JP2003183332A - コーティング用低屈折率樹脂組成物 - Google Patents
コーティング用低屈折率樹脂組成物Info
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Abstract
明性に優れ、液晶ディスプレイ用パネル、カラーフィル
ター保護膜等のクリアーコーティング剤等の光学用物品
に適した、塗布性および保存安定性に優れる熱硬化性低
屈折率樹脂組成物を開発すること。 【解決手段】フッ素化されたポリエチレンオキサイド鎖
からなる界面活性基を有する単官能(メタ)アクリレー
ト化合物、それ以外の構造を有するフッ素含有単官能
(メタ)アクリレート化合物、構造中にヒドロキシル基
を1個有する単官能(メタ)アクリレート化合物および
構造中にカルボキシル基を1個有する単官能不飽和基含
有含有化合物からなる共重合体を合成し、メラミン系化
合物および希釈剤を配合することにより樹脂組成物を調
製する。
Description
(メタ)アクリレート化合物、構造中にヒドロキシル基
を1個有する単官能(メタ)アクリレート化合物および
構造中にカルボキシル基を1個有する単官能不飽和基含
有含有化合物を共重合させることによって得られる共重
合体と希釈剤、さらには必要に応じてメラミン系化合物
から構成される低屈折率である熱硬化性樹脂組成物に関
するものであり、さらにはその硬化物が耐熱性、密着
性、硬度、耐溶剤性、透明性に優れることから、主に液
晶ディスプレイ用パネル、カラーフィルター保護膜等の
クリアーコーティング剤、レジスト下層膜に適した新規
な樹脂組成物およびその硬化物に関するものである。
への進出は著しく、液晶ディスプレイ用パネル、カラー
フィルター、眼鏡レンズ、フレネルレンズ、レンチキュ
ラーレンズ、TFT用のプリズムレンズシート、非球面
レンズ、光ディスク、光ファイバー、光道波路等への検
討が盛んに行われている。その中でも、液晶ディスプレ
イ用パネルのクリアーコーティングや、カラーフィルタ
ーの段差を平滑にすることおよび後工程での薬品処理や
加熱からカラーフィルターを保護するクリアーコーティ
ング、さらにはレジストを塗布して露光する前に、シリ
コンウェハー等の基板上にあらかじめ塗布するレジスト
下層膜等の目的の場合、必要により溶剤で希釈された低
屈折率を有する樹脂が、スピンコート法等によりコーテ
ィング膜あるいは保護膜として塗布される。このような
高屈折率を有するコーティング膜あるいは保護膜として
は、現在、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、またはエ
ポキシ系樹脂が用いられている。
たはウレタン系樹脂は耐熱性が小さいことおよび耐薬品
性が劣ること等により製膜後の加工工程で制約を受け、
さらに塗布する基材がガラスのような場合、密着性に劣
るという欠点がある。また、エポキシ樹脂はある程度の
耐熱性を有しているが、膜厚が大きくなるとクラックが
入ったり、乾燥および硬化工程で加熱すると着色するこ
とがある等、性能的に十分ではない。また、樹脂組成物
の屈折率を低屈折率とするためには、フッ素含有(メ
タ)アクリレート化合物等のフッ素含有化合物を、配合
あるいは共重合して用い、樹脂組成物の樹脂分のフッ素
含有量を高くする方法がある。ただし、フッ素含有量の
高い低屈折率樹脂組成物をガラス基板等にスピンコート
法等により塗布した場合、低屈折率樹脂組成物と基板と
のなじみが悪く、低屈折率樹脂組成物が基板上で玉状と
なってしまい、平滑に塗工できないことが多い。このよ
うな場合、低屈折率樹脂組成物を平滑に塗工する目的
で、界面活性剤を添加することが必要である。
を解決すべく鋭意研究を行った結果、界面活性基を有す
るフッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物、それ
以外の構造を有するフッ素含有単官能(メタ)アクリレ
ート化合物、構造中にヒドロキシル基を1個有する単官
能(メタ)アクリレート化合物および構造中にカルボキ
シル基を1個有する単官能不飽和基含有含有化合物を共
重合させることによってある特定の構造を有する共重合
体を合成し、この得られた共重合体と希釈剤、さらには
メラミン系化合物を混合することにより、耐熱性、密着
性、硬度、耐溶剤性および透明性に優れた硬化膜の得ら
れる低屈折率樹脂組成物を見いだし、本発明に至った。
すなわち本発明は、〔1〕式(1)
