CN117098788A - 树脂组合物、膜和共聚物 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种树脂组合物,其包含共聚物,所述共聚物包含具有咔唑环的结构单元,所述树脂组合物的溶剂溶解性优异。本发明的树脂组合物包含树脂(A)和溶剂,前述树脂(A)为包含结构单元(Aa)、结构单元(Ab)和结构单元(Ac)的共聚物,所述结构单元(Aa)源自具有碳原子数2~4的环状醚结构的不饱和化合物,所述结构单元(Ab)具有任选具有取代基的咔唑环,所述结构单元(Ac)源自具有(甲基)丙烯酸酯结构的不饱和化合物。

Description

树脂组合物、膜和共聚物
技术领域
本发明涉及树脂组合物、膜和共聚物。
背景技术
在近年来的液晶显示装置中,为了形成外涂层等膜而使用树脂组合物。作为这种树脂组合物,专利文献1(日本特开2006-171160号公报)中记载了一种树脂组合物,其包含使甲基丙烯酸和3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸基丙烯酸酯聚合而得到的共聚物。
专利文献2(国际公开第2012/053377号)中记载了一种包含咔唑化合物的电子设备用高折射率树脂组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-171160号公报
专利文献2:国际公开第2012/053377号
发明内容
发明要解决的问题
本发明是发现了包含具有含有咔唑环的结构单元的共聚物的树脂组合物的溶剂溶解性低这一问题而进行的。溶剂溶解性低的树脂组合物存在难以形成均匀的膜、难以利用溶剂擦拭去除等问题。
本发明的目的在于,提供包含具有含有咔唑环的结构单元的共聚物且溶剂溶解性优异的树脂组合物、由该树脂组合物形成的膜、以及能够用于该树脂组合物的共聚物。
用于解决问题的方案
本发明包括以下的发明。
〔1〕一种树脂组合物,其包含树脂(A)和溶剂,
前述树脂(A)为包含结构单元(Aa)、结构单元(Ab)和结构单元(Ac)的共聚物,
所述结构单元(Aa)源自具有碳原子数2~4的环状醚结构的不饱和化合物,所述结构单元(Ab)具有任选具有取代基的咔唑环,所述结构单元(Ac)源自具有(甲基)丙烯酸酯结构的不饱和化合物,
前述结构单元(Ac)用下述式(Ac)表示,
[式(Ac)中,Ra1表示氢原子或碳原子数1~4的烷基。
Ra2表示碳原子数1~20的脂肪族烃基。]
〔2〕根据〔1〕所述的树脂组合物,其中,前述结构单元(Aa)具有不饱和脂环式烃被环氧化而得到的结构。
〔3〕根据〔2〕所述的树脂组合物,其中,前述不饱和脂环式烃被环氧化而得到的结构包含选自由式(Aa-1)所示的结构单元和式(Aa-2)所示的结构单元组成的组中的至少1种。
[式(Aa-1)和式(Aa-2)中,Rb1和Rb2表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,该烷基中包含的氢原子任选被羟基取代。
Xb1和Xb2表示单键、*-Rb3-、*-Rb3-O-、*-Rb3-S-或*-Rb3-NH-。
Rb3表示碳原子数1~6的烷烃二基。
*表示与O的连接键。]
〔4〕根据〔1〕~〔3〕中任一项所述的树脂组合物,其中,前述结构单元(Ab)为式(Ab-1)所示的结构单元。
[式(Ab-1)中,R1表示氢原子、甲基或羟基甲基。
R2~R9相互独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的饱和烃基或碳原子数6~20的芳基,该饱和烃基中包含的氢原子任选被烷氧基或芳基取代。
X表示单键、碳原子数1以上的烷烃二基、或者直链状或支链状的下述式(V)所示的基团。
(式(V)中,前述l表示0以上的整数。m表示1以上的整数。)]
〔5〕根据〔1〕~〔4〕中任一项所述的树脂组合物,其包含聚合引发剂。
〔6〕一种膜,其由〔1〕~〔5〕中任一项所述的树脂组合物形成。
〔7〕一种共聚物,其包含结构单元(Aa)、结构单元(Ab)和结构单元(Ac),所述结构单元(Aa)源自具有碳原子数2~4的环状醚结构的不饱和化合物,所述结构单元(Ab)具有任选具有取代基的咔唑环,所述结构单元(Ac)源自具有(甲基)丙烯酸烷基酯的不饱和化合物,
前述结构单元(Ac)用下述式(Ac)表示。
[式(Ac)中,Ra1表示氢原子或碳原子数1~4的烷基。
Ra2表示碳原子数1~20的脂肪族烃基。]
发明的效果
根据本发明的树脂组合物,可提供溶剂溶解性优异的树脂组合物。
具体实施方式
本说明书中,作为各成分而例示出的化合物只要没有特别限定,就可以单独使用或组合使用多种。
[树脂组合物]
本发明的树脂组合物包含树脂(以下称为树脂(A))和溶剂(以下称为溶剂(E)),树脂(A)为包含具有碳原子数2~4的环状醚结构的结构单元(Aa)(以下称为“结构单元(Aa)”)、具有任选具有取代基的咔唑环的结构单元(Ab)(以下称为“结构单元(Ab)”)和源自具有(甲基)丙烯酸酯结构的不饱和化合物结构单元(Ac)(以下称为“结构单元(Ac)”)的共聚物。本说明书中,“(甲基)丙烯酸”表示选自由丙烯酸和甲基丙烯酸组成的组中的至少1种化合物。“(甲基)丙烯酰基”和“(甲基)丙烯酸酯”等表述也具有相同的含义。本发明的树脂组合物通过使树脂(A)为包含结构单元(Aa)、结构单元(Ab)和结构单元(Ac)的共聚物,从而可提供溶剂溶解性优异的树脂组合物。
本发明的树脂组合物任选包含聚合性化合物(以下称为聚合性化合物(C))。在包含聚合性化合物(C)的情况下,优选还包含聚合引发剂(以下称为聚合引发剂(D))。另外,本发明的树脂组合物可以包含其它成分、例如聚合引发助剂(以下称为聚合引发助剂(H))、流平剂(以下称为流平剂(B))、抗氧化剂(以下称为抗氧化剂(F))、固化剂(以下称为固化剂(G))等。作为固化剂(G),可例示出多元羧酸(以下称为多元羧酸(G1))、咪唑化合物(以下称为咪唑化合物(G2))等。
<树脂(A)>
树脂(A)为包含结构单元(Aa)、结构单元(Ab)和结构单元(Ac)的共聚物。该共聚物能够进一步与结构单元(Aa)、结构单元(Ab)或结构单元(Ac)共聚,并且,可以进一步包含除结构单元(Aa)、结构单元(Ab)和结构单元(Ac)之外的结构单元(以下称为结构单元(Ad))。树脂(A)可以将结构单元(Aa)、结构单元(Ab)和结构单元(Ac)分别包含2种以上。
〔1〕结构单元(Aa)
结构单元(Aa)可以由具有碳原子数2~4的环状醚结构(例如选自由环氧乙烷环、氧杂环丁烷环和四氢呋喃环组成的组中的至少1种)的不饱和化合物衍生。由具有碳原子数2~4的环状醚结构的不饱和化合物衍生的结构单元可通过将该不饱和化合物用作单体制造共聚物来获得。或者,也可以通过使其它结构单元(以下称为结构单元(Aa’))与具有碳原子数2~4的环状醚结构的化合物反应来获得。
衍生出结构单元(Aa)的具有碳原子数2~4的环状醚结构的不饱和化合物例如可列举出:具有环氧乙烷基和烯属不饱和键的单体(以下称为单体(Aa1))、具有氧杂环丁基和烯属不饱和键的单体(以下称为单体(Aa2))、具有四氢呋喃基和烯属不饱和键的单体(以下称为单体(Aa3))。
单体(Aa1)例如可列举出:具有直链状或支链状的不饱和脂肪族烃被环氧化而得到的结构的单体(以下称为单体(Aa1-1))、以及具有不饱和脂环式烃被环氧化而得到的结构的单体(以下称为单体(Aa1-2))。作为衍生出结构单元(Aa)的单体,从能够进一步提高所得膜的耐热性、耐化学药品性等可靠性的观点出发,优选为单体(Aa1)。进而,从树脂组合物的保存稳定性优异的观点出发,更优选为单体(Aa1-2)。
作为单体(Aa1-1),可列举出(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醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚、α-甲基-邻乙烯基苄基缩水甘油醚、α-甲基-间乙烯基苄基缩水甘油醚、α-甲基-对乙烯基苄基缩水甘油醚、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),可列举出乙烯基环己烯单氧化物、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷(例如CELLOXIDE 2000;大赛璐公司制)、3,4-环氧环己基甲基(甲基)丙烯酸酯(例如Cyclomer A400;大赛璐公司制)、3,4-环氧环己基甲基(甲基)丙烯酸酯(例如CyclomerM100;大赛璐公司制)、式(I)所示的化合物和式(II)所示的化合物等。
