JP2015212329A - 硬化性組成物、硬化物の製造方法、硬化物、硬化膜、及び、表示装置 - Google Patents

硬化性組成物、硬化物の製造方法、硬化物、硬化膜、及び、表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】得られる硬化物の屈折率と硬化後のクラック耐性とを両立することができる硬化性組成物を提供すること。【解決手段】(成分A)加水分解縮合性チタン及び/又はジルコニウム化合物と、(成分B)チタン及び/又はジルコニウム配位性成分並びに上記配位性成分と同一化合物であってもよい多官能重合性成分と、(成分C)重合開始剤と、(成分D)溶剤と、を含有し、成分Aの含有量が、硬化性組成物の全固形分に対し、15質量%以上40質量%未満であり、成分Bの含有量が、硬化性組成物の全固形分に対し、40質量%以上85質量%未満であり、チタン及び/又はジルコニウム配位性成分の含有量が、成分Aの含有量100質量部に対し、20〜140質量部であることを特徴とする硬化性組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、硬化性組成物、硬化物の製造方法、硬化物、硬化膜、並びに、上記硬化膜を用いた液晶表示装置、有機EL表示装置及びタッチパネル表示装置等の各種表示装置に関する。
透明材料は、絶縁膜、保護膜、光取り出し層、スペーサー、マイクロレンズ等として各種表示装置、撮像装置、太陽電池等の多くの部分構造として使用されている。
また、透明材料の用途として、装置の性能向上のため、屈折率を調整する材料として用いられることが知られている。
屈折率調整用透明材料としては、金属アルコキシドを用いた組成物が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
国開公開第2010/050580号 特開2002−6104号公報
上記に示す透明材料の用途では、永久膜としての機械特性や耐光性が要求されるほか、装置の性能向上のため屈折率を調整することが要求されている。
しかしながら、特許文献1及び2に記載された材料は、硬化後の膜質が脆く、クラック耐性(ひび割れ耐性)が充分な材料とはいえなかった。
本発明が解決しようとする課題は、得られる硬化物の屈折率と硬化後のクラック耐性とを両立することができる硬化性組成物、上記硬化性組成物を硬化させた硬化物及びその製造方法、上記硬化性組成物を硬化させた硬化膜、並びに、上記硬化膜を有する有機EL表示装置、液晶表示装置及びタッチパネル表示装置を提供することである。
本発明の上記課題は、以下の<1>、<7>、<8>、<10>又は<13>〜<15>に記載の手段により解決された。好ましい実施態様である<2>〜<6>、<9>、<11>及び<12>と共に以下に記載する。
<1>(成分A)下記(a1)〜(a3)よりなる群から選ばれた少なくとも1種と、(成分B)下記(b1)及び(b2)よりなる群から選ばれた少なくとも1種と、(成分C)重合開始剤と、(成分D)溶剤と、を含有し、成分Aの含有量が、硬化性組成物の全固形分に対し、15質量%以上40質量%未満であり、成分Bの含有量が、硬化性組成物の全固形分に対し、40質量%以上85質量%未満であり、下記チタン及び/又はジルコニウム配位性基並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、並びに、下記チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物の総含有量が、成分Aの含有量100質量部に対し、20〜140質量部であることを特徴とする硬化性組成物、
(a1)アルコキシ基を有する、チタン化合物及び/又はジルコニウム化合物、
(a2)ハロゲノ基を有する、チタン化合物及び/又はジルコニウム化合物、
(a3)チタン原子若しくはジルコニウム原子に直結するアルコキシ基を少なくとも1つ有する、チタノキサン、ジルコノキサン及び/又はチタノキサン−ジルコノキサン縮合物、
(b1)チタン及び/又はジルコニウム配位性基並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、
(b2)チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、
<2>上記チタン及び/又はジルコニウム配位性基が、チタン原子及び/又はジルコニウム原子に酸素原子によって配位可能な基である、上記<1>に記載の硬化性組成物、
<3>上記チタン及び/又はジルコニウム配位性基が、1,2−ジケトン構造、1,3−ジケトン構造、1,4−ジケトン構造、α−ヒドロキシケトン構造、α−ヒドロキシエステル構造、α−ケトエステル構造、β−ケトエステル構造、マロン酸ジエステル構造、フマル酸ジエステル構造、及び、フタル酸ジエステル構造よりなる群から選ばれた少なくとも1つの構造を有する基である、上記<1>又は<2>に記載の硬化性組成物、
<4>成分Cが、光重合開始剤を含む、上記<1>〜<3>のいずれか1つに記載の硬化性組成物、
<5>成分Cが、オキシムエステル化合物を含む、上記<1>〜<4>のいずれか1つに記載の硬化性組成物、
<6>上記(a3)が、上記(a1)の化合物群から選ばれた少なくとも1種を0.5〜1.9倍モル量の水により加水分解縮合させて得られるチタノキサン、ジルコノキサン及び/又はチタノキサン−ジルコノキサン縮合物である、上記<1>〜<5>のいずれか1つに記載の硬化性組成物、
<7>少なくとも工程(1)〜(3)をこの順に含むことを特徴とする硬化物の製造方法、
(1)上記<1>〜<6>のいずれか1つに記載の硬化性組成物を基板上に塗布する塗布工程、
(2)塗布された硬化性組成物から溶剤を除去する溶剤除去工程、
(3)溶剤が除去された硬化性組成物を光及び/又は熱により硬化する硬化工程、
<8>上記<7>に記載の硬化物の製造方法により得られた硬化物、
<9>屈折率が1.6〜1.8である、上記<8>に記載の硬化物、
<10>上記<1>〜<6>のいずれか1つに記載の硬化性組成物を硬化してなる硬化膜、
<11>屈折率調整膜、層間絶縁膜又は保護膜である、上記<10>に記載の硬化膜、
<12>屈折率が1.6〜1.8である、上記<10>又は<11>に記載の硬化膜、
<13>上記<10>〜<12>のいずれか1つに記載の硬化膜を有する液晶表示装置、
<14>上記<10>〜<12>のいずれか1つに記載の硬化膜を有する有機EL表示装置、
<15>上記<10>〜<12>のいずれか1つに記載の硬化膜を有するタッチパネル表示装置。
本発明によれば、得られる硬化物の屈折率と硬化後のクラック耐性とを両立することができる硬化性組成物、上記硬化性組成物を硬化させた硬化物及びその製造方法、上記硬化性組成物を硬化させた硬化膜、並びに、上記硬化膜を有する有機EL表示装置、液晶表示装置及びタッチパネル表示装置を提供することができた。
液晶表示装置の一例の構成概念図を示す。液晶表示装置におけるアクティブマトリックス基板の模式的断面図を示し、層間絶縁膜である硬化膜17を有している。 有機EL表示装置の一例の構成概念図を示す。ボトムエミッション型の有機EL表示装置における基板の模式的断面図を示し、平坦化膜4を有している。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。また、本発明における有機EL素子とは、有機エレクトロルミネッセンス素子のことをいう。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
また、本明細書における化学構造式は、水素原子を省略した簡略構造式で記載する場合もある。
なお、本明細書中において、“(メタ)アクリレート”はアクリレート及びメタクリレートを表し、“(メタ)アクリル”はアクリル及びメタクリルを表し、“(メタ)アクリロイル”はアクリロイル及びメタクリロイルを表す。
本発明において、「(成分A)(a1)〜(a3)よりなる群から選ばれた少なくとも1種」等を、単に「成分A」等ともいう。
また、本発明において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
また、本発明において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい。
本発明のチタノキサン、ジルコノキサン及びチタノキサン−ジルコノキサン縮合物における重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法(GPC)法にて測定される。
本発明の硬化性組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)は、(成分A)下記(a1)〜(a3)よりなる群から選ばれた少なくとも1種と、(成分B)下記(b1)及び(b2)よりなる群から選ばれた少なくとも1種と、(成分C)重合開始剤と、(成分D)溶剤と、を含有し、成分Aの含有量が、硬化性組成物の全固形分に対し、15質量%以上40質量%未満であり、成分Bの含有量が、硬化性組成物の全固形分に対し、40質量%以上85質量%未満であり、下記チタン及び/又はジルコニウム配位性基並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、並びに、下記チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物の総含有量が、成分Aの含有量100質量部に対し、20〜140質量部であることを特徴とする。
(a1)アルコキシ基を有する、チタン化合物及び/又はジルコニウム化合物、
(a2)ハロゲノ基を有する、チタン化合物及び/又はジルコニウム化合物、
(a3)チタン原子若しくはジルコニウム原子に直結するアルコキシ基を少なくとも1つ有する、チタノキサン、ジルコノキサン及び/又はチタノキサン−ジルコノキサン縮合物、
(b1)チタン及び/又はジルコニウム配位性基並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、
(b2)チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物。
本発明者らは上記観点に鑑み鋭意検討を重ねた結果、成分A〜成分Dを含有し、かつ上記に示す特定の含有量である硬化性組成物とすることにより、得られる硬化物の屈折率と硬化後のクラック耐性とを両立することができることを見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
成分Aのチタン原子及び/又はジルコニウム原子に成分Bにおけるチタン及び/又はジルコニウム配位性基が配位することにより、硬化性組成物の均一性や成分Aの他の成分との相溶性が向上し、得られる硬化物の屈折率と硬化後のクラック耐性とを両立することができると推定されるが、詳細な効果の発現機構については不明である。
本発明の硬化性組成物は、光及び/又は熱による重合後、又は、重合に続けて、得られた硬化膜等の硬化物を熱処理することにより、硬化物の強度がより高くなる組成物であることが好ましく、成分Cとして光重合開始剤を含有し、光による重合後、得られた硬化物を熱処理することにより、硬化物の強度がより高くなる組成物であることがより好ましい。
また、本発明の硬化性組成物は、透明硬化物製造用硬化性組成物であることが好ましく、透明硬化膜製造用硬化性組成物であることがより好ましい。
更に、本発明の硬化性組成物は、得られる硬化物の屈折率が1.6〜1.8である硬化性組成物であることが好ましい。
また、本発明の硬化性組成物は、屈折率調整層用硬化性組成物として好適に用いることができる。
(成分A)下記(a1)〜(a3)よりなる群から選ばれた少なくとも1種
本発明の硬化性組成物は、(成分A)下記(a1)〜(a3)よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含有し、成分Aの含有量が、硬化性組成物の全固形分に対し、15質量%以上40質量%未満である。
(a1)アルコキシ基を有する、チタン化合物及び/又はジルコニウム化合物、
(a2)ハロゲノ基を有する、チタン化合物及び/又はジルコニウム化合物、
(a3)チタン原子若しくはジルコニウム原子に直結するアルコキシ基を少なくとも1つ有する、チタノキサン、ジルコノキサン及び/又はチタノキサン−ジルコノキサン縮合物。
また、当業者であればいうまでもないが、上記(a1)は、「アルコキシ基を有するチタン化合物及び/又はアルコキシ基を有するジルコニウム化合物」と同義であり、上記(a2)は、「ハロゲノ基を有するチタン化合物及び/又はハロゲノ基を有するジルコニウム化合物」と同義であり、上記(a3)は、「チタン原子に直結するアルコキシ基を少なくとも1つ有する、チタノキサン、ジルコニウム原子に直結するアルコキシ基を少なくとも1つ有するジルコノキサン、又は、チタン原子若しくはジルコニウム原子に直結するアルコキシ基を少なくとも1つ有するチタノキサン−ジルコノキサン縮合物」と同義である。
成分Aの含有量は、硬化性組成物の全固形分に対し、15質量%以上40質量%未満であり、屈折率調整の観点から、15〜35質量%であることが好ましく、17.5〜32.5質量%であることがより好ましく、20〜30質量%であることが更に好ましい。なお、硬化性組成物における「固形分」とは、溶剤等の揮発性成分を除いた成分を表し、また、成分Bには一部沸点の低い化合物も含まれるが、チタン又はジルコニウムに配位することで揮発性が失われるため、本発明における成分Bは固形分に含まれるものとする。