あり、mは1〜6の整数であり、nは1〜4の整数を表
す。)で表されるフッ素含有単官能(メタ)アクリレー
ト化合物(a)、式(1)で表される化合物以外の構造
を有するフッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物
(b)、構造中にヒドロキシル基を1個有する単官能
(メタ)アクリレート化合物(c)および構造中にカル
ボキシル基を1個有する単官能不飽和基含有含有化合物
(d)を共重合させることによって得られる共重合体
(A)、〔2〕式(1)で表されるフッ素含有単官能
(メタ)アクリレート化合物(a)を0.01〜10モ
ル%共重合させることによって得られる〔1〕に記載の
共重合体(A)、〔3〕共重合体(A)の25℃での屈
折率が1.45以下であることを特徴とする〔1〕また
は〔2〕に記載の共重合体(A)、〔4〕〔1〕ないし
〔3〕のいずれか一項記載の共重合体(A)、メラミン
系化合物(B)および希釈剤(C)を含有することを特
徴とする樹脂組成物、〔5〕〔1〕ないし〔3〕のいず
れか一項記載の共重合体(A)100重量部に対するメ
ラミン系化合物(B)の割合が1〜30重量部であるこ
とを特徴とする〔4〕に記載の樹脂組成物、〔6〕
〔1〕ないし〔3〕のいずれか一項記載の共重合体
(A)およびメラミン系化合物(B)の両方を合わせた
濃度が1〜80重量%であることを特徴とする〔4〕ま
たは〔5〕に記載の樹脂組成物、〔7〕用途が光学用物
品であることを特徴とする〔4〕ないし〔6〕のいずれ
か一項に記載の樹脂組成物、〔8〕用途がカラーフィル
ター保護膜であることを特徴とする〔4〕ないし〔7〕
のいずれか一項に記載の樹脂組成物、
スト下層膜であることを特徴とする〔4〕ないし〔7〕
のいずれか一項に記載の樹脂組成物、〔10〕〔4〕な
いし
物、に関するものである。
(A)は、前記式(1)で表されるフッ素含有単官能
(メタ)アクリレート化合物(a)、前記式(1)で表
される化合物以外の構造を有するフッ素含有単官能(メ
タ)アクリレート化合物(b)、構造中にヒドロキシル
基を1個有する単官能(メタ)アクリレート化合物
(c)および構造中にカルボキシル基を1個有する単官
能不飽和基含有含有化合物(d)を共重合することによ
り得ることができる。なお、ここで用いられる前記式
(1)で表されるフッ素含有単官能(メタ)アクリレー
ト化合物(a)は、2−(メタ)アクリロイルオキシエ
チルイソシアネートと下記式(2)
1〜4の整数を表す。)で表されるフッ素含有アルコー
ル化合物を反応させることにより得ることができる。
ール化合物の具体例としては、例えば、1H,1H−ペ
ルフルオロ−3,6−ジオキサヘプタン−1−オール、
1H,1H−ペルフルオロ−3,6−ジオキサオクタン
−1−オール、1H,1H−ペルフルオロ−3,6−ジ
オキサデカン−1−オール、1H,1H−ペルフルオロ
−3,6,9−トリオキサデカン−1−オール、1H,
1H−ペルフルオロ−3,6,9−トリオキサウンデカ
ン−1−オール、1H,1H−ペルフルオロ−3,6,
9−トリオキサトリデカン−1−オール、1H,1H−
ペルフルオロ−3,6,9,12−テトラオキサトリデ
カン−1−オール、1H,1H−ペルフルオロ−3,
6,9,12−テトラオキサテトラデカン−1−オー
ル、1H,1H−ペルフルオロ−3,6,9,12−テ
トラオキサヘキサデカン−1−オール、1H,1H−ペ
ルフルオロ−3,6,9,12,15−ペンタオキサヘ
キサデカン−1−オール、1H,1H−ペルフルオロ−
3,6,9,12,15−ペンタオキサヘプタデカン−
1−オール、1H,1H−ペルフルオロ−3,6,9,
12,15−ペンタオキサノナデカン−1−オール、1
H,1H−ペルフルオロ−3,6,9,12,15,1
8−ヘキサオキサイコサン−1−オール、1H,1H−
ペルフルオロ−3,6,9,12,15,18−ヘキサ
オキサドコサン−1−オール、1H,1H−ペルフルオ
ロ−3,6,9,12,15,18,21−ヘプタオキ
サトリコサン−1−オール、1H,1H−ペルフルオロ
−3,6,9,12,15,18,21−ヘプタオキサ
ペンタコサン−1−オール等を挙げることができる。
るフッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物(a)
を合成する場合、2−(メタ)アクリロイルオキシエチ
ルイソシアネートの仕込量は、前記式(2)で表される
フッ素含有アルコール化合物1.00モルに対して0.