[式(I)和式(II)中,Rb1和Rb2表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,该烷基中包含的氢原子任选被羟基取代。
Xb1和Xb2表示单键、*-Rb3-、*-Rb3-O-、*-Rb3-S-或*-Rb3-NH-。
Rb3表示碳原子数1~6的烷烃二基。
*表示与O的连接键。]
作为碳原子数1~4的烷基,可列举出甲基、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,可列举出羟基甲基、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,优选列举出氢原子、甲基、羟基甲基、1-羟基乙基和2-羟基乙基,更优选列举出氢原子和甲基。
作为烷烃二基,可列举出亚甲基、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,优选列举出单键、亚甲基、亚乙基、*-CH2-O-、*-CH2CH2-O-,更优选列举出单键、*-CH2CH2-O-。*表示与O的连接键。
作为式(I)所示的化合物,可列举出式(I-1)~式(I-15)中任一者所示的化合物等,优选列举出式(I-1)、式(I-3)、式(I-5)、式(I-7)、式(I-9)或式(I-11)~式(I-15)所示的化合物,更优选列举出式(I-1)、式(I-7)、式(I-9)或式(I-15)所示的化合物。
作为式(II)所示的化合物,可列举出式(II-1)~式(II-15)中任一者所示的化合物等,优选列举出式(II-1)、式(II-3)、式(II-5)、式(II-7)、式(II-9)或式(II-11)~式(II-15)所示的化合物,更优选列举出式(II-1)、式(II-7)、式(II-9)或式(II-15)所示的化合物。
式(I)所示的化合物和式(II)所示的化合物可以分别单独使用,也可以组合使用2种以上。在组合使用它们的情况下,它们的含有比率〔式(I)所示的化合物:式(II)所示的化合物〕以摩尔基准计优选为5:95~95:5、更优选为20:80~80:20。例如,可以使用以50:50包含式(I-1)所示的化合物和式(II-1)所示的化合物的混合物。
作为单体(Aa2),更优选为具有氧杂环丁基和(甲基)丙烯酰氧基的单体。作为单体(Aa2),可列举出3-甲基-3-甲基丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-甲基丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、3-甲基-3-丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、3-乙基-3-丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷等。
作为单体(Aa3),优选为具有四氢呋喃基和(甲基)丙烯酰氧基的单体。作为单体(Aa3),可列举出丙烯酸四氢糠酯(例如Viscoat V#150、大阪有机化学工业公司制)、甲基丙烯酸四氢糠酯等。
作为结构单元(Aa),从树脂组合物的溶剂溶解性、保存稳定性、所得膜的耐化学药品性、耐热性和机械强度优异的观点出发,优选为由单体(Aa1-2)衍生的结构单元,更优选为式(Aa-1)或式(Aa-2)所示的结构单元。式(Aa-1)所示的结构单元由式(I)所示的化合物衍生,式(Aa-2)所示的结构单元由式(II)所示的化合物衍生。
[式(Aa-1)和式(Aa-2)中,Rb1和Rb2表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,该烷基中包含的氢原子任选被羟基取代。
Xb1和Xb2表示单键、*-Rb3-、*-Rb3-O-、*-Rb3-S-或*-Rb3-NH-。
Rb3表示碳原子数1~6的烷烃二基。
*表示与O的连接键。]
〔2〕结构单元(Ab)
结构单元(Ab)可以由具有任选具有取代基的咔唑环的不饱和化合物衍生。由该不饱和化合物衍生的结构单元可通过将该不饱和化合物用作单体制造共聚物来获得。
或者,也可以通过使其它结构单元(Ab’)与具有任选具有取代基的咔唑环的化合物(Ab”)反应来获得。
通过使树脂(A)具有结构单元(Ab),从而能够提高所得膜的折射率。
衍生出结构单元(Ab)的不饱和化合物优选为式(III)所示的化合物。
[式(III)中,R1表示氢原子、甲基或羟基甲基。
R2~R9相互独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的饱和烃基或碳原子数6~20的芳基,该饱和烃基中包含的氢原子任选被烷氧基或芳基取代。
X表示单键、碳原子数1以上的烷烃二基、或者直链状或支链状的下述式(V)所示的基团。
(式(V)中,前述l表示0以上的整数。m表示1以上的整数。)]
作为式(III)所示的化合物,可列举出N-乙烯基咔唑、N-烯丙基咔唑、N-(甲基)丙烯酰基咔唑、(甲基)丙烯酸2-(9-咔唑基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(9-咔唑基)乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-(9-咔唑基)-2-甲基乙酯、(甲基)丙烯酸2-(9-咔唑基)-1-甲基乙酯等。其中,优选为N-乙烯基咔唑、N-烯丙基咔唑、(甲基)丙烯酸2-(9-咔唑基)乙酯。
〔3〕结构单元(Ac)
结构单元(Ac)可以由具有(甲基)丙烯酸酯结构的不饱和化合物衍生。由该不饱和化合物衍生的结构单元可通过将该不饱和化合物用作单体制造共聚物来获得。
或者,也可以通过使其它结构单元(Ac’)与具有(甲基)丙烯酸酯结构的化合物(Ac”)反应来获得。
通过使树脂(A)具有结构单元(Ac),从而能够提高树脂组合物的溶剂溶解性。
结构单元(Ac)用下述式(Ac)表示。
式(Ac)中,Ra1表示氢原子或碳原子数1~4的烷基。
Ra2表示碳原子数1~20的脂肪族烃基。
作为表示Ra1的碳原子数1~4的烷基,可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基和丁基等。
Ra1优选为氢原子或甲基,更优选为氢原子。
作为表示Ra2的碳原子数1~20的脂肪族烃基,可列举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、十八碳烯基、二十烷基等直链状脂肪族烃基;异丙基、异丁基、叔丁基、异戊基、异癸基、新戊基、2-乙基己基等支链状脂肪族烃基。
Ra2优选为氢原子或碳原子数4~20的脂肪族烃基,更优选为碳原子数4~12的脂肪族烃基,进一步优选为碳原子数4~10的脂肪族烃基。具体而言,可列举出丁基、叔丁基、2-乙基己基和异癸基。Ra2可以为碳原子数5以上的脂肪族烃基,也可以为碳原子数6~18的脂肪族烃基,可以为碳原子数7~18的脂肪族烃基,也可以为碳原子数7~9的脂肪族烃基,可以为碳原子数8的脂肪族烃基。
将衍生出结构单元(Ac)的具有(甲基)丙烯酸酯结构的不饱和化合物记为单体(Ac)。作为单体(Ac),可列举出例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(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)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸2,4,6-三甲基庚酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸炔丙酯等。
〔4〕结构单元(Ad)
作为结构单元(Ad),可列举出由属于由不饱和羧酸和不饱和羧酸酐组成的组中的化合物衍生的结构单元(以下称为“结构单元(Ad1)”)。作为属于由不饱和羧酸和不饱和羧酸酐组成的组中的化合物,可列举出例如丙烯酸、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-环己烯二羧酸等不饱和二羧酸;
甲基-5-降冰片烯-2,3-二羧酸、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)丙烯酰氧基乙基〕酯、邻苯二甲酸单〔2-(甲基)丙烯酰氧基乙基〕酯等2元以上的多元羧酸的不饱和单〔(甲基)丙烯酰氧基烷基〕酯;
α-(羟基甲基)丙烯酸等在同一分子中含有羟基和羧基的不饱和丙烯酸酯等。