成分Aとしては、(a1)単独、(a2)単独、(a3)単独、(a1)と(a2)との混合物、(a1)と(a3)との混合物、(a2)と(a3)との混合物、(a1)と(a2)と(a3)との混合物のいずれでもよいが、組成物の保存安定性の観点から、(a1)単独、(a3)単独、又は、(a1)と(a3)との混合物であることが好ましい。
また、(a1)又は(a2)として、チタン化合物とジルコニウム化合物とを併用してもよい。
成分Aとしては、屈折率及びクラック耐性の観点からは、チタン化合物及び/又はチタノキサンが好ましく、また、低温硬化性、硬化速度及び安定性の観点からは、ジルコニウム化合物及び/又はジルコノキサンが好ましい。
(a1)アルコキシ基を有するチタン化合物及びアルコキシ基を有するジルコニウム化合物としては、チタンモノアルコキシド、チタンジアルコキシド、チタントリアルコキシド、チタンテトラアルコキシド、ジルコニウムモノアルコキシド、ジルコニウムジアルコキシド、ジルコニウムトリアルコキシド、及び、ジルコニウムテトラアルコキシドが挙げられるが、膜物性の観点から、チタンテトラアルコキシド、及び、ジルコニウムテトラアルコキシドが好ましく、チタンテトラアルコキシドがより好ましい。
なお、アルコキシ基及びハロゲノ基の両方を有するチタン化合物及びアルコキシ基及びハロゲノ基の両方を有するジルコニウム化合物は、(a1)に含まれるものとする。
チタンテトラアルコキシドとしては、下記式(a1−1)で表されるチタンテトラアルコキシドであることが、膜物性の観点から好ましい。
また、ジルコニウムテトラアルコキシドとしては、下記式(a1−2)で表されるジルコニウムテトラアルコキシドであることが、膜物性の観点から好ましい。
Figure 2015212329
式(a1−1)及び式(a1−2)中、R〜Rはそれぞれ独立に、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜18のアリール基、又は、炭素数7〜18のアラルキル基を表す。
式(a1−1)及び式(a1−2)におけるR〜Rはそれぞれ独立に、膜物性の観点から、炭素数1〜18のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜8のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1〜5のアルキル基であることが特に好ましい。
式(a1−1)で表されるチタンテトラアルコキシドとしては、以下の具体例に限定はされないが、例えば、チタンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタンテトラn−プロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラn−ブトキシド、チタンテトライソブトキシド、チタンジイソプロポキシジn−ブトキシド、チタンジt−ブトキシジイソプロポキシド、チタンテトラt−ブトキシド、チタンテトライソオクチロキシド、チタンテトラステアリルアルコキシド等が挙げられる。
式(a1−2)で表されるジルコニウムテトラアルコキシドとしては、以下の具体例に限定はされないが、例えば、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウムテトラn−プロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラn−ブトキシド、ジルコニウムテトライソブトキシド、ジルコニウムジイソプロポキシジn−ブトキシド、ジルコニウムジt−ブトキシジイソプロポキシド、ジルコニウムテトラt−ブトキシド、ジルコニウムテトライソオクチロキシド、ジルコニウムテトラステアリルアルコキシド等が挙げられる。
これらは、1種単独又は2種類以上混合して用いることができる。
(a2)ハロゲノ基を有するチタン化合物及びハロゲノ基を有するジルコニウム化合物としては、チタンモノハライド、チタンジハライド、チタントリハライド、チタンテトラハライド、ジルコニウムモノハライド、ジルコニウムジハライド、ジルコニウムトリハライド、及び、ジルコニウムテトラハライドが挙げられるが、膜物性の観点から、チタンテトラハライド、及び、ジルコニウムテトラハライドが好ましく挙げられ、チタンテトラハライドがより好ましい。
ハロゲノ基を有するチタン化合物としては、下記式(a2−1)で表されるチタンテトラハライドであることが、膜物性の観点から好ましい。
また、ハロゲノ基を有するジルコニウム化合物としては、下記式(a2−2)で表されるジルコニウムテトラハライドであることが、膜物性の観点から好ましい。
Figure 2015212329
式(a2−1)及び式(a2−2)中、Hal〜Halはそれぞれ独立に、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又は、ヨウ素原子を表す。
式(a2−1)及び式(a2−2)におけるHal〜Halはそれぞれ独立に、膜物性や取り扱い性の観点から、塩素原子、又は、ヨウ素原子であることが好ましく、塩素原子であることがより好ましい。
これらは、1種単独又は2種類以上混合して用いることができる。
チタノキサンは、ポリチタノキサンとも称され、Ti−O−Ti結合を2以上有する化合物である。その製造方法としては、例えば、上記式(a1−1)で表されるチタンテトラアルコキシドを、水を用いて加水分解縮合させて得る方法が挙げられる。この他にも、チタンテトラクロライドなどのハロゲン化チタンを加水分解・縮合させてもよい。中でも合成の容易性から、チタンアルコキシド、チタンクロライドが好ましく、チタンアルコキシドがより好ましい。
ジルコノキサンは、ポリジルコノキサンとも称され、Zr−O−Zr結合を2以上有する化合物である。また、その製造方法としては、原料をジルコニウムアルコキシドやハロゲン化ジルコニウム等のジルコニウム化合物に変更する以外は、上記チタノキサンの製造方法と同様な方法が挙げられる。
チタノキサン−ジルコノキサン縮合物は、上記チタン化合物及び上記ジルコニウム化合物の両方を使用し、加水分解縮合した縮合物である。また、その製造方法としては、原料としてチタン化合物とジルコニウム化合物とを併用する以外は、上記製造方法と同様な方法が挙げられる。
上記(a3)は、上記(a1)及び(a2)の化合物群から選ばれた少なくとも1種を0.5〜1.9倍モル量の水により加水分解縮合させて得られるチタノキサン、ジルコノキサン及び/又はチタノキサン−ジルコノキサン縮合物であることが好ましく、上記(a1)の化合物群から選ばれた少なくとも1種を0.5〜1.9倍モル量の水により加水分解縮合させて得られるチタノキサン、ジルコノキサン及び/又はチタノキサン−ジルコノキサン縮合物であることがより好ましい。
また、上記において、(a2)を用いる場合、(a1)と併用するか、(a2)として少なくともアルコキシ基を1つ以上有する化合物を用いるか、又は、水に加えアルコール化合物を添加して加水分解縮合することが好ましい。
また、上記加水分解縮合には、水だけでなく、溶剤等を使用してもよく、添加剤として、アルコール化合物を使用してもよい。また、溶剤としては、アルコール化合物が好適に挙げられる。
得られる膜の機械強度の観点から、上記加水分解縮合に用いられる水の量は、原料におけるチタン原子及びジルコニウム原子の総モル量1.0モルに対して、0.5〜1.9モルであることが好ましく、下限としては、膜強度の観点から、0.9モル以上が好ましく、1.2モル以上がより好ましく、また、上限としては、膜柔軟性の観点から、1.8モル以下が好ましく、1.7モル以下がより好ましい。
成分Aは、組成物の保存安定性及び膜物性の観点から、チタン原子に直結するアルコキシ基を少なくとも1つ有するチタノキサン(以下、単に「チタノキサン」ともいう。)、ジルコニウム原子に直結するアルコキシ基を少なくとも1つ有するジルコノキサン(以下、単に「ジルコノキサン」ともいう。)、又は、チタン原子若しくはジルコニウム原子に直結するアルコキシ基を少なくとも1つ有するチタノキサン−ジルコノキサン縮合物(以下、単に「チタノキサン−ジルコノキサン縮合物」ともいう。)を含むことが好ましく、チタノキサン又はジルコノキサンを含むことがより好ましく、チタノキサンを含むことが更に好ましい。
チタノキサン、ジルコノキサン及びチタノキサン−ジルコノキサン縮合物は、直鎖状、分枝状、三次元網目状、ペンダント状、ラダー状、籠状等のいずれの重合体形態であってもよく、特にその形態は限定されるものではないが、成分Bと相溶性を有するチタノキサン又はジルコノキサンであることが好ましい。また、チタノキサン及びジルコノキサンは、常温(25℃)で固体であっても液体であってもよい。
チタノキサン、ジルコノキサン及びチタノキサン−ジルコノキサン縮合物の重量平均分子量としては、特に制限されないが、500〜50,000が好ましく、1,000〜20,000がより好ましい。
上記チタノキサンは、下記式(a3−1)で表されるチタノキサンであることが膜物性の観点から好ましい。
また、上記ジルコノキサンは、下記式(a3−2)で表されるジルコノキサンであることが膜物性の観点から好ましい。
Tiαβ(OR)γ (a3−1)
Zrαβ(OR)γ (a3−2)
式(a3−1)及び式(a3−2)中、Rはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜18のアリール基、又は、炭素数7〜18のアラルキル基を表し、α、β及びγは、下記の条件(a’)〜(c’)を満たし、αは正の整数を表し、β及びγは正の数を表す。
(a’)200≧α≧2、
(b’)1.9α≧β≧1.0α、
(c’)γ=4α−2β
上記(a3)におけるチタノキサン、ジルコノキサン及びチタノキサン−ジルコノキサン縮合物は、単一の組成のものであっても、2種類以上の混合物であってもよい。
また、本発明における硬化性組成物の全固形分に対するチタン原子及びジルコニウム原子の総含有量は、膜物性の観点から、5〜25質量%が好ましく、10〜20質量%がより好ましい。上記の比率は、硬化物の目標屈折率が1.6〜1.8の用途において上記屈折率を発現させるために好適な範囲であり、目標屈折率が異なる用途においては、もちろんこの限りではない。
(成分B)(b1)及び(b2)よりなる群から選ばれた少なくとも1種
本発明の硬化性組成物は、(成分B)下記(b1)及び(b2)よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含有し、成分Bの含有量が、硬化性組成物の全固形分に対し、40質量%以上85質量%未満であり、下記チタン及び/又はジルコニウム配位性基並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、並びに、下記チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物の総含有量が、成分Aの含有量100質量部に対し、20〜140質量部である。
(b1)チタン及び/又はジルコニウム配位性基並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、
(b2)チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物及び2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物。
本発明の硬化性組成物は、成分Bとして、チタン及び/又はジルコニウム配位性基並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物を少なくとも含有するか、チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物及び2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物の両方を少なくとも含有する。
また、本発明において、成分Bに該当する化合物は、1つ以上のチタン及び/又はジルコニウム配位性基を有するか、2つ以上のエチレン性不飽和基を有するか、又は、その両方を有する化合物である。
本発明の硬化性組成物において、成分Bの含有量は、屈折率と硬化膜のクラック耐性との両立の観点から、硬化性組成物の全固形分に対し、40質量%以上85質量%未満であり、45〜75質量%であることが好ましく、52.5〜67.5質量%であることがより好ましい。
また、本発明の硬化性組成物において、上記チタン及び/又はジルコニウム配位性基及び2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、並びに、上記チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物の総含有量は、屈折率と硬化膜のクラック耐性との両立、及び、保存安定性などの観点から、成分Aの含有量100質量部に対し、20〜140質量部であり、55〜135質量部であることが好ましく、85〜125質量部であることがより好ましい。
本発明における「チタン及び/又はジルコニウム配位性基」とは、チタン原子及び/又はジルコニウム原子と配位結合を形成可能な基であり、チタン原子又はジルコニウム原子のいずれか1方のみと配位結合を形成可能であってもよいし、チタン原子及びジルコニウム原子の両方と配位結合を形成可能であってもよい。
また、チタン及び/又はジルコニウム配位性基により形成される配位は、単座配位(一座配位)、二座配位、三座配位、及び、四座以上の配位のいずれであってもよいが、上記配位性基は、単座配位又は二座配位の配位性基であることが好ましく、二座配位の配位性基であることがより好ましい。
