JP2017165887A - Composition for insulating film formation and gate insulating film using the same - Google Patents
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- Polymerisation Methods In General (AREA)
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Abstract
Description
本発明は、絶縁膜を形成するための組成物に関する。また、当該組成物を用いて形成されたゲート絶縁膜および有機薄膜トランジスタに関する。 The present invention relates to a composition for forming an insulating film. Further, the present invention relates to a gate insulating film and an organic thin film transistor formed using the composition.
ポリシリコンやアモルファスシリコンなどの無機材料を用いた電界効果トランジスタは、半導体層の成膜工程で化学気相成長法や酸化法を用いるため、真空装置などの大規模な設備が必要で、かつ複雑で多数の工程が必要である。また、半導体層の結晶化工程で300〜1000℃の加熱を必要とする為、基板に耐熱性が求められる。 Field effect transistors using inorganic materials such as polysilicon and amorphous silicon use chemical vapor deposition and oxidation in the process of forming a semiconductor layer, which requires large-scale equipment such as vacuum equipment and is complicated. Many processes are required. Further, since heating at 300 to 1000 ° C. is required in the crystallization process of the semiconductor layer, the substrate is required to have heat resistance.
一方、有機半導体を用いた有機薄膜トランジスタは、無機半導体より低温で製造できるため、その基板としてフレキシブルなプラスチック基板やフィルムを用いることができ、軽量で壊れにくい素子を得ることができる。また、有機材料を含む溶液の塗布や印刷法を用いた成膜により素子作製でき、大面積の基板に多数の素子を低コストで製造できる可能性があり、近年注目されている。 On the other hand, since an organic thin film transistor using an organic semiconductor can be manufactured at a lower temperature than an inorganic semiconductor, a flexible plastic substrate or film can be used as the substrate, and an element that is lightweight and hardly broken can be obtained. In addition, an element can be manufactured by applying a solution containing an organic material or forming a film using a printing method, and a large number of elements can be manufactured on a large-area substrate at a low cost.
有機薄膜トランジスタの素子構成の一つであるボトムゲート型では、有機半導体層がゲート絶縁層に重ねて形成される。そのため、塗布や印刷法で製造する場合、ゲート絶縁層には、高い絶縁破壊強度や低いリーク電流密度などの電気絶縁性と、基板への密着性だけでなく、有機半導体を溶解する溶媒に対する耐溶剤性が求められる。
このような材料として、様々な有機材料が検討開発されており、ポリビニルアルコール(特許文献1) やポリイミド系ポリマー(特許文献2) 、シリコン系ポリマー(特許文献3)、アクリル系ポリマー(特許文献4)などの有機材料を絶縁膜として用いたトランジスタが提案されているが、絶縁膜表面に存在する水酸基などの極性基の存在により良好な半導体特性示さず、シランカップリング剤などで表面処理を施してから用いなければ機能せず煩雑なプロセスを必要とし、表面処理無しに単層で未だ満足する特性を示す有機絶縁膜材料は得られていない。
また、特許文献5にはシルセスキオキサン系の有機無機ハイブリッド材料が開示されている。優れた電気絶縁性を有し、耐溶剤性にも優れた材料であるという。しかしながら、当該硬化材料は硬化時間が長いことや硬化温度が高いことから、短時間に印刷成膜できない、使用できる基材が限られる等の生産性に課題が残る。
In the bottom gate type which is one of the element structures of an organic thin film transistor, an organic semiconductor layer is formed so as to overlap with a gate insulating layer. Therefore, when manufacturing by coating or printing methods, the gate insulating layer has not only electrical insulation properties such as high dielectric breakdown strength and low leakage current density and adhesion to the substrate, but also resistance to solvents that dissolve organic semiconductors. Solvent property is required.
As such materials, various organic materials have been studied and developed. Polyvinyl alcohol (Patent Document 1), polyimide polymer (Patent Document 2), silicon polymer (Patent Document 3), acrylic polymer (Patent Document 4) Transistors using an organic material such as) as an insulating film have been proposed, but they do not show good semiconductor properties due to the presence of polar groups such as hydroxyl groups present on the surface of the insulating film, and are treated with a silane coupling agent or the like. An organic insulating film material that does not function unless it is used afterwards, requires a complicated process, and still exhibits satisfactory characteristics with a single layer without surface treatment has not been obtained.
本発明の目的は、プラスチック等のフレキシブルなフィルムへの印刷に適した200℃未満の硬化温度においても高い絶縁破壊強度を有する優れた電気絶縁性、良好な基材との密着性、優れた耐溶剤性、高い比誘電率を有する絶縁膜形成用組成物、および、該絶縁膜形成用組成物を用いたゲート絶縁膜を具備する信頼性に優れた有機薄膜トランジスタを提供することにある。 The object of the present invention is to provide excellent electrical insulation having high dielectric breakdown strength even at a curing temperature of less than 200 ° C. suitable for printing on a flexible film such as plastic, good adhesion to a substrate, and excellent resistance to resistance. An object of the present invention is to provide a composition for forming an insulating film having a solvent property and a high relative dielectric constant, and a highly reliable organic thin film transistor comprising a gate insulating film using the composition for forming an insulating film.
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す絶縁膜形成用組成物およびそれを用いた絶縁膜により目標達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the target can be achieved with the following composition for forming an insulating film and an insulating film using the composition, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表されるアクリロイル基を6個以上有する化合物(A)と、金属酸化物(B)と、溶剤とを含有する絶縁膜形成用組成物に関する。 That is, this invention relates to the composition for insulating film formation containing the compound (A) which has 6 or more of acryloyl groups represented by following General formula (1), a metal oxide (B), and a solvent.
一般式(1)
また、本発明は、さらに重合開始剤を含む上記絶縁膜形成用組成物に関する。 Moreover, this invention relates to the said composition for insulating film formation which contains a polymerization initiator further.
また、本発明は、重合開始剤が、熱重合開始剤と光重合開始剤とを含む上記絶縁膜形成用組成物に関する。 Moreover, this invention relates to the said composition for insulating film formation in which a polymerization initiator contains a thermal-polymerization initiator and a photoinitiator.
また、本発明は、金属酸化物(B)が、チタニウム、亜鉛、ジルコニウム、インジウム、スズ、アルミニウム、珪素およびリンからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する上記絶縁膜形成用組成物に関する。 Further, the present invention provides the above composition for forming an insulating film, wherein the metal oxide (B) contains at least one element selected from the group consisting of titanium, zinc, zirconium, indium, tin, aluminum, silicon and phosphorus. About.
また、本発明は、金属酸化物(B)が、酸化チタンまたはチタン酸バリウムである上記絶縁膜形成用組成物に関する。 Moreover, this invention relates to the said composition for insulating film formation whose metal oxide (B) is a titanium oxide or a barium titanate.