作为除结构单元(Ad1)之外的结构单元(Ad)(以下称为“结构单元(Ad2)”),可列举出例如由下述化合物衍生的结构单元。
(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、N-琥珀酰亚胺-3-马来酰亚胺苯甲酸酯、N-琥珀酰亚胺-4-马来酰亚胺丁酸酯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、(甲基)丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、(甲基)丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、1,3-丁二烯、异戊二烯和2,3-二甲基-1,3-丁二烯等。树脂(A)优选具有结构单元(Ad1)。
〔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)、结构单元(Ab)和结构单元(Ac)构成的共聚物;
树脂[K2]:由结构单元(Aa)、结构单元(Ab)、结构单元(Ac)和结构单元(Ad)构成的共聚物。
树脂(A)优选为树脂[K2]。进而,在树脂[K2]之中,作为结构单元(Ad),优选包含结构单元(Ad1),优选为由结构单元(Aa)、结构单元(Ab)、结构单元(Ac)和结构单元(Ad1)构成的树脂。
在树脂(A)包含结构单元(Ad1)的情况下,其含有率相对于构成树脂(A)的全部结构单元优选为1~50摩尔%,更优选为2~40摩尔%。
树脂(A)优选包含结构单元(Ab)且其含有率相对于构成树脂(A)的全部结构单元为5~98摩尔%、更优选为5~90摩尔%。结构单元(Ab)的含有率可以为50摩尔%以上、65摩尔%以上、70摩尔%以上、75摩尔%以上。
树脂[K1]中,相对于构成树脂[K1]的全部结构单元,各结构单元的比率优选为:
结构单元(Aa):5~95摩尔%、
结构单元(Ab):5~95摩尔%、
结构单元(Ac):0.001~10摩尔%;
更优选为:
结构单元(Aa):10~70摩尔%、
结构单元(Ab):30~90摩尔%、
结构单元(Ac):0.01~1摩尔%。
若构成树脂[K1]的结构单元的比率在上述范围内,则树脂组合物的溶剂溶解性、保存稳定性、所得膜的耐化学药品性、耐热性和机械强度优异,故而优选。
树脂[K1]例如可以参照文献“高分子合成的实验方法”(大津隆行著发行单位:化学同人公司第一版第一次印刷1972年3月1日发行)中记载的方法和该文献中记载的引用文献来制造。
具体而言,可列举出如下方法:将规定量的结构单元(Aa)和结构单元(Ab)、聚合引发剂和溶剂等投入至反应容器中,例如通过利用氮气来置换氧气而制成脱氧气氛,边搅拌边进行加热和保温。需要说明的是,聚合引发剂和溶剂等没有特别限定,可以使用在该领域中通常使用的物质。作为聚合引发剂,可列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,只要将各单体溶解即可,可列举出树脂组合物中使用的后述溶剂等。
在制备本发明的树脂组合物时,可以直接使用通过反应而得到的树脂溶液,也可以使用浓缩或稀释的溶液,还可以使用利用再沉淀等方法以固体(粉体)的形式取出的物质。尤其是,通过使用本发明的树脂组合物中包含的溶剂作为聚合溶剂,从而能够将反应后的溶液直接用于制造树脂组合物,因此能够简化树脂组合物的制造工序。
树脂[K2]中,在构成树脂[K2]的全部结构单元中,各结构单元的比率优选为:
结构单元(Aa):1~90摩尔%、
结构单元(Ab):5~98摩尔%、
结构单元(Ac):0.001~10摩尔%、
结构单元(Ad):1~50摩尔%;
更优选为:
结构单元(Aa):3~80摩尔%、
结构单元(Ab):17~90摩尔%、
结构单元(Ac):0.005~5摩尔%、
结构单元(Ad):3~40摩尔%;
进一步优选为:
结构单元(Aa):3~80摩尔%、
结构单元(Ab):50~90摩尔%、
结构单元(Ac):0.01~1摩尔%、
结构单元(Ad):3~40摩尔%。
树脂[K2]之中,仅包含结构单元(Ad1)作为结构单元(Ad)时,优选为:
结构单元(Aa):1~70摩尔%、
结构单元(Ab):5~90摩尔%、
结构单元(Ac):0.001~10摩尔%、
结构单元(Ad1):1~50摩尔%;
更优选为:
结构单元(Aa):3~50摩尔%、
结构单元(Ab):20~90摩尔%、
结构单元(Ac):0.005~5摩尔%、
结构单元(Ad1):5~40摩尔%;
进一步优选为:
结构单元(Aa):3~50摩尔%、
结构单元(Ab):50~90摩尔%、
结构单元(Ac):0.01~1摩尔%、
结构单元(Ad1):5~40摩尔%。
树脂[K2]之中,仅包含结构单元(Ad2)作为结构单元(Ad)时,优选为:
结构单元(Aa):1~90摩尔%、
结构单元(Ab):5~98摩尔%、
结构单元(Ac):0.001~10摩尔%、
结构单元(Ad2):1~50摩尔%;
更优选为:
结构单元(Aa):3~70摩尔%、
结构单元(Ab):20~90摩尔%、
结构单元(Ac):0.005~5摩尔%、
结构单元(Ad2):3~40摩尔%;
进一步优选为:
结构单元(Aa):3~70摩尔%、
结构单元(Ab):50~90摩尔%、
结构单元(Ac):0.01~1摩尔%、
结构单元(Ad2):3~40摩尔%。
树脂[K2]之中,包含结构单元(Ad1)和结构单元(Ad2)这两者作为结构单元(Ad)时,优选为:
结构单元(Aa):1~70摩尔%、
结构单元(Ab):5~90摩尔%、
结构单元(Ac):0.001~10摩尔%、
结构单元(Ad1):1~50摩尔%、
结构单元(Ad2):1~40摩尔%;
更优选为:
结构单元(Aa):3~50摩尔%、
结构单元(Ab):10~90摩尔%、
结构单元(Ac):0.005~5摩尔%、
结构单元(Ad1):5~35摩尔%、
结构单元(Ad2):1~30摩尔%;
更优选为:
结构单元(Aa):3~50摩尔%、
结构单元(Ab):50~90摩尔%、
结构单元(Ac):0.01~1摩尔%、
结构单元(Ad1):5~35摩尔%、
结构单元(Ad2):1~30摩尔%。
若树脂[K2]的结构单元的比率处于上述范围内,则能够得到溶剂溶解性、保存稳定性优异的树脂组合物,使用树脂组合物而得到的膜的耐化学药品性、耐热性和机械强度优异,从这一点出发是优选的。树脂[K2]可通过利用与树脂[K1]相同的方法来制造。
树脂(A)的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)优选为3000~100000、更优选为5000~50000、进一步优选为5000~20000、尤其优选为5000~10000。若树脂(A)的重均分子量(Mw)处于前述范围内,则存在树脂组合物的涂布性良好的倾向。
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。若分散度处于前述范围内,则存在所得膜的耐化学药品性优异的倾向。
在树脂(A)包含结构单元(Ad1)的情况下,其酸值优选为30mg-KOH/g以上且180mg-KOH/g以下、更优选为40mg-KOH/g以上且150mg-KOH/g以下、进一步优选为50mg-KOH/g以上且135mg-KOH/g以下。此处,酸值是以将1g树脂中和所需的氢氧化钾的量(mg)的形式测得的值,通过使用氢氧化钾水溶液进行滴定来求出。若树脂(A)的酸值处于前述范围内,则存在所得膜与基板的密合性优异的倾向。
本发明的树脂组合物包含除树脂(A)和溶剂(E)之外的成分时,树脂(A)的含有率相对于本发明的树脂组合物的固体成分优选为30~99质量%、更优选为35~80质量%、进一步优选为40~70质量%。若树脂(A)的含有率处于前述范围内,则存在所得膜的耐热性优异、且与基板的密合性和耐化学药品性优异的倾向。此处,树脂组合物的固体成分是指从本发明的树脂组合物的总量中去除溶剂(E)的含量而得到的量。
<聚合性化合物(C)>
聚合性化合物(C)是通过热或聚合引发剂(D)的作用而反应的单体,作为该单体,可列举出例如具有烯属不饱和键的化合物,优选列举出(甲基)丙烯酸类化合物,更优选列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)丙烯酸类化合物,可列举出与衍生出树脂(A)的结构单元(Aa)、结构单元(Ab)和结构单元(Ac)的单体相同的化合物。