更に、チタン及び/又はジルコニウム配位性基は、チタン原子及び/又はジルコニウム原子に配位して、チタン原子及び/又はジルコニウム原子上の中性配位子となる基であることが好ましい。
チタン及び/又はジルコニウム配位性基を少なくとも有する化合物が、成分Aに配位した場合、成分Aにおける配位されたチタン原子又はジルコニウム原子のd軌道のエネルギー準位が分裂する。よって、エネルギー準位の分裂を観測することで配位の有無が分かる。
チタン及び/又はジルコニウム配位性基であるか否かを確認する方法としては、配位の有無を観測する方法が挙げられる。具体的な配位の有無の観測方法としては、公知の観測方法を使用でき、例えば、分光学的手法や電子スピン共鳴法(ESR)などが挙げられる。
本発明におけるチタン及び/又はジルコニウム配位性基は、組成物の安定性や膜物性の観点から、酸素原子を有する基であることが好ましく、2以上の酸素原子を有する基であることがより好ましく、2つの酸素原子が2〜4原子の他の原子を間に介して結合している構造を少なくとも有する基であることが更に好ましく、2つの酸素原子が3又は4原子の他の原子を間に介して結合している構造を少なくとも有する基であることが特に好ましい。また、上記酸素原子の少なくとも1つは、カルボニル基又はエステル構造におけるカルボニル基の酸素原子であることが好ましい。
また、本発明におけるチタン及び/又はジルコニウム配位性基は、組成物の安定性や膜物性の観点から、チタン原子及び/又はジルコニウム原子に酸素原子によって配位可能な基であることが好ましい。
本発明におけるチタン及び/又はジルコニウム配位性基としては、1,2−ジケトン構造、1,3−ジケトン構造、1,4−ジケトン構造、α−ヒドロキシケトン構造、α−ヒドロキシエステル構造、α−ケトエステル構造、β−ケトエステル構造、マロン酸ジエステル構造、フマル酸ジエステル構造、及び、フタル酸ジエステル構造よりなる群から選ばれた少なくとも1つの構造を有する基であることが好ましく、1,2−ジケトン構造、1,3−ジケトン構造、α−ヒドロキシケトン構造、α−ヒドロキシエステル構造、α−ケトエステル構造、β−ケトエステル構造、及び、フタル酸ジエステル構造よりなる群から選ばれた少なくとも1つの構造を有する基であることがより好ましく、1,3−ジケトン構造、β−ケトエステル構造、及び、フタル酸ジエステル構造よりなる群から選ばれた少なくとも1つの構造を有する基であることが更に好ましく、1,3−ジケトン構造、及び、β−ケトエステル構造よりなる群から選ばれた少なくとも1つの構造を有する基であることが特に好ましい。上記態様であると、得られる硬化膜の屈折率及びクラック耐性により優れる。
本発明におけるチタン又はジルコニウム配位性基としては、下記式(b−1)〜式(b−5)で表される構造のいずれかを有する基が好ましく、下記式(b−1)、式(b−2)又は式(b−5)で表される構造を有する基がより好ましく、下記式(b−1)又は式(b−2)で表される構造を有する基が更に好ましい。
Figure 2015212329
式(b−1)〜式(b−5)中、L及びLはそれぞれ独立に、単結合又は炭素数1若しくは2のアルキレン基を表し、R’はそれぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アシル基又はアルコキシカルボニル基を表し、nbは0〜4の整数を表し、波線部分は、他の構造との結合位置を表す。
及びLは、メチレン基であることが好ましい。
R’の炭素数は、0〜20であることが好ましい。また、R’はそれぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子であることが好ましい。
nbは0又は1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
チタン又はジルコニウム配位性基として具体的には、下記に示す基が好ましく挙げられる。なお、波線部分は、他の構造との結合位置を表す。
Figure 2015212329
成分Bにおけるエチレン性不飽和基としては、特に制限はないが、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリルアミド基、アリル基、スチリル基、及び、ビニルオキシ基が好ましく挙げられ、(メタ)アクリロキシ基、及び、アリル基がより好ましく挙げられ、(メタ)アクリロキシ基が特に好ましく挙げられる。
(b1)チタン及び/又はジルコニウム配位性基並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物としては、1,3−ジケトン構造又はβ−ケトエステル構造を有する多官能(メタ)アクリレート化合物、又は、フタル酸ジエステル構造を有する多官能エチレン性不飽和化合物であることが好ましく、フタル酸ジエステル構造を有する多官能エチレン性不飽和化合物であることがより好ましい。
フタル酸ジエステル構造を有する多官能エチレン性不飽和化合物としては、フタル酸ジアリルを好ましく例示できる。
また、チタン及び/又はジルコニウム配位性基並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
上記(b2)におけるチタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物は、エチレン性不飽和基を有しないチタン及び/若しくはジルコニウム配位性基を有する化合物、又は、チタン及び/若しくはジルコニウム配位性基を有する単官能エチレン性不飽和化合物であり、コストや入手容易性の観点からは、エチレン性不飽和基を有しないチタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物であることが好ましく、膜物性の観点からは、チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する単官能エチレン性不飽和化合物であることが好ましい。
また、チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
上記チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する単官能エチレン性不飽和化合物としては、チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する単官能(メタ)アクリレート化合物であることが好ましく、下記に示す化合物であることがより好ましい。
Figure 2015212329
上記エチレン性不飽和基を有しないチタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物としては、1,2−ジケトン化合物、1,3−ジケトン化合物、1,4−ジケトン化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、α−ヒドロキシエステル化合物、α−ケトエステル化合物、β−ケトエステル化合物、マロン酸ジエステル化合物、フマル酸ジエステル化合物、又は、フタル酸ジエステル化合物が好ましく、1,2−ジケトン化合物、1,3−ジケトン化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、α−ケトエステル化合物、β−ケトエステル化合物、又は、フタル酸ジエステル化合物がより好ましく、1,3−ジケトン化合物、又は、β−ケトエステル化合物が更に好ましい。
上記エチレン性不飽和基を有しないチタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物の具体例としては、下記に示す化合物が挙げられる。
Figure 2015212329
これらの中でも、アセチルアセトン(2,4−ペンタジオン)、又は、アセト酢酸エチル(3−オキソ酪酸エチル)が特に好ましい。
上記(b2)における2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物としては、2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、エステル化合物、アミド化合物、ウレタン化合物及びその他の化合物が挙げられる。
上記エステル化合物としては、例えば、多官能の、(メタ)アクリル酸エステル、イタコン酸エステル、クロトン酸エステル、イソクロトン酸エステル、マレイン酸エステル、その他のエステル化合物などが挙げられる。これらの中でも、多官能(メタ)アクリル酸エステル等が好ましい。
上記多官能(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。中でも、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
上記多官能(メタ)アクリル酸エステルの他の例としては、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号公報、特公昭50−6034号公報、特開昭51−37193号公報に記載のウレタンアクリレート類、特開昭48−64183号公報、特公昭49−43191号公報、及び特公昭52−30490号公報に記載のポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類、特開昭60−258539号公報に記載の(メタ)アクリル酸エステルやウレタン(メタ)アクリレートやビニルエステルなどが挙げられる。
他の多官能エチレン性不飽和化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、日本接着協会誌Vol.20,No.7,第300〜308頁に記載の光硬化性モノマー及びオリゴマーなどが挙げられる。
また、上記のアミド化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド(モノマー)などが挙げられ、具体的には、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス(メタ)アクリルアミド、ジエチレントリアミントリス(メタ)アクリルアミド、キシリレンビス(メタ)アクリルアミド、などが挙げられ、また、特開昭60−258539号公報に記載の(メタ)アクリル酸アミドなどが挙げられる。
また、上記のウレタン化合物としては、イソシアネートと水酸基との付加反応を用いて製造されるウレタン連鎖重合性化合物が例示され、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレートとヘキサメチレンジイソシアネートとのウレタン化物、ペンタエリスリトールトリアクリレートとトルエンジイソシアネートとのウレタン化物、ペンタエリスリトールトリアクリレートとイソホロンジイソシアネートとのウレタン化物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとヘキサメチレンジイソシアネートとのウレタン化物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとトルエンジイソシアネートとのウレタン化物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとイソホロンジイソシアネートとのウレタン化物等が挙げられる。
具体的には、特開2011−126921号公報、特開昭51−37193号公報、特公平2−32293号公報、特公平2−16765号公報に記載されているようなウレタンアクリレート類が例示され、これらの記載は本願明細書に組み込まれる。
また、他の多官能エチレン性不飽和化合物としては、特開昭60−258539号公報、国際公開第2010/050580号に記載のアリル化合物やアルケニル基含有化合物、などが挙げられる。
具体的には、1,2−ジビニルベンゼン、1,4−ジビニルベンゼン、1,2−ジアリルベンゼン、1,3−ジアリルベンゼン、1,4−ジアリルベンゼン、1,3,5−トリビニルベンゼン、1,3,5−トリアリルベンゼン、1,2,4,5−テトラアリルベンゼン、へキサアリルベンゼン、ジビニルトルエン、ビスフェノールAジアリルエーテル、1,2−ジアリルオキシベンゼン、1,4−ジアリルオキシベンゼン、テレフタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、1,4−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼン、ジビニルメチルフェニルシラン、ジビニルジフェニルシラン、ジアリルジフェニルシランなどを挙げることができる。
2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、並びに、チタン及び/又はジルコニウム配位性基並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物におけるエチレン性不飽和基の数は、2〜20であることが好ましく、2〜16であることがより好ましく、3〜10であることが更に好ましい。
2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
本発明の硬化性組成物が(b2)を含有する場合、本発明の硬化性組成物における、チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物の含有量と2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物の含有量との比は、質量比で、1:20〜20:1であることが好ましく、1:10〜10:1であることがより好ましく、2:8〜8:2であることが更に好ましい。
