-二基、丙烷-1,2-二基、或丙烷-1,3-二基,Ra2为羟基、碳原子数1以上4以下的烷基、或-X-(Ra1-O)na1-MA表示的基团(X与上述同样),na1、及na2各自独立地为0或1。)
式(a2)中,关于作为Ra2的碳原子数1以上4以下的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、及叔丁基。这些烷基中,优选甲基、及乙基。
作为式(a2)表示的化合物及式(a3)表示的化合物的优选例,可举出季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、及下述的1)~32)的化合物。下述1)~32)的化合物中,MA为(甲基)丙烯酰基。
1)(MA-NH-CH2)4-C
2)(MA-N(CH3)-CH2)4-C
3)(MA-O-CH2CH2CH2-O-CH2)4-C
4)(MA-O-CH2CH2-O-CH2)4-C
5)(MA-O-CH2CH2CH2-NH-CH2)4-C
6)(MA-O-CH2CH2-NH-CH2)4-C
7)(MA-O-CH2CH2CH2-N(CH3)-CH2)4-C
8)(MA-O-CH2CH2-N(CH3)-CH2)4-C
9)(MA-NH-CH2)3-C-CH2-O-CH2-C-(CH2-NH-MA)3
10)(MA-N(CH3)-CH2)3-C-CH2-O-CH2-C-(CH2-N(CH3)-MA)3
11)(MA-O-CH2CH2CH2-O-CH2)3-C-CH2-O-CH2-C-(CH2-O-CH2CH2CH2-O-MA)3
12)(MA-O-CH2CH2-O-CH2)3-C-CH2-O-CH2-C-(CH2-O-CH2CH2-O-MA)3
13)(MA-O-CH2CH2CH2-NH-CH2)3-C-CH2-O-CH2-C-(CH2-NH-CH2CH2CH2-O-MA)3
14)(MA-O-CH2CH2-NH-CH2)3-C-CH2-O-CH2-C-(CH2-NH-CH2CH2-O-MA)3
15)(MA-O-CH2CH2CH2-N(CH3)-CH2)3-C-CH2-O-CH2-C-(CH2-N(CH3)-CH2CH2CH2-O-MA)3
16)(MA-O-CH2CH2-N(CH3)-CH2)3-C-CH2-O-CH2-C-(CH2-N(CH3)-CH2CH2-O-MA)3
17)(MA-NH-CH2)2-CH-NH-MA
18)(MA-N(CH3)-CH2)2-CH-N(CH3)-MA
19)(MA-O-CH2CH2CH2-O-CH2)2-CH-O-CH2CH2CH2-O-MA
20)(MA-O-CH2CH2-O-CH2)2-CH-C-O-CH2CH2-O-MA
21)(MA-O-CH2CH2CH2-NH-CH2)2-CH-NH-CH2CH2CH2-O-MA
22)(MA-O-CH2CH2-NH-CH2)2-CH2-NH-CH2CH2-O-MA
23)(MA-O-CH2CH2CH2-N(CH3)-CH2)2-CH2-N(CH3)-CH2CH2CH2-O-MA
24)(MA-O-CH2CH2-N(CH3)-CH2)2-CH2-N(CH3)-CH2CH2-O-MA
25)(MA-NH-CH2)3-C-CH2CH3
26)(MA-N(CH3)-CH2)3-C-CH2CH3
27)(MA-O-CH2CH2CH2-O-CH2)3-C-CH2CH3
28)(MA-O-CH2CH2-O-CH2)3-C-CH2CH3
29)(MA-O-CH2CH2CH2-NH-CH2)3-C-CH2CH3
30)(MA-O-CH2CH2-NH-CH2)3-C-CH2CH3
31)(MA-O-CH2CH2CH2-N(CH3)-CH2)3-C-CH2CH3
32)(MA-O-CH2CH2-N(CH3)-CH2)3-C-CH2CH3
从抑制固化物中的金属氧化物纳米粒子(B)的局部存在的方面考虑,3官能以上丙烯酸系单体(A1)的质量相对于光聚合性单体(A)的质量而言的比率优选为0质量%以上,更优选为5质量%以上,更进一步优选为10质量%以上,特别优选为15质量%以上。上述比率的上限例如优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下,更进一步优选为30质量%以下,特别优选为25质量%以下。
作为2官能丙烯酸系单体(A2),例如,可举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-(甲基)丙烯酰基氧基丙酯、乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(即,甲苯二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、或六亚甲基二异氰酸酯与(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯的反应物)、亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺亚甲基醚等。
从容易形成高折射率的固化物的方面考虑,丙烯酸系单体优选包含下述式(a4)表示的化合物作为2官能丙烯酸系单体(A2)。
[化学式5]
Figure BDA0003691450230000091
式(a4)中,R1、及R2各自独立地为氢原子、或甲基。R3、及R4各自独立地为碳原子数1以上5以下的烷基。p、及q各自独立地为0或1。
R1、及R2各自独立地为氢原子、或甲基。R1、及R2可以彼此不同,也可以相同。从式(a4)表示的化合物的合成、获得容易的方面考虑,优选R1、及R2相同。
R3、及R4各自独立地为碳原子数1以上5以下的烷基。R3、及R4可以彼此不同,也可以相同。从式(a4)表示的化合物的合成、获得容易的方面考虑,优选R3、及R4相同。
作为R3、及R4的碳原子数1以上5以下的烷基可以为直链状,也可以为支链状。关于作为R3、及R4的碳原子数1以上5以下的烷基的例子,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基。
作为式(a4)表示的化合物的优选具体例,可举出以下的化合物。
[化学式6]
Figure BDA0003691450230000101
光聚合性单体(A)包含2官能丙烯酸系单体(A2)的情况下,2官能丙烯酸系单体(A2)的质量相对于光聚合性单体(A)的质量而言的比率在不损害所期望效果的范围内没有特别限定。2官能丙烯酸系单体(A2)的质量相对于光聚合性单体(A)的质量而言的比率优选为0质量%以上,更优选为5质量%以上,更进一步优选为10质量%以上,特别优选为15质量%以上。上述比率的上限例如优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下,更进一步优选为30质量%以下,特别优选为25质量%以下。
光聚合性单体(A)包含式(a4)表示的化合物作为2官能丙烯酸系单体(A2)的情况下,式(a4)表示的化合物的质量相对于光聚合性单体(A)的质量而言的比率优选为0质量%以上,更优选为5质量%以上,更进一步优选为10质量%以上,特别优选为15质量%以上。上述比率的上限例如优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下,更进一步优选为30质量%以下,特别优选为25质量%以下。
作为单官能丙烯酸系单体(A3),例如,可举出(甲基)丙烯酰胺、羟甲基(甲基)丙烯酰胺、甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、丙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、丁氧基甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、富马酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐、巴豆酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、叔丁基丙烯酰胺磺酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基-2-羟基丙酯、邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰基氧基-2-羟基丙酯、丙三醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、二甲基氨基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、邻苯二甲酸衍生物的(甲基)丙烯酸半酯等。这些单官能丙烯酸系单体(A3)可以单独使用或组合两种以上而使用。
从降低固化性组合物的粘度、并且容易形成高折射率的固化物的方面考虑,丙烯酸系单体优选包含下述式(a5)表示的化合物作为单官能丙烯酸系单体(A3)。
[化学式7]
Figure BDA0003691450230000111
式(a5)中,R10为氢原子或甲基。R11为碳原子数1以上3以下的亚烷基。R12为单键、氧原子、或硫原子。R13为碳原子数1以上4以下的烷基、碳原子数1以上4以下的烷氧基、苯氧基、或苯基。s为0以上5以下的整数。t为0、1或2。
式(a5)中,t为2时,多个R11可以相同,也可以不同,优选相同。t为2时,多个R12可以相同,也可以不同,优选相同。
R11为碳原子数1以上3以下的亚烷基。作为亚烷基的具体例,可举出亚甲基、乙烷-1,2-二基(亚乙基)、乙烷-1,1-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、及丙烷-2,2-二基。这些之中,优选亚甲基、乙烷-1,2-二基(亚乙基)、丙烷-1,3-二基、及丙烷-1,2-二基,更优选乙烷-1,2-二基(亚乙基)。
R12为单键、氧原子、或硫原子,优选为单键。R12为单键时,t优选为1。