作为具有2个(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸类化合物,可列举出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、环氧乙烷改性双酚A二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性新戊二醇二(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)丙烯酸类化合物,可列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)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性三羟甲基丙烷三(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)异氰脲酸酯三(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(甲基)丙烯酸类化合物,优选为具有3个以上(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸类化合物,更优选为二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
本发明的树脂组合物包含聚合性化合物(C)时,其含量相对于树脂(A)100质量份优选为20~200质量份、更优选为30~150质量份。若聚合性化合物(C)的含量处于前述范围内,则能够使所得膜的耐化学药品性和机械强度良好。
<聚合引发剂(D)>
聚合引发剂(D)只要是能够通过光、热的作用而产生活性自由基、酸等,并引发聚合性化合物(C)的聚合的化合物,就没有特别限定,可以使用公知的聚合引发剂。作为聚合引发剂(D),优选为包含选自由O-酰基肟化合物、烷基苯酮化合物、三嗪化合物、酰基氧化膦化合物和联咪唑化合物组成的组中的至少1种化合物的聚合引发剂,更优选为包含O-酰基肟化合物的聚合引发剂。若为这些聚合引发剂,则存在灵敏度高且可见光区域中的透射率变高的倾向。
O-酰基肟化合物为具有式(D1)所示结构的化合物。
以下,*表示连接键。
作为O-酰基肟化合物,可列举出例如N-苯甲酰氧基-1-(4-苯基硫代苯基)丁烷-1-酮-2-亚胺、N-苯甲酰氧基-1-(4-苯基硫代苯基)辛烷-1-酮-2-亚胺、N-苯甲酰氧基-1-(4-苯基硫代苯基)-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。也可以使用Irgacure(注册商标)OXE01、OXE02(以上为BASF公司制);N-1919(ADEKA公司制)等市售品。
烷基苯酮化合物为具有式(D2-1)所示结构或式(D2-2)所示结构的化合物。这些结构中,苯环任选具有取代基。
作为具有式(D2-1)所示结构的化合物,可以使用例如2-甲基-2-吗啉基-1-(4-甲基硫代苯基)丙烷-1-酮、2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-2-苄基丁烷-1-酮、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉代)苯基]丁烷-1-酮。也可以使用Irgacure(注册商标)369、907和379(以上为BASF公司制)等市售品。另外,可以使用日本特表2002-544205号公报中记载的具有能够发生链转移的基团的聚合引发剂。作为具有式(D2-2)所示结构的化合物,可列举出例如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、苄基二甲基缩酮。从灵敏度的观点出发,作为烷基苯酮化合物,优选为具有式(D2-1)所示结构的化合物。
作为三嗪化合物,可列举出例如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,可列举出2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等。也可以使用Irgacure 819(BASF JAPAN公司制)等市售品。
作为联咪唑化合物,可列举出例如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(例如参照日本特开平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(例如参照日本特公昭48-38403号公报、日本特开昭62-174204号公报等)、4,4’,5,5’-位的苯基被羰基烷氧基取代的联咪唑化合物(例如参照日本特开平7-10913号公报等)。
进而,作为聚合引发剂(D),可列举出苯偶姻、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、苯基乙醛酸甲酯、二茂钛化合物等。它们可以与后述聚合引发助剂(H)(尤其是胺化合物)组合使用。
作为聚合引发剂(D),也可以使用产酸剂。作为产酸剂,可列举出例如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;硝基苄基甲苯磺酸盐、苯偶姻甲苯磺酸盐。
在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,聚合引发剂(D)的含量相对于树脂(A)与聚合性化合物(C)的总含量100质量份优选为0.1~30质量份、更优选为0.5~15质量份、进一步优选为1~8质量份。若聚合引发剂(D)的含量处于前述范围内,则存在所得图案的可见光透射率高的倾向。
<聚合引发助剂(H)>
聚合引发助剂(H)是用于与聚合引发剂(D)一同促进利用聚合引发剂(D)引发了聚合的聚合性化合物(C)的聚合的化合物或敏化剂。
作为聚合引发助剂(H),可列举出噻唑啉化合物、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,可列举出式(H1-1)~式(H1-3)所示的化合物、日本特开2008-65319号公报中记载的化合物等。
作为胺化合物,可列举出三乙醇胺、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)、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,优选为4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮。可以使用EAB-F(保土谷化学工业公司制)等市售品。
作为烷氧基蒽化合物,可列举出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,可列举出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,可列举出苯基硫代乙酸、甲基苯基硫代乙酸、乙基苯基硫代乙酸、甲基乙基苯基硫代乙酸、二甲基苯基硫代乙酸、甲氧基苯基硫代乙酸、二甲氧基苯基硫代乙酸、氯苯基硫代乙酸、二氯苯基硫代乙酸、N-苯基甘氨酸、苯氧基乙酸、萘基硫代乙酸、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性化合物(C)、聚合引发剂(D)和聚合引发助剂(H)时,聚合引发助剂(H)的含量相对于树脂(A)与聚合性化合物(C)的总含量100质量份优选为0.1~30质量份、更优选为0.2~10质量份。若聚合引发助剂(H)的量处于前述范围内,则具有在形成图案时灵敏度变得更高的倾向。
<流平剂(B)>
作为流平剂(B),可列举出有机硅系表面活性剂、氟系表面活性剂和具有氟原子的有机硅系表面活性剂等。它们可以在侧链具有聚合性基团。
作为有机硅系表面活性剂,可列举出在分子内具有硅氧烷键的表面活性剂等。具体而言,可列举出Toray Silicone DC3PA、同SH7PA、同DC11PA、同SH21PA、同SH28PA、同SH29PA、同SH30PA、同SH8400(商品名:东丽道康宁公司制);KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化学工业公司制);TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF4446、TSF4452和TSF4460(Momentive Performance Materials Japan合同会社制)等。