成分Bに該当する各化合物の分子量は、80〜2,000であることが好ましく、100〜1,000であることがより好ましい。
成分Bは、屈折率の観点から、芳香環を有する化合物を含むことが好ましい。
(成分C)重合開始剤
本発明の硬化性組成物は、(成分C)重合開始剤を含有する。
重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤を含むことが好ましい。
本発明に用いることができるラジカル重合開始剤は、光及び/又は熱により、2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物等の重合性化合物の重合を開始、促進可能な化合物である。中でも、光重合開始剤が好ましく、光ラジカル重合開始剤がより好ましい。
「光」とは、その照射により成分Cより開始種を発生させることができるエネルギーを付与することができる活性エネルギー線であれば、特に制限はなく、広くα線、γ線、X線、紫外線(UV)、可視光線、電子線などを包含するものである。これらの中でも、紫外線を少なくとも含む光が好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、オキシムエステル化合物、有機ハロゲン化化合物、オキシジアゾール化合物、カルボニル化合物、ケタール化合物、ベンゾイン化合物、アクリジン化合物、有機過酸化化合物、アゾ化合物、クマリン化合物、アジド化合物、メタロセン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、有機ホウ酸化合物、ジスルホン酸化合物、オニウム塩化合物、アシルホスフィン(オキシド)化合物が挙げられる。これらの中でも、感度の点から、オキシムエステル化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物が好ましく、オキシムエステル化合物がより好ましい。
オキシムエステル化合物としては、特開2000−80068号公報、特開2001−233842号公報、特表2004−534797号公報、特開2007−231000号公報、特開2009−134289号公報に記載の化合物を使用できる。
オキシムエステル化合物は、下記式(1)又は式(2)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2015212329
式(1)又は式(2)中、Arは芳香族基又はヘテロ芳香族基を表し、R1はアルキル基、芳香族基又はアルコキシ基を表し、R2は水素原子又はアルキル基を表し、更にR2はAr基と結合し環を形成してもよい。
Arは、芳香族基又はヘテロ芳香族基を表し、ベンゼン環、ナフタレン環又はカルバゾール環から水素原子を1つ除いた基であることが好ましく、R2と共に環を形成したナフタレニル基、カルバゾイル基がより好ましい。ヘテロ芳香族基におけるヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、及び、硫黄原子が好ましく挙げられる。中でも、窒素原子が好ましい。
1は、アルキル基、芳香族基又はアルコキシ基を表し、メチル基、エチル基、ベンジル基、フェニル基、ナフチル基、メトキシ基又はエトキシ基が好ましく、メチル基、エチル基、フェニル基又はメトキシ基がより好ましい。
2は、水素原子又はアルキル基を表し、水素原子又は置換アルキル基が好ましく、水素原子、Arと共に環を形成する置換アルキル基又はトルエンチオアルキル基がより好ましい。
また、Arは、炭素数4〜20の基であることが好ましく、R1は、炭素数1〜30の基であることが好ましく、また、R2は、炭素数1〜50の基であることが好ましい。
オキシムエステル化合物は、下記式(3)、式(4)又は式(5)で表される化合物であることが更に好ましく、下記式(5)で表される化合物であることが特に好ましい。
Figure 2015212329
式(3)〜式(5)中、R1はアルキル基、芳香族基又はアルコキシ基を表し、Xは−CH2−、−C24−、−O−又は−S−を表し、R3はそれぞれ独立に、ハロゲン原子を表し、R4はそれぞれ独立に、アルキル基、フェニル基、アルキル置換アミノ基、アリールチオ基、アルキルチオ基、アルコキシ基、アリールオキシ基又はハロゲン原子を表し、R5は水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、R6はアルキル基を表し、n1及びn2はそれぞれ独立に、0〜6の整数を表し、n3は0〜5の整数を表す。
1はアルキル基、芳香族基又はアルコキシ基を表し、R11−X’−アルキレン基−で表される基が好ましい。R11はアルキル基又はアリール基を表し、X’は硫黄原子又は酸素原子を表す。R11はアリール基が好ましく、フェニル基がより好ましい。R11としての、アルキル基及びアリール基は、ハロゲン原子(好ましくは、フッ素原子、塩素原子若しくは臭素原子)又はアルキル基で置換されていてもよい。
Xは硫黄原子が好ましい。
3及びR4は、芳香環上の任意の位置で結合することができる。
4はアルキル基、フェニル基、アルキル置換アミノ基、アリールチオ基、アルキルチオ基、アルコキシ基、アリールオキシ基又はハロゲン原子を表し、アルキル基、フェニル基、アリールチオ基又はハロゲン原子が好ましく、アルキル基、アリールチオ基又はハロゲン原子がより好ましく、アルキル基又はハロゲン原子が更に好ましい。アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子又はフッ素原子が好ましい。
また、R4の炭素数は、0〜50であることが好ましく、0〜20であることがより好ましい。
5は水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、アルキル基が好ましい。アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。アリール基としては、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。
6はアルキル基を表し、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。
n1及びn2はそれぞれ、式(3)又は式(4)における芳香環上のR3の置換数を表し、n3は式(5)における芳香環上のR4の置換数を表す。
n1〜n3はそれぞれ独立に、0〜2の整数であることが好ましく、0又は1であることがより好ましい。
以下に、本発明で好ましく用いられるオキシムエステル化合物の例を示す。しかしながら、本発明で用いられるオキシムエステル化合物がこれらに限定されるものではないことはいうまでもない。なお、Meはメチル基を表し、Phはフェニル基を表す。また、これら化合物におけるオキシムの二重結合のシス−トランス異性は、EZのどちら一方であっても、EZの混合物であってもよい。
Figure 2015212329
有機ハロゲン化化合物の例としては、具体的には、若林等、「Bull Chem. Soc. Japan」42、2924(1969)、米国特許第3,905,815号明細書、特公昭46−4605号公報、特開昭48−36281号公報、特開昭55−32070号公報、特開昭60−239736号公報、特開昭61−169835号公報、特開昭61−169837号公報、特開昭62−58241号公報、特開昭62−212401号公報、特開昭63−70243号公報、特開昭63−298339号公報、M.P.Hutt“Journal of Heterocyclic Chemistry”1(No3),(1970)等に記載の化合物が挙げられ、特に、トリハロメチル基が置換したオキサゾール化合物、s−トリアジン化合物が挙げられる。
ヘキサアリールビイミダゾール化合物の例としては、例えば、特公平6−29285号公報、米国特許第3,479,185号、同第4,311,783号、同第4,622,286号等の各明細書に記載の種々の化合物が挙げられる。
アシルホスフィン(オキサイド)化合物としては、モノアシルホスフィンオキサイド化合物、及び、ビスアシルホスフィンオキサイド化合物が例示され、具体的には例えば、BASF社製のIRGACURE 819、ダロキュア4265、ダロキュアTPOなどが挙げられる。
アセトフェノン化合物としては、BASF社製のIRGACURE 127が例示できる。
重合開始剤は、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、露光波長に吸収を持たない光重合開始剤を用いる場合には、増感剤を使用することもできる。
本発明の硬化性組成物における光重合開始剤の総量は、組成物中の全固形分100質量部に対して、0.5〜30質量部であることが好ましく、1〜20質量部であることがより好ましく、1〜10質量部であることが更に好ましく、2〜5質量部であることが特に好ましい。
<増感剤>
本発明の硬化性組成物には、重合開始剤の他に、増感剤を加えることもできる。
増感剤は、活性光線又は放射線を吸収して励起状態となる。励起状態となった増感剤は、成分Cと接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用が生じ、重合を開始・促進できる。
好ましい増感剤の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ350nmから450nm域に吸収波長を有する化合物を挙げることができる。多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、アントラセン、フェナントレン)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、キサントン類(例えば、キサントン、チオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン)、シアニン類(例えば、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、ローダシアニン類、オキソノール類、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン、ベンゾフラビン)、アクリドン類(例えば、アクリドン、10−ブチル−2−クロロアクリドン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン、9,10−ジブトキシアントラセン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、スチリル類、ベーススチリル類、クマリン類(例えば、7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン、ケトクマリン)、カルバゾール類(例えば、N−ビニルカルバゾール)、カンファーキノン類、フェノチアジン類。
この他、本発明において用いることができる典型的な増感剤としては、クリベロ〔J. V. Crivello, Adv. in Polymer Sci., 62, 1 (1984)〕に開示しているものが挙げられる。
増感剤の好ましい具体例としては、ピレン、ペリレン、アクリジンオレンジ、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、ベンゾフラビン、N−ビニルカルバゾール、9,10−ジブトキシアントラセン、アントラキノン、クマリン、ケトクマリン、フェナントレン、カンファーキノン、フェノチアジン類などを挙げることができる。増感剤は、重合開始剤100質量部に対し、30〜200質量部の割合で添加することが好ましい。
(成分D)溶剤
本発明の硬化性組成物は、(成分D)溶剤を含有する。また、本発明における溶剤は、成分B以外の化合物であり、成分Bに該当する化合物は、溶剤に含めないものとする。
本発明の硬化性組成物は、必須成分と、後述の任意成分とを、溶剤に溶解又は分散した溶液又は分散液として調製されることが好ましい。
本発明の硬化性組成物に使用される溶剤としては、公知の溶剤を用いることができ、アルコール類、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、ブチレングリコールジアセテート類、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、エステル類、ケトン類、アミド類、ラクトン類等が例示できる。この他の具体例としては特開2009−098616号公報の段落0062を参照できる。
これらの溶剤の中でも、好ましい具体例としては、ブタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、フェノキシエタノール、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを挙げることができる。
溶剤の沸点は、塗布性の観点から、100℃〜300℃が好ましく、120℃〜250℃がより好ましい。
本発明に用いることができる溶剤は、1種単独、又は、2種以上を併用することができる。沸点の異なる溶剤を併用することも好ましい。
本発明の硬化性組成物における溶剤の含有量は、塗布に適した粘度に調整するという観点から、硬化性組成物の全固形分100質量部あたり、100〜3,000質量部であることが好ましく、200〜2,000質量部であることがより好ましく、250〜1,000質量部であることが更に好ましい。