R13为碳原子数1以上4以下的烷基、碳原子数1以上4以下的烷氧基、苯氧基、或苯基,从低粘度化的方面考虑,优选为烷基或碳原子数1以上4以下的烷氧基。作为烷基的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、及叔丁基。这些之中,优选为甲基、及乙基,更优选为甲基。
作为烷氧基的具体例,可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、及叔丁氧基。这些之中,优选甲氧基、及乙氧基,更优选甲氧基。
s为0以上5以下的整数,优选为0或1,更优选为0。
作为式(a5)表示的化合物的优选具体例,可举出以下的化合物。
[化学式8]
Figure BDA0003691450230000131
光聚合性单体(A)包含单官能丙烯酸系单体(A3)时,单官能丙烯酸系单体(A3)的质量相对于光聚合性单体(A)的质量而言的比率在不损害所期望效果的范围内没有特别限定。单官能丙烯酸系单体(A3)的质量相对于光聚合性单体(A)的质量而言的比率优选为0质量%以上,更优选为5质量%以上,更进一步优选为10质量%以上,特别优选为15质量%以上。上述比率的上限例如优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下,更进一步优选为30质量%以下,特别优选为25质量%以下。
光聚合性单体(A)的质量相对于固化性组合物的除溶剂(S)的质量外的质量而言的比率优选为20质量%以上90质量%以下,更优选为40质量%以上75质量%以下,进一步优选为45质量%以上70质量%以下。
〔金属氧化物纳米粒子(B)〕
固化性组合物包含金属氧化物纳米粒子(B)。构成金属氧化物纳米粒子的金属氧化物的种类只要不损害所期望的效果即可,没有特别限定。作为金属氧化物纳米粒子(B)的优选例,可举出选自由氧化锆纳米粒子、氧化钛纳米粒子、钛酸钡纳米粒子、及氧化铈纳米粒子组成的组中的至少一种。固化性组合物可以包含这些金属氧化物纳米粒子(B)中的单独1种,也可以组合包含2种以上。
固化性组合物通过包含上述的金属氧化物纳米粒子(B),从而能够形成显示高折射率的固化物。
从固化物的透明性的方面考虑,金属氧化物纳米粒子(B)的平均粒径优选为500nm以下,更优选为2nm以上100nm以下。
金属氧化物纳米粒子(B)的表面可以未被修饰,也可以被含有烯键式不饱和双键的基团修饰。
金属氧化物纳米粒子(B)的表面被含有烯键式不饱和双键的基团修饰的情况下,形成固化物时,光聚合性单体(A)与金属氧化物纳米粒子(B)一起聚合,并且金属氧化物纳米粒子(B)容易固定于由光聚合性单体(A)的聚合物形成的基质中。由此,不易发生金属氧化物纳米粒子(B)的凝集,因此若金属氧化物纳米粒子(B)的表面被含有烯键式不饱和双键的基团修饰,则特别容易抑制固化物中的金属氧化物纳米粒子(B)的局部存在。
例如,通过使包含烯键式不饱和双键的封端剂作用于金属氧化物纳米粒子(B)的表面,可得到其表面介由共价键等化学键而被含有烯键式不饱和双键的基团修饰的金属氧化物纳米粒子(B)。
使包含烯键式不饱和双键的封端剂介由共价键等化学键与金属氧化物纳米粒子(B)的表面键合的方法没有特别限定。金属氧化物纳米粒子(B)的表面上通常存在有羟基。通过使该羟基与封端剂所具有的反应性基团反应,从而封端剂以共价键键合于金属氧化物纳米粒子(B)的表面。
作为封端剂所具有的反应性基团的优选例,可举出:三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基等三烷氧基甲硅烷基;二甲氧基甲硅烷基、二乙氧基甲硅烷基等二烷氧基甲硅烷基;单甲氧基甲硅烷基、单乙氧基甲硅烷基等单烷氧基甲硅烷基;三氯甲硅烷基等三卤代甲硅烷基;二氯甲硅烷基等二卤代甲硅烷基;单氯甲硅烷基等单卤代甲硅烷基;羧基;氯羰基等卤代羰基;羟基;磷酰基(-P(=O)(OH)2);磷酸酯基(-O-P(=O)(OH)2)。
三烷氧基甲硅烷基、二烷氧基甲硅烷基、单烷氧基甲硅烷基、三卤代甲硅烷基、二卤代甲硅烷基、及单卤代甲硅烷基与金属氧化物纳米粒子(B)的表面形成硅氧烷键。
羧基、及卤代羰基与金属氧化物纳米粒子(B)的表面形成(金属氧化物-O-CO-)表示的键。
羟基与金属氧化物纳米粒子(B)的表面形成(金属氧化物-O-)表示的键。
磷酰基、及磷酸酯基与金属氧化物纳米粒子(B)的表面形成(金属氧化物-O-P(=O)<)表示的键。
封端剂中,作为与上述的反应性基团键合的基团,可举出氢原子、和各种有机基团。有机基团可包含O、N、S、P、B、Si、卤素原子等杂原子。
作为与上述的反应性基团键合的基团,例如可举出可为直链状也可为支链状的可被氧原子(-O-)中断的烷基、可为直链状也可为支链状的可被氧原子(-O-)中断的烯基、可为直链状也可为支链状的可被氧原子(-O-)中断的炔基、环烷基、芳香族烃基、及杂环基等。
这些基团可以被卤素原子、缩水甘油基等含有环氧基的基团、羟基、巯基、氨基、(甲基)丙烯酰基、及异氰酸酯基等取代基取代。另外,取代基的数目没有特别限定。
另外,作为与上述的反应性基团键合的基团,也优选-(SiRb1Rb2-O-)r-(SiRb3Rb4-O-)s-Rb5表示的基团。Rb1、Rb2、Rb3、及Rb4分别为可以相同也可以不同的有机基团。作为有机基团的优选例,可举出:甲基、乙基等烷基;乙烯基、烯丙基等烯基;苯基、萘基、甲苯基等芳香族烃基;3-环氧丙氧基丙基等含环氧基的基团;(甲基)丙烯酰基氧基等。
上述式中,作为Rb5,例如,可举出-Si(CH3)3、-Si(CH3)2H、-Si(CH3)2(CH=CH2)、及-Si(CH3)2(CH2CH2CH2CH3)等末端基团。
上述式中的r及s各自独立地为0以上60以下的整数。不存在上述式中的r及s双方均为0的情况。
作为封端剂的优选具体例,可举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、1-己烯基三甲氧基硅烷,1-己烯基三乙氧基硅烷、1-辛烯基三甲氧基硅烷、1-辛烯基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰基氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基氧基丙基三乙氧基硅烷等含有不饱和基团的烷氧基硅烷;(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、烯丙基醇、乙二醇单烯丙基醚、丙二醇单烯丙基醚、及3-烯丙基氧基丙醇等含不饱和基团的醇类;(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酰氯等(甲基)丙烯酰卤等。
使封端剂介由共价键等化学键键合于金属氧化物纳米粒子(B)的表面时的封端剂的使用量没有特别限定。优选使用对于与金属氧化物纳米粒子(B)的表面的基本上全部的羟基反应而言充分量的封端剂。
固化性组合物中的金属氧化物纳米粒子(B)的含量在不损害本发明目的范围内没有特别限定。相对于固化性组合物的除溶剂(S)的质量外的质量而言,固化性组合物中的金属氧化物纳米粒子(B)的含量优选为5质量%以上70质量%以下,更优选为20质量%以上55质量%以下,更进一步优选为25质量%以上50质量%以下。
通过使固化性组合物中的金属氧化物纳米粒子(B)的含量在上述的范围内,从而抑制固化物中的金属氧化物纳米粒子(B)的局部存在,并且容易形成高折射率的固化物。
需要说明的是,金属氧化物纳米粒子(B)的表面被含有烯键式不饱和双键的基团修饰的情况下,将金属氧化物纳米粒子(B)的表面上存在的具有含有烯键式不饱和双键的基团的封端剂的质量包括在金属氧化物纳米粒子(B)的质量中。
〔光聚合引发剂(C)〕
作为光聚合引发剂(C),没有特别限定,可以使用以往已知的光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂(C),具体而言,可举出1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-〔4-(2-羟基乙氧基)苯基〕-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、双(4-二甲基氨基苯基)酮、2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮、O-乙酰基-1-[6-(2-甲基苯甲酰基)-9-乙基-9H-咔唑-3-基]乙酮肟、(9-乙基-6-硝基-9H-咔唑-3-基)[4-(2-甲氧基-1-甲基乙氧基)-2-甲基苯基]甲酮O-乙酮肟、2-(苯甲酰基氧基亚氨基)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1-辛酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、4-苯甲酰基-4’-甲基二甲基硫醚、4-二甲基氨基苯甲酸、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丁酯、4-二甲基氨基-2-乙基己基苯甲酸、4-二甲基氨基-2-异戊基苯甲酸、苄基-β-甲氧基乙基缩醛、苄基二甲基缩酮、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮、噻吨、2-氯噻吨、2,4-二乙基噻吨、2-甲基噻吨、2-异丙基噻吨、2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、氢过氧化枯烯、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑、2-(邻氯苯基)-4,5-二(间甲氧基苯基)咪唑二聚物、二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、对,对’-双二甲基氨基二苯甲酮、4,4’-双二乙基氨基二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、3,3-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、苯偶酰、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻正丁基醚、苯偶姻异丁基醚、苯偶姻丁基醚、苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、对二甲基苯乙酮、对二甲基氨基苯丙酮、二氯苯乙酮、三氯苯乙酮、对叔丁基苯乙酮、对二甲基氨基苯乙酮、对叔丁基三氯苯乙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、α,α-二氯-4-苯氧基苯乙酮、噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、二苯并环庚酮、4-二甲基氨基苯甲酸戊酯、9-苯基吖啶、1,7-双-(9-吖啶基)庚烷、1,5-双-(9-吖啶基)戊烷、1,3-双-(9-吖啶基)丙烷、对甲氧基三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)-均三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯基-均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯基-均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基-均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基-均三嗪等。