95〜1.05モルとなるように仕込むのが好ましく、
より好ましくは0.98〜1.00モルとなるように仕
込むのがよい。なおこの反応は、前記式(2)で表され
るフッ素含有アルコール化合物の末端水酸基と2−(メ
タ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートの末端イ
ソシアネート基の反応を促進させるために、例えば、ト
リエチルアミン、ベンジルジメチルアミン等の第3級ア
ミン類、ジブチルスズジラウリレート、ジオクチルスズ
ジラウリレート等のジラウリレート類を触媒として用い
ることができる。触媒の添加量は、反応混合物全体に対
して0.001〜5.0重量%であることが好ましく、
より好ましくは0.01〜1.0重量%である。反応時
間は1〜10時間が好ましい。また、反応温度は30〜
120℃が好ましく、より好ましくは40〜80℃であ
る。
(メタ)アクリレート化合物(a)の合成は、通常、無
溶剤で行うことができる。ただし、場合によっては、ア
セトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン
等のケトン類、n−ヘプタン、n−ヘキサン、シクロヘ
キサン、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−
キシレン等の炭化水素類等、イソシアネート基に不活性
な溶剤を反応溶剤として用いることができる。
表されるフッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物
(a)は、共重合体(A)を合成するのに1種類だけを
使用してもよいが、得られる共重合体(A)の屈折率を
調製する等、必要に応じて2種類以上の前記式(1)で
表されるフッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物
(a)を任意の割合で混合して用いてもよい。
るために、フッ素含有化合物としては前記式(1)で表
されるフッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物
(a)の他に、前記式(1)で表されるフッ素含有単官
能(メタ)アクリレート化合物(a)以外の構造を有す
るフッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物(b)
を原料として用いる。ここで用いられる前記式(1)で
表されるフッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物
(a)以外の構造を有するフッ素含有単官能(メタ)ア
クリレート化合物(b)の具体例としては、例えば、
2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレー
ト、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル(メ
タ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオロ−n−ブ
チル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオロ
−n−ペンチル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペ
ルフルオロ−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1
H,1H−ペルフルオロ−n−オクチル(メタ)アクリ
レート、1H,1H−ペルフルオロ−n−デシル(メ
タ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオロ−n−ド
デシル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオ
ロイソブチル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペル
フルオロイソオクチル(メタ)アクリレート、1H,1
H−ペルフルオロイソドデシル(メタ)アクリレート、
2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アク
リレート、1H,1H,5H−ペルフルオロペンチル
(メタ)アクリレート、1H,1H,7H−ペルフルオ
ロヘプチル(メタ)アクリレート、1H,1H,9H−
ペルフルオロノニル(メタ)アクリレート、1H,1
H,11H−ペルフルオロウンデシル(メタ)アクリレ
ート、3,3,3−トリフルオロプロピル(メタ)アク
リレート、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル
(メタ)アクリレート、2−(ペルフルオロ−n−プロ
ピル)エチル(メタ)アクリレート、2−(ペルフルオ
ロ−n−ブチル)エチル(メタ)アクリレート、2−
(ペルフルオロ−n−ヘキシル)エチル(メタ)アクリ
レート、2−(ペルフルオロ−n−オクチル)エチル