本発明の硬化性組成物の粘度は、1〜200mPa・sが好ましく、2〜100mPa・sがより好ましく、3〜50mPa・sが更に好ましい。
粘度は、例えば、東機産業(株)製のRE−80L型回転粘度計を用いて、25±0.2℃で測定することが好ましい。測定時の回転速度は、5mPa・s未満は100rpm、5mPa・s以上10mPa・s未満は50rpm、10mPa・s以上30mPa・s未満は20rpm、30mPa・s以上は10rpmで、それぞれ行うことが好ましい。
(成分E)アルコキシシラン化合物
本発明の組成物は、密着改良剤としてアルコキシシラン化合物を含有してもよい。アルコキシシラン化合物を用いると、本発明の組成物により形成された膜と基板との密着性を向上できたり、本発明の組成物により形成された膜の性質を調整することができる。
本発明の組成物に用いることができるアルコキシシラン化合物は、基材となる無機物、例えば、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコン化合物、金、銅、モリブデン、チタン、アルミニウム等の金属と絶縁膜との密着性を向上させる化合物であることが好ましい。具体的には、公知のシランカップリング剤等も有効である。
シランカップリング剤としては、エポキシ基又は(メタ)アクリロキシ基を有するアルコキシシラン化合物が好ましく挙げられる。
シランカップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジアルコキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルジアルコキシシラン、γ−クロロプロピルトリアルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリアルコキシシラン、ビニルトリアルコキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。これらのうち、γ−グリシドキシプロピルトリアルコキシシランやγ−メタクリロキシプロピルトリアルコキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランがより好ましい。
本発明の硬化性組成物に用いることができるアルコキシシラン化合物は、特にこれらに限定することなく、公知のものを使用することができる。
アルコキシシラン化合物は、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明の硬化性組成物がアルコキシシラン化合物を含有する場合、アルコキシシラン化合物の含有量は、硬化性組成物中の全固形分100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましく、0.5〜20質量部がより好ましい。
(成分F)チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有しない単官能エチレン性不飽和化合物
本発明の硬化性組成物は、成分B以外のエチレン性不飽和基を有する化合物である、チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有しない単官能エチレン性不飽和化合物(以下、単に「単官能エチレン性不飽和化合物」ともいう。)を更に含有してもよい。
単官能エチレン性不飽和化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸類及びそれらの塩、(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリルアミド類、(メタ)アクリロニトリル類、スチレン類等の単官能エチレン性不飽和化合物が挙げられる。
また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類とイソシアネート類又はエポキシ類との付加反応物、及び、単官能又は多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。
更に、イソシアナト基(イソシアネート基)や、エポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類とアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更にハロゲノ基や、トシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類とアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。
また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン、ビニルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
単官能エチレン性不飽和化合物としては、特に制限はなく、上記例示した化合物の他、公知の種々の化合物を用いることができ、例えば、特開2009−204962号公報に記載の化合物などを使用してもよい。
更に単官能エチレン性不飽和化合物としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、エポキシ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸誘導体、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム等のN−ビニル化合物類、アリルグリシジルエーテル等のアリル化合物の誘導体が好ましく用いられる。
これらの中でも、単官能エチレン性不飽和化合物としては、単官能(メタ)アクリレート化合物が好ましく、アルキル(メタ)アクリレートがより好ましい。
本発明において、単官能エチレン性不飽和化合物を1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の硬化性組成物中における成分Fの含有量は、硬化性組成物の全固形分量に対し、0.1〜40質量%が好ましく、0.1〜30質量%であることがより好ましく、1〜20質量%であることが更に好ましい。
(成分G)界面活性剤
本発明の硬化性組成物は、界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、又は、両性のいずれでも使用することができるが、好ましい界面活性剤はノニオン系界面活性剤である。また、界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤が好ましく、フッ素系ノニオン界面活性剤がより好ましい。
本発明に用いることができる界面活性剤としては、例えば、市販品である、メガファックF142D、同F172、同F173、同F176、同F177、同F183、同F479、同F482、同F554、同F780、同F781、同F781−F、同R30、同R08、同F−472SF、同BL20、同R−61、同R−90(DIC(株)製)、フロラードFC−135、同FC−170C、同FC−430、同FC−431、Novec FC−4430(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG7105、7000、950、7600、サーフロンS−112、同S−113、同S−131、同S−141、同S−145、同S−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭硝子(株)製)、エフトップEF351、同352、同801、同802(三菱マテリアル電子化成(株)製)、フタージェント250(ネオス(株)製)が挙げられる。また、上記以外にも、KP(信越化学工業(株)製)、ポリフロー(共栄社化学(株)製)、エフトップ(三菱マテリアル電子化成(株)製)、メガファック(DIC(株)製)、フロラード(住友スリーエム(株)製)、アサヒガード、サーフロン(旭硝子(株)製)、PolyFox(OMNOVA社製)等の各シリーズを挙げることができる。
また、界面活性剤としては、下記式(G−1)で表される構成単位A及び構成単位Bを含み、テトラヒドロフランを溶媒としてゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1,000以上10,000以下である共重合体を好ましい例として挙げることができる。
Figure 2015212329
式(G−1)中、R401及びR403はそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表し、R402は炭素数1以上4以下の直鎖アルキレン基を表し、R404は水素原子又は炭素数1以上4以下のアルキル基を表し、Lは炭素数3以上6以下のアルキレン基を表し、p及びqは重合比を表す質量百分率であり、pは10質量%以上80質量%以下の数値を表し、qは20質量%以上90質量%以下の数値を表し、rは1以上18以下の整数を表し、sは1以上10以下の整数を表す。
上記Lは、下記式(G−2)で表される分岐アルキレン基であることが好ましい。式(G−2)におけるR405は、炭素数1以上4以下のアルキル基を表し、相溶性と被塗布面に対する濡れ性の点で、炭素数1以上3以下のアルキル基が好ましく、炭素数2又は3のアルキル基がより好ましい。
式(G−1)におけるpとqとの和(p+q)は、p+q=100、すなわち、100質量%であることが好ましい。
Figure 2015212329
上記共重合体の重量平均分子量(Mw)は、1,500以上5,000以下がより好ましい。
これら界面活性剤は、1種単独又は2種以上を混合して使用することができる。
本発明の硬化性組成物における界面活性剤の含有量は、配合する場合、硬化性組成物の全固形分中100質量部に対して、0.001〜5.0質量部が好ましく、0.01〜2.0質量部がより好ましい。
(成分H)架橋剤
本発明の硬化性組成物は、必要に応じ、架橋剤を含有してもよい。架橋剤を添加することにより、本発明の硬化性組成物により得られる硬化膜をより強固な膜とすることができる。
架橋剤としては、熱によって架橋反応が起こるものであれば制限はない(ただし、上述した各成分は除く。)。例えば、以下に述べる分子内に2個以上のエポキシ基又はオキセタニル基を有する化合物、アルコキシメチル基含有架橋剤、メチロール基含有架橋剤、ブロックイソシアネート化合物等を添加することができる。
本発明の硬化性組成物が架橋剤を有する場合、架橋剤の含有量は、硬化性組成物中の全固形分100質量部に対して、0〜40質量部であることが好ましく、0.1〜30質量部であることがより好ましく、0.5〜20質量部であることが更に好ましい。この範囲で添加することにより、機械的強度及び耐溶剤性に優れた硬化膜が得られる。異種の架橋剤を複数併用することもでき、その場合は架橋剤を全て合算して含有量を計算する。
<分子内に2個以上のエポキシ基又はオキセタニル基を有する化合物>
分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物の具体例としては、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、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、脂肪族エポキシ樹脂等を挙げることができる。
これらは市販品として入手できる。例えば、JER152、JER157S70、JER157S65、JER806、JER828、JER1007(以上、(株)三菱ケミカルホールディングス製)等、特開2011−221494号公報の段落0189に記載の市販品などが挙げられ、その他にも、デナコールEX−611、EX−612、EX−614、EX−614B、EX−622、EX−512、EX−521、EX−411、EX−421、EX−313、EX−314、EX−321、EX−211、EX−212、EX−810、EX−811、EX−850、EX−851、EX−821、EX−830、EX−832、EX−841、EX−911、EX−941、EX−920、EX−931、EX−212L、EX−214L、EX−216L、EX−321L、EX−850L、DLC−201、DLC−203、DLC−204、DLC−205、DLC−206、DLC−301、DLC−402(以上、ナガセケムテックス(株)製)、YH−300、YH−301、YH−302、YH−315、YH−324、YH−325(以上、新日鐵化学(株)製)、EHPE3150CE、EHPE3150、CEL2021P、CEL2081(以上、(株)ダイセル製)などが挙げられる。これらは1種単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
これらの中でも、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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂及び脂肪族エポキシ樹脂がより好ましく、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が特に好ましい。
分子内に2個以上のオキセタニル基を有する化合物の具体例としては、アロンオキセタンOXT−121、OXT−221、OX−SQ、PNOX(以上、東亞合成(株)製)が挙げられる。
また、オキセタニル基を含む化合物は、1種単独で又はエポキシ基を含む化合物と混合して使用することが好ましい。
<分子内に2個以上のアルコキシメチル基又はメチロール基を有する架橋剤>