また、本発明は、金属酸化物(B)のD50粒子径が、0.005〜0.200μmである上記絶縁膜形成用組成物に関する。 Moreover, this invention relates to the said composition for insulating film formation whose D50 particle diameter of a metal oxide (B) is 0.005-0.200 micrometer.
また、本発明は、上記絶縁膜形成用組成物の硬化物である絶縁膜に関する。 Moreover, this invention relates to the insulating film which is the hardened | cured material of the said composition for insulating film formation.
また、本発明は、上記絶縁膜形成用組成物の硬化物を、ゲート絶縁膜として備える薄膜トランジスタに関する。 The present invention also relates to a thin film transistor provided with the cured product of the composition for forming an insulating film as a gate insulating film.
化合物(A)は、金属酸化物(B)に対して高い分散能を有しており、かつ、アクリロイル基を多数含有していることから光または熱硬化性を有する分散剤として機能する。さらに、金属酸化物(B)は、高い誘電率を有しており、化合物(A)により均一に分散させることで、硬化性が高く、かつ優れた電気絶縁性、耐溶剤性、密着性、高い比誘電率を兼ね備えた絶縁膜を形成することが可能である。これにより、本発明の絶縁膜形成用組成物を用いて形成された硬化膜は、ゲート絶縁膜およびそれを用いた有機薄膜トランジスタに好適に用いることができる。さらに、硬化温度が低いことから、耐熱性の低い各種プラスチックフィルムに印刷が可能で、フレキシブルな薄膜トランジスタ用のゲート絶縁膜にも好適である。
すなわち、本発明により、硬化開始温度が低く各種プラスチックフィルムに印刷可能であり、かつ、得られた硬化膜が、優れた電気絶縁性、耐溶剤性、密着性、比誘電率を達成する絶縁膜形成用組成物を提供することができる。また絶縁膜形成用組成物を用いたゲート絶縁膜および良好な信頼性を有する薄膜有機トランジスタを提供することができる。
The compound (A) has a high dispersibility with respect to the metal oxide (B) and functions as a dispersant having light or thermosetting properties because it contains a large number of acryloyl groups. Furthermore, the metal oxide (B) has a high dielectric constant, and by being uniformly dispersed by the compound (A), it has high curability and excellent electrical insulation, solvent resistance, adhesion, An insulating film having a high relative dielectric constant can be formed. Thereby, the cured film formed using the composition for insulating film formation of this invention can be used suitably for a gate insulating film and an organic thin-film transistor using the same. Furthermore, since the curing temperature is low, it is possible to print on various plastic films with low heat resistance, and it is also suitable for flexible gate insulating films for thin film transistors.
That is, according to the present invention, the curing temperature is low and can be printed on various plastic films, and the obtained cured film achieves excellent electrical insulation, solvent resistance, adhesion, and dielectric constant. A forming composition can be provided. In addition, a gate insulating film using the insulating film forming composition and a thin film organic transistor having good reliability can be provided.
図1乃至図2 に本発明のゲート絶縁膜を用いた薄膜トランジスタの構成例を示す。図1および図2の例では、本発明の薄膜トランジスタは、基板1上にゲート電極2が形成されており、ゲート電極2は、本発明のゲート絶縁膜3で覆われている。
1 to 2 show structural examples of a thin film transistor using a gate insulating film of the present invention. 1 and 2, in the thin film transistor of the present invention, the
<絶縁膜形成用組成物>
本発明の絶縁膜形成用組成物は、下記一般式(1)で表されるアクリロイル基を6個以上有する化合物(A)と、金属酸化物(B)と、溶剤とを含有することを特徴とする。以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本願では、「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」、「(メタ)アクリロイルオキシ」、及び「(メタ)アリル」と表記した場合には、特に説明がない限り、それぞれ、「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」、「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」、「アクリレート及び/又はメタクリレート」、「アクリロイルオキシ及び/又はメタクリロイルオキシ」、及び「アリル及び/又はメタリル」を表すものとする。
<Insulating film forming composition>
The composition for forming an insulating film of the present invention contains a compound (A) having 6 or more acryloyl groups represented by the following general formula (1), a metal oxide (B), and a solvent. And Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the present application, when “(meth) acryloyl”, “(meth) acrylic acid”, “(meth) acrylate”, “(meth) acryloyloxy”, and “(meth) allyl” are expressed, Unless otherwise stated, “acryloyl and / or methacryloyl”, “acrylic acid and / or methacrylic acid”, “acrylate and / or methacrylate”, “acryloyloxy and / or methacryloyloxy”, and “allyl and / or methallyl”, respectively. ".
[一般式(1)で表されるアクリロイル基を6個以上有する化合物(A)]
一般式(1)
General formula (1)
一般式(1)において、R1は4価の有機残基であって、フェニル骨格残基(x1−1)、ビフェニル骨格残基(x1−2)、フルオレン骨格残基(x1−3)、ブチレン基残基(x1−4)を含む。これらのうち、芳香環を含む有機残基である、フェニル骨格残基、ビフェニル骨格残基、フルオレン骨格残基がより好ましく、ビフェニル骨格残基が特に好ましい。 In the general formula (1), R 1 is a tetravalent organic residue, and includes a phenyl skeleton residue (x1-1), a biphenyl skeleton residue (x1-2), a fluorene skeleton residue (x1-3), Including butylene group residue (x1-4). Among these, a phenyl skeleton residue, a biphenyl skeleton residue, and a fluorene skeleton residue, which are organic residues containing an aromatic ring, are more preferable, and a biphenyl skeleton residue is particularly preferable.
一般式(1)において、R3の有機残基としては、芳香環を含む有機残基、(メタ)アクリロイルを含む有機残基等が挙げられる。中でもビフェニル骨格残基を有するものが好ましく、下記式(3)で表される1価の有機残基がより好ましい。 In the general formula (1), examples of the organic residue represented by R 3 include an organic residue containing an aromatic ring and an organic residue containing (meth) acryloyl. Among them, those having a biphenyl skeleton residue are preferable, and a monovalent organic residue represented by the following formula (3) is more preferable.
式(3)
[化合物(A)の合成方法]
R3が上記式(3)で表される構造である化合物(A)は、例えば、下記一般式(2)で示されるテトラカルボン酸の二無水物(x1)と、ペンタエリスリトールトリアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレートから選ばれる1種または2種の、ヒドロキシル基含有多官能モノマーである化合物(x2)との反応物であるカルボキシル基を有する化合物(X)と、エポキシ基含有化合物(Y)とを反応させて得ることができる。エポキシ基含有化合物(Y)としてビフェニルグリシジルエーテルを用いると、R3が上記式(3)で表される構造である化合物(A)を得ることができ好ましい。ここで、光硬化性とハードコート性の観点から、上記化合物(x2)がペンタエリスリトールトリアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレートであることが必要である。
[Method for Synthesizing Compound (A)]
The compound (A) in which R 3 is a structure represented by the above formula (3) includes, for example, a tetracarboxylic dianhydride (x1) represented by the following general formula (2), pentaerythritol triacrylate, Compound (X) having a carboxyl group which is a reaction product with compound (x2) which is a hydroxyl group-containing polyfunctional monomer selected from pentaerythritol pentaacrylate, epoxy group-containing compound (Y), Can be obtained by reacting. When biphenyl glycidyl ether is used as the epoxy group-containing compound (Y), a compound (A) in which R 3 is a structure represented by the above formula (3) can be obtained. Here, from the viewpoint of photocurability and hard coat properties, the compound (x2) needs to be pentaerythritol triacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate.