(メタ)アクリレート、2−(ペルフルオロ−n−デシ
ル)エチル(メタ)アクリレート、2−(ペルフルオロ
イソブチル)エチル(メタ)アクリレート、2−(ペル
フルオロイソオクチル)エチル(メタ)アクリレート、
3,3,4,4−テトラフルオロブチル(メタ)アクリ
レート、1H,1H,6H−ペルフルオロヘキシル(メ
タ)アクリレート、1H,1H,8H−ペルフルオロオ
クチル(メタ)アクリレート、1H,1H,10H−ペ
ルフルオロデシル(メタ)アクリレート、1H,1H,
12H−ペルフルオロドデシル(メタ)アクリレート等
を挙げることができる。なお、ここで用いられる前記式
(1)で表されるフッ素含有単官能(メタ)アクリレー
ト化合物(a)以外の構造を有するフッ素含有単官能
(メタ)アクリレート化合物(b)は1種類だけを使用
してもよいが、屈折率を調整する等、必要に応じて2種
類以上のフッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物
(b)を任意の割合で混合して使用しても構わない。
シル基を1個有する単官能(メタ)アクリレート化合物
(c)の具体例としては、例えば、2−ヒドロキシエチ
ル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)ア
クリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレー
ト、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、5−
ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロ
キシペンチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシペ
ンチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル
(メタ)アクリレート、5−ヒドロキシヘキシル(メ
タ)アクリレート、4−ヒドロキシヘキシル(メタ)ア
クリレート、5−ヒドロキシ−3−メチル−ペンチル
(メタ)アクリレート、シクロヘキサン−1,4−ジメ
タノール−モノ(メタ)アクリレート、2−(2−ヒド
ロキシエチルオキシ)エチル(メタ)アクリレート等を
挙げることができる。なお、ここで用いられる構造中に
ヒドロキシル基を1個有する単官能(メタ)アクリレー
ト化合物(c)は1種類だけを使用してもよいが、必要
に応じて2種類以上の構造中にヒドロキシル基を1個有
する単官能(メタ)アクリレート化合物(c)を任意の
割合で混合して使用しても構わない。
基を1個有する単官能不飽和基含有化合物(d)を共重
合体(A)の製造に使用する。本発明で使用する構造中
にカルボキシル基を1個有する単官能不飽和基含有化合
物(d)の具体例としては、例えば、アクリル酸、メタ
クリル酸、パーフルオロメタクリル酸、クロトン酸、イ
タコン酸、マレイン酸、無水コハク酸と2−ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレートの反応物、無水フタル酸と
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの反応物等
を挙げることができる。なお、ここで用いられる単官能
性不飽和基含有カルボン酸化合物(d)は1種類だけを
使用してもよいが、必要に応じて2種類以上の単官能性
不飽和基含有カルボン酸化合物(d)を任意の割合で混
合して使用しても構わない。
記式(1)で表されるフッ素含有単官能(メタ)アクリ
レート化合物(a)、前記式(1)で表される化合物以
外の構造を有するフッ素含有単官能(メタ)アクリレー
ト化合物(b)、構造中にヒドロキシル基を1個有する
単官能(メタ)アクリレート化合物(c)および構造中
にカルボキシル基を1個有する単官能不飽和基含有含有
化合物(d)を共重合させることにより得ることができ
る。ここで、前記式(1)で表されるフッ素含有単官能
(メタ)アクリレート化合物(a)の使用割合は、共重
合体(A)の合成に使用する(a)成分、(b)成分、
(c)成分および(d)成分のモル数の合計に対して
0.01〜10モル%用いるのか好ましく、より好まし
くは0.1〜5モル%である。また、前記式(1)で表
されるフッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物
(a)と前記式(1)で表される化合物以外の構造を有
するフッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物
(b)の使用割合の合計は、共重合体(A)の合成に使
用する(a)成分、(b)成分、(c)成分および
(d)成分のモル数の合計に対して30〜95モル%と
するのが好ましく、より好ましくは50〜85モル%で
ある。さらに、構造中にヒドロキシル基を1個有する単
官能(メタ)アクリレート化合物(c)の使用割合は、
共重合体(A)の合成に使用する(a)成分、(b)成
分、(c)成分および(d)成分のモル数の合計に対し