作为前述氟系表面活性剂,可列举出在分子内具有氟碳链的表面活性剂等。具体而言,可列举出Fluorad(注册商标)FC430、同FC431(住友3M公司制);Megafac(注册商标)F142D、同F171、同F172、同F173、同F177、同F183、同F554、同R30、同RS-718-K(DIC公司制);Eftop(注册商标)EF301、同EF303、同EF351、同EF352(三菱材料电子化成公司制);Surflon(注册商标)S381、同S382、同SC101、同SC105(旭硝子公司制);以及E5844(大金精细化学研究所制)等。
作为前述具有氟原子的有机硅系表面活性剂,可列举出在分子内具有硅氧烷键和氟碳链的表面活性剂等。具体而言,可列举出Megafac(注册商标)R08、同BL20、同F475、同F477和同F443(DIC公司制)等。
在含有流平剂(B)的情况下,其含有率相对于树脂组合物的总量优选为0.001质量%以上且0.2质量%以下,更优选为0.002质量%以上且0.1质量%以下,进一步优选为0.005质量%以上且0.07质量%以下。
<抗氧化剂(F)>
作为抗氧化剂(F),可列举出酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、胺系抗氧化剂。其中,从所得膜的着色少的观点出发,优选为酚系抗氧化剂。
作为酚系抗氧化剂,可列举出例如2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯、3,9-双[2-{3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}-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’-丁叉基双(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”-(均三甲基苯-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-甲基苯酚和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]二氧杂磷杂环庚烷。作为前述酚系抗氧化剂,可以使用市售品。作为市售的酚系抗氧化剂,可列举出例如SUMILIZER(注册商标)BHT、GM、GS、GP(以上均为住友化学公司制);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,可列举出例如3,3’-硫代二丙酸二月桂酯、3,3’-硫代二丙酸二肉豆蔻酯、3,3’-硫代二丙酸二硬脂酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)。作为前述硫系抗氧化剂,可以使用市售品。作为市售的硫系抗氧化剂,可列举出例如SUMILIZER(注册商标)TPL-R、TP-D(以上均为住友化学公司制)。
作为磷系抗氧化剂,可列举出例如亚磷酸三辛酯、亚磷酸三月桂酯、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、四(十三烷基)-1,1,3-三(2-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丁烷二亚磷酸酯。作为前述磷系抗氧化剂,可以使用市售品。作为市售的磷系抗氧化剂,可列举出例如Irgafos(注册商标)168、12、38(以上均为BASF公司制);ADEKASTAB 329K、ADEKASTAB PEP36(以上均为ADEKA公司制)。
作为胺系抗氧化剂,可列举出例如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。作为前述胺系抗氧化剂,可以使用市售品。作为市售的胺系抗氧化剂,可列举出例如SUMILIZER(注册商标)BPA、BPA-M1、4ML(以上均为住友化学公司制)。
本发明的树脂组合物包含抗氧化剂(F)时,相对于树脂(A)与聚合性化合物(C)的总含量100质量份,其含量优选为0.1质量份以上且5质量份以下、更优选为0.5质量份以上且3质量份以下。若抗氧化剂(F)的含量处于前述范围内,则存在所得膜的耐热性和铅笔硬度优异的倾向。
<固化剂(G)>
<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。多元羧酸是指具有2个以上羧基的化合物,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。
作为前述多元羧酸酐,可列举出例如马来酸酐、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、二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐、乙二醇双(偏苯三酸酐)、甘油三(偏苯三酸酐)、甘油双(偏苯三酸酐)单乙酸酯、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二氧-3-呋喃基)萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮等芳香族多元羧酸酐。可以使用ADEKA HARDENER(注册商标)-EH-700(商品名(以下相同)、ADEKA公司制);RIKACID(注册商标)-HH、同-TH、同-MH、同MH-700(新日本理化公司制);エピキニア126、同YH-306、同DX-126(油化Shell Epoxy公司制)等市售品。
作为前述多元羧酸,可列举出草酸、丙二酸、己二酸、癸二酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、衍生出链状多元羧酸酐的多元羧酸等链状多元羧酸;环己烷二羧酸、衍生出脂环式多元羧酸酐的多元羧酸等脂环式多元羧酸;间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,4,5,8-萘四羧酸、衍生出芳香族多元羧酸酐的多元羧酸等芳香族多元羧酸等。
其中,从所得膜的耐热性优异、尤其是可见光区域中的透明性不易降低的观点出发,优选为链状羧酸酐、脂环式多元羧酸酐,更优选为脂环式多元羧酸酐。
本发明的树脂组合物包含多元羧酸(G1)时,相对于树脂(A)与聚合性化合物(C)的总含量100质量份,其含量优选为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。若多元羧酸(G1)的含量处于前述范围内,则所得膜的耐热性和密合性优异。
<咪唑化合物(G2)>
咪唑化合物(G2)只要为具有咪唑骨架的化合物就没有特别限定,可列举出例如作为环氧固化剂而已知的化合物。其中,优选为式(G2-1)所示的化合物。
[式(G2-1)中,R31表示碳原子数1~20的烷基、苯基、苄基或碳原子数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1~20的烷基、苯基、硝基或碳原子数1~20的酰基,该烷基和该苯基中包含的氢原子任选被羟基取代。]
作为碳原子数1~20的烷基,可列举出例如甲基、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2~5的氰基烷基,可列举出例如氰基甲基、氰基乙基、氰基丙基、氰基丁基、氰基戊基。
作为卤素原子,可列举出例如氟原子、氯原子、溴原子。
作为碳原子数1~20的酰基,可列举出例如甲酰基、乙酰基、丙酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、新戊酰基、月桂酰基、肉豆蔻酰基、硬脂酰基。
作为咪唑化合物(G2),可列举出例如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,优选为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)时,相对于树脂(A)与聚合性化合物(C)的总含量100质量份,其含量优选为0.1质量份以上且25质量份以下、更优选为0.2质量份以上且15质量份以下、进一步优选为0.5质量份以上且5质量份以下。若咪唑化合物(G2)的含量处于前述范围,则存在所得膜在可见光区域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),没有特别限定,可列举出在本领域中通常使用的溶剂。可列举出例如酯溶剂(在分子内包含-COO-且不含-O-的溶剂)、醚溶剂(在分子内包含-O-且不含-COO-的溶剂)、醚酯溶剂(在分子内包含-COO-和-O-的溶剂)、酮溶剂(在分子内包含-CO-且不含-COO-的溶剂)、醇溶剂(在分子内包含OH且不含-O-、-CO-和-COO-的溶剂)、芳香族烃溶剂、酰胺溶剂、二甲基亚砜等。