(一般式(2)で表されるテトラカルボン酸の二無水物(x1)とヒドロキシル基含有多官能モノマー化合物(x2)との反応)
一般式(2)
General formula (2)
一般式(2)におけるR1は、一般式(1)におけるR1と同義である。 R 1 in the general formula (2) has the same meaning as R 1 in the general formula (1).
上記一般式(2)で示されるテトラカルボン酸二無水物(x1)としては、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニル骨格を有する3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、フルオレン骨格を有する9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物、あるいは、9,9−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]フルオレン二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。 Examples of the tetracarboxylic dianhydride (x1) represented by the general formula (2) include 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride and 3,3 ′, 4,4 ′ having a biphenyl skeleton. -Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 9,9-bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride having a fluorene skeleton, or 9,9-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) ) Phenyl] fluorene dianhydride, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride.
これらテトラカルボン酸二無水物のうち、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物は、ビフェニル骨格を有するものであり、ビフェニル骨格を化合物(A)の分子内に効率よく導入でき、さらに硬化膜のハードコート性と金属酸化物の良好な分散性を併せ持つことができるため、特に好ましい。 Among these tetracarboxylic dianhydrides, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride has a biphenyl skeleton, and the biphenyl skeleton is efficiently incorporated in the molecule of the compound (A). This is particularly preferable because it can be introduced and can further have a hard coat property of the cured film and a good dispersibility of the metal oxide.
化合物(x2)であるペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートの具体的な市販品としては、ビスコート#300(大阪有機化学工業(株)製)、KAYARAD PET30(日本化薬(株)製)、PETIA(ダイセルUCB(株)製)、アロニックスM305(東亞合成(株)製)、NKエステルA−TMM−3LMN(新中村化学工業(株)製)、ライトアクリレートPE−3A(共栄社化学(株)製)、SR−444(サートマー(株)製)、ライトアクリレートDPE−6A(共栄社化学(株)製)、KAYARAD DPHA(日本化薬(株)製)、アロニック
スM402(東亞合成(株)製)等が挙げられる。
Specific commercial products of the compound (x2) pentaerythritol triacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate include Biscoat # 300 (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), KAYARAD PET30 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) , PETIA (manufactured by Daicel UCB), Aronix M305 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), NK ester A-TMM-3LMN (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), light acrylate PE-3A (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) SR-444 (Sartomer Co., Ltd.), Light acrylate DPE-6A (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), KAYARAD DPHA (Nippon Kayaku Co., Ltd.), Aronix M402 (Toagosei Co., Ltd.) ) And the like.
なお、化合物(x2)の市販品は、それぞれ副成分としてヒドロキシル基を2個有するペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレートを5〜15重量%程度含有する。
そのため、化合物(A)を得る反応においては化合物(A)の他、副成分由来の反応物、化合物(A)などが高分子量化した樹脂も同時に生成し、化合物(A)のみを算出できないことがある。よって、化合物(A)を「化合物(A)を含む反応物」と記載することがある。
In addition, the commercial item of a compound (x2) contains about 5 to 15 weight% of pentaerythritol diacrylate and dipentaerythritol tetraacrylate which each have two hydroxyl groups as subcomponents.
Therefore, in the reaction to obtain the compound (A), in addition to the compound (A), a reaction product derived from an auxiliary component, a resin having a high molecular weight such as the compound (A) is generated at the same time, and only the compound (A) cannot be calculated. There is. Therefore, the compound (A) may be described as “a reactant containing the compound (A)”.
上記テトラカルボン酸二無水物(x1)と、化合物(x2)との反応は、テトラカルボン酸二無水物の有する2つのカルボン酸無水物基と、化合物(x2)が有するヒドロキシル基との反応であり、それ自体当該分野においてよく知られている。例えば、テトラカルボン酸二無水物(x1)と、化合物(x2)とを、シクロヘキサノンのような有機溶媒中、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンのような触媒の存在下、50〜120℃の温度で反応させることができる。この場合、反応系に、メチルハイドロキノン(2−METHYLHYDROQUINONE)のような重合禁止剤を添加することができる。 The reaction between the tetracarboxylic dianhydride (x1) and the compound (x2) is a reaction between two carboxylic anhydride groups possessed by the tetracarboxylic dianhydride and a hydroxyl group possessed by the compound (x2). As such, it is well known in the art. For example, the presence of a catalyst such as 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene in an organic solvent such as cyclohexanone and tetracarboxylic dianhydride (x1) and compound (x2). The reaction can be carried out at a temperature of 50 to 120 ° C. In this case, a polymerization inhibitor such as methylhydroquinone (2-METHYLHYDROQUINONE) can be added to the reaction system.
(カルボキシル基含有化合物(X)とエポキシ基含有化合物(Y)との反応)
上記反応後、カルボキシル基を有する化合物(X)を含む反応混合物に、これを精製することなく、エポキシ基含有化合物(Y)を添加し、カルボキシル基とエポキシ基との反応させることで、化合物(A)を得ることができる。エポキシ基含有化合物(Y)の例としては、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルのようなエポキシ基含有(メタ)アクリレート;o−フェニルフェノールグリシジルエーテル、p−フェニルフェノールグリシジルエーテル、モノスチレン化フェノールグリシジルエーテル、4−シアノ−4−ヒドロキシビフェニルグリシジルエーテル、4,4'−ビフェノールモノグリシジルエーテル、4,4'−ビフェノールジグリシジルエーテルのような芳香族グリシジルエーテル化合物等が好ましい。中でも、分散安定性の観点から下記一般式(5)に示したビフェニルグリシジルエーテルが特に好ましい。
(Reaction of carboxyl group-containing compound (X) and epoxy group-containing compound (Y))
After the reaction, the compound (X) is added to the reaction mixture containing the compound (X) having a carboxyl group without purifying the compound, and the compound (Y) is reacted with the carboxyl group and the epoxy group. A) can be obtained. Examples of the epoxy group-containing compound (Y) include glycidyl (meth) acrylate, an epoxy group-containing (meth) acrylate such as (meth) acrylic acid (3,4-epoxycyclohexyl) methyl; o-phenylphenol glycidyl ether, Aromatic glycidyl such as p-phenylphenol glycidyl ether, monostyrenated phenol glycidyl ether, 4-cyano-4-hydroxybiphenyl glycidyl ether, 4,4′-biphenol monoglycidyl ether, 4,4′-biphenol diglycidyl ether Ether compounds and the like are preferable. Among these, biphenyl glycidyl ether represented by the following general formula (5) is particularly preferable from the viewpoint of dispersion stability.