这些光聚合引发剂(C)可以单独使用或组合两种以上而使用。
光聚合引发剂(C)中,从固化性组合物的敏感度的方面考虑,优选肟酯化合物。
作为肟酯化合物,优选具有下述式(c1)表示的部分结构的化合物。
[化学式9]
Figure BDA0003691450230000191
(式(c1)中,
n1为0、或1,
Rc2为一价有机基团,
Rc3为氢原子、可具有取代基的碳原子数1以上20以下的脂肪族烃基、或可具有取代基的芳基,
*为连接键。)
具有式(c1)表示的部分结构的化合物优选具有咔唑骨架、芴骨架、二苯基醚骨架、苯基硫醚骨架。
具有式(c1)表示的部分结构的化合物优选具有1个或2个式(c1)表示的部分结构。
作为具有式(c1)表示的部分结构的化合物,可举出下述式(c2)表示的化合物。
[化学式10]
Figure BDA0003691450230000192
(式(c2)中,Rc1为下述式(c3)、(c4)、或(c5)表示的基团,
n1为0、或1,
Rc2为一价的有机基团,
Rc3为氢原子、可具有取代基的碳原子数1以上20以下的脂肪族烃基、或可具有取代基的芳基。)
[化学式11]
Figure BDA0003691450230000201
(式(c3)中,Rc4及Rc5各自独立地为1价有机基团,
n2为0以上3以下的整数,
n2为2或3时,多个Rc5可以相同,也可以不同,多个Rc5可以彼此键合而形成环。
*为连接键。)
[化学式12]
Figure BDA0003691450230000202
(式(c4)中,Rc6及Rc7各自独立地为可具有取代基的链状烷基、可具有取代基的链状烷氧基、可具有取代基的环状有机基团、或氢原子,
Rc6与Rc7可以彼此键合而形成环,
Rc7与芴骨架中的苯环可以彼此键合而形成环,
Rc8为硝基、或1价有机基团,
n3为0以上4以下的整数,
*为连接键。)
[化学式13]
Figure BDA0003691450230000211
(式(c5)中,Rc9为1价有机基团、卤素原子、硝基、或氰基,
A为S或O,
n4为0以上4以下的整数,
*为连接键。)
式(c3)中,Rc4为1价有机基团。Rc4可以在不损害本发明目的范围内从各种有机基团中选择。作为有机基团,优选为含碳原子的基团,更优选为包含1个以上的碳原子、以及选自由H、O、S、Se、N、B、P、Si、及卤素原子组成的组中的1个以上的原子的基团。含碳原子的基团的碳原子数没有特别限定,优选为1以上50以下,更优选为1以上20以下。
作为Rc4的优选例,可举出碳原子数1以上20以下的可具有取代基的烷基、碳原子数3以上20以下的可具有取代基的环烷基、碳原子数2以上20以下的可具有取代基的饱和脂肪族酰基、碳原子数2以上20以下的可具有取代基的烷氧基羰基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的苯氧基羰基、可具有取代基的碳原子数7以上20以下的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的萘氧基羰基、可具有取代基的碳原子数11以上20以下的萘基烷基、可具有取代基的杂环基、及可具有取代基的杂环基羰基等。
Rc4中,优选碳原子数1以上20以下的烷基。该烷基可以为直链状,也可以为支链状。从式(c3)表示的化合物在固化性组合物中的溶解性良好的方面考虑,作为Rc4的烷基的碳原子数优选为2以上,更优选为5以上,特别优选为7以上。另外,从固化性组合物中的、式(c3)表示的化合物与其他成分的相容性良好的方面考虑,作为Rc4的烷基的碳原子数优选为15以下,更优选为10以下。
Rc4具有取代基的情况下,作为该取代基的优选例,可举出羟基、碳原子数1以上20以下的烷基、碳原子数1以上20以下的烷氧基、碳原子数2以上20以下的脂肪族酰基、碳原子数2以上20以下的脂肪族酰基氧基、苯氧基、苯甲酰基、苯甲酰基氧基、-PO(OR)2表示的基团(R为碳原子数1以上6以下的烷基)、卤素原子、氰基、杂环基等。
Rc4为杂环基时,该杂环基可以为脂肪族杂环基,也可以为芳香族杂环基。Rc4为杂环基时,杂环基为包含1个以上的N、S、O的5元或6元的单环、或者这些单环彼此稠合、或这些单环与苯环稠合而得的杂环基。杂环基为稠环时,环数最多为3。作为构成该杂环基的杂环,可举出呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、异噁唑、噻唑、噻二唑、异噻唑、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、异吲哚、吲哚嗪、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、喹啉、异喹啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、喹喔啉、哌啶、哌嗪、吗啉、哌啶、四氢吡喃、及四氢呋喃等。
Rc4为杂环基时,作为该杂环基可具有的取代基,可举出羟基、碳原子数1以上6以下的烷氧基、卤素原子、氰基、硝基等。
作为以上说明的Rc4的优选具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、戊烷-3-基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、及2-乙基己基。
另外,从式(c3)表示的化合物在固化性组合物中的溶解性良好的方面考虑,优选正辛基、及2-乙基己基,更优选2-乙基己基。
式(c3)中,Rc5为1价有机基团。Rc5可以在不损害本发明目的范围内从各种有机基团中选择。作为有机基团,优选为含碳原子的基团,更优选为包含1个以上的碳原子、以及选自由H、O、S、Se、N、B、P、Si、及卤素原子组成的组中的1个以上的原子的基团。含碳原子的基团的碳原子数没有特别限定,优选为1以上50以下,更优选为1以上20以下。
关于作为Rc5优选的1价有机基团的例子,可举出烷基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、饱和脂肪族酰基、烷氧基羰基、饱和脂肪族酰基氧基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯氧基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的苯氧基羰基、可具有取代基的苯甲酰基氧基、可具有取代基的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘氧基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的萘氧基羰基、可具有取代基的萘甲酰基氧基、可具有取代基的萘基烷基、可具有取代基的杂环基、可具有取代基的杂环基羰基、被1、2个有机基团取代的氨基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基、卤素、硝基、氰基、包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的取代基(其中,X各自独立地为卤素原子)等。
Rc5为烷基时,烷基的碳原子数优选为1以上20以下,更优选为1以上6以下。另外,Rc5为烷基时,可以为直链,也可以为支链。作为Rc5为烷基时的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基、及异癸基等。另外,Rc5为烷基时、烷基可以在碳链中包含醚键(-O-)。作为在碳链中具有醚键的烷基的例子,可举出甲氧基乙基、乙氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、丙氧基乙氧基乙基、及甲氧基丙基等。
Rc5为烷氧基时,烷氧基的碳原子数优选为1以上20以下,更优选为1以上6以下。另外,Rc5为烷氧基时,可以为直链,也可以为支链。作为Rc5为烷氧基时的具体例,可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、仲戊氧基、叔戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、异辛氧基、仲辛氧基、叔辛氧基、正壬氧基、异壬氧基、正癸氧基、及异癸氧基等。另外,Rc5为烷氧基时,烷氧基可以在碳链中包含醚键(-O-)。作为在碳链中具有醚键的烷氧基的例子,可举出甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基、甲氧基乙氧基乙氧基、乙氧基乙氧基乙氧基、丙氧基乙氧基乙氧基、及甲氧基丙氧基等。