作为酯溶剂,可列举出乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、2-羟基异丁酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丁酯、丁酸异丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、环己醇乙酸酯和γ-丁内酯等。
作为醚溶剂,可列举出乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚、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、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇、四氢呋喃、四氢吡喃、1,4-二噁烷、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁基醚、茴香醚、苯乙醚和甲基茴香醚等。
作为醚酯溶剂,可列举出甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、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、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-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、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、乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯和二乙二醇单丁基醚乙酸酯等。
作为酮溶剂,可列举出4-羟基-4-甲基-2-戊酮、丙酮、2-丁酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、4-甲基-2-戊酮、环戊酮、环己酮和异佛尔酮等。
作为醇溶剂,可列举出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、丙二醇和甘油等。
作为芳香族烃溶剂,可列举出苯、甲苯、二甲苯和均三甲基苯等。作为酰胺溶剂,可列举出N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮等。
上述溶剂之中,从涂布性、干燥性的观点出发,优选1atm下的沸点为100℃以上且200℃以下的有机溶剂。作为溶剂,优选为丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙二醇乙基甲基醚、环己酮、甲氧基丁醇和甲氧基丁基乙酸酯,更优选为丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚、乙二醇乙基甲基醚、甲氧基丁醇和甲氧基丁基乙酸酯。
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体成分优选为5~40质量%、更优选为5~30质量%。若溶剂(E)的含有率处于前述范围,则存在能够提高树脂组合物的均匀性的倾向。
<其它成分>
本发明的树脂组合物中,根据需要可以含有填充剂、其它高分子化合物、紫外线吸收剂、链转移剂、密合促进剂等在本技术领域中公知的添加剂。
本发明的树脂组合物在填充至光程长为1cm的石英比色皿中并使用分光光度计以测定波长为400~700nm的条件测定透射率时,其平均透射率优选为70%以上、更优选为80%以上。
由本发明的树脂组合物形成膜时,膜的平均透射率优选为90%以上、更优选为95%以上。该平均透射率是使用分光光度计在测定波长为400~700nm的条件下对加热固化(100~250℃、5分钟~3小时)后的厚度为2μm的膜进行测定时的平均值。由此,可提供可见光区域中的透明性优异的膜。
<树脂组合物的制造方法>
本发明的树脂组合物可通过利用公知方法将树脂(A)和溶剂(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)、流平剂(B)、抗氧化剂(F)、固化剂(G)和其它成分进行混合来制造。在混合后,优选利用孔径为0.05~1.0μm左右的过滤器进行过滤。
本发明的树脂组合物具有优异的溶剂溶解性,因此,能够使用其来形成均匀膜。
<膜的制造方法>
膜可通过将本发明的树脂组合物涂布在基板上并干燥后,进行加热来制造。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):使涂布后的树脂组合物减压干燥和/或加热干燥,形成组合物层的工序;
工序(3):将组合物层加热的工序。
另外,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)时,通过进行下述工序,从而能够制造具有图案的膜。
工序(1):将本发明的树脂组合物涂布于基板的工序;
工序(2):使涂布后的树脂组合物减压干燥和/或加热干燥,形成组合物层的工序;
工序(2a):隔着光掩模对组合物层进行曝光的工序;
工序(2b):对曝光后的组合物层进行显影的工序;
工序(3a):将显影后的组合物层加热的工序。
工序(1)是将本发明的树脂组合物涂布于基板(基底基板)的工序。作为基板,可列举出玻璃、金属、塑料等,可以在基板上形成有滤色器、绝缘膜、导电膜和/或驱动电路等。在基板上的涂布优选使用旋涂机、狭缝&旋涂机、狭缝涂布机、喷墨、辊涂机、浸涂机等涂布装置来进行。
在工序(1)中,有时在基板的外周部产生树脂组合物的隆起或者树脂组合物环绕至基板的背面。形成隆起或环绕至基板背面的树脂组合物在后续工序中成为污染设备或使曝光精度、加热精度降低的原因。本发明的树脂组合物的溶剂溶解性优异,因此,能够干净地去除无用的树脂组合物,能够抑制由无用的树脂组合物引起的问题。另外,在溶剂溶解性方面存在难度的树脂组合物有时称为设备配管堵塞的原因,故不优选。
工序(2)是使涂布后的树脂组合物减压干燥和/或加热干燥而形成组合物层的工序。通过进行该工序,从而去除树脂组合物中的溶剂等挥发成分。减压干燥优选在50~150Pa的压力下以20~25℃的温度范围进行。可以在减压干燥之前或之后进行加热干燥(预烘烤)。加热干燥通常使用烘箱、加热板等加热装置来进行。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秒钟~60分钟、更优选为30秒钟~30分钟。
工序(3)是将组合物层加热的工序(后烘烤)。加热通常使用烘箱、加热板等加热装置来进行。加热温度优选为130~270℃、更优选为150~260℃、进一步优选为200~250℃。若加热温度为200~250℃,则能够防止无用的溶剂残留在膜中。加热时间优选为1~120分钟、更优选为10~60分钟。
工序(2a)是隔着光掩模对通过工序(2)而形成的组合物层进行曝光的工序。该光掩模使用与组合物层的想要去除的部分对应地形成有遮光部的光掩模。遮光部的形状没有特别限定,可根据目标用途来选择。作为曝光所使用的光源,优选为发出波长为250~450nm的光的光源。例如,针对小于350nm的光,使用截去该波长范围的滤光器将其截去,或者,针对436nm附近、408nm附近、365nm附近的光,使用取出这些波长范围的带通滤波器将其选择性地取出。作为光源,可列举出汞灯、发光二极管、金属卤化物灯、卤素灯等。
由于能够对曝光面整体均匀地照射平行光线、进行光掩模与组合物层的准确对准,因此,优选使用掩模对准器、步进式光刻机(stepper)等曝光装置。
工序(2b)是对曝光后的组合物层进行显影的工序。通过使曝光后的组合物层接触显影液来进行显影,从而组合物层的未曝光部溶解于显影液而被去除,在基板上形成具有图案的组合物层。作为显影液,优选为氢氧化钾、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%。进而,显影液可以包含表面活性剂。显影方法可以为桨法、浸渍法和喷雾法等中的任一者。进而,在显影时,可以将基板倾斜至任意角度。优选在显影后进行水洗。
工序(3a)是将显影后的组合物层加热的工序。通过与前述工序(3)同样操作来进行加热,从而具有图案的组合物层发生固化,在基板上形成具有图案的膜。