一般式(5)
カルボキシル基含有化合物(X)と一般式(4)で表されるエポキシ基含有化合物(Y)との反応は、カルボキシル基とエポキシ基との反応であり、それ自体当該分野においてよく知られている。例えば、この反応は、ジメチルベンジルアミン等のようなアミン触媒の存在下、50〜120℃の温度で行なうことができる。 The reaction between the carboxyl group-containing compound (X) and the epoxy group-containing compound (Y) represented by the general formula (4) is a reaction between a carboxyl group and an epoxy group, and as such is well known in the art. . For example, this reaction can be performed at a temperature of 50 to 120 ° C. in the presence of an amine catalyst such as dimethylbenzylamine.
これらの反応は、無溶媒で行なってもよく、あるいは反応に対して不活性な溶媒中で行なってもよい。かかる溶媒としては、例えば、n−ヘキサン、ベンゼンまたはトルエン等の炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトンまたはメチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;酢酸エチルまたは酢酸ブチル等のエステル系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフランまたはジオキサン等のエーテル系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタンまたはパークレン等のハロゲン系溶媒;アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルイミダゾリジノン等の極性溶媒などが挙げられる。これらの溶媒は、2種類以上を併用しても差し支えない。 These reactions may be carried out without solvent or in a solvent inert to the reaction. Examples of such solvents include hydrocarbon solvents such as n-hexane, benzene and toluene; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; diethyl ether, tetrahydrofuran or Ether solvents such as dioxane; Halogen solvents such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, or parkrene; acetonitrile, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylimidazo Examples include polar solvents such as lysinone. Two or more of these solvents may be used in combination.
化合物(A)のアクリロイル基は6個以上であることが必要である。本発明において、アクリロイル基の個数が6個未満の化合物を併用することができるが、化合物(A)を含まない場合、得られる硬化膜の硬度が低下する。 The number of acryloyl groups in the compound (A) needs to be 6 or more. In the present invention, a compound having less than 6 acryloyl groups can be used in combination, but when the compound (A) is not included, the hardness of the resulting cured film is lowered.
[金属酸化物(B)]
金属酸化物は、D50粒子径が0.005〜0.200μmであることが好ましい。金属酸化物のD50粒子径は、例えば、動的光散乱法を利用した日機装(株)製「ナノトラックUPA」などを用いて測定できる。D50粒子径が0.005μm未満の絶縁膜形成用組成物の場合、微粒子同士の凝集力が非常に大きいことから、透明性の高い一次粒子レベルの分散性が低下する傾向である。一方、D50粒子径が0.200μmを超える場合、粒子径が大きいことから可視光などの光に対して散乱が生じ易く、硬化膜にて濁りが生じる傾向である。
金属酸化物(B)の粒子の形状としては、球状、針状、鱗片状等さまざまであるが、その中でも、誘電率の観点から鱗片状が最も好ましい。
[Metal oxide (B)]
The metal oxide preferably has a D50 particle size of 0.005 to 0.200 μm. The D50 particle size of the metal oxide can be measured using, for example, “Nanotrack UPA” manufactured by Nikkiso Co., Ltd. using a dynamic light scattering method. In the case of a composition for forming an insulating film having a D50 particle diameter of less than 0.005 μm, the cohesive force between the fine particles is very large, so that the dispersibility at the primary particle level with high transparency tends to be lowered. On the other hand, when the D50 particle diameter exceeds 0.200 μm, since the particle diameter is large, scattering tends to occur with respect to light such as visible light, and turbidity tends to occur in the cured film.
The metal oxide (B) particles have various shapes such as a spherical shape, a needle shape, and a scale shape. Among them, a scale shape is most preferable from the viewpoint of dielectric constant.
金属酸化物(B)としては、チタニウム、亜鉛、ジルコニウム、アルミニウム、珪素、リン及びフッ素からなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を含有するものが好ましい。特に、チタニウム、亜鉛、ジルコニウム、アルミニウム、珪素およびリンのいずれか一種の元素を含有する金属酸化物が、より好ましい。具体的には、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等が挙げられ、中でも、高い比誘電率である、酸化チタン、酸化ジルコニウムおよびチタン酸バリウムを用いることが好ましく、酸化チタンまたはチタン酸バリウム等が特に好ましい。これらの金属酸化物は表面を有機物もしくは無機物で処理しても差し支えない。またこれらの金属酸化物は、2種類以上を併用しても差し支えない。 The metal oxide (B) preferably contains at least one element selected from the group consisting of titanium, zinc, zirconium, aluminum, silicon, phosphorus, and fluorine. In particular, a metal oxide containing any one element of titanium, zinc, zirconium, aluminum, silicon, and phosphorus is more preferable. Specific examples include titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, and barium titanate. Among them, titanium oxide, zirconium oxide, and barium titanate, which have a high relative dielectric constant, are used. Titanium oxide or barium titanate is particularly preferable. These metal oxides may be treated with organic or inorganic materials on the surface. These metal oxides may be used in combination of two or more.