Rc5为环烷基或环烷氧基时,环烷基或环烷氧基的碳原子数优选为3以上10以下,更优选为3以上6以下。作为Rc5为环烷基时的具体例,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、及环辛基等。作为Rc5为环烷氧基时的具体例,可举出环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环庚氧基、及环辛氧基等。
Rc5为饱和脂肪族酰基或饱和脂肪族酰基氧基时,饱和脂肪族酰基或饱和脂肪族酰基氧基的碳原子数优选为2以上21以下,更优选为2以上7以下。作为Rc5为饱和脂肪族酰基时的具体例,可举出乙酰基、丙酰基、正丁酰基、2-甲基丙酰基、正戊酰基、2,2-二甲基丙酰基、正己酰基、正庚酰基、正辛酰基、正壬酰基、正癸酰基、正十一烷酰基、正十二烷酰基、正十三烷酰基、正十四烷酰基、正十五烷酰基、及正十六烷酰基等。作为Rc5为饱和脂肪族酰基氧基时的具体例,可举出乙酰基氧基、丙酰基氧基、正丁酰基氧基、2-甲基丙酰基氧基、正戊酰基氧基、2,2-二甲基丙酰基氧基、正己酰基氧基、正庚酰基氧基、正辛酰基氧基、正壬酰基氧基、正癸酰基氧基、正十一烷酰基氧基、正十二烷酰基氧基、正十三烷酰基氧基、正十四烷酰基氧基、正十五烷酰基氧基、及正十六烷酰基氧基等。
Rc5为烷氧基羰基时,烷氧基羰基的碳原子数优选为2以上20以下,更优选为2以上7以下。作为Rc5为烷氧基羰基时的具体例,可举出甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、异丙氧基羰基、正丁氧基羰基、异丁氧基羰基、仲丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、正戊氧基羰基、异戊氧基羰基、仲戊氧基羰基、叔戊氧基羰基、正己氧基羰基、正庚氧基羰基、正辛氧基羰基、异辛氧基羰基、仲辛氧基羰基、叔辛氧基羰基、正壬氧基羰基、异壬氧基羰基、正癸氧基羰基、及异癸氧基羰基等。
Rc5为苯基烷基时,苯基烷基的碳原子数优选为7以上20以下,更优选为7以上10以下。另外,Rc5为萘基烷基时,萘基烷基的碳原子数优选为11以上20以下,更优选为11以上14以下。作为Rc5为苯基烷基时的具体例,可举出苄基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、及4-苯基丁基。作为Rc5为萘基烷基时的具体例,可举出α-萘基甲基、β-萘基甲基、2-(α-萘基)乙基、及2-(β-萘基)乙基。Rc5为苯基烷基、或萘基烷基时,Rc5可以在苯基、或萘基上进一步具有取代基。
Rc5为杂环基时,杂环基与式(c3)中的Rc4为杂环基时同样,杂环基可以进一步具有取代基。
Rc5为杂环基羰基时,杂环基羰基中包含的杂环基与Rc5为杂环基时同样。
Rc5为被1或2个有机基团取代的氨基时,有机基团的优选例可举出碳原子数1以上20以下的烷基、碳原子数3以上10以下的环烷基、碳原子数2以上21以下的饱和脂肪族酰基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的碳原子数7以上20以下的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的碳原子数11以上20以下的萘基烷基、及杂环基等。这些优选的有机基团的具体例与Rc5同样。作为被1或2个有机基团取代的氨基的具体例,可举出甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、正丙基氨基、二正丙基氨基、异丙基氨基、正丁基氨基、二正丁基氨基、正戊基氨基、正己基氨基、正庚基氨基、正辛基氨基、正壬基氨基、正癸基氨基、苯基氨基、萘基氨基、乙酰基氨基、丙酰基氨基、正丁酰基氨基、正戊酰基氨基、正己酰基氨基、正庚酰基氨基、正辛酰基氨基、正癸酰基氨基、苯甲酰基氨基、α-萘甲酰基氨基、及β-萘甲酰基氨基等。
作为Rc5中包含的、苯基、萘基、及杂环基进一步具有取代基时的取代基,可举出包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的取代基(例如,包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基、包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基)、碳原子数1以上6以下的烷基、碳原子数1以上6以下的烷氧基、碳原子数2以上7以下的饱和脂肪族酰基、碳原子数2以上7以下的烷氧基羰基、碳原子数2以上7以下的饱和脂肪族酰基氧基、具有碳原子数1以上6以下的烷基的单烷基氨基、具有碳原子数1以上6以下的烷基的二烷基氨基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基、苯甲酰基、卤素、硝基、及氰基等。Rc5中包含的、苯基、萘基、及杂环基进一步具有取代基时,其取代基的数目在不损害本发明目的范围内没有限定,优选为1以上4以下。Rc5中包含的、苯基、萘基、及杂环基具有多个取代基的情况下,多个取代基可以相同,也可以不同。
作为Rc5中包含的、苯甲酰基进一步具有取代基时的取代基,可举出碳原子数1以上6以下的烷基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基、2-噻吩甲酰基(噻吩-2-基羰基)、呋喃-3-基羰基及苯基等。
作为X表示的卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子等,优选为氟原子。
作为包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的取代基,可举出包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基、具有包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基的基团、包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基、具有包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基的基团等,更优选为包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基、或者具有包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基的基团。
作为具有包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基的基团,可举出被包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基取代的芳香族基团(例如,苯基、萘基等)、被包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基取代的环烷基(例如,环戊基、环己基等)等,优选为被包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基取代的芳香族基团。
作为具有包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基的基团,可举出被包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基取代的芳香族基团(例如,苯基、萘基等)、被包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基取代的烷基(例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基等)、被包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基取代的环烷基(例如,环戊基、环己基等)等,优选为被包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基取代的芳香族基团。
另外,作为Rc5,也优选环烷基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯氧基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯基硫烷基。苯氧基烷基、及苯基硫烷基可具有的取代基与Rc5所包含的苯基可具有的取代基同样。
1价有机基团中,作为Rc5,优选烷基、环烷基、可具有取代基的苯基、或环烷基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯基硫烷基。作为烷基,优选碳原子数1以上20以下的烷基,更优选碳原子数1以上8以下的烷基,特别优选碳原子数1以上4以下的烷基,最优选甲基。可具有取代基的苯基中,优选甲基苯基,更优选2-甲基苯基。环烷基烷基中包含的环烷基的碳原子数优选为5以上10以下,更优选为5以上8以下,特别优选为5或6。环烷基烷基中包含的亚烷基的碳原子数优选为1以上8以下,更优选为1以上4以下,特别优选为2。环烷基烷基中,优选环戊基乙基。在芳香环上可具有取代基的苯基硫烷基中包含的亚烷基的碳原子数优选为1以上8以下,更优选为1以上4以下,特别优选为2。在芳香环上可具有取代基的苯基硫烷基中,优选2-(4-氯苯基硫基)乙基。
式(c3)表示的基团中,在存在多个Rc5、且多个Rc5彼此键合而形成环的情况下,作为形成的环,可举出烃环、杂环等。作为杂环中包含的杂原子,例如,可举出N、O、S。作为多个Rc5彼此键合而形成的环,特别优选芳香族环。该芳香族环可以为芳香族烃环,也可以为芳香族杂环。作为该芳香族环,优选芳香族烃环。以下示出式(c3)中多个Rc5彼此键合而形成苯环时的具体例。
[化学式14]
Figure BDA0003691450230000271