て5〜40モル%とするのが好ましく、より好ましくは
10〜30モル%であり、構造中にカルボキシル基を1
個有する単官能不飽和基含有含有化合物(d)は1〜1
0モル%の割合で使用するのが好ましい。
する場合は、重合開始剤を使用する。ここで共重合体
(A)を合成するときに使用される重合開始剤の具体例
としては、例えば、α,α’−アゾビス(イソブチロニ
トリル)、t−ブチルパーオクトエート、ジ−t−ブチ
ルパーオキシド過酸化ベンゾイルメチルエチルケトンパ
ーオキシド等を挙げることができる。重合開始剤の使用
割合は、共重合体(A)の合成に使用する上述の(a)
成分、(b)成分、(c)成分および(d)成分の合計
に対して0.01〜5重量%である。また共重合体
(A)を合成する場合は、下記で説明する希釈剤(C)
を使用するのが好ましい。共重合体(A)を合成すると
きの反応温度は50〜120℃であることが好ましく、
特に好ましくは80〜100℃である。また、反応時間
は1〜60であることが好ましく、より好ましくは3〜
20時間である。共重合体の好ましい酸価は10〜50
(mgKOH/g)であり、水酸基価は10〜120
(mgKOH/g)であるのが好ましい。また、分子量
は平均分子量で1000〜1000000であることが
好ましく、より好ましくは2000〜100000であ
る。共重合体の屈折率は、25℃で1.45以下である
ことが好ましい。
系化合物(B)を使用する。メラミン系化合物(B)の
具体例としては、例えば、ヘキサメチロールメラミン、
ヘキサブチロールメラミン、部分メチロール化メラミン
およびそのアルキル化体等を挙げることができる。これ
らメラミン系化合物(B)成分の添加量は、共重合体
(A)成分100重量部に対して1〜30重量部が好ま
しく、特に好ましくは5〜20重量部である。
ン系化合物(B)の混合物に希釈剤(C)を配合して樹
脂組成物を調製する。なお、ここで用いられる希釈剤
(C)は、共重合体(A)を合成する場合の反応溶剤を
兼ねることができる。ここで用いられる希釈剤(B)の
具体例としては、例えば、n−ヘキサン、2−メチルペ
ンタン、n−ヘプタン、n−オクタン、2,2,3−ト
リメチルペンタン、イソオクタン、n−ノナン、2,
2,5−トリメチルヘキサン、n−デカン、n−ドデカ
ン、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシ
レン、エチルベンゼン、クメン、メシチレン、テトラリ
ン、n−ブチルベンゼン、p−シメン、o−ジエチルベ
ンゼン、m−ジエチルベンゼン、p−ジエチルベンゼ
ン、n−ペンチルベンゼン、p−ジペンチルベンゼン、
メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロ
ヘキサン、エチルシクロヘキサン、p−メンタン、デカ
リン等の炭化水素類、メタノール、エタノール、n−プ
ロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソ
ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノー
ル、イソペンタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタ
ノール、n−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノ
ール、ベンジルアルコール、2−メトキシエタノール、
2−エトキシエタノール、2−(2−メトキシエトキ
シ)エタノール、2−(2−エトキシエトキシ)エタノ
ール、2−イソプロポキシエタノール、2−ブトキシエ
タノール、2−イソペンチルオキシエタノール、2−ヘ
キシルオキシエタノール、2−ベンジルオキシエタノー
ル、テトラヒドロフルフリルアルコール、1−メトキシ
−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノー
ル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
ブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレング
リコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモ
ノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエ
ーテル、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコ
ールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ
エチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエ
ーテル、トリエチレングリコール、トリプロピレングリ
コール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、テ
トラエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、
1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、
2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2−エチル−
1,3−ヘキサンジオール等のアルコール類、ジ−n−
プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ−n−
ブチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、アニソー
ル、エチルフェニルエーテル、n−ブチルフェニルエー
テル、n−ペンチルフェニルエーテル、o−メトキシト
ルエン、m−メトキシトルエン、p−メトキシトルエ
ン、ベンジルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、テ
トラヒドロピラン、1,2−ジメトキシエタン、1,2
−ジエトキシエタン、1,2−ジ−n−ブトキシエタ
ン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコール
ジ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールジメチ
ルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、
プロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジプロ
ピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリ
コールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジ−
n−ブチルエーテル等のエーテル類、メチルエチルケト
ン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、2−ヘキサノ
ン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘ
プタノン、ジイソブチルケトン、アセトニルアセトン、
ジクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等のケトン
類、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピ
ル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−ペンチ
ル、酢酸イソペンチル、3−メトキシブチルアセテー
ト、2−エチルブチルアセテート、2−エチルヘキシル
アセテート、酢酸シクロヘキシル、酢酸ベンジル、プロ
ピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n
−ブチル、プロピオン酸イソペンチル、酪酸メチル、酪
酸エチル、酪酸n−ブチル、酪酸イソペンチル、イソ酪
酸イソブチル、イソ吉草酸エチル、安息香酸メチル、安
息香酸エチル、安息香酸n−ブチル、アジピン酸ビス
(2−エチルヘキシル)、シュウ酸ジエチル、マロン酸
ジエチル、エチレングリコールジアセテート、グリセリ
ントリアセテート、2−メトキシエチルアセテート、2
−エトキシエチルアセテート、2−n−ブトキシエチル
アセテート、2−フェノキシエチルアセテート、エチレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレン
グリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレング
リコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレング
リコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレング
リコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレング
リコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレング
リコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレング
リコールモノブチルエーテルアセテート等のエステル
類、ニトロメタン、ニトロエタン、1−ニトロプロパ
ン、2−ニトロプロパン等のニトロ化合物等を挙げるこ
とができる。なお、共重合体(A)が高分子量であると
希釈剤(C)に溶けにくくなり、2層に分離することが
あるので、上述した希釈剤(C)の中では、構造中に芳
香族環を含有しないエーテル類、ケトン類、エステル類
を用いるのが好ましい。これらの希釈剤(C)は、単独
であるいは複数を混合して用いてもよい。またこれら希
釈剤(C)は、共重合体(A)成分およびメラミン系化
合物(B)成分の両方を合わせた濃度が1〜80重量%
