JP2003246842A - 硬化樹脂組成物 - Google Patents
硬化樹脂組成物Info
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Abstract
子基板や有機EL素子基板等の表示素子基板にも適用で
きる耐熱性、耐薬品性に優れ、かつ吸水率の低い硬化樹
脂組成物及び多層樹脂シートを提供する。 【解決手段】 シアネート樹脂とエポキシ樹脂から成
り、ガラス転移温度が220℃以上で、かつ飽和吸水率
が2.5%以下であることを特徴とする硬化樹脂組成
物。シアネート樹脂としては、ノボラック型シアネート
樹脂が、エポキシ樹脂としては、アリールアルキレン型
エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ
樹脂等が望ましい。
Description
に優れ、かつ吸水率の低い硬化樹脂組成物に関するもの
である。
り、プリント配線板等に用いられている。シアネート樹
脂は、一般に単独では硬化物がもろく、吸湿時の半田耐
熱性や接着性に問題があるため、エポキシ樹脂を併用す
る試みが多くなされている。例えば、特開平8−176
273号公報ではアラルキレン型エポキシ樹脂、特開平
8−176274号公報ではナフタレン型エポキシ樹
脂、特開2000−239496号公報ではジシクロペ
ンタジエン骨格含有エポキシ樹脂を併用した例が開示さ
れている。しかしながら、これら公報で開示されている
樹脂組成物はいずれもガラス転位温度が210℃以下で
あり、これらの樹脂組成物をアクティブマトリックスタ
イプの液晶表示素子基板や有機EL素子基板等の表示素
子基板用途に用いるには耐熱性が不十分である。また、
特開平8−208808号公報にはノボラック型シアネ
ート樹脂とビスフェノールA型エポキシ樹脂を併用し、
ガラス転位温度が245℃の樹脂組成物の例が開示され
ている。しかしながら、この公報で開示されている樹脂
組成物は、吸水率が高く、アクティブマトリックスタイ
プの液晶表示素子基板や有機EL素子基板用途に用いる
と吸水寸法変化が大きく、無機膜にクラックが生じる問
題があった。さらに、これら公報で開示されている樹脂
組成物は、配向剤やレジスト剥離液等に侵されてしまう
などの問題もあった。
マトリックスタイプの液晶表示素子基板や有機EL素子
基板等の表示素子基板にも適用できる耐熱性、耐薬品性
に優れ、かつ吸水率の低い硬化樹脂組成物及び多層樹脂
シートを提供するものである。
を達成すべく鋭意検討した結果、特定のシアネート樹脂
とエポキシ樹脂からなる硬化樹脂組成物が、アクティブ
マトリックスタイプの液晶表示素子基板や有機EL素子
基板等の表示素子基板にも適用できることを見出し、本
発明に至った。すなわち本発明は、 (1) シアネート樹脂とエポキシ樹脂から成り、ガラ
ス転移温度が220℃以上で、かつ飽和吸水率が2.5
%以下であることを特徴とする硬化樹脂組成物。 (2) 前記シアネート樹脂が、一般式(1)で表され
るノボラック型シアネート樹脂である(1)に記載の硬
化樹脂組成物。
炭素数1〜7のアルキル基、ハロゲン基、アリル基を示
し、nは0〜10の整数を表す。) (3) 前記エポキシ樹脂が、一般式(2)で表される
アリールアルキレン型エポキシ樹脂である(1)または
(2)記載の硬化樹脂組成物。
般式(3)で表されるナフタレン骨格含有エポキシ樹脂
である(3)記載の硬化樹脂組成物。
般式(4)で表されるナフタレン型エポキシ樹脂である
(3)記載の硬化樹脂組成物。
ジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂である
(1)または(2)記載の硬化樹脂組成物。
ート樹脂100重量部に対しエポキシ樹脂1〜300重
量部の間である(1)〜(6)何れか一項記載の硬化樹
脂組成物。 (8) 前記硬化樹脂組成物が硬化触媒の存在下で硬化
させることを特徴とする(1)〜(7)何れか一項記載
の硬化樹脂組成物。 (9) 前記硬化触媒が、フェノール化合物、金属塩、
金属錯体、カチオン系触媒、3級アミン類、有機酸、及
びイミダゾール類の中から選ばれた1種類以上である
(8)記載の硬化樹脂組成物。である。
た耐熱性や耐薬品性、さらには低吸水率を両立させるた
め、シアネート樹脂とエポキシ樹脂から成る。本発明の
硬化樹脂組成物のガラス転移温度は、220℃以上であ
り、250℃以上であることが好ましい。ガラス転移温
度が220℃未満では、アクティブマトリックスタイプ
の表示素子基板に用いた場合に、TFT素子形成工程で
変形する恐れがある。また、飽和吸水率は、2.5%以
下であり、2.2%以下が好ましい。飽和吸水率が2.