金属酸化物の市販品としては、
石原産業(株)製:TTO−55(A)(酸化チタン)、TTO−55(B)(酸化チタン)、TTO−55(C)(酸化チタン)、TTO−55(D)(酸化チタン)、TTO−55(S)(酸化チタン)、TTO−55(N)(酸化チタン)、TTO−51(A)(酸化チタン)、TTO−51(C)(酸化チタン)、TTO−S−1(酸化チタン)、TTO−S−2(酸化チタン)、TTO−S−3(酸化チタン)、TTO−S−4(酸化チタン)、TTO−F−1(鉄含有酸化チタン)、TTO−F−2(鉄含有酸化チタン)、TTO−F−3(鉄含有酸化チタン)、TTO−F−11(鉄含有酸化チタン)、ST−01(酸化チタン)、ST−21(酸化チタン)、ST−30L(酸化チタン)、ST−31(酸化チタン)、
シーアイ化成(株)製:ナノテックTiO2、ナノテックSiO2、ナノテックAl2O3、ナノテックZnO、
ハクスイテック(株)製:PazetCK(アルミニウムドープ酸化亜鉛)、
堺化学工業(株)製:FINEX−25(酸化亜鉛)、FINEX−25LP(酸化亜鉛)、FINEX−50(酸化亜鉛)、FINEX−50LP(酸化亜鉛)、FINEX−75(酸化亜鉛)、NANOFINE−50A(酸化亜鉛)、NANOFINE−50SD(酸化亜鉛)、EZ−1(酸化亜鉛)、STR−60C(酸化チタン)、STR−60C-LP(酸化チタン)、STR−100C(酸化チタン)、STR−100C−LP(酸化チタン)、STR−100A−LP(酸化チタン)、STR−100W(酸化チタン)、KZM−20(チタン酸バリウム)
住友大阪セメント(株)製:OZC−3YC(酸化ジルコニウム)、OZC−3YD(酸化ジルコニウム)、OZC−3YFA(酸化ジルコニウム)、OZC−8YC(酸化ジルコニウム)、OZC−0S100(酸化ジルコニウム)、
日本電工(株)製:PCS(酸化ジルコニウム)、PCS−60(酸化ジルコニウム)、PCS−90(酸化ジルコニウム)、T−01(酸化ジルコニウム)、
テイカ(株)製:MT−100S(酸化チタン)、MT−100HD(酸化チタン)、MT−100SA(酸化チタン)、MT−500HD(酸化チタン)、MT−500SA(酸化チタン)、MT−600SA(酸化チタン)、MT−700HD(酸化チタン)、MZ−303S(酸化亜鉛)、MZY−303S(酸化亜鉛)、MZ−303M(酸化亜鉛)、MZ−505S(酸化亜鉛)、MZY−505S(酸化亜鉛)、MZ−505M(酸化亜鉛)、
日本アエロジル(株)製:Aluminium Oxide C(酸化アルミニウム)、AEROSIL130(酸化ケイ素)、AEROSIL200(酸化ケイ素)、AEROSIL200V(酸化ケイ素)、AEROSIL200CF(酸化ケイ素)、AEROSIL200FA(酸化ケイ素)、AEROSIL300(酸化ケイ素)、AEROSIL300CF(酸化ケイ素)、AEROSIL380(酸化ケイ素)、AEROSILR972(酸化ケイ素)、AEROSILR974(酸化ケイ素)、AEROSILR976(酸化ケイ素)、AEROSILR202(酸化ケイ素)、AEROSILR805(酸化ケイ素)、AEROSILR812(酸化ケイ素)、AEROSILR812S(酸化ケイ素)、AEROSILMOX50(酸化ケイ素)、AEROSILTT600(酸化ケイ素)、AEROSILMOX80(酸化ケイ素/酸化アルミニウム)、AEROSILMOX170(酸化ケイ素/酸化アルミニウム)、AEROSILCOX84(酸化ケイ素/酸化アルミニウム)、
等が挙げられる。
As a commercial product of metal oxide,
Ishihara Sangyo Co., Ltd .: TTO-55 (A) (titanium oxide), TTO-55 (B) (titanium oxide), TTO-55 (C) (titanium oxide), TTO-55 (D) (titanium oxide) , TTO-55 (S) (titanium oxide), TTO-55 (N) (titanium oxide), TTO-51 (A) (titanium oxide), TTO-51 (C) (titanium oxide), TTO-S-1 (Titanium oxide), TTO-S-2 (titanium oxide), TTO-S-3 (titanium oxide), TTO-S-4 (titanium oxide), TTO-F-1 (iron-containing titanium oxide), TTO-F -2 (iron-containing titanium oxide), TTO-F-3 (iron-containing titanium oxide), TTO-F-11 (iron-containing titanium oxide), ST-01 (titanium oxide), ST-21 (titanium oxide), ST -30L (titanium oxide), ST-31 (titanium oxide),
Made by CI Kasei Co., Ltd .: Nanotech TiO2, Nanotech SiO2, Nanotech Al2O3, Nanotech ZnO,
Hakusuitec Co., Ltd .: PazetCK (aluminum-doped zinc oxide),
Sakai Chemical Industry Co., Ltd .: FINEX-25 (zinc oxide), FINEX-25LP (zinc oxide), FINEX-50 (zinc oxide), FINEX-50LP (zinc oxide), FINEX-75 (zinc oxide), NANOFINE- 50A (zinc oxide), NANOFINE-50SD (zinc oxide), EZ-1 (zinc oxide), STR-60C (titanium oxide), STR-60C-LP (titanium oxide), STR-100C (titanium oxide), STR- 100C-LP (titanium oxide), STR-100A-LP (titanium oxide), STR-100W (titanium oxide), KZM-20 (barium titanate)
Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd .: OZC-3YC (zirconium oxide), OZC-3YD (zirconium oxide), OZC-3YFA (zirconium oxide), OZC-8YC (zirconium oxide), OZC-0S100 (zirconium oxide),
NIPPON Denko Co., Ltd .: PCS (zirconium oxide), PCS-60 (zirconium oxide), PCS-90 (zirconium oxide), T-01 (zirconium oxide),
Made by Teika Co., Ltd .: MT-100S (titanium oxide), MT-100HD (titanium oxide), MT-100SA (titanium oxide), MT-500HD (titanium oxide), MT-500SA (titanium oxide), MT-600SA ( Titanium oxide), MT-700HD (titanium oxide), MZ-303S (zinc oxide), MZY-303S (zinc oxide), MZ-303M (zinc oxide), MZ-505S (zinc oxide), MZY-505S (zinc oxide) ), MZ-505M (zinc oxide),
Made by Nippon Aerosil Co., Ltd .: Aluminum Oxide C (aluminum oxide), AEROSIL130 (silicon oxide), AEROSIL200 (silicon oxide), AEROSIL200V (silicon oxide), AEROSIL200CF (silicon oxide), AEROSIL200FA (silicon oxide), AEROSIL300 (silicon oxide) , AEROSIL300CF (silicon oxide), AEROSIL380 (silicon oxide), AEROSILR972 (silicon oxide), AEROSILR974 (silicon oxide), AEROSILR976 (silicon oxide), AEROSILR202 (silicon oxide), AEROSILR805 (silicon oxide), AEROSILR812 (ILO), 8ER (Silicon oxide), AEROSILMO 50 (silicon oxide), AEROSILTT600 (silicon oxide), AEROSILMOX80 (silicon oxide / aluminum oxide), AEROSILMOX170 (silicon oxide / aluminum oxide), AEROSILCOX84 (silicon oxide / aluminum oxide),
Etc.
絶縁膜形成用組成物における金属酸化物(B)と化合物(A)との配合は特に制限されないが、金属酸化物(B)100重量部に対し、化合物(A)を含む反応物が10重量部以上50重量部以下であることが好ましく、10重量部以上35重量部以下であることがより好ましい。上記範囲であると、特に分散性と成膜性に優れる。 The compounding of the metal oxide (B) and the compound (A) in the composition for forming an insulating film is not particularly limited, but the reaction product containing the compound (A) is 10 weights with respect to 100 parts by weight of the metal oxide (B). The amount is preferably from 50 parts by weight to 50 parts by weight, and more preferably from 10 parts by weight to 35 parts by weight. When it is in the above range, the dispersibility and the film forming property are particularly excellent.