式(c4)表示的基团中,Rc8为硝基或1价有机基团。Rc8在式(c4)中的稠环上键合于与-(CO)n1-表示的基团所键合的芳香环不同的6元芳香环上。式(c4)中,Rc8的键合位置没有特别限定。式(c4)表示的基团具有1个以上的Rc8时,从式(c4)表示的化合物容易合成等方面考虑,优选1个以上的Rc8中的1个与芴骨架的7位位置键合。即,式(c4)表示的基团具有1个以上的Rc8时,式(c4)表示的基团优选由下述式(c6)表示。Rc8为多个的情况下,多个Rc8可以相同,也可以不同。
[化学式15]
Figure BDA0003691450230000281
(式(c6)中,Rc6、Rc7、Rc8、n3分别与式(c4)中的Rc6、Rc7、Rc8、n3同样。)
Rc8为1价有机基团时,Rc8在不损害本发明目的范围内没有特别限定。作为有机基团,优选为含碳原子的基团,更优选为包含1个以上的碳原子、以及选自由H、O、S、Se、N、B、P、Si、及卤素原子组成的组中的1个以上的原子的基团。含碳原子的基团的碳原子数没有特别限定,优选为1以上50以下,更优选为1以上20以下。
作为Rc8为1价有机基团时的优选例,可举出与作为式(c3)中的Rc5的1价有机基团的优选例同样的基团。
式(c4)中,Rc6及Rc7各自为可具有取代基的链状烷基、可具有取代基的链状烷氧基、可具有取代基的环状有机基团、或氢原子。Rc6及Rc7可以彼此键合而形成环。这些基团中,作为Rc6及Rc7,优选为可具有取代基的链状烷基。Rc6及Rc7为可具有取代基的链状烷基时,链状烷基可以为直链烷基,也可以为支链烷基。
Rc6及Rc7为不具有取代基的链状烷基时,链状烷基的碳原子数优选为1以上20以下,更优选为1以上10以下,特别优选为1以上6以下。作为Rc6及Rc7为链状烷基时的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基、及异癸基等。另外,Rc6及Rc7为烷基时,烷基可以在碳链中包含醚键(-O-)。作为在碳链中具有醚键的烷基的例子,可举出甲氧基乙基、乙氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、丙氧基乙氧基乙基、及甲氧基丙基等。
Rc6及Rc7为具有取代基的链状烷基时,链状烷基的碳原子数优选为1以上20以下,更优选为1以上10以下,特别优选为1以上6以下。该情况下,取代基的碳原子数不包括在链状烷基的碳原子数中。具有取代基的链状烷基优选为直链状。
烷基可具有的取代基在不损害本发明目的范围内没有特别限定。作为取代基的优选例,可举出烷氧基、氰基、卤素原子、卤代烷基、环状有机基团、及烷氧基羰基。作为卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。这些之中,优选氟原子、氯原子、溴原子。作为环状有机基团,可举出环烷基、芳香族烃基、杂环基。作为环烷基的具体例,与Rc8为环烷基时的优选例同样。作为芳香族烃基的具体例,可举出苯基、萘基、联苯基、蒽基、及菲基等。作为杂环基的具体例,与Rc8为杂环基时的优选例同样。Rc8为烷氧基羰基时,烷氧基羰基中包含的烷氧基可以为直链状,也可以为支链状,优选为直链状。烷氧基羰基中包含的烷氧基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上6以下。
链状烷基具有取代基的情况下,取代基的数目没有特别限定。优选的取代基的数目根据链状烷基的碳原子数而变化。取代基的数目典型而言为1以上20以下,优选为1以上10以下,更优选为1以上6以下。
Rc6及Rc7为不具有取代基的链状烷氧基时,链状烷氧基的碳原子数优选为1以上20以下,更优选为1以上10以下,特别优选为1以上6以下。作为Rc6及Rc7为链状烷氧基时的具体例,可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、仲戊氧基、叔戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、异辛氧基、仲辛氧基、叔辛氧基、正壬氧基、异壬氧基、正癸氧基、及异癸氧基等。另外,Rc6及Rc7为烷氧基时,烷氧基可以在碳链中包含醚键(-O-)。作为在碳链中具有醚键的烷氧基的例子,可举出甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基、甲氧基乙氧基乙氧基、乙氧基乙氧基乙氧基、丙氧基乙氧基乙氧基、及甲氧基丙氧基等。
Rc6及Rc7为具有取代基的链状烷氧基时,烷氧基可具有的取代基与Rc6及Rc7为链状烷基时同样。
Rc6及Rc7为环状有机基团时,环状有机基团可以为脂环式基团,也可以为芳香族基团。作为环状有机基团,可举出脂肪族环状烃基、芳香族烃基、杂环基。Rc6及Rc7为环状有机基团时,环状有机基团可具有的取代基与Rc6及Rc7为链状烷基时同样。
Rc6及Rc7为芳香族烃基时,芳香族烃基优选为苯基、或者多个苯环介由碳-碳键进行键合而形成的基团、或者多个苯环稠合而形成的基团。芳香族烃基为苯基、或者多个苯环键合或稠合而形成的基团时,芳香族烃基中包含的苯环的环数没有特别限定,优选为3以下,更优选为2以下,特别优选为1。作为芳香族烃基的优选具体例,可举出苯基、萘基、联苯基、蒽基、及菲基等。
Rc6及Rc7为脂肪族环状烃基时,脂肪族环状烃基可以为单环式也可以为多环式。脂肪族环状烃基的碳原子数没有特别限定,优选为3以上20以下,更优选为3以上10以下。作为单环式的环状烃基的例子,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、降冰片基、异冰片基、三环壬基、三环癸基、四环十二烷基、及金刚烷基等。
Rc6及Rc7为杂环基时,可举出与作为式(c3)中的Rc5的杂环基同样的基团。
Rc6及Rc7可以彼此键合而形成环。包含Rc6及Rc7所形成的环的基团优选为环烷叉基。Rc6及Rc7键合而形成环烷叉基时,构成环烷叉基的环优选为5元环~6元环,更优选为5元环。
Rc7与芴骨架的苯环形成环时,该环可以为芳香族环,也可以为脂肪族环。
Rc6及Rc7键合而形成的基团为环烷叉基时,环烷叉基可以与1个以上的其他环稠合。作为可以与环烷叉基稠合的环的例子,可举出苯环、萘环、环丁烷环、环戊烷环、环己烷环、环庚烷环、环辛烷环、呋喃环、噻吩环、吡咯环、吡啶环、吡嗪环、及嘧啶环等。
作为以上说明的Rc6及Rc7中优选基团的例子,可举出式-A1-A2表示的基团。式中,A1为直链亚烷基,A2可举出烷氧基、氰基、卤素原子、卤代烷基、环状有机基团、或烷氧基羰基。
A1的直链亚烷基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上6以下。A2为烷氧基时,烷氧基可以为直链状,也可以为支链状,优选为直链状。烷氧基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上6以下。A2为卤素原子时,优选氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,更优选氟原子、氯原子、溴原子。A2为卤代烷基时,卤代烷基中包含的卤素原子优选为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,更优选为氟原子、氯原子、溴原子。卤代烷基可以为直链状,也可以为支链状,优选为直链状。A2为环状有机基团时,环状有机基团的例子与Rc6及Rc7作为取代基具有的环状有机基团同样。A2为烷氧基羰基时,烷氧基羰基的例子与Rc6及Rc7作为取代基具有的烷氧基羰基同样。
作为Rc6及Rc7的优选具体例,可举出乙基、正丙基、正丁基、正己基、正庚基、及正辛基等烷基;2-甲氧基乙基、3-甲氧基正丙基、4-甲氧基正丁基、5-甲氧基正戊基、6-甲氧基正己基、7-甲氧基正庚基、8-甲氧基正辛基、2-乙氧基乙基、3-乙氧基正丙基、4-乙氧基正丁基、5-乙氧基正戊基、6-乙氧基正己基、7-乙氧基正庚基、及8-乙氧基正辛基等烷氧基烷基;2-氰基乙基、3-氰基正丙基、4-氰基正丁基、5-氰基正戊基、6-氰基正己基、7-氰基正庚基、及8-氰基正辛基等氰基烷基;2-苯基乙基、3-苯基正丙基、4-苯基正丁基、5-苯基正戊基、6-苯基正己基、7-苯基正庚基、及8-苯基正辛基等苯基烷基;2-环己基乙基、3-环己基正丙基、4-环己基正丁基、5-环己基正戊基、6-环己基正己基、7-环己基正庚基、8-环己基正辛基、2-环戊基乙基、3-环戊基正丙基、4-环戊基正丁基、5-环戊基正戊基、6-环戊基正己基、7-环戊基正庚基、及8-环戊基正辛基等环烷基烷基;2-甲氧基羰基乙基、3-甲氧基羰基正丙基、4-甲氧基羰基正丁基、5-甲氧基羰基正戊基、6-甲氧基羰基正己基、7-甲氧基羰基正庚基、8-甲氧基羰基正辛基、2-乙氧基羰基乙基、3-乙氧基羰基正丙基、4-乙氧基羰基正丁基、5-乙氧基羰基正戊基、6-乙氧基羰基正己基、7-乙氧基羰基正庚基、及8-乙氧基羰基正辛基等烷氧基羰基烷基;2-氯乙基、3-氯正丙基、4-氯正丁基、5-氯正戊基、6-氯正己基、7-氯正庚基、8-氯正辛基、2-溴乙基、3-溴正丙基、4-溴正丁基、5-溴正戊基、6-溴正己基、7-溴正庚基、8-溴正辛基、3,3,3-三氟丙基、及3,3,4,4,5,5,5-七氟正戊基等卤代烷基。
作为Rc6及Rc7,上述中优选的基团为乙基、正丙基、正丁基、正戊基、2-甲氧基乙基、2-氰基乙基、2-苯基乙基、2-环己基乙基、2-甲氧基羰基乙基、2-氯乙基、2-溴乙基、3,3,3-三氟丙基、及3,3,4,4,5,5,5-七氟正戊基。
式(c5)中,从容易得到敏感度优异的光聚合引发剂的方面考虑,A特别优选为S。
式(c5)中,Rc9为1价有机基团、卤素原子、硝基、或氰基。
式(c5)中的Rc9为1价有机基团时,可以在不损害本发明目的范围内从各种有机基团中选择。作为有机基团,优选为含碳原子的基团,更优选为包含1个以上的碳原子、以及选自由H、O、S、Se、N、B、P、Si、及卤素原子组成的组中的1个以上的原子的基团。含碳原子的基团的碳原子数没有特别限定,优选为1以上50以下,更优选为1以上20以下。
作为式(c5)中Rc9为有机基团时的优选例,可举出与作为式(c3)中的Rc5的1价有机基团同样的基团。