5%を越えると、吸水寸法変化が大きくなり、本発明の
硬化樹脂組成物上に作製した無機膜にクラックが生じる
恐れがある。本発明に用いるシアネート樹脂としては、
ビスフェノールAジシアネート、ジ(4−シアネート−
3,5−ジメチルフェニル)メタン、4,4’−チオジ
フェニルシアネート、2,2’−ジ(4−シアネートフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビスフェノールFジ
シアネート、フェノール/ジシクロペンタジエン共重合
体のシアネート、フェノールノボラック型シアネート樹
脂、クレゾールノボラック型シアネート樹脂、及び/又
はそのプレポリマーを用いることができる。中でも耐熱
性が高く線膨張係数が低いことから一般式(1)に示す
ノボラック型シアネート樹脂及び/又はそのプレポリマ
ーが好ましい。ここでいうノボラック型シアネート樹脂
とは任意のノボラック樹脂と、ハロゲン化シアン等のシ
アネート化試薬とを反応させることで得られるもので、
またこの得られた樹脂を加熱することでプレポリマー化
することが出来る。
炭素数1〜7のアルキル基、ハロゲン基、アリル基を示
し、nは0〜10の整数を表す。)
脂の数平均分子量は特に限定はしないが、250〜10
00であることが好ましく、より好ましくは300〜7
00である。250未満であると、架橋密度が小さく、
耐熱性や耐薬品性に劣る場合があり、1000を超える
と、架橋密度が上がりすぎて反応が完結できず、耐湿性
が悪化する場合がある。また、プレポリマーを用いる際
には、上記数平均分子量のノボラック型シアネート樹脂
をメチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、シクロ
ヘキサノン等の溶媒に可溶な範囲でプレポリマー化して
用いることが望ましい。本発明で言うところの数平均分
子量は、東ソー株式会社製HLC−8120GPC装置
(使用カラム:SUPER H4000、SUPER
H3000、SUPER H2000×2、溶離液:T
HF)を用いて、ポリスチレン換算のゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィーで測定した値である。本発明お
いて用いられるエポキシ樹脂としては特に限定しない
が、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールS型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ト
リアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エ
ポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルアミン型
エポキシ樹脂、トリフェノールフェノールメタン型エポ
キシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキ
シ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジ
エン骨格含有エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキ
シ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂等が挙げら
れ、中でも、一般式(2)で示されるアリールアルキレ
ン型エポキシ樹脂や一般式(5)で示されるジシクロペ
ンタジエン骨格含有エポキシ樹脂が好ましく、より好ま
しくは一般式(3)や(4)で示されるナフタレン骨格
含有エポキシ樹脂である。
〜7が好ましい。8以上では溶融粘度が高くなり成形性
に問題を生じるおそれがある。また、一般式(5)のn
の値は、0〜6が好ましい。
は、特に限定されるものではないが、シアネートエステ
ル樹脂100重量部に対し1〜300重量部が好まし
く、より好ましくは30〜300重量部、最も好ましく
は50〜200重量部である。エポキシ樹脂の配合量が
1重量部以下では吸水率が高くなる傾向にあり、300
重量部以上では耐熱性が低下する傾向がある。本発明の
硬化樹脂組成物は、必要に応じて、硬化触媒を用いるこ
とができる。硬化触媒としては公知のものを用いること
ができる。例えば、フェノール、ビスフェノールA、ノ
ニルフェノール、フェノールノボラック等のフェノール
類、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸
スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナート
コバルト(II)、トリアセチルアセトナート(III)等
の有機金属塩及び金属錯体、トリエチルアミン、トリブ
チルアミンジアザビシクロ(2,2,2)オクタン等の