如此操作而得到的膜作为在例如液晶显示装置、有机EL显示装置、电子纸中使用的滤色器基板是有用的。由此,能够制造具备高品质膜的显示装置。在表面具有着色图案的凹凸形状的滤色器基板中,也利用本发明的树脂组合物来形成外涂层。
外涂层的膜厚(在被涂布面具有凹凸形状的情况下,是自凸部表面起的膜厚)优选为0.5μm以上且5μm以下、更优选为0.5μm以上且3μm以下。在被涂布面具有凹凸形状的情况下,本发明的树脂组合物可用于例如具有凹部的宽度为1~500μm、从凹部表面起至凸部表面为止的高度为0.1~20μm的凹凸形状的基底基板。
[共聚物]
本发明的共聚物是包含结构单元(Aa)、结构单元(Ab)和结构单元(Ac)的树脂(A),所述结构单元(Aa)具有碳原子数2~4的环状醚结构,所述结构单元(Ab)具有咔唑环,所述结构单元(Ac)源自具有(甲基)丙烯酸酯结构的不饱和化合物。关于本发明的共聚物,可适用关于树脂组合物中包含的树脂(A)的上述说明。
实施例
以下,通过实施例更详细地说明本发明。例中的“%”和“份”只要没有特别记载,就是质量%和质量份。
[实施例1~6、比较例1]
<树脂组合物的制备>
以成为表1所示的固体成分浓度的方式,将表1所示的树脂(A)与作为溶剂(E)的丙二醇单甲基醚乙酸酯(以下也称为“PEGMEA”)混合来制备树脂组合物。在表1中,各成分的份数表示固体成分换算的质量份。此时,以树脂组合物的溶剂PEGMEA与环戊酮之比成为65/35的方式进行调整。
[表1]
表1中的各成分如下所示。
树脂(a1):通过合成例1而得到的树脂
树脂(a2):通过合成例2而得到的树脂
树脂(a3):通过合成例3而得到的树脂
树脂(a4):通过合成例4而得到的树脂
树脂(a5):通过合成例5而得到的树脂
树脂(a6):通过合成例6而得到的树脂
树脂(a7):通过合成例7而得到的树脂
树脂(a8):通过合成例8而得到的树脂
树脂(a9):通过合成例9而得到的树脂
树脂(a10):通过合成例10而得到的树脂
树脂(a1)~(a7)中,包含以下示出式子的结构单元(AaI)(丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-酯与丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-酯的1:1的混合物)、结构单元(AbI)(9-乙烯基咔唑)和结构单元(AdI)(丙烯酸)作为结构单元,进而,树脂(a2)中包含结构单元(AcI)(丙烯酸2-乙基己酯),树脂(a3)中包含结构单元(AcII)(丙烯酸丁酯),树脂(a4)~(a6)中包含结构单元(AcIII)(丙烯酸叔丁酯),树脂(a7)中包含结构单元(AcIV)(丙烯酸异癸酯)。各树脂中的各结构单元的比率如表2所示。
[表2]
(合成例1:树脂(a1)的制备)
向具备回流冷凝器、滴液漏斗和搅拌机的烧瓶内流通适量的氮气,置换成氮气气氛,投入PEGMEA348份,边搅拌边加热至85℃。接着,耗用5小时滴加丙烯酸16份、丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-酯与丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-酯的混合物(混合比例为1:1)32份、9-乙烯基咔唑272份、环戊酮103重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯105份的混合溶液。另一方面,耗用5小时滴加将2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)6份溶解于丙二醇单甲基醚乙酸酯118份而得到的混合溶液。在滴加结束后,在相同温度下保持3小时后,冷却至室温,得到B型粘度(23℃)为379mPas、固体成分为33.4%的共聚物(树脂(a1))溶液。所得树脂(a1)的重均分子量(Mw)为21080、分散度(Mw/Mn)为2.76、固体成分换算的酸值为33mg-KOH/g。树脂(a1)具有下述结构单元。
(合成例2:树脂(a2)的制备)
向具备回流冷凝器、滴液漏斗和搅拌机的烧瓶内流通适量的氮气,置换成氮气气氛,投入PEGMEA348份,边搅拌边加热至85℃。接着,耗用5小时滴加丙烯酸16份、丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-酯与丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-酯的混合物(混合比例为1:1)32份、9-乙烯基咔唑269份、丙烯酸2-乙基己酯3.2份、环戊酮103重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯105份的混合溶液。另一方面,耗用5小时滴加将2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)6份溶解于丙二醇单甲基醚乙酸酯118份而得到的混合溶液。在滴加结束后,在相同温度下保持3小时后,冷却至室温,得到B型粘度(23℃)为76mPas、固体成分为30.5%的共聚物(树脂(a2))溶液。所得树脂(a2)的重均分子量(Mw)为19420、分散度(Mw/Mn)为2.86、固体成分换算的酸值为32mg-KOH/g。树脂(a2)具有下述结构单元。
(合成例3:树脂(a3)的制备)
向具备回流冷凝器、滴液漏斗和搅拌机的烧瓶内流通适量的氮气,置换成氮气气氛,投入PEGMEA348份,边搅拌边加热至85℃。接着,耗用5小时滴加丙烯酸16份、丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-酯与丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-酯的混合物(混合比例为1:1)32份、9-乙烯基咔唑269份、丙烯酸丁酯3.2份、环戊酮103重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯105份的混合溶液。另一方面,耗用5小时滴加将2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)6份溶解于丙二醇单甲基醚乙酸酯118份而得到的混合溶液。在滴加结束后,在相同温度下保持3小时后,冷却至室温,得到B型粘度(23℃)为84mPas、固体成分为31.0%的共聚物(树脂(a3))溶液。所得树脂(a3)的重均分子量(Mw)为20520、分散度(Mw/Mn)为3.02、固体成分换算的酸值为31mg-KOH/g。树脂(a3)具有下述结构单元。
(合成例4:树脂(a4)的制备)
向具备回流冷凝器、滴液漏斗和搅拌机的烧瓶内流通适量的氮气,置换成氮气气氛,投入PEGMEA348份,边搅拌边加热至85℃。接着,耗用5小时滴加丙烯酸16份、丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-酯与丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-酯的混合物(混合比例为1:1)32份、9-乙烯基咔唑269份、丙烯酸叔丁酯3.2份、环戊酮103重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯105份的混合溶液。另一方面,耗用5小时滴加将2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)6份溶解于丙二醇单甲基醚乙酸酯118份而得到的混合溶液。在滴加结束后,在相同温度下保持3小时后,冷却至室温,得到B型粘度(23℃)为85mPas、固体成分为31.7%的共聚物(树脂(a4))溶液。所得树脂(a4)的重均分子量(Mw)为19900、分散度(Mw/Mn)为2.96、固体成分换算的酸值为30mg-KOH/g。树脂(a4)具有下述结构单元。
(合成例5:树脂(a5)的制备)
其与合成例4相比,仅9-乙烯基咔唑为270.4份、丙烯酸叔丁酯为1.6份这一点不同。在滴加结束后,在相同温度下保持3小时后,冷却至室温,得到B型粘度(23℃)为76mPas、固体成分为30.3%的共聚物(树脂(a5))溶液。所得树脂(a5)的重均分子量(Mw)为19790、分散度(Mw/Mn)为2.89、固体成分换算的酸值为30mg-KOH/g。树脂(a5)具有与树脂(a4)相同的结构单元。
(合成例6:树脂(a6)的制备)