溶剤を加える場合は、溶剤を揮発させた後に硬化処理を行なうことが好ましい。溶剤としては、特に制限されるものでなく、様々な公知の有機溶剤を用いることができる。具体的には例えば、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、アセチルアセトン、トルエン、キシレン、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エタノール、メタノール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−2−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル、2−エトキシエタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、ジアセトンアルコール、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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、2−エトキシエチルアセテート、ブチルアセテート、イソアミルアセテート、アジピン酸ジメチル、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、テトラヒドロフラン、メチルピロリドンなどが挙げられる。これらの有機溶剤は、2種類以上を併用しても差し支えない。 When adding a solvent, it is preferable to perform a curing treatment after volatilizing the solvent. The solvent is not particularly limited, and various known organic solvents can be used. Specifically, for example, cyclohexanone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, acetone, acetylacetone, toluene, xylene, n-butanol, isobutanol, tert-butanol, n-propanol, isopropanol, ethanol, methanol, 3-methoxy-1-butanol , 3-methoxy-2-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, 2-ethoxyethanol, 1-methoxy-2-propanol, diacetone alcohol, ethyl lactate, butyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, ethylene Glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-ethoxyethyl acetate, butyl acetate , Isoamyl acetate, dimethyl adipate, dimethyl succinate, dimethyl glutarate, tetrahydrofuran, and methyl pyrrolidone. These organic solvents may be used in combination of two or more.
中でも、水酸基含有溶剤は、親水性の高い粒子表面物性を持つ金属酸化物に対して濡れ性が良いことから、溶剤組成中に含有されることで、金属酸化物の分散性及びその絶縁膜形成用組成物の経時安定性の向上において非常に効果的であり、かつ塗工工程のレベリング性も向上することから好ましい。全溶剤組成中の水酸基含有溶剤含有量は、10〜100重量%であることが好ましい。具体的には、水酸基含有溶剤としては、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エタノール、メタノール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−2−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル、2−エトキシエタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、ジアセトンアルコール、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。特に、3−メトキシ−1−ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエーテルは、金属酸化物の分散性と分散安定性がより良好となることから好ましい。 Among them, the hydroxyl group-containing solvent has good wettability with respect to metal oxides having highly hydrophilic particle surface properties. Therefore, when it is contained in the solvent composition, the dispersibility of the metal oxide and the formation of the insulating film thereof are included. This is preferable because it is very effective in improving the aging stability of the composition for use and also improves the leveling property of the coating process. The hydroxyl group-containing solvent content in the total solvent composition is preferably 10 to 100% by weight. Specifically, as the hydroxyl group-containing solvent, n-butanol, isobutanol, tert-butanol, n-propanol, isopropanol, ethanol, methanol, 3-methoxy-1-butanol, 3-methoxy-2-butanol, ethylene glycol Examples thereof include monomethyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, 2-ethoxyethanol, 1-methoxy-2-propanol, diacetone alcohol, ethyl lactate, butyl lactate, and propylene glycol monomethyl ether. In particular, 3-methoxy-1-butanol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol mono n-butyl ether are preferable because the dispersibility and dispersion stability of the metal oxide become better.
本発明のゲート絶縁膜形成用組成物は、化合物(A)と金属酸化物粉末を単に混合して調製しても、十分に目的とする効果が得られる。ただし、ニーダー、ロール、アトライター、スーパーミル、乾式粉砕処理機などにより機械的に混合するか、金属酸化物粉末と有機溶剤などによるサスペンジョン系に化合物(A)を含む溶液を添加し、金属酸化物表面に化合物(A)を沈着させるなどの緊密な混合系で行なえば、さらに良好な結果を得ることができる。 Even if the composition for forming a gate insulating film of the present invention is prepared by simply mixing the compound (A) and the metal oxide powder, the intended effect can be obtained sufficiently. However, it can be mixed mechanically with a kneader, roll, attritor, super mill, dry pulverizer, etc., or a solution containing the compound (A) is added to a suspension system using a metal oxide powder and an organic solvent to oxidize the metal. Even better results can be obtained if the reaction is carried out in an intimate mixed system such as deposition of the compound (A) on the surface of the object.
この絶縁膜形成用組成物は、金属酸化物粉末が均一に分散した金属酸化物分散体であることが好ましい。金属酸化物分散体は、化合物(A)を用い、金属酸化物(B)を、有機溶剤存在下で分散させることにより、好ましく製造できる。分散の程度としては、動的光散乱法を利用した日機装(株)製「ナノトラックUPA」で測定した場合、分散粒径D50は200nm未満が好ましく、より好ましくは150nm未満である。 The insulating film forming composition is preferably a metal oxide dispersion in which metal oxide powder is uniformly dispersed. The metal oxide dispersion can be preferably produced by using the compound (A) and dispersing the metal oxide (B) in the presence of an organic solvent. As the degree of dispersion, the dispersion particle diameter D50 is preferably less than 200 nm, more preferably less than 150 nm, when measured with “Nanotrack UPA” manufactured by Nikkiso Co., Ltd. using a dynamic light scattering method.
有機溶剤などの非水系ビヒクル中への化合物(A)、金属酸化物(B)、または絶縁膜形成用組成物の分散または溶解、及びこれらの混合などには、ペイントコンディショナー(レッドデビル社製)、ボールミル、サンドミル(シンマルエンタープライゼス社製「ダイノーミル」等)、アトライター、パールミル(アイリッヒ社製「DCPミル」等)、コボールミル、ホモミキサー、ホモジナイザー(エム・テクニック社製「クレアミックス」等)、湿式ジェットミル(ジーナス社製「ジーナスPY」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」)、微小ビーズミル(寿工業(株)製「スーパーアペックミル」、「ウルトラアペックミル」)等の分散機が使用できる。分散機にメディアを使う場合には、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ、磁性ビーズ、スチレンビーズ等を用いることが好ましい。分散に関しては、2種類以上の分散機、または大きさの異なる2種類以上のメディアをそれぞれ用い、段階的に使用しても差し支えない。 For the dispersion or dissolution of the compound (A), metal oxide (B), or composition for forming an insulating film in a non-aqueous vehicle such as an organic solvent, and mixing thereof, a paint conditioner (manufactured by Red Devil) , Ball mill, sand mill (such as “Dyno mill” manufactured by Shinmaru Enterprises), attritor, pearl mill (such as “DCP mill” manufactured by Eirich), coball mill, homomixer, homogenizer (such as “Clairemix” manufactured by M Technique) Dispersers such as a wet jet mill (“Genus PY” manufactured by Genus Co., Ltd., “Nanomizer” manufactured by Nanomizer Co., Ltd.), and a fine bead mill (“Super Apec Mill”, “Ultra Apec Mill” manufactured by Kotobuki Industries Co., Ltd.) can be used. When using media in the disperser, it is preferable to use glass beads, zirconia beads, alumina beads, magnetic beads, styrene beads, or the like. Regarding dispersion, two or more types of dispersers or two or more types of media having different sizes may be used and used in stages.