の範囲内になるように用いるのが好ましく、より好まし
くは5〜60重量%の濃度になるようにするのがよい。
(A)、メラミン系化合物(B)および希釈剤(C)成
分を混合、溶解、加熱、分散等を実施することにより調
製することができる。
類、着色顔料、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、シ
ランカップリング剤、エポキシ樹脂(例えば、ビスフェ
ノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等)
等を混合することができる。
方法について、液晶カラーディスプレイ等に用いられる
カラーフィルターの保護膜の例について説明する。あら
かじめガラスまたは固体撮像素子等の基板上にゼラチ
ン、グルー等の天然高分子または、アクリル樹脂等の合
成高分子からなる感光性組成物を、スピンコート等の塗
工方法で塗布し、塗布膜をパターンニングした後、染色
することにより形成したカラーフィルター上に本発明の
樹脂組成物をスピンコート等の塗工方法により塗布し、
溶剤を室温〜150℃で乾燥、次いで200℃、1時間
で硬化させて保護膜(硬化膜)を有するカラーフィルタ
ーを得ることができる。
用方法について、レジスト下層膜の例について説明す
る。シリコンウェハー上に反射防止膜をスピンコート法
で塗布し、ホットプレート上で乾燥させた後、次いで本
発明で得られる樹脂組成物をスピンコート法で塗布し、
溶剤を50〜150℃のホットプレート上で1分間加熱
して乾燥させ、さらに200℃のホットプレート上で5
分間加熱して硬化膜を得る。この硬化膜上にレジストを
スピンコート法で塗布し、溶剤を乾燥してから基板上に
ライン・アンド・スペースパターンを有する石英製マス
クを介してKrFエキシマレーザー等のレーザー光を照
射する。基板を1〜2分間適当な温度で加熱処理した
後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶
液で現像することによりレジストパターンを得る。
化膜は、液晶カラーディスプレイ等に用いられるカラー
フィルターの保護膜、レジスト下層膜として特に好適で
あるが、それ以外の用途として、液晶ディスプレイ用パ
ネル等、その他光学用物品、塗料、光学用物品以外での
クリアーコーティング等にも使用することができる。
る。なお本発明は、以下の実施例によって何ら限定され
るものではない。
(メタ)アクリレート化合物(a)の合成例 実施例1:100mlの4つ口フラスコに、1H,1H
−ペルフルオロ−3,6,9−トリオキサトリデカン−
1−オール60.0g、ジラウリン酸ジ−n−ブチルス
ズ0.03gを入れ、攪拌しながら40℃まで昇温し
た。この混合溶液に、2−メタクリロイルオキシイソシ
アネート(商品名:カレンズMOI、昭和電工(株)
製)16.8gを、反応液の温度が50℃を越えないよ
うにゆっくりと滴下した。2−メタクリロイルオキシイ
ソシアネート滴下後、そのまま40〜50℃で4時間攪
拌し、さらに昇温して70〜80℃で1時間攪拌して無
色透明な液状の反応物を得た。なお、この反応物のNC
O価を測定したところ、NCO価は0.1w%以下であ
り、25℃における粘度は75mPa・sであり、25
℃における屈折率は1.3448であった。得られた化
合物は下記式(3)で表される化合物である。
リコールモノメチルエーテルアセテート35.0gを仕
込み、攪拌しながら15分間窒素ガスをフラスコ内に流
した後、そのまま90℃まで昇温した。昇温後、実施例
1で得られた化合物1.0g、1H,1H,5H−ペル
フルオロペンチルアクリレート(商品名:ビスコート−
8F、大阪有機化学工業(株)製)30.5g、2−ヒ
ドロキシエチルアクリレート2.5g、アクリル酸1.
1g、α,α’−アゾビス(イソブチロニトリル)0.
2gからなる混合溶液を、反応液の温度が95℃を越え
ないように1時間かけて滴下した。滴下終了後、85〜
90℃でそのまま5時間攪拌した。反応終了後、反応液
を20〜25℃まで冷却したところ、得られた反応液は
濁りや2層分離を生じることはなく、無色〜微黄色の透
明で均一な液体であった。得られた反応液をさらにろ過
することにより共重合体(A−1)溶液を得た。得られ
た共重合体(A−1)溶液の粘度は25℃で309mP
a・sであり、25℃における屈折率は1.3958で
あった。なお、共重合体(A−1)反応液の樹脂固形分
は50.9重量%であり、さらにプロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテートの25℃における屈折率
は1.4001であったので、得られた共重合体(A−
1)の樹脂分の25℃における屈折率は1.3917で
あると推定される。
と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト105.0g、実施例1で得られた化合物8.8g、
1H,1H,5H−ペルフルオロペンチルアクリレート
85.9g、2−ヒドロキシエチルアクリレート7.2
g、アクリル酸3.0g、α,α’−アゾビス(イソブ