本発明の硬化性組成物では、架橋剤として、アルコキシメチル基又はメチロール基を有する架橋剤を用いることができる。分子内に2個以上のアルコキシメチル基又はメチロール基を含有する架橋剤としては、下記式(H−1)又は式(H−2)で表される構造を分子内に2個以上有する架橋剤であり、アルコキシメチル基及びメチロール基のいずれか一方又は両方を合計で2個以上、分子内に有する。
−CHOR (H−1)
式(H−1)中、Rは炭素数1〜8のアルキル基を表し、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
−CHOH (H−2)
アルコキシメチル基又はメチロール基は、窒素原子、又は、芳香族環を形成する炭素原子に結合していることが好ましい。
アルコキシメチル基又はメチロール基が、窒素原子に結合している架橋剤としては、アルコキシメチル化メラミン、メチロール化メラミン、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、メチロール化ベンゾグアナミン、アルコキシメチル化グリコールウリル、メチロール化グリコールウリル、アルコキシメチル化尿素及びメチロール化尿素等が好ましい。
また、その他に特開2012−8223号公報の段落0107〜0108に記載のアルコキシメチル基含有架橋剤も好ましく用いることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
<ブロックイソシアネート化合物>
本発明の硬化性組成物は、架橋剤として、ブロックイソシアネート系化合物も好ましく採用できる。ブロックイソシアネート化合物は、特に制限はないが、硬化性の観点から、1分子内に2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物であることが好ましい。
なお、本発明におけるブロックイソシアネート基とは、熱によりイソシアネート基を生成することが可能な基であり、例えば、ブロック剤とイソシアネート基とを反応させイソシアネート基を保護した基が好ましく例示できる。また、上記ブロックイソシアネート基は、90℃〜250℃の熱によりイソシアネート基を生成することが可能な基であることが好ましい。
また、ブロックイソシアネート化合物としては、その骨格は特に限定されるものではなく、1分子中にイソシアネート基を2個以上有するものであればどのようなものでもよく、脂肪族、脂環族又は芳香族のポリイソシアネートであってよい。例えばトリレンジイソシアネート(TDI)やジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)が好ましい。
ブロックイソシアネート化合物の母構造としては、ビウレット型、イソシアヌレート型、アダクト型、2官能プレポリマー型等を挙げることができる。
ブロック剤としては、オキシム化合物、ラクタム化合物、フェノール化合物、アルコール化合物、アミン化合物、活性メチレン化合物、ピラゾール化合物、メルカプタン化合物、イミダゾール系化合物、イミド系化合物等を挙げることができる。これらの中でも、オキシム化合物、ラクタム化合物、フェノール化合物、アルコール化合物、アミン化合物、活性メチレン化合物、ピラゾール化合物から選ばれるブロック剤が特に好ましい。
上記オキシム化合物としては、オキシム、及び、ケトオキシムが挙げられ、具体的には、アセトキシム、ホルムアルドキシム、シクロヘキサンオキシム、メチルエチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、ベンゾフェノンオキシム等が例示できる。
上記ラクタム化合物としては、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクタム等が例示できる。
上記フェノール化合物としては、フェノール、ナフトール、クレゾール、キシレノール、ハロゲン置換フェノール等が例示できる。
本発明の硬化性組成物に使用できるブロックイソシアネート化合物は、市販品として入手可能であり、例えば、コロネートAPステーブルM、コロネート2503、2515、2507、2513、2555、ミリオネートMS−50(以上、日本ポリウレタン工業(株)製)、タケネートB−830、B−815N、B−820NSU、B−842N、B−846N、B−870N、B−874N、B−882N(以上、三井化学(株)製)、デュラネート17B−60PX、17B−60P、TPA−B80X、TPA−B80E、MF−B60X、MF−B60B、MF−K60X、MF−K60B、E402−B80B、SBN−70D、SBB−70P、K6000(以上、旭化成ケミカルズ(株)製)、デスモジュールBL1100、BL1265 MPA/X、BL3575/1、BL3272MPA、BL3370MPA、BL3475BA/SN、BL5375MPA、VPLS2078/2、BL4265SN、PL340、PL350、スミジュールBL3175(以上、住化バイエルウレタン(株)製)等を好ましく使用することができる。
(成分I)酸化防止剤
本発明の硬化性組成物は、酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤としては、公知の酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤を添加することにより、硬化膜の着色を防止できる、又は、分解による膜厚減少を低減でき、また、耐熱透明性に優れるという利点がある。
このような酸化防止剤としては、例えば、リン系酸化防止剤、アミド類、ヒドラジド類、ヒンダードアミン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、アスコルビン酸類、硫酸亜鉛、糖類、亜硝酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ヒドロキシルアミン誘導体などを挙げることができる。これらの中では、硬化膜の着色、膜厚減少の観点から特にフェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール類)、ヒンダードアミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤(アルキルホスファイト類)、イオウ系酸化防止剤(チオエーテル類)が好ましく、フェノール系酸化防止剤が最も好ましい。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合してもよい。
具体例としては、特開2005−29515号公報の段落0026〜0031に記載の化合物、特開2011−227106号公報の段落0106〜0116に記載の化合物を挙げることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
好ましい市販品として、アデカスタブAO−60、アデカスタブAO−80(以上、(株)ADEKA製)、イルガノックス1035、イルガノックス1098、イルガノックス1726、IRGAFOS168(以上、BASF社製)を挙げることができる。
本発明の硬化性組成物が酸化防止剤を含有する場合、酸化防止剤の含有量は、硬化性組成物中の全固形成分100質量部に対し、0.1〜10質量部であることが好ましく、0.2〜5質量部であることがより好ましく、0.5〜4質量部であることが更に好ましい。
(成分J)金属酸化物粒子
本発明の硬化性組成物は、屈折率や光透過性を調節することを目的として、金属酸化物粒子を含有することができる。金属酸化物粒子の金属には、B、Si、Ge、As、Sb、Te等の半金属も含まれるものとする。
好ましい金属酸化物粒子としては、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Gd、Tb、Dy、Yb、Lu、Ti、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Zn、B、Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Te等の原子を含む酸化物粒子が好ましく、酸化チタン、チタン複合酸化物、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、インジウム/スズ酸化物、アンチモン/スズ酸化物がより好ましく、酸化チタン、チタン複合酸化物、酸化ジルコニウムが更に好ましく、酸化チタン、酸化ジルコニウムが特に好ましく、酸化チタンが最も好ましい。酸化チタンとしては、特に屈折率の高いルチル型が好ましい。これら金属酸化物粒子は、分散安定性付与のために表面を有機材料で処理することもできる。
硬化性組成物の透明性の観点から、金属酸化物粒子の平均一次粒子径は、1〜200nmが好ましく、3〜80nmがより好ましく、5〜50nmが特に好ましい。ここで粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡により任意の粒子200個の粒子径を測定し、その算術平均をいう。また、粒子の形状が球形でない場合には、最も長い辺を径とする。
また、金属酸化物粒子は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。
本発明の硬化性組成物における金属酸化物粒子の含有量は、硬化性組成物により得られる光学部材に要求される屈折率や、光透過性等を考慮して、適宜決定すればよいが、本発明の硬化性組成物の全固形分に対して、0〜40質量%とすることが好ましく、1〜35質量%とすることがより好ましく、2〜30質量%とすることが更に好ましい。
本発明において、金属酸化物粒子は、適当な分散剤及び溶剤中でボールミル、ロッドミル等の混合装置を用いて混合・分散することにより調製された分散液として使用に供することもできる。
−その他の成分−
本発明の硬化性組成物には、必要に応じて、可塑剤、重合禁止剤、熱酸発生剤、酸増殖剤、バインダーポリマー等のその他の成分を添加することができる。これらの成分については、例えば、特開2009−98616号公報、特開2009−244801号公報に記載のもの、その他公知のものを用いることができる。また、“高分子添加剤の新展開((株)日刊工業新聞社)”に記載の各種紫外線吸収剤や、金属不活性化剤等を本発明の硬化性組成物に添加してもよい。
<重合禁止剤>
本発明の硬化性組成物は、重合禁止剤を含有してもよい。
重合禁止剤とは、重合開始剤から発生した重合開始ラジカル成分に対して水素供与(又は、水素授与)、エネルギー供与(又は、エネルギー授与)、電子供与(又は、電子授与)などを実施し、重合開始ラジカルを失活させ、重合開始を禁止する役割をはたす物質である。例えば、特開2007−334322号公報の段落0154〜0173に記載の化合物などを用いることができる。
好ましい化合物として、フェノチアジン、フェノキサジン、ヒドロキノン、3,5−ジブチル−4−ヒドロキシトルエンを挙げることができる。
重合禁止剤の含有量は、特に制限はないが、硬化性組成物の全固形分に対して、0.0001〜5質量%であることが好ましい。
<硬化性組成物の調製方法>
本発明の硬化性組成物の調製方法としては、特に制限はなく、公知の方法により調製することができ、例えば、各成分を所定の割合でかつ任意の方法で混合し、撹拌溶解及び/又は分散して硬化性組成物を調製することができる。また、例えば、各成分を、それぞれ予め溶剤に溶解させた溶液とした後、これらを所定の割合で混合して硬化性組成物を調製することもできる。以上のように調製した硬化性組成物は、例えば、孔径0.2μmのフィルター等を用いてろ過した後に、使用することもできる。
(硬化物及びその製造方法)
本発明の硬化物は、本発明の硬化性組成物を硬化させた硬化物である。上記硬化物としては、硬化膜であることが好ましい。また、本発明の硬化物は、本発明の硬化物の製造方法により得られた硬化物であることが好ましい。
本発明の硬化物の製造方法は、本発明の硬化性組成物を硬化させ硬化物を製造する方法であれば、特に制限はないが、以下の(1)〜(3)の工程を含むことが好ましい。
(1)本発明の硬化性組成物を基板上に塗布する塗布工程
(2)塗布された硬化性組成物から溶剤を除去する溶剤除去工程
(3)溶剤が除去された硬化性組成物を光及び/又は熱により硬化する硬化工程
また、本発明の硬化物の製造方法は、以下の(1)〜(4)の工程を含むことがより好ましい。また、当該製造方法の場合、硬化性組成物が光重合開始剤を含有することが好ましい。
(1)本発明の硬化性組成物を基板上に塗布する塗布工程
(2)塗布された硬化性組成物から溶剤を除去する溶剤除去工程
(3)溶剤が除去された硬化性組成物を光により硬化する硬化工程
(4)光により硬化した硬化物を熱処理する熱処理工程
また、上記本発明の硬化物の製造方法は、硬化膜の製造方法であることが好ましい。
(1)の塗布工程では、本発明の硬化性組成物を基板上に塗布して溶剤を含む湿潤膜とすることが好ましい。硬化性組成物を基板へ塗布する前にアルカリ洗浄やプラズマ洗浄といった基板の洗浄を行うことができる。更に基板洗浄後にヘキサメチルジシラザン等で基板表面を処理することができる。この処理を行うことにより、硬化性組成物の基板への密着性が向上する傾向にある。
上記の基板としては、無機基板、樹脂、樹脂複合材料などが挙げられる。
無機基板としては、例えば、ガラス、石英、シリコン、シリコンナイトライド、及び、それらのような基板上にモリブデン、チタン、アルミ、銅などを蒸着した複合基板が挙げられる。
樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンズアゾール、ポリフェニレンサルファイド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、液晶ポリマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アイオノマー樹脂、シアネート樹脂、架橋フマル酸ジエステル、環状ポリオレフィン、芳香族エーテル樹脂、マレイミド−オレフィン共重合体、セルロース、エピスルフィド樹脂等の合成樹脂からなる基板が挙げられる。これらの基板は、上記の形態のまま用いられる場合は少なく、通常、最終製品の形態によって、例えば、TFT素子のような多層積層構造が形成されている。
本発明の硬化性組成物は、スパッタリングにより製膜された金属膜や金属酸化物に対する密着がよいため、基板としては、スパッタリングにより製膜された金属膜を含むことが好ましい。金属としては、チタン、銅、アルミニウム、インジウム、スズ、マンガン、ニッケル、コバルト、モリブデン、タングステン、クロム、銀、ネオジウム及びこれらの酸化物又は合金であることが好ましく、モリブデン、チタン、アルミニウム、銅及びこれらの合金であることが更に好ましい。なお、金属や金属酸化物は1種単独で用いても、複数種を併用してもよい。
基板への塗布方法は特に限定されず、例えば、スリットコート法、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法、流延塗布法、スリットアンドスピン法、インクジェット法、印刷法(フレキソ、グラビア、スクリーン等)等の方法を用いることができる。インクジェット法、印刷法は必要な箇所に絞って組成物を設置することができ、組成物を省液化できるため、好ましい。
塗布したときの湿潤膜厚は特に限定されるものではなく、用途に応じた膜厚で塗布することができるが、0.05〜10μmの範囲であることが好ましい。
更に、基板に本発明の硬化性組成物を塗布する前に、特開2009−145395号公報に記載されているような、いわゆる、プリウェット法を適用することも可能である。
(2)の溶剤除去工程では、塗布された上記の膜から、減圧(バキューム)及び/又は加熱等により、溶剤を除去して基板上に乾燥塗膜を形成させる。溶剤除去工程の加熱条件は、好ましくは70〜130℃で30〜300秒間程度である。
なお、(1)の塗布工程と(2)の溶剤除去工程とは、この順に行っても、同時に行っても、交互に繰り返してもよい。例えば、(1)の塗布工程におけるインクジェット塗布が全て終了した後、(2)の溶剤除去工程を行ってもよいし、基板を加熱しておき、(1)の塗布工程におけるインクジェット塗布方式による硬化性組成物の吐出を行いながら溶剤除去を行ってもよい。
(3)硬化工程は、光及び/又は熱により、重合開始剤より重合開始種を発生させ、重合を行い、溶剤が除去された硬化性組成物を硬化する工程である。工程(3)は、少なくとも光により硬化する工程であることが好ましい。
工程(3)に用いることができる露光光源としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、LED光源、エキシマレーザー発生装置などを用いることができ、i線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)などの波長300nm以上450nm以下の波長を有する活性光線が好ましく使用できる。また、必要に応じて長波長カットフィルター、短波長カットフィルター、バンドパスフィルターのような分光フィルターを通して照射光を調整することもできる。
露光装置としては、ミラープロジェクションアライナー、ステッパー、スキャナー、プロキシミティ、コンタクト、マイクロレンズアレイ、レンズスキャナ、レーザー露光など各種方式の露光装置を用いることができる。
また、工程(3)における露光量としても、特に制限はないが、1〜3,000mJ/cm2であることが好ましく、1〜500mJ/cm2であることがより好ましい。
また、パターン形成のために、(3)硬化工程において、パターン露光を行うこともでき、また、(3)硬化工程後、現像の工程を行うこともできる。パターン露光の方法はマスクを用いる方法や、レーザーなどによる直接描画などの方法が好ましい。
工程(3)におけるこれら全面露光やパターン露光等の光照射は、酸素遮断された状態で行うことが、硬化促進の観点から好ましい。酸素を遮断する手段としては、窒素雰囲気下で露光したり、酸素遮断膜を設けることが例示される。
パターン露光及び現像については、公知の方法や公知の現像液を用いることができる。例えば、特開2011−186398号公報、特開2013−83937号公報に記載のパターン露光方法及び現像方法を好適に用いることができる。
工程(3)において、熱により硬化を行う場合の加熱温度としては、180℃以下が好ましく、150℃以下がより好ましく、130℃以下が更に好ましい。下限値は、80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましい。
加熱の方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、ホットプレート、オーブン、赤外線ヒーターなどが挙げられる。
また、加熱時間としては、ホットプレートの場合は1分〜30分程度が好ましく、それ以外の場合は20分〜120分程度が好ましい。この範囲で基板、装置へのダメージなく硬化することができる。加熱後の形状調整の観点から、加熱を初めはより低温で、後により高温で行うこともできる(ミドルベーク工程の追加。例えば、初めに90℃30分加熱し、後に120℃30分加熱)。
本発明の硬化物の製造方法は、上記硬化工程後、硬化物を熱処理する工程(熱処理工程、ポストベーク工程)を含むことが好ましく、上記(4)光により硬化した硬化物を熱処理する工程を含むことがより好ましい。本発明の硬化性組成物を硬化して得られた硬化物に熱処理を行うことにより、より強度に優れた硬化物を得ることができる。
上記熱処理の温度としては、100℃〜300℃であることが好ましく、120℃〜280℃であることがより好ましく、180℃〜250℃であることが更に好ましく、200℃〜250℃であることが特に好ましい。上記態様であると、成分Aの縮合が適度に生じると推定され、硬化物の物性により優れる。
また、上記熱処理の時間としては、特に制限はないが、1分〜360分が好ましく、5分〜240分がより好ましく、10分〜120分が更に好ましい。
また、上記本発明の硬化物の製造方法における光及び/又は熱による硬化は、連続して行ってもよいし、逐次行ってもよい。
また、熱処理を行う際は窒素雰囲気下で行うことにより、透明性をより向上させることもできる。
また、工程(3)において、パターン露光を行った場合、本発明の硬化物の製造方法は、工程(3)後、かつ工程(4)の前に、(3’)露光された硬化性組成物を現像液により現像する現像工程を更に含むことが好ましい。
(3’)の現像工程では、溶剤やアルカリ性現像液で現像し、パターンを形成する。現像工程で使用する現像液には、塩基性化合物が含まれることが好ましい。塩基性化合物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物類;炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩類;重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムなどのアルカリ金属重炭酸塩類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、コリンヒドロキシド等のアンモニウムヒドロキシド類等のアンモニウムヒドロキシド類;ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウムなどの水溶液を使用することができる。また、上記アルカリ類の水溶液にメタノールやエタノールなどの水溶性有機溶剤や界面活性剤を適当量添加した水溶液を現像液として使用することもできる。
好ましい現像液として、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの0.4〜2.5質量%水溶液を挙げることができる。
現像液のpHは、好ましくは10.0〜14.0である。現像時間は、好ましくは30〜500秒間であり、また、現像の手法は液盛り法(パドル法)、シャワー法、ディップ法等のいずれでもよい。
現像の後に、リンス工程を行うこともできる。リンス工程では、現像後の基板を純水などで洗うことで、付着している現像液除去、現像残渣除去を行う。リンス方法は公知の方法を用いることができる。例えばシャワーリンスやディップリンスなどを挙げることができる。
(硬化膜、及び、硬化物)
本発明の硬化膜や硬化物(以下、硬化膜等ということがある。)は、本発明の硬化性組成物を硬化して得られたものである。
本発明の硬化膜等は、屈折率が高く、絶縁性に優れ、高温でベークされた場合においても高い透明性を有するため、マイクロレンズ、光導波路、反射防止膜、太陽電池や有機EL発光素子の光取り込み/取り出し効率改善層、LED用封止材及びLED用チップコート材等の光学部材、有機EL表示装置や液晶表示装置、タッチパネル表示装置などの表示装置に使用される保護膜や絶縁膜、タッチパネル表示装置に使用される配線電極の視認性改良用硬化物として好適に用いることができる。
また、本発明の硬化物は、液晶表示装置又は有機EL装置等におけるカラーフィルターの保護膜、液晶表示装置における液晶層の厚みを一定に保持するためのスペーサー、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスの構造部材等にも好適に用いることができる。
また、本発明の硬化物は、タッチパネルに使用される配線電極等の視認性低減層に使用することができる。なお、タッチパネルに使用される配線電極の視認性低減層とは、タッチパネルに使用される配線電極等の視認性を低減する、すなわち、配線電極等を見えにくくする層であり、例えば、タッチ検出電極(例えば、酸化インジウムスズ(ITO)製)間の層間絶縁膜、電極の保護膜(オーバーコート膜)などが挙げられる。また、インデックスマッチング層(IM層、又は、屈折率調整層ということがある。)にも好適である。インデックスマッチング層とは、表示装置の光の反射率や透過率を調整する層である。インデックスマッチング層については特開2012−146217号公報に詳述されており、この内容は本明細書取り込まれる。本発明の硬化物を視認性低減層に使用することで優れた視認性のタッチパネルとすることができる。本用途においては、硬化膜の屈折率は表示装置全体の光学設計に応じて任意に設定されるが、多くの場合は1.60〜1.80の間で設定されることが好ましい。
(液晶表示装置)
本発明の液晶表示装置は、本発明の硬化膜を有することを特徴とする。
本発明の液晶表示装置としては、本発明の硬化性組成物を用いて形成される平坦化膜や層間絶縁膜を有すること以外は特に制限されず、様々な構造をとる公知の液晶表示装置を挙げることができる。
例えば、本発明の液晶表示装置が具備するTFT(Thin-Film Transistor)の具体例としては、アモルファスシリコン−TFT、低温ポリシリコン−TFT、酸化物半導体TFT(例えば、インジウムガリウム亜鉛酸化物、いわゆる、IGZO)等が挙げられる。本発明の硬化膜は電気特性に優れるため、これらのTFTに組み合わせて好ましく用いることができる。
また、本発明の液晶表示装置が取りうる液晶駆動方式としてはTN(Twisted Nematic)方式、VA(Vertical Alignment)方式、IPS(In-Plane-Switching)方式、FFS(Fringe Field Switching)方式、OCB(Optically Compensated Bend)方式などが挙げられる。
パネル構成においては、COA(Color Filter on Array)方式の液晶表示装置でも本発明の硬化膜を用いることができ、例えば、特開2005−284291の有機絶縁膜(115)や、特開2005−346054の有機絶縁膜(212)として用いることができる。また、本発明の液晶表示装置が取りうる液晶配向膜の具体的な配向方式としてはラビング配向法、光配向方などが挙げられる。また、特開2003−149647号公報や特開2011−257734号公報に記載のPSA(Polymer Sustained Alignment)技術によってポリマー配向支持されていてもよい。
また、本発明の硬化性組成物及び本発明の硬化膜は、上記用途に限定されず種々の用途に使用することができる。例えば、平坦化膜や層間絶縁膜以外にも、カラーフィルターの保護膜や、液晶表示装置における液晶層の厚みを一定に保持するためのスペーサーや固体撮像素子においてカラーフィルター上に設けられるマイクロレンズ等に好適に用いることができる。
図1は、アクティブマトリックス方式の液晶表示装置10の一例を示す概念的断面図である。このカラー液晶表示装置10は、背面にバックライトユニット12を有する液晶パネルであって、液晶パネルは、偏光フィルムが貼り付けられた2枚のガラス基板14,15の間に配置されたすべての画素に対応するTFT16の素子が配置されている。ガラス基板上に形成された各素子には、硬化膜17中に形成されたコンタクトホール18を通して、画素電極を形成するITO透明電極19が配線されている。ITO透明電極19の上には、液晶20の層とブラックマトリックスを配置したRGBカラーフィルター22が設けられている。