本発明の絶縁膜形成用組成物は、さらに様々な添加剤を、本発明の目的や効果を損なわない範囲において含むことができる。具体的には、光重合開始剤、光硬化性化合物、重合禁止剤、光増感剤、レベリング剤、界面活性剤、抗菌剤、アンチブロッキング剤、可塑剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、酸化防止剤、シランカップリング剤、導電性ポリマー、導電性界面活性剤、無機充填剤、顔料、染料などが挙げられる。 The composition for forming an insulating film of the present invention can further contain various additives as long as the objects and effects of the present invention are not impaired. Specifically, photopolymerization initiator, photocurable compound, polymerization inhibitor, photosensitizer, leveling agent, surfactant, antibacterial agent, antiblocking agent, plasticizer, ultraviolet absorber, infrared absorber, oxidation Examples thereof include an inhibitor, a silane coupling agent, a conductive polymer, a conductive surfactant, an inorganic filler, a pigment, and a dye.
化合物(A)及び金属酸化物(B)、溶剤以外の成分を含む絶縁膜形成用組成物の製造方法としては、特に制限されず、いくつかの方法が挙げられる。具体的には、初めに化合物(A)及び金属酸化物(B)を有機溶剤中で混合分散し、安定な金属酸化物分散体を得た後、他の様々な添加剤を添加及び調整し製造する方法;初めから、化合物(A)、金属酸化物(B)、有機溶剤及びその他の添加剤の全てが混合された状態で、分散し製造する方法;などが挙げられる。 The method for producing the composition for forming an insulating film containing components other than the compound (A), the metal oxide (B), and the solvent is not particularly limited, and several methods may be mentioned. Specifically, the compound (A) and the metal oxide (B) are first mixed and dispersed in an organic solvent to obtain a stable metal oxide dispersion, and then various other additives are added and adjusted. Examples of the production method include a method of dispersing and producing the compound (A), metal oxide (B), organic solvent and other additives from the beginning.
[重合開始剤]
本発明の絶縁膜形成用組成物は、さらに、重合開始剤を含むことができ、熱重合開始剤および光重合開始剤より少なくとも1種を硬化条件に応じて使用することができる。熱重合開始剤および光重合開始剤を併用すると、アクリロイル基の架橋を効率的に進行させることができ、耐溶剤性が向上するため好ましい。
[Polymerization initiator]
The composition for forming an insulating film of the present invention can further contain a polymerization initiator, and at least one of the thermal polymerization initiator and the photopolymerization initiator can be used according to the curing conditions. Use of a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator in combination is preferable because crosslinking of the acryloyl group can be efficiently advanced and solvent resistance is improved.
(熱重合開始剤)
熱重合開始剤の例としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルや2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン1−カルボニトリル)や2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)やジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリック酸)や2,2’−アゾビス(2−ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]などのアゾ系化合物が挙げられる。
(Thermal polymerization initiator)
Examples of thermal polymerization initiators include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexane 1-carbonitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile) and
また、過酸化ベンゾイルやtert−ブチルパーベンゾエート、クメンヒドロパーオキシドやジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネートやジ(2−エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、tert−ブチルパーオキシネオデカノエートやtert−ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキシドやジプロピオニルパーオキシド、ジアセチルパーオキシドなどの有機過酸化物が挙げられる。 Also, benzoyl peroxide, tert-butyl perbenzoate, cumene hydroperoxide, diisopropyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, di (2-ethoxyethyl) peroxydicarbonate, tert-butyl peroxy Organic such as 2-ethylhexanoate, tert-butylperoxyneodecanoate, tert-butylperoxybivalate, (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, dipropionyl peroxide, diacetyl peroxide A peroxide is mentioned.
これらの中でも、保存安定性と重合性の観点から、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルおよびジベンゾイルジオキシダンやtert−ブチルパーベンゾエート、tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ヘキシルパーオキシピバレート、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートが好ましい。 Among these, from the viewpoint of storage stability and polymerizability, 2,2′-azobisisobutyronitrile and dibenzoyldioxydan, tert-butyl perbenzoate, tert-butyl peroxypivalate, tert-hexylperoxy Pivalate, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide, and tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate are preferred.
(光重合開始剤)
光重合開始剤としては、光励起によって化合物(A)のアクリル基のビニル重合を開始できる機能を有するものであれば特に限定はなく、例えばモノカルボニル化合物、ジカルボニル化合物、アセトフェノン化合物、ベンゾインエーテル化合物、アシルホスフィンオキシド化合物、アミノカルボニル化合物などが使用できる。
(Photopolymerization initiator)
The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it has a function capable of initiating vinyl polymerization of the acrylic group of the compound (A) by photoexcitation. For example, a monocarbonyl compound, a dicarbonyl compound, an acetophenone compound, a benzoin ether compound, Acylphosphine oxide compounds, aminocarbonyl compounds, and the like can be used.
具体的には、モノカルボニル化合物としては、ベンゾフェノン、4−メチル−ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、メチル−o−ベンゾイルベンゾエート、4−フェニルベンゾフェノン、4−(4−メチルフェニルチオ)フェニル−エタノン、3,3´−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4−(1,3−アクリロイル−1,3,3´−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4−(1,3−アクリロイル−1,4,7,10,13−ペンタオキソトリデシル)ベンゾフェノン、3,3’,´,4,4’´−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミン塩酸塩、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−2−(1−オキソ−2−プロペニルオキシエチル)メタアンモニウムシュウ酸塩、2−/4−イソ−プロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−ヒドロキ−3−(3,4−ジメチル−9−オキソ−9Hチオキサントン−2−イロキシ−N,N,N−トリメチル−1−プロパンアミン塩酸塩、ベンゾイルメチレン−3−メチルナフト(1,2−d)チアゾリン等が挙げられる。 Specifically, as the monocarbonyl compound, benzophenone, 4-methyl-benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, methyl-o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4- (4-methylphenylthio) phenyl -Ethanone, 3,3'-dimethyl-4-methoxybenzophenone, 4- (1,3-acryloyl-1,3,3'-dimethyl-4-methoxybenzophenone, 4- (1,3-acryloyl-1,4) , 7,10,13-pentaoxotridecyl) benzophenone, 3,3 ′, ′, 4,4 ′ ″-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4-benzoyl-N, N, N-trimethyl-1 -Propanamine hydrochloride, 4-benzoyl-N, N-dimethyl-N-2- (1-oxo-2-propenyloxy) (Ciethyl) metaammonium oxalate, 2- / 4-iso-propylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, 2-hydroxy-3- (3 4-dimethyl-9-oxo-9H thioxanthone-2-yloxy-N, N, N-trimethyl-1-propanamine hydrochloride, benzoylmethylene-3-methylnaphtho (1,2-d) thiazoline, and the like.