Rc9中,优选:苯甲酰基;萘甲酰基;被选自由碳原子数1以上6以下的烷基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基、及苯基组成的组中的基团取代的苯甲酰基;硝基;可具有取代基的苯并呋喃基羰基,更优选:苯甲酰基;萘甲酰基;2-甲基苯基羰基;4-(哌嗪-1-基)苯基羰基;4-(苯基)苯基羰基。
另外,式(c5)中,n4优选为0以上3以下的整数,更优选为0以上2以下的整数,特别优选为0、或1。n4为1时,Rc9键合的位置优选相对于Rc9所键合的苯基与氧原子或硫原子进行键合的连接键而言为对位。
式(c1)及(c2)中,作为Rc2的1价有机基团在不损害本发明目的范围内没有特别限定。作为有机基团,优选为含碳原子的基团,更优选为包含1个以上的碳原子、以及选自由H、O、S、Se、N、B、P、Si、及卤素原子组成的组中的1个以上的原子的基团。含碳原子的基团的碳原子数没有特别限定,优选为1以上50以下,更优选为1以上20以下。
关于作为Rc2的1价有机基团的优选例,可举出与作为式(c3)中的Rc5的1价有机基团同样的基团。这些基团的具体例与对式(c3)中的Rc5进行说明的基团同样。
另外,作为Rc2,也优选环烷基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯氧基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯基硫烷基。苯氧基烷基、及苯基硫烷基可具有的取代基与式(c3)中的Rc5所包含的、苯基、萘基、及杂环基进一步具有取代基时的取代基同样。
有机基团中,作为Rc2,优选为上述包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的取代基、烷基、环烷基、可具有取代基的苯基、或环烷基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯基硫烷基。关于烷基、可具有取代基的苯基、环烷基烷基中包含的环烷基的碳原子数、环烷基烷基中包含的亚烷基的碳原子数、环烷基烷基、在芳香环上可具有取代基的苯基硫烷基中包含的亚烷基的碳原子数、或者在芳香环上可具有取代基的苯基硫烷基,与式(c3)的Rc5同样。
另外,作为Rc2,也优选-A3-CO-O-A4表示的基团。A3为2价有机基团,优选为2价烃基,优选为亚烷基。A4为1价有机基团,优选为1价烃基。
A3为亚烷基时,亚烷基可以为直链状也可以为支链状,优选为直链状。A3为亚烷基时,亚烷基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上6以下,特别优选为1以上4以下。
作为A4的优选例,可举出碳原子数1以上10以下的烷基、碳原子数7以上20以下的芳烷基、及碳原子数6以上20以下的芳香族烃基。作为A4的优选具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、苯基、萘基、苄基、苯乙基、α-萘基甲基、及β-萘基甲基等。
作为-A3-CO-O-A4表示的基团的优选具体例,可举出2-甲氧基羰基乙基、2-乙氧基羰基乙基、2-正丙氧基羰基乙基、2-正丁氧基羰基乙基、2-正戊氧基羰基乙基、2-正己氧基羰基乙基、2-苄氧基羰基乙基、2-苯氧基羰基乙基、3-甲氧基羰基正丙基、3-乙氧基羰基正丙基、3-正丙氧基羰基正丙基、3-正丁氧基羰基正丙基、3-正戊氧基羰基正丙基、3-正己氧基羰基正丙基、3-苄氧基羰基正丙基、及3-苯氧基羰基正丙基等。
另外,作为Rc2,也优选下述式(c7)或(c8)表示的基团。
[化学式16]
Figure BDA0003691450230000341
(式(c7)及(c8)中,Rc10及Rc11各自独立地为1价有机基团,
n5为0以上4以下的整数,
Rc10及Rc11存在于苯环上的相邻位置时,Rc10与Rc11可以彼此键合而形成环,
Rc12为1价有机基团,
n6为1以下8以下的整数,
n7为1以上5以下的整数,
n8为0以上(n7+3)以下的整数。)
式(c7)中的作为Rc10及Rc11的有机基团与式(c4)中的Rc8同样。作为Rc10,优选为包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷氧基、包含由HX2C-或H2XC-表示的基团的卤代烷基、烷基或苯基。Rc10与Rc11键合而形成环时,该环可以为芳香族环,也可以为脂肪族环。作为由式(c7)表示、且Rc10与Rc11形成环的基团的优选例,可举出萘-1-基、1,2,3,4-四氢萘-5-基等。
上述式(c7)中,n7为0以上4以下的整数,优选为0或1,更优选为0。
上述式(c8)中,Rc12为有机基团。作为有机基团,可举出与针对式(c4)中的Rc8进行说明的有机基团同样的基团。有机基团中,优选烷基。烷基可以为直链状,也可以为支链状。烷基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上5以下,特别优选为1以上3以下。作为Rc12,可优选示例甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基等,这些中,更优选甲基。
上述式(c8)中,n7为1以上5以下的整数,优选为1以上3以下的整数,更优选为1或2。上述式(c8)中,n8为0以上(n7+3)以下,优选为0以上3以下的整数,更优选为0以上2以下的整数,特别优选为0。
上述式(c8)中,n8为1以上8以下的整数,优选为1以上5以下的整数,更优选为1以上3以下的整数,特别优选为1或2。
式(c2)中,Rc3为氢原子、可具有取代基的碳原子数1以上20以下的脂肪族烃基、或可具有取代基的芳基。作为Rc3为脂肪族烃基时可具有的取代基,可优选示例苯基、萘基等。
式(c1)及(c2)中,作为Rc3,可优选示例氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、2-环戊基乙基、2-环丁基乙基、环己基甲基、苯基、苄基、甲基苯基、萘基等,这些中,更优选甲基或苯基。
关于由式(c2)表示、且具有式(c3)表示的基团作为Rc1的化合物的优选具体例,可举出以下的化合物。
[化学式17]
Figure BDA0003691450230000361
[化学式18]
Figure BDA0003691450230000362
[化学式19]
Figure BDA0003691450230000371
[化学式20]
Figure BDA0003691450230000372
关于由式(c2)表示、且具有式(c4)表示的基团作为Rc1的化合物的优选具体例,可举出以下的化合物。
[化学式21]
Figure BDA0003691450230000381
[化学式22]
Figure BDA0003691450230000391
[化学式23]
Figure BDA0003691450230000401
[化学式24]
Figure BDA0003691450230000411
[化学式25]
Figure BDA0003691450230000421
关于由式(c2)表示、且具有式(c5)表示的基团作为Rc1的化合物的优选具体例,可举出以下的化合物。
[化学式26]
Figure BDA0003691450230000422
作为光聚合引发剂(C),从固化性组合物的深部固化性良好的方面考虑,也优选氧化膦化合物。作为氧化膦化合物,优选包含下述式(c9)表示的部分结构的氧化膦化合物。
[化学式27]
Figure BDA0003691450230000423
式(c9)中,Rc21及Rc22各自独立地为烷基、环烷基、芳基、碳原子数2以上20以下的脂肪族酰基、或碳原子数7以上20以下的芳香族酰基。其中,不包括Rc21及Rc22双方均为脂肪族酰基或芳香族酰基的情况。
作为Rc21及Rc22的烷基的碳原子数优选为1以上12以下,更优选为1以上8以下,进一步优选为1以上4以下。作为Rc21及Rc22的烷基可以为直链状也可以为支链状。
作为烷基的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、2,4,4-三甲基戊基、2-乙基己基、正壬基、正癸基、正十一烷基、及正十二烷基。
作为Rc21及Rc22的环烷基的碳原子数优选为5以上12以下。作为环烷基的具体例,可举出环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基、及环十二烷基。
作为Rc21及Rc22的芳基的碳原子数优选为6以上12以下。芳基可具有取代基。作为取代基的例子,可举出卤素原子、碳原子数1以上4以下的烷基、碳原子数1以上4以下的烷氧基等。作为芳基的具体例,可举出苯基、及萘基。
作为Rc21及Rc22的脂肪族酰基的碳原子数为2以上20以下,优选为2以上12以下,更优选为2以上8以下,进一步优选为2以上6以下。脂肪族酰基可以为直链状,也可以为支链状。
作为脂肪族酰基的具体例,可举出乙酰基、丙酰基、丁酰基、戊酰基、己酰基、庚酰基、辛酰基、壬酰基、癸酰基、十一烷酰基、十二烷酰基、十三烷酰基、十四烷酰基、十五烷酰基、十六烷酰基、十七烷酰基、十八烷酰基、十九烷酰基、及二十烷酰基。
作为Rc21及Rc22的芳香族酰基的碳原子数为7以上20以下。芳香族酰基可具有取代基。作为取代基的例子,可举出卤素原子、碳原子数1以上4以下的烷基、碳原子数1以上4以下的烷氧基等。作为芳香族酰基的具体例,可举出苯甲酰基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、2,6-二甲基苯甲酰基、2,6-二甲氧基苯甲酰基、2,4,6-三甲基苯甲酰基、α-萘甲酰基、及β-萘甲酰基。
作为含有式(c9)表示的结构部分的氧化膦化合物的优选具体例,可举出2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、及双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦等。
相对于后述的除有机溶剂(S)的质量外的固化性组合物的质量(固态成分整体)而言,光聚合引发剂(C)的含量优选为0.5质量%以上30质量%以下,更优选为1质量%以上20质量%以下。通过使光聚合引发剂(C)的含量在上述的范围内,能够得到固化性良好的固化性组合物。