与合成例4相比,仅9-乙烯基咔唑为271.4份、丙烯酸叔丁酯为0.64份这一点不同。在滴加结束后,在相同温度下保持3小时后,冷却至室温,得到B型粘度(23℃)为313mPas、固体成分为36.1%的共聚物(树脂(a6))溶液。所得树脂(a6)的重均分子量(Mw)为18830、分散度(Mw/Mn)为2.85、固体成分换算的酸值为30mg-KOH/g。树脂(a6)具有与树脂(a4)相同的结构单元。
(合成例7:树脂(a7)的制备)
向具备回流冷凝器、滴液漏斗和搅拌机的烧瓶内流通适量的氮气,置换成氮气气氛,投入PEGMEA237份,边搅拌边加热至85℃。接着,耗用5小时滴加丙烯酸17份、丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-酯与丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-酯的混合物(混合比例为1:1)34份、9-乙烯基咔唑288.3份、甲基丙烯酸异癸酯0.7份、环戊酮262重量份的混合溶液。另一方面,耗用5小时滴加将2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)5份溶解于丙二醇单甲基醚乙酸酯156份而得到的混合溶液。
在滴加结束后,在相同温度下保持3小时后,冷却至室温,得到B型粘度(23℃)为98mPas、固体成分为31.8%的共聚物(树脂(a4))溶液。所得树脂(a7)的重均分子量(Mw)为18590、分散度(Mw/Mn)为2.89、固体成分换算的酸值为30mg-KOH/g。树脂(a7)具有下述结构单元。
(合成例8:树脂(a8)的制备)
与合成例4相比,不同点在于,将投料比设为丙烯酸19.2份、丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-酯与丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-酯的混合物(商品名“E-DCPA”、大赛璐公司制))38.4份、9-乙烯基咔唑258份、丙烯酸叔丁酯1.6份。在滴加结束后,在相同温度下保持3小时后,冷却至室温,得到B型粘度(23℃)为98mPas、固体成分为31.8%的共聚物(树脂(a8))溶液。所得树脂(a8)的重均分子量(Mw)为20590、分散度(Mw/Mn)为2.98、固体成分换算的酸值为37mg-KOH/g。树脂(a8)具有与树脂(a4)相同的结构单元。
(合成例9:树脂(a9)的制备)
与合成例4相比,不同点在于,将投料比设为丙烯酸22.4份、丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-酯与丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-酯的混合物(商品名“E-DCPA”、大赛璐公司制))48份、9-乙烯基咔唑247份、丙烯酸叔丁酯1.6份。在滴加结束后,在相同温度下保持3小时后,冷却至室温,得到B型粘度(23℃)为143mPas、固体成分为32.5%的共聚物(树脂(a9))溶液。所得树脂(a9)的重均分子量(Mw)为23320、分散度(Mw/Mn)为3.11、固体成分换算的酸值为44mg-KOH/g。树脂(a9)具有与树脂(a4)相同的结构单元。
(合成例10:树脂(a10)的制备)
与合成例4相比,不同点在于,将投料比设为丙烯酸22.4份、丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-酯与丙烯酸3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-酯的混合物(商品名“E-DCPA”、大赛璐公司制))48份、9-乙烯基咔唑248份、丙烯酸叔丁酯0.64份。在滴加结束后,在相同温度下保持3小时后,冷却至室温,得到B型粘度(23℃)为125mPas、固体成分为31.8%的共聚物(树脂(a10))溶液。所得树脂(a10)的重均分子量(Mw)为22640、分散度(Mw/Mn)为3.11、固体成分换算的酸值为44mg-KOH/g。树脂(a10)具有与树脂(a4)相同的结构单元。
<重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)的测定>
所得树脂的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)的测定使用GPC法,并利用以下的条件来进行。
装置:HLC-8120GPC(东曹公司制)
柱:TSK-GELG2000HXL
柱温度:40℃
溶剂:THF(四氢呋喃)
流速:1.0mL/min
受试液的固体成分浓度:0.001~0.01质量%
注入量:50μL
检测器:RI
校正用标准物质:TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40、F-4、F-288、A-2500、A-500(东曹公司制)
将通过上述而得到的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)作为分散度。
<评价用溶液的制作>
将实施例1~9、比较例1的树脂组合物各1g用10g PGMEA进行稀释,得到评价用溶液。将各评价用溶液填充至光程长为1cm的石英比色皿中,使用分光光度计,在测定波长为400~700nm的条件下测定透射率,求出其平均透射率。将结果示于表1。关于实施例1~9可知:平均透射率为90%以上,将PEGMEA作为溶剂时的溶剂溶解性优异。

Claims (7)

1.一种树脂组合物,其包含树脂(A)和溶剂,
所述树脂(A)为包含结构单元(Aa)、结构单元(Ab)和结构单元(Ac)的共聚物,所述结构单元(Aa)源自具有碳原子数2~4的环状醚结构的不饱和化合物,所述结构单元(Ab)具有任选具有取代基的咔唑环,所述结构单元(Ac)源自具有(甲基)丙烯酸酯结构的不饱和化合物,
所述结构单元(Ac)用下述式(Ac)表示,
式(Ac)中,Ra1表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,
Ra2表示碳原子数1~20的脂肪族烃基。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述结构单元(Aa)具有不饱和脂环式烃被环氧化而得到的结构。
3.根据权利要求2所述的树脂组合物,其中,所述不饱和脂环式烃被环氧化而得到的结构包含选自由式(Aa-1)所示的结构单元和式(Aa-2)所示的结构单元组成的组中的至少1种,
式(Aa-1)和式(Aa-2)中,Rb1和Rb2表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,该烷基中包含的氢原子任选被羟基取代,
Xb1和Xb2表示单键、*-Rb3-、*-Rb3-O-、*-Rb3-S-或*-Rb3-NH-,
Rb3表示碳原子数1~6的烷烃二基,
*表示与O的连接键。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的树脂组合物,其中,所述结构单元(Ab)为式(Ab-1)所示的结构单元,
式(Ab-1)中,R1表示氢原子、甲基或羟基甲基,
R2~R9相互独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~20的饱和烃基或碳原子数6~20的芳基,该饱和烃基中包含的氢原子任选被烷氧基或芳基取代,X表示单键、碳原子数1以上的烷烃二基、或者直链状或支链状的下述式(V)所示的基团,
式(V)中,所述l表示0以上的整数,m表示1以上的整数。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的树脂组合物,其包含聚合引发剂。
6.一种膜,其由权利要求1~5中任一项所述的树脂组合物形成。
7.一种共聚物,其包含结构单元(Aa)、结构单元(Ab)和结构单元(Ac),所述结构单元(Aa)源自具有碳原子数2~4的环状醚结构的不饱和化合物,所述结构单元(Ab)具有任选具有取代基的咔唑环,所述结构单元(Ac)源自具有(甲基)丙烯酸烷基酯的不饱和化合物,
所述结构单元(Ac)用下述式(Ac)表示,
式(Ac)中,Ra1表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,Ra2表示碳原子数1~20的脂肪族烃基。
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