3級アミン類、2−フェニル−4−メチルイミダゾー
ル、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニ
ル−4−メチル−5−ヒドロキシイミダゾール等のイミ
ダゾール類、酢酸、安息香酸、サリチル酸、パラトルエ
ンスルホン酸等の有機酸、BF3のアンモニウム塩、芳
香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨ
ウドニウム塩、鉄芳香族錯体、アルミニウム錯体と有機
珪素化合物またはビスフェノールSの組み合わせ等のカ
チオン系触媒を挙げることができる。これらの中でもフ
ェノールノボラックなどのフェノール類、アルミニウム
錯体とビスフェノールSの組み合わせであるカチオン系
触媒、コバルト金属塩または金属錯体が特に好ましい。
硬化触媒の配合量はそれぞれの硬化特性に合わせた適量
を用いればよい。また、これらの触媒を2種類以上組み
合わせてもよい。
て、本発明の効果を阻害しない範囲で、滑剤、耐熱剤、
帯電防止剤、紫外線吸収剤、顔料等、通常光学材料に配
合される各種の成分を配合することができる。本発明で
用いられる硬化樹脂組成物及び多層樹脂シートは、使用
にあたってシリカ、タルク、クレー、マイカ、長石粉
末、石英粉末、酸化マグネシウム等の充填剤を加えても
よく、また各種のシランカップリング剤、ボランカップ
リング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム
系カップリング剤その他キレート系の接着性・密着性向
上剤を加えてもよい。本発明の硬化樹脂組成物は、シー
ト化してアクティブマトリックスタイプの液晶表示素子
基板や有機EL素子基板に用いることが出来る。シート
化に関しては、注型やキャスティング等の方法により、
硬化樹脂組成物をそのままシート化する場合の他に、各
種のクロスやペーパーに硬化樹脂組成物を含浸・塗布さ
せて積層板とすることも可能である。
らに具体的に説明するが、本発明は、これらの例によっ
てなんら制限されるものではない。 <実施例1>ノボラック型シアネートエステル樹脂(商
品名PT−30、ロンザジャパン(株)製)100重量
部、ナフタレン型エポキシ樹脂(商品名ESN−19
5、新日鐵化学(株)製)100重量部、フェノールノ
ボラック樹脂(商品名MEH−8000H,明和化成
(株)製)4.6重量部を溶融混合し、離型処理したガ
ラスに注型し、150℃で1時間、170℃で1時間、
250℃で2時間加熱し厚さ0.3mmのシートを得
た。 <実施例2>フェノールノボラック(MEH−8000
H)4.6重量部をナフテン酸コバルト(和光純薬
(株)製)0.1重量部に変更した以外は、実施例1と
同様にして厚さ0.3mmのシートを得た。 <実施例3>フェノールノボラック(MEH−8000
H)4.6重量部を2−エチル−4−メチルイミダゾー
ル(商品名2E4MZ、四国化成(株)製)3重量部に
変更した以外は、実施例1と同様にして厚さ0.3mm
のシートを得た。
(ESN−195)をジシクロペンタジエン骨格含有エ
ポキシ樹脂(商品名HP−7200,大日本インキ化学
工業(株)製)100重量部に変更した以外は、実施例
1と同様にして厚さ0.3mmのシートを得た。 <実施例5>ナフタレン型エポキシ樹脂(ESN−19
5)100重量部を50重量部に、フェノールノボラッ
ク樹脂(MEH−8000H)4.6重量部を3.45
重量部に変更した以外は実施例1と同様にして厚さ0.
3mmのシートを得た。 <実施例6>ナフタレン型エポキシ樹脂(ESN−19
5)100重量部を200重量部に、フェノールノボラ
ック樹脂(MEH−8000H)4.6重量部を6.9
重量部に変更した以外は実施例1と同様にして厚さ0.
3mmのシートを得た。 <実施例7>フェノールノボラック(MEH−8000
H)4.6重量部をカチオン系触媒(アルミキレート触
媒 Ex−1(A)/ビスフェノールS Ex−1
(B)、ダイセル化学(株)製)それぞれ1/2重量部
に変更した以外は、実施例1と同様にして厚さ0.3m
mのシートを得た。 <実施例8>ナフタレン型エポキシ樹脂(ESN−19
5)をナフタレン骨格含有エポキシ樹脂(商品名ESN
−375、新日鐵化学(株)製)100重量部に変更し
た以外は、実施例7と同様にして厚さ0.3mmのシー
トを得た。
テル樹脂(PT−30)100重量部、フェノールノボ
ラック樹脂(MEH−8000H)2.3重量部を溶融
混合し、離型処理したガラスに注型し、150℃で1時
間、170℃で1時間、250℃で2時間加熱し厚さ
0.3mmのシートを得た。 <比較例2>ビスフェノールA型シアネート樹脂(商品
名BADCY,ロンザジャパン(株)製)100重量
部、フェノールノボラック樹脂(MEH−8000H)
2.3重量部を溶融混合し、離型処理したガラスに注型
し、150℃で1時間、170℃で1時間、250℃で