光聚合引发剂(C)中,可以组合光引发助剂。作为光引发助剂,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、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、苯甲酸2-二甲基氨基乙酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、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、2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基-5-甲氧基苯并噻唑、3-巯基丙酸、3-巯基丙酸甲酯、季戊四醇四巯基乙酸酯、3-巯基丙酸酯等硫醇化合物等。这些光引发助剂可以单独使用或组合两种以上而使用。
〔增塑剂(D)〕
固化性组合物可包含增塑剂(D)。增塑剂(D)是在不大幅损害固化性组合物的固化性、固化物的折射率的情况下使固化性组合物低粘度化的成分。
作为增塑剂(D),优选下述式(d-1)表示的化合物。
Rd1-Rd3 r-Xd-Rd4 s-Rd2···(d-1)
(式(d-1)中,Rd1及Rd2各自独立地为可具有1个以上5个以下取代基的苯基,上述取代基选自碳原子数1以上4以下的烷基、碳原子数1以上4以下的烷氧基、及卤素原子,Rd3及Rd4各自独立地为亚甲基或乙烷-1,2-二基,r及s各自独立地为0或1,Xd为氧原子或硫原子。)
固化性组合物通过包含该增塑剂(D),从而在不大幅损害固化性组合物的固化性、固化物的折射率的情况下使固化性组合物低粘度化。
从固化性组合物的低粘度化的观点考虑,增塑剂(D)的、于25℃利用E型粘度计测得的粘度优选为10cP以下,更优选为8cP以下,更进一步优选为6cP以下。
另外,从增塑剂(D)不易挥发、容易维持固化性组合物的低粘度化效果的方面考虑,增塑剂(D)在大气压下的沸点优选为250℃以上,更优选为260℃以上。增塑剂(D)在大气压下的沸点的上限没有特别限定,例如,可以为300℃以下,可以为350℃以下。
式(d-1)中的Rd1及Rd2各自独立地为可具有1个以上5个以下取代基的苯基。与苯基键合的取代基为选自碳原子数1以上4以下的烷基、碳原子数1以上4以下的烷氧基、及卤素原子的基团。苯基具有取代基的情况下,取代基的数目没有特别限定。取代基的数目为1以上5以下,优选为1或2,优选为1。从固化性组合物的低粘度化的观点考虑,优选Rd1及Rd2均为未取代的苯基。
关于作为取代基的碳原子数1以上4以下的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、及叔丁基。关于作为取代基的碳原子数1以上4以下的烷氧基,可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、及叔丁氧基。关于作为取代基的卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子。
式(d-1)中的Rd3及Rd4各自独立地为亚甲基或乙烷-1,2-二基。另外,r及s各自独立地为0或1。
式(d-1)中的Xd为氧原子或硫原子。
作为以上说明的式(d-1)表示的化合物的优选具体例,可举出二苯基醚、二苯基硫醚、二苄基醚、二苄基硫醚、二苯乙基醚、及二苯乙基硫醚。这些之中,更优选二苯基硫醚及/或二苄基醚。
从兼顾粘度调节与金属氧化物纳米粒子(B)的分散性的方面考虑,相对于固化性组合物整体的质量而言,固化性组合物中的增塑剂(D)的含量优选为超过0质量%且为35质量%以下,更优选为5质量%以上15质量%以下。
〔含氮化合物(E)〕
出于容易进一步抑制固化物中的金属氧化物纳米粒子(B)的局部存在的目的,固化性组合物可包含下述式(e1)表示的胺化合物(E1)、及/或下述式(e2)表示的亚胺化合物(E2)作为含氮化合物(E)。
NRe1Re2Re3···(e1)
(式(e1)中,Re1、Re2、及Re3各自独立地为氢原子、或有机基团。)
Re4-N=CRe5Re6···(e2)
(式(e2)中,Re4、Re5、及Rde6各自独立地为氢原子、或有机基团。)
式(e1)、及式(e2)中,Re1、Re2、Re3、Re4、Re5、及Rde6为有机基团时,该有机基团可以在不损害所期望效果的范围内从各种有机基团中选择。作为有机基团,优选为含碳原子的基团,更优选为包含1个以上的碳原子、以及选自由H、O、S、Se、N、B、P、Si、及卤素原子组成的组中的1个以上的原子的基团。含碳原子的基团的碳原子数没有特别限定,优选为1以上50以下,更优选为1以上20以下。
作为有机基团的优选例,可举出烷基、环烷基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘基烷基、及可具有取代基的杂环基等。
作为有机基团的烷基的碳原子数优选为1以上20以下,更优选为1以上6以下。烷基的结构可以为直链状,也可以为支链状。关于为烷基时的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基、及异癸基等。另外,烷基可以在碳链中包含醚键(-O-)。作为在碳链中具有醚键的烷基的例子,可举出甲氧基乙基、乙氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、丙氧基乙氧基乙基、及甲氧基丙基等。
作为有机基团的环烷基的碳原子数优选为3以上10以下,更优选为3以上6以下。作为环烷基的具体例,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、及环辛基等。
作为有机基团的苯基烷基的碳原子数优选为7以上20以下,更优选为7以上10以下。另外,作为有机基团的萘基烷基的碳原子数优选为11以上20以下,更优选为11以上14以下。作为苯基烷基的具体例,可举出苄基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、及4-苯基丁基。作为萘基烷基的具体例,可举出α-萘基甲基、β-萘基甲基、2-(α-萘基)乙基、及2-(β-萘基)乙基。苯基烷基、或萘基烷基可以在苯基或萘基上进一步具有取代基。
为作为有机基团的杂环基时,杂环基与式(c3)中的Rc4为杂环基的情况同样,杂环基可以进一步具有取代基。
作为有机基团的杂环基可以为脂肪族杂环基,也可以为芳香族杂环基。杂环基优选为包含1个以上的N、S、O的5元或6元的单环、或者这些单环彼此稠合、或这些单环与苯环稠合而得的杂环基。杂环基为稠环时,环数最多为3。作为构成该杂环基的杂环,可举出呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、异噁唑、噻唑、噻二唑、异噻唑、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、异吲哚、吲哚嗪、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、喹啉、异喹啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、喹喔啉、哌啶、哌嗪、吗啉、哌啶、四氢吡喃、及四氢呋喃等。
作为上述的有机基团中包含的、苯基、萘基、及杂环基具有取代基时的取代基,可举出碳原子数1以上6以下的烷基、碳原子数1以上6以下的烷氧基、碳原子数1以上6以下的卤代烷基、碳原子数1以上6以下的卤代烷氧基、碳原子数2以上7以下的饱和脂肪族酰基、碳原子数2以上7以下的烷氧基羰基、碳原子数2以上7以下的饱和脂肪族酰基氧基、具有碳原子数1以上6以下的烷基的单烷基氨基、具有碳原子数1以上6以下的烷基的二烷基氨基、苯甲酰基、卤素原子、硝基、及氰基等。
在有机基团中包含的、苯基、萘基、及杂环基具有取代基的情况下,其取代基的数目没有特别限定,优选为1以上4以下。在有机基团中包含的苯基、萘基、及杂环基具有多个取代基的情况下,多个取代基可以相同,也可以不同。
式(e1)中,Re1、Re2、及Re3各自独立地为氢原子、或有机基团,Re1、Re2、及Re3中的至少一个为含芳香族基团的基团。
另外,式(e2)中,Re4、Re5、及Rde6各自独立地为氢原子、或有机基团,Re4、Re5、及Rde6中的至少一个为含芳香族基团的基团。
含芳香族基团的基团中的芳香环可以为芳香族烃环,也可以为芳香族杂环。作为含芳香族基团的基团,优选烃基。作为含芳香族基团的基团,优选芳香族烃基(芳基)、及芳烷基。
作为芳香族烃基,可举出苯基、萘-1-基、及萘-2-基。这些芳香族烃基中,优选苯基。
作为芳烷基,可举出苄基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、及4-苯基丁基。
式(e1)中,优选Re1、Re2、及Re3中的至少一个为Are1-CH2-表示的基团。另外,式(d2)中,优选Re4为Are1-CH2-表示的基团。Are1为可具有取代基的芳香族基团。
作为Are1的芳香族基团可以为芳香族烃基,也可以为芳香族杂环基。关于作为Are1的芳香族基团,优选芳香族烃基。作为芳香族烃基,可举出苯基、萘-1-基、及萘-2-基。这些芳香族烃基中,优选苯基。
作为Are1的芳香族基团可具有的取代基与作为Re1、Re2、Re3、Re4、Re5、及Rde6的有机基团为苯基、萘基、及杂环基时这些基团可具有的取代基同样。
作为式(e1)表示的胺化合物的优选具体例,可举出三苯基胺、N,N-二苯基苄基胺、N-苯基二苄基胺、三苄基胺、N,N-二甲基苯基胺、N-甲基二苯基胺、N,N-二甲基苄基胺、N-甲基二苄基胺、N-甲基-N-苄基苯基胺、N,N-二乙基苯基胺、N-乙基二苯基胺、N,N-二乙基苄基胺、N-乙基二苄基胺、及N-乙基-N-苄基苯基胺。
作为式(e2)表示的亚胺化合物的优选具体例,可举出N-苄基苯基甲烷亚胺、N-苄基二苯基甲烷亚胺、N-苄基-1-苯基乙烷亚胺、及N-苄基丙烷-2-亚胺。
固化性组合物中的含氮化合物的含量只要不损害所期望的效果即可,没有特别限定。相对于光聚合性单体(A)的质量而言,含氮化合物(E)的含量优选为5质量%以上25质量%以下,更优选为7质量%以上20质量%以下。