ジカルボニル化合物としては、1,2,2−トリメチル−ビシクロ[2.1.1]ヘプタン−2,3−ジオン、ベンザイル、2−エチルアントラキノン、9,10−フェナントレンキノン、メチル−α−オキソベンゼンアセテート、4−フェニルベンザイル等が挙げられる。
アセトフェノン化合物としては、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−ジ-2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−スチリルプロパン−1−オン重合物、ジエトキシアセトフェノン、ジブトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2,2−ジエトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノ−プロパノニル)−9−ブチルカルバゾール等が挙げられる。
Examples of dicarbonyl compounds include 1,2,2-trimethyl-bicyclo [2.1.1] heptane-2,3-dione, benzyl, 2-ethylanthraquinone, 9,10-phenanthrenequinone, and methyl-α-oxobenzene. Examples include acetate and 4-phenylbenzyl.
Examples of acetophenone compounds include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-Isopropylphenyl) -2-hydroxy-di-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-styrylpropan-1-one Polymer, diethoxyacetophenone, dibutoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 2,2-diethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 2-methyl-1 -[4- (Methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethyla Mino-1- (4-morpholinophenyl) butan-1-one, 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 3,6-bis (2-methyl-2-morpholino -Propanonyl) -9-butylcarbazole and the like.
ベンゾインエーテル化合物としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイゾブチルエーテル、ベンゾインノルマルブチルエーテル等が挙げられる。
アシルホスフィンオキシド化合物としては、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、4−n−プロピルフェニル−ジ(2,6−ジクロロベンゾイル)ホスフィンオキシド等が挙げられる。
Examples of the benzoin ether compound include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, and benzoin normal butyl ether.
Examples of the acylphosphine oxide compound include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 4-n-propylphenyl-di (2,6-dichlorobenzoyl) phosphine oxide, and the like.
アミノカルボニル化合物としては、メチル−4−(ジメトキシアミノ)ベンゾエート、エチル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、イソアミル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、2−(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート、4,4’´−ビス−4−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’´−ビス−4−ジエチルアミノベンゾフェノン、2,5’´−ビス(4−ジエチルアミノベンザル)シクロペンタノン等が挙げられる。
光重合開始剤の市販品としてはチバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製イルガキュア184、651、500、907、127、369、784、2959、BASF社製ルシリンTPO、日本シイベルヘグナー(株)製エサキュアワン等があげられる。
Examples of aminocarbonyl compounds include methyl-4- (dimethoxyamino) benzoate, ethyl-4- (dimethylamino) benzoate, 2-n-butoxyethyl-4- (dimethylamino) benzoate, and isoamyl-4- (dimethylamino) benzoate. 2- (dimethylamino) ethyl benzoate, 4,4′-bis-4-dimethylaminobenzophenone, 4,4′-bis-4-diethylaminobenzophenone, 2,5′-bis (4-diethylaminobenzal) ) Cyclopentanone and the like.
Commercially available photopolymerization initiators include Irgacure 184, 651, 500, 907, 127, 369, 784, 2959, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., Lucilin TPO manufactured by BASF, Esacure One manufactured by Nippon Sibel Hegner, Inc. can give.
重合開始剤は、上記化合物に限定されず、熱や紫外線により重合を開始させる能力があれば、どのようなものでも構わない。これらの重合開始剤は、一種類で用いられるほか、二種類以上を混合して用いてもよい。重合開始剤の使用量は、特に制限はされないが、化合物(A)を含む重合性化合物の全量(化合物(A)以外の重合性化合物を含む場合は、化合物(A)と化合物(A)以外の重合性化合物の合計量)100重量部に対して0.5〜20重量部の範囲内で使用することが好ましい。
さらに、重合開始剤は、ラジカル重合用開始剤のほかに、カチオン重合用の開始剤を併用することもできる。また、増感剤として、公知の有機アミン等を加えることもできる。
The polymerization initiator is not limited to the above compound, and any polymerization initiator may be used as long as it has the ability to initiate polymerization by heat or ultraviolet rays. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. The amount of the polymerization initiator used is not particularly limited, but the total amount of the polymerizable compound including the compound (A) (in the case where a polymerizable compound other than the compound (A) is included, other than the compound (A) and the compound (A) The total amount of the polymerizable compounds) is preferably within the range of 0.5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight.
Furthermore, the polymerization initiator can be used in combination with an initiator for cationic polymerization in addition to the initiator for radical polymerization. Moreover, a well-known organic amine etc. can also be added as a sensitizer.
絶縁膜形成用組成物は、化合物(A)の他に、その他のバインダー樹脂や、化合物(A)以外の重合性化合物を含んでいてもよい。
バインダー樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリウレタンウレア樹脂、ポリエステル樹脂(化合物(A)を除く)、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ビニル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、一種類で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。バインダー樹脂は、絶縁膜形成用組成物の固形分(溶剤以外の成分。以下、同じ。)の全量を基準(100重量部)として、20重量部以下の範囲内で使用することが好ましい。
The composition for insulating film formation may contain other binder resin and polymerizable compounds other than the compound (A) in addition to the compound (A).
Examples of the binder resin include polyurethane resin, polyurea resin, polyurethane urea resin, polyester resin (excluding compound (A)), polyether resin, polycarbonate resin, epoxy resin, amino resin, styrene resin, acrylic resin, melamine resin, A polyamide resin, a phenol resin, a vinyl resin, etc. are mentioned. These resins may be used alone or in combination of two or more. The binder resin is preferably used within a range of 20 parts by weight or less based on the total amount of solids (components other than the solvent; hereinafter the same) of the composition for forming an insulating film as a reference (100 parts by weight).
重合性化合物としては、例えば、(メタ)アクリル系化合物、脂肪酸ビニル化合物、アルキルビニルエーテル化合物、α−オレフィン化合物、ビニル化合物、エチニル化合物等の重合性不飽和二重結合基を有する化合物を用いることができる。これらの重合性不飽和二重結合基を有する化合物は、さらに水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アミド基、シラノール基等の官能基を有していてもよい。この重合性化合物は、絶縁膜形成用組成物の固形分の全量を基準(100重量部)として、50重量部未満の範囲内、特に5〜40重量部の範囲内で使用することが好ましい。 Examples of the polymerizable compound include compounds having a polymerizable unsaturated double bond group such as (meth) acrylic compounds, fatty acid vinyl compounds, alkyl vinyl ether compounds, α-olefin compounds, vinyl compounds, and ethynyl compounds. it can. These compounds having a polymerizable unsaturated double bond group may further have a functional group such as a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, an amide group, or a silanol group. This polymerizable compound is preferably used in a range of less than 50 parts by weight, particularly in a range of 5 to 40 parts by weight, based on the total solid content of the composition for forming an insulating film (100 parts by weight).
(メタ)アクリル系化合物としては、ベンジル(メタ)アクリレート、アルキル系(メタ)アクリレート、アルキレングリコール系(メタ)アクリレート、カルボキシル基と重合性不飽和二重結合とを有する化合物、水酸基を有する(メタ)アクリル系化合物、窒素含有(メタ)アクリル系化合物等がある。また、単官能化合物、多官能化合物(化合物(A)を除く)を適宜使用することができる。重合性、耐溶剤性の観点からは、多官能のものが好ましい。 Examples