2時間加熱し厚さ0.3mmのシートを得た。 <比較例3>ナフタレン型エポキシ樹脂(ESN−19
5)100重量部、2−エチル−4−メチルイミダゾー
ル(2E4MZ)1.5重量部を溶融混合し、離型処理
したガラスに注型し、150℃で1時間、170℃で1
時間、250℃で2時間加熱し厚さ0.3mmのシート
を得た。 <比較例4>ジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹
脂(HP−7200)100重量部、2−エチル−4−
メチルイミダゾール(2E4MZ)1.5重量部を溶融
混合し、離型処理したガラスに注型し、150℃で1時
間、170℃で1時間、250℃で2時間加熱し厚さ
0.3mmのシートを得た。 <比較例5>ノボラック型シアネートエステル樹脂(P
T−30)100重量部、ビスフェノールA型エポキシ
樹脂(商品名エピコート828、JER(株)製)10
0重量部、フェノールノボラック樹脂(商品名MEH−
8000H,明和化成(株)製)4.6重量部を溶融混
合し、離型処理したガラスに注型し、150℃で1時
間、170℃で1時間、250℃で2時間加熱し厚さ
0.3mmのシートを得た。
て、下記の方法により、吸水率、耐熱性(Tg)、耐薬
品性を評価した。 <評価方法> 吸水率 : 150℃のオーブンで30分乾燥させ
た後、80℃の湯浴中に浸漬して30分放置後の重量変
化を測定した。 耐熱性(Tg): セイコー電子(株)製DMS2
10型粘弾性測定装置を用いて、窒素の存在下、1分間
に5℃の割合で温度を室温から400℃まで上昇させ
た。その時のTanδの最大値を示す温度をTgとし
た。 耐薬品性 : 関東化学(株)製レジスト剥離液K
P−201に60℃で試料を浸漬させ、15分後取り出
して目視にて外観を観察した。
各種特性を測定し、実施例を表1、比較例を表2に併記
した。
ボラック型シアネート樹脂単独及びノボラック型シアネ
ートとビスフェノールA型エポキシ樹脂との併用では、
比較例1,5に示すように、吸水率が2.5%以上と高
く、その吸水寸法変化により、硬化樹脂組成物上に作製
する絶縁皮膜や半導体素子である無機膜にクラックを生
じることが懸念される。また、ビスフェノールA型シア
ネート樹脂またはエポキシ樹脂単独である比較例2〜4
では、耐熱性や耐薬品性に問題があり、アクティブマト
リックスタイプの表示素子製造工程中に、変形・変性、
白濁等を引き起こし、表示用基板として使用することは
困難であった。これに対し、本発明の実施例1〜8は、
耐熱性、吸水率、耐薬品性の何れにも優れ、特にアクテ
ィブマトリックスタイプの表示素子用基板用途に最適で
あると考えられる。
ートは、耐熱性、耐薬品性に優れ、アクティブマトリッ
クスタイプの液晶表示素子基板や有機EL表示素子基板
などの表示素子基板に好適に用いることができる。
Claims (9)
- 【請求項1】 シアネート樹脂とエポキシ樹脂から成
り、ガラス転移温度が220℃以上で、かつ飽和吸水率
が2.5%以下であることを特徴とする硬化樹脂組成
物。 - 【請求項2】 前記シアネート樹脂が、一般式(1)で
表されるノボラック型シアネート樹脂である請求項1に
記載の硬化樹脂組成物。 【化1】 (R1,R2,R3は、それぞれ独立した水素、または
炭素数1〜7のアルキル基、ハロゲン基、アリル基を示
し、nは0〜10の整数を表す。) - 【請求項3】 前記エポキシ樹脂が、一般式(2)で表
されるアリールアルキレン型エポキシ樹脂である請求項
1または2記載の硬化樹脂組成物。 【化2】 - 【請求項4】 前記アリールアルキレン型エポキシ樹脂
が、一般式(3)で表されるナフタレン骨格含有エポキ
シ樹脂である請求項3記載の硬化樹脂組成物。 【化3】 - 【請求項5】 前記アリールアルキレン型エポキシ樹脂
が、一般式(4)で表されるナフタレン型エポキシ樹脂
である請求項3記載の硬化樹脂組成物。 【化4】 - 【請求項6】 前記エポキシ樹脂が、一般式(5)で表
されるジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂であ
る請求項1または2記載の硬化樹脂組成物。 【化5】 - 【請求項7】 シアネート樹脂/エポキシ樹脂の比率が
シアネート樹脂100重量部に対しエポキシ樹脂1〜3
00重量部の間である請求項1〜6何れか一項記載の硬
化樹脂組成物。 - 【請求項8】 前記硬化樹脂組成物が硬化触媒の存在下
で硬化させることを特徴とする請求項1〜7何れか一項
記載の硬化樹脂組成物。 - 【請求項9】 前記硬化触媒が、フェノール化合物、金
属塩、金属錯体、カチオン系触媒、3級アミン類、有機
酸、及びイミダゾール類の中から選ばれた1種類以上で
ある請求項8記載の硬化樹脂組成物。
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