バックライトの光源としては、特に限定されず公知の光源を用いることができる。例えば白色LED、青色・赤色・緑色などの多色LED、蛍光灯(冷陰極管)、有機ELなどを挙げる事ができる。
また、液晶表示装置は、3D(立体視)型のものとしたり、タッチパネル型のものとしたりすることも可能である。更にフレキシブル型にすることも可能であり、特開2011−145686号公報に記載の第2層間絶縁膜(48)や、特開2009−258758号公報に記載の層間絶縁膜(520)として用いることができる。
(有機EL表示装置)
本発明の有機EL表示装置は、本発明の硬化膜を有することを特徴とする。
本発明の有機EL表示装置としては、本発明の硬化性組成物を用いて形成される平坦化膜や層間絶縁膜を有すること以外は特に制限されず、様々な構造をとる公知の各種有機EL表示装置や液晶表示装置を挙げることができる。
例えば、本発明の有機EL表示装置が具備するTFT(Thin-Film Transistor)の具体例としては、アモルファスシリコン−TFT、低温ポリシリコン−TFT、酸化物半導体TFT等が挙げられる。本発明の硬化膜は電気特性に優れるため、これらのTFTに組み合わせて好ましく用いることができる。
図2は、有機EL表示装置の一例の構成概念図である。ボトムエミッション型の有機EL表示装置における基板の模式的断面図を示し、平坦化膜4を有している。
ガラス基板6上にボトムゲート型のTFT1を形成し、このTFT1を覆う状態でSiからなる絶縁膜3が形成されている。絶縁膜3に、ここでは図示を省略したコンタクトホールを形成した後、このコンタクトホールを介してTFT1に接続される配線2(高さ1.0μm)が絶縁膜3上に形成されている。配線2は、TFT1間、又は、後の工程で形成される有機EL素子とTFT1とを接続するためのものである。
更に、配線2の形成による凹凸を平坦化するために、配線2による凹凸を埋め込む状態で絶縁膜3上に平坦化膜4が形成されている。
平坦化膜4上には、ボトムエミッション型の有機EL素子が形成されている。すなわち、平坦化膜4上に、ITOからなる第一電極5が、コンタクトホール7を介して配線2に接続させて形成されている。また、第一電極5は、有機EL素子の陽極に相当する。
第一電極5の周縁を覆う形状の絶縁膜8が形成されており、この絶縁膜8を設けることによって、第一電極5とこの後の工程で形成する第二電極との間のショートを防止することができる。
更に、図2には図示していないが、所望のパターンマスクを介して、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層を順次蒸着して設け、次いで、基板上方の全面にAlから成る第二電極を形成し、封止用ガラス板と紫外線硬化型エポキシ樹脂を用いて貼り合わせることで封止し、各有機EL素子にこれを駆動するためのTFT1が接続されてなるアクティブマトリックス型の有機EL表示装置が得られる。
(タッチパネル及びタッチパネル表示装置)
本発明のタッチパネルは、絶縁層及び/又は保護層の、全部又は一部が本発明の硬化性組成物の硬化物からなるタッチパネルである。また、本発明のタッチパネルは、透明基板、電極及び絶縁層及び/又は保護層を少なくとも有することが好ましい。
本発明のタッチパネル表示装置は、本発明のタッチパネルを有するタッチパネル表示装置であることが好ましい。本発明のタッチパネルとしては、抵抗膜方式、静電容量方式、超音波方式、電磁誘導方式など公知の方式いずれでもよい。中でも、静電容量方式が好ましい。
静電容量方式のタッチパネルとしては、特開2010−28115号公報に開示されるものや、国際公開第2012/057165号に開示されるものが挙げられる。
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」、「%」は質量基準である。
<合成例1>
チタニウムテトラノルマルブトキシド34.0g(0.10モル)をノルマルブチルアルコール12.0gに溶解させた後、水2.7g(0.15モル)とノルマルブチルアルコール24.0gとの混合液を滴下した。滴下終了後、1時間撹拌した後、更に1時間加熱還流し、チタノキサン溶液A−4を得た。
<合成例2>
チタニウムテトラノルマルブトキシド34.0g(0.10モル)をノルマルブチルアルコール12.0gに溶解させた後、水1.8g(0.10モル)とノルマルブチルアルコール24.0gとの混合液を滴下した。滴下終了後、1時間撹拌した後、更に1時間加熱還流し、チタノキサン溶液A−5を得た。
<合成例3>
チタニウムテトラノルマルブトキシド34.0g(0.10モル)をノルマルブチルアルコール12.0gに溶解させた後、水1.35g(0.075モル)とノルマルブチルアルコール24.0gとの混合液を滴下した。滴下終了後、1時間撹拌した後、更に1時間加熱還流し、チタノキサン溶液A−6を得た。
(実施例1〜23及び比較例1〜7)
<硬化性組成物の調製>
下記表1に記載の各成分を配合・撹拌し、孔径0.3μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで濾過して、実施例1〜23及び比較例1〜7の硬化性組成物をそれぞれ得た。なお、下記表1の各成分の添加量は、当該成分の固形分量を表し、同じく表1に記載の溶剤分により、組成物中の固形分が10質量%の濃度となるように調製した。また、単位は質量部であり、「−」は当該成分を含有していないことを意味する。
Figure 2015212329
A−1:チタノキサン1(PC−200、マツモトファインケミカル(株)製)
A−2:チタノキサン2(B−4、日本曹達(株)製)
A−3:ジルコノキサン(ZA−65、マツモトファインケミカル(株)製)
A−4:合成例1で作製したチタノキサン
A−5:合成例2で作製したチタノキサン
A−6:合成例3で作製したチタノキサン
B−1:2−アセトアセトキシエチルメタクリレート(日本合成化学工業(株)製)
B−2:アセト酢酸エチル(日本合成化学工業(株)製)
B−3:アセチルアセトン(東京化成工業(株)製)
B−4:フタル酸ジアリル(東京化成工業(株)製)
B−5:A−DPH(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、新中村化学工業(株)製)
B−6:A−TMMT(ペンタエリスリトールテトラアクリレート、新中村化学工業(株)製)
C−1:開始剤1(下記化合物、特開2009−134289号公報に記載の特定化合物1の合成方法を参照し、合成した。)
C−2:開始剤2(IRGACURE OXE−02、下記化合物、BASFジャパン(株)製)
D−1:PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、昭和電工(株)製)
D−2:ハイソルブEPH(エチレングリコールモノフェニルエーテル、東邦化学工業(株)製)
E−1:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−403、信越化学工業(株)製)
E−2:3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103、信越化学工業(株)製)
F−1:メタクリル酸2−エチルヘキシル(東京化成工業(株)製)
W−1:パーフルオロアルキル基含有ノニオン界面活性剤(F−554、DIC(株)製)
Figure 2015212329
Figure 2015212329
<硬化膜の作製>
表1に記載の硬化性組成物をそれぞれ、40cm×30cmのガラス基板上にスピン塗布し、ホットプレート上でプリベーク(90℃/120秒)した後、超高圧水銀灯を用いて300mJ/cmで全面露光した後、230℃/60分間の加熱処理を行った。
硬化性組成物を塗布する際の塗布性は良好で、加熱処理後に得られた硬化膜には、しわやクラックの発生は認められなかった。作製した硬化膜の膜厚はそれぞれ、100nmであった。
<屈折率の評価>
上記で得られた硬化膜を分光エリプソメーター(UVISEL、(株)堀場製作所製)にて、以下の基準にて評価を行った。
A・・・1.68以上
B・・・1.65以上1.68未満
C・・・1.62以上1.65未満
D・・・1.60以上1.62未満
E・・・1.60未満
<クラックの評価>
上記で得られた硬化膜に、バッチ式スパッタ装置(SV−6040、(株)アルバック製)にて、250℃の温度条件で50nmの酸化インジウムスズ(ITO)をスパッタ蒸着し、基板全面にわたり目視評価を行うことで以下の基準にて評価した。
A・・・クラックが全く無い
B・・・クラックが1個以上2個以下
C・・・クラックが3個以上5個以下(ここまでが実用可能レベルである。)
D・・・クラックが6個以上10個以下
E・・・クラックが10個より多い
実施例1〜23及び比較例1〜7において得られた各硬化膜の評価結果を、表2にまとめて示す。
なお、実施例1〜6における各硬化膜の屈折率は、それぞれ以下の通りであった。
実施例1:1.68、実施例2:1.69、実施例3:1.64、実施例4:1.68、実施例5:1.69、実施例6:1.70。
Figure 2015212329
1:TFT(薄膜トランジスタ)、2:配線、3:絶縁膜、4:平坦化膜、5:第一電極、6:ガラス基板、7:コンタクトホール、8:絶縁膜、10:液晶表示装置、12:バックライトユニット、14,15:ガラス基板、16:TFT、17:硬化膜、18:コンタクトホール、19:ITO透明電極、20:液晶、22:カラーフィルター

Claims (15)

  1. (成分A)下記(a1)〜(a3)よりなる群から選ばれた少なくとも1種と、
    (a1)アルコキシ基を有する、チタン化合物及び/又はジルコニウム化合物、
    (a2)ハロゲノ基を有する、チタン化合物及び/又はジルコニウム化合物、
    (a3)チタン原子若しくはジルコニウム原子に直結するアルコキシ基を少なくとも1つ有する、チタノキサン、ジルコノキサン及び/又はチタノキサン−ジルコノキサン縮合物、
    (成分B)下記(b1)及び(b2)よりなる群から選ばれた少なくとも1種と、
    (b1)チタン及び/又はジルコニウム配位性基並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、
    (b2)チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、
    (成分C)重合開始剤と、
    (成分D)溶剤と、を含有し、
    成分Aの含有量が、硬化性組成物の全固形分に対し、15質量%以上40質量%未満であり、
    成分Bの含有量が、硬化性組成物の全固形分に対し、40質量%以上85質量%未満であり、
    前記チタン及び/又はジルコニウム配位性基並びに2つ以上のエチレン性不飽和基を有する化合物、並びに、前記チタン及び/又はジルコニウム配位性基を有する化合物の総含有量が、成分Aの含有量100質量部に対し、20〜140質量部であることを特徴とする
    硬化性組成物。
  2. 前記チタン及び/又はジルコニウム配位性基が、チタン原子及び/又はジルコニウム原子に酸素原子によって配位可能な基である、請求項1に記載の硬化性組成物。
  3. 前記チタン及び/又はジルコニウム配位性基が、1,2−ジケトン構造、1,3−ジケトン構造、1,4−ジケトン構造、α−ヒドロキシケトン構造、α−ヒドロキシエステル構造、α−ケトエステル構造、β−ケトエステル構造、マロン酸ジエステル構造、フマル酸ジエステル構造、及び、フタル酸ジエステル構造よりなる群から選ばれた少なくとも1つの構造を有する基である、請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
  4. 成分Cが、光重合開始剤を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  5. 成分Cが、オキシムエステル化合物を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  6. 前記(a3)が、前記(a1)の化合物群から選ばれた少なくとも1種を0.5〜1.9倍モル量の水により加水分解縮合させて得られるチタノキサン、ジルコノキサン及び/又はチタノキサン−ジルコノキサン縮合物である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  7. 少なくとも工程(1)〜(3)をこの順に含むことを特徴とする硬化物の製造方法。
    (1)請求項1〜6のいずれか1項に記載の硬化性組成物を基板上に塗布する塗布工程
    (2)塗布された硬化性組成物から溶剤を除去する溶剤除去工程
    (3)溶剤が除去された硬化性組成物を光及び/又は熱により硬化する硬化工程
  8. 請求項7に記載の硬化物の製造方法により得られた硬化物。
  9. 屈折率が1.6〜1.8である、請求項8に記載の硬化物。
  10. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の硬化性組成物を硬化してなる硬化膜。
  11. 屈折率調整膜、層間絶縁膜又は保護膜である、請求項10に記載の硬化膜。
  12. 屈折率が1.6〜1.8である、請求項10又は11に記載の硬化膜。
  13. 請求項10〜12のいずれか1項に記載の硬化膜を有する液晶表示装置。
  14. 請求項10〜12のいずれか1項に記載の硬化膜を有する有機EL表示装置。
  15. 請求項10〜12のいずれか1項に記載の硬化膜を有するタッチパネル表示装置。
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