チロニトリル)0.76gを用い、実施例2と同様な方
法で合成することにより、共重合体(A−2)溶液を得
た。得られた共重合体(A−2)溶液は濁りや2層分離
を生じることはなく、無色〜微黄色の透明で均一な液体
であった。また、得られた共重合体(A−2)溶液の粘
度は25℃で221mPa・sであり、25℃における
屈折率は1.3946であった。なお、共重合体(A−
2)反応液の樹脂固形分は50.9重量%であり、さら
にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
の25℃における屈折率は1.4001であったので、
得られた共重合体(A−2)の樹脂分の25℃における
屈折率は1.3893であると推定される。
す)に従って樹脂組成物を調製し、得られた樹脂組成物
をガラス板上にスピンコートにより1〜3μmの膜厚で
塗布した。得られた塗布膜を100℃で15分間乾燥
し、次いで200℃で1時間加熱して熱硬化を行い、硬
化膜を得た。得られたそれぞれの硬化膜について、性能
評価を行った。それらの結果も併せて表1に示す。
メチル化メラミン樹脂 *2 ニカラックMX−45:(株)三和ケミカル製、
メチルおよびn−ブチル混合エーテル化メラミン樹脂。 *3 塗布後の平滑性:目視で観察した。 ○・・・塗膜表面がガラス板上全面で平滑である。 ×・・・塗膜表面やガラス板上の角の部分に段差が見ら
れる。 *4 耐熱性(色差値):試験片を200℃で1時間加
熱し、加熱前後の着色の程度を色差計(型式:マクベス
CE−3000、コルモーゲン社製)にて色差値を測定
した。数値が小さいほど変色が少ない。 *5 密着性:JIS K5400に準じて、試験片に
1mmの碁盤目を100個作り、セロテープ(R)を用
いてピーリング試験を行った。試験後に、碁盤目の剥離
状態を観察し、次の基準で評価した。 ○・・・100/100であり、剥離が全く生じない。 ×・・・0/100〜99/100。 *6 鉛筆硬度:JIS K5400に準じて評価し
た。 *7 耐溶剤性:メチルエチルケトンを浸み込ませたガ
ーゼで塗膜面を50回摩擦し、塗膜面の状況を観察し
た。 ○・・・塗膜面に全く変化がない。 ×・・・塗膜面が溶解する。 *8 透明性:硬化膜を目視で観察した。 ○・・・硬化膜に白化、濁り等不透明な部分がない。 ×・・・硬化膜に白化、濁りが見られる。 *9 保存安定性:表1および表2に示す配合組成に従
って調製した樹脂組成物を40℃で1ヶ月放置した後、
樹脂組成物の状態を観察した。 ○・・・全く変化がない。 ×・・・粘度が増加し、ゲル物が発生している。
うに、本発明の樹脂組成物は低屈折率であり、塗布性お
よび保存安定性に優れ、さらにその硬化物は耐熱性、密
着性、硬度、耐溶剤性、透明性に優れるため、光学用物
品、主に液晶ディスプレイ用パネル、カラーフィルター
保護膜等のクリアーコーティング剤として有用である。
Claims (10)
- 【請求項1】式(1) 【化1】 (ここで、Rは水素原子またはメチル基であり、mは1
〜6の整数であり、nは1〜4の整数を表す。)で表さ
れるフッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物
(a)、式(1)で表される化合物以外の構造を有する
フッ素含有単官能(メタ)アクリレート化合物(b)、
構造中にヒドロキシル基を1個有する単官能(メタ)ア
クリレート化合物(c)および構造中にカルボキシル基
を1個有する単官能不飽和基含有含有化合物(d)を共
重合させることによって得られる共重合体(A)。 - 【請求項2】式(1)で表されるフッ素含有単官能(メ
タ)アクリレート化合物(a)を0.01〜10モル%
共重合させることによって得られる請求項1に記載の共
重合体(A)。 - 【請求項3】共重合体(A)の25℃での屈折率が1.
45以下であることを特徴とする請求項1または請求項
2に記載の共重合体(A)。 - 【請求項4】請求項1ないし3のいずれか一項記載の共
重合体(A)、メラミン系化合物(B)および希釈剤
(C)を含有することを特徴とする樹脂組成物。 - 【請求項5】請求項1ないし3のいずれか一項記載の共
重合体(A)100重量部に対するメラミン系化合物
(B)の割合が1〜30重量部であることを特徴とする
請求項4に記載の樹脂組成物。 - 【請求項6】請求項1ないし3のいずれか一項記載の共
重合体(A)およびメラミン系化合物(B)両方の濃度
が5〜80重量%であることを特徴とする請求項4また
は請求項5に記載の樹脂組成物。 - 【請求項7】用途が光学用物品であることを特徴とする
請求項4ないし6のいずれか一項に記載の樹脂組成物。 - 【請求項8】用途がカラーフィルター保護膜であること
を特徴とする請求項4ないし7のいずれか一項に記載の
樹脂組成物。 - 【請求項9】用途がレジスト下層膜であることを特徴と
する請求項4ないし7のいずれか一項に記載の樹脂組成
物。 - 【請求項10】請求項4ないし9のいずれか一項に記載
の樹脂組成物の硬化物。
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