〔溶剂(S)〕
固化性组合物可包含相对于固化性组合物的质量而言为5质量%以下的溶剂(S)。溶剂(S)的种类没有特别限定,典型而言为有机溶剂。
作为固化性组合物中可配合的有机溶剂,可举出:乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇单正丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单正丙基醚、二乙二醇单正丁基醚、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚、丙二醇单正丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单正丙基醚、二丙二醇单正丁基醚、三丙二醇单甲基醚、三丙二醇单乙基醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类;乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯等(聚)亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类;二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚、四氢呋喃等其他醚类;甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮类;2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯等乳酸烷基酯类;2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸乙酯等其他酯类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类;N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类等。
〔其他成分〕
固化性组合物可以在不阻碍本发明目的范围内包含一直以来配合于感光性组合物、油墨组合物中的各种添加剂。作为固化性组合物中配合的优选的添加剂,可举出分散剂、硅烷偶联剂等密合促进剂、抗氧化剂、防凝集剂、消泡剂、表面活性剂等。作为表面活性剂,没有特别限定,可以使用氟系表面活性剂、有机硅系表面活性剂等已知的成分。
〔固化性组合物的制造方法〕
将以上说明的成分各自以规定量混合,然后均匀地搅拌混合物,由此得到固化性组合物。
<固化物的制造方法>
以上说明的固化性组合物典型而言通过下述方法而成为固化物,所述方法包括:
将固化性组合物优选根据要形成的固化物的形状成型;和
对经成型的固化性组合物进行曝光。
就由上述的方法制造的固化物而言,例如,作为波长550nm处的折射率,显示优选1.60以上、更优选1.61以上、更进一步优选1.62以上、特别优选1.63以上的高折射率。
作为波长550nm处的折射率的上限值,没有特别限制,例如可举出3.0以下、2.5以下、2.0以下、1.9以下等。另一方面,由上述的方法制造的固化物在例如波长380~780nm的整个区域,反射率优选小于2.5%,更优选小于2.0%。因此,由上述的方法制造的固化物可合适地用于要求高折射率及抑制反射率上升的光学用途中。
例如,由上述的固化性组合物的固化物形成的膜可合适地作为有机EL显示器面板、液晶显示器面板等各种显示器面板中构成防反射膜等的高折射率膜而使用。
由上述的固化性组合物的固化物形成的高折射率膜的膜厚没有特别限定,根据用途而适当选择。典型而言,高折射率膜的膜厚优选为1nm以上40μm以下,更优选为50nm以上30μm以下。
将固化性组合物成型的方法没有特别限定,根据固化物的形状而适当选择。作为固化物的形状,可举出膜状、透镜状、线状、棱镜状等,但不限于此。这些形状中,优选膜状。
作为将固化性组合物成型的方法,没有特别限定。固化物的形状为透镜状、棱镜状等的情况下,可以使用刮板等将固化性组合物填充于与固化物的形状相对应的铸模中。
固化物的形状为线状等的情况下,根据固化物的形状在基材上涂布固化性组合物即可。作为涂布方法,例如,可举出喷墨法等印刷法。
作为将固化物涂布为膜状的方法,可举出使用辊涂机、逆式涂布机、棒涂机等接触转印型涂布装置、旋转器(旋转式涂布装置)、幕流式涂布机等非接触型涂布装置的方法。另外,也可以利用喷墨法等印刷法将固化性组合物涂布为膜状。
固化性组合物包含溶剂(S)的情况下,可以在将固化性组合物成型为所期望的形状后利用加热等方法从经成型的固化性组合物中除去溶剂(S)。
需要说明的是,例如,可以在针对成型为膜状等所期望的形状的固化性组合物进行固化性组合物未完全固化的程度的曝光后,利用压印法等方法对半固化状态的固化性组合物进行赋形。该情况下,针对已赋形的半固化状态的固化性组合物进一步进行曝光,使固化性组合物充分地固化至所期望的程度。
另外,可以将上述的固化性组合物应用于3D打印法,重复进行喷墨印刷、和基于曝光的固化,将薄膜状的固化物层叠,由此可以形成所期望的形状的固化物。
作为用于使借助上述方法成型的固化性组合物固化的曝光方法,可以适当应用作为感光性组合物的固化方法已知的各种方法。
就针对经成型的固化性组合物的曝光而言,例如照射紫外线、准分子激光等活性能量射线而进行。
针对经成型的固化性组合物的曝光例如可以利用隔着掩模的曝光这样的方法以位置选择性的方式进行。以位置选择性的方式进行曝光的情况下,使用有机溶剂将经曝光的固化性组合物显影而除去未曝光部,由此能够形成经图案化的固化物。
进行显影处理的情况下,优选在显影后利用基于加热的干燥等方法,将显影液充分地除去。
利用上文说明的方法,使用不含或仅少量含有溶剂(S)的上述的固化性组合物,形成所期望形状的显示高折射率的固化物。
实施例
以下,示出实施例更具体地说明本发明,但本发明的范围不限于这些实施例。
〔实施例1~10以及比较例1及2〕
在实施例及比较例中,作为光聚合性单体(A),使用下述的化合物。
<式(a1)表示的化合物>
[化学式28]
Figure BDA0003691450230000521
<多官能丙烯酸系单体>
A2-a:下述结构的化合物
[化学式29]
Figure BDA0003691450230000531
<单官能单体>
A3-a:苯基乙烯基亚砜
A3-b:丙烯酸苯酯
实施例及比较例中,作为金属氧化物纳米粒子(B),使用氧化锆粒子B1(平均粒径10nm,未表面修饰)。氧化锆粒子B1按照日本特开2018-193481号公报的[0223]段中记载的方法,通过使借助离心分离而回收的纳米晶体干燥从而得到。
实施例、及比较例中,作为光聚合引发剂(C),使用双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦。
将表1中记载的种类及量的光聚合性单体(A)、表1中记载的种类及量的金属氧化物纳米粒子(B)、与表1中记载的种类及量的光聚合引发剂(C)均匀地混合,得到实施例1~10以及比较例1及2的固化性组合物。需要说明的是,上述量的单位为质量份。
<Z平均粒径>
使得到的固化性组合物以5质量%以下的浓度分散于PGMEA中,结果为单分散性。针对得到的分散液,利用Malvern Zetasizer Nano S(动态光散射(DLS)装置)测定Z平均粒径。将结果示于表2。需要说明的是,由DLS装置测得的Z平均粒径是包含包围氧化锆粒子B1的单体壳(モノマー殻)的粒径。
<折射率测定方法>
使用喷墨装置,在玻璃基板上涂布各实施例、比较例的固化性组合物。然后,使用395nm的UV-LED曝光机,以2J/cm2的曝光量对涂布膜进行曝光而使其固化,得到厚度20μm的固化膜。针对该膜,使用Metricon公司制棱镜耦合器,求出光波长550nm处的折射率。将结果示于表2。
<反射率测定方法>
与折射率测定方法的情况同样地,得到厚度20μm的固化膜。针对该膜,使用紫外可见近红外分光光度计UH4150(Hitachi High-Tech Science公司制),求出光波长380~780nm的范围内的反射率。使用下述表达,将结果示于表2。
小于2.0%:在上述范围的整体中,反射率小于2.0%。
小于2.5%:在上述范围的至少一部分中,反射率为2.0%以上,但在上述范围的整体中,反射率小于2.5%。
2.5%以上:在上述范围的至少一部分中,反射率为2.5%以上。
<综合评价>
基于上述测定的结果,按照下述的基准进行综合评价。将结果示于表2。
A:极良好;B:良好;C:不良
[表1]
Figure BDA0003691450230000541
[表2]
Figure BDA0003691450230000551
根据表1及表2可知,通过在包含光聚合性单体(A)、金属氧化物纳米粒子(B)和光聚合引发剂(C)的固化性组合物中配合上述式(a1)表示的化合物作为光聚合性单体(A),从而能够形成具有高的折射率且反射率的上升被抑制的固化物。

Claims (7)

1.固化性组合物,其包含光聚合性单体(A)、金属氧化物纳米粒子(B)、和光聚合引发剂(C),
所述光聚合性单体(A)包含下述式(a1)表示的化合物:
[化学式1]
Figure FDA0003691450220000011
式(a1)中,R1及R2各自独立地表示单键或亚烷基,R3表示烷基、烯基、烷氧基、或羟基,n表示0或1。
2.如权利要求1所述的固化性组合物,其中,所述金属氧化物纳米粒子(B)的表面被含有烯键式不饱和双键的基团修饰。
3.如权利要求1所述的固化性组合物,其中,所述光聚合引发剂(C)包含氧化膦系化合物。
4.固化物,其为权利要求1~3中任一项所述的固化性组合物的固化物。
5.如权利要求4所述的固化物,其于光波长550nm处测得的折射率为1.60以上。
6.固化物的制造方法,其包括:
将权利要求1~3中任一项所述的固化性组合物成型;和
对经成型的所述固化性组合物进行曝光。
7.权利要求1~3中任一项所述的固化性组合物的用于制造固化物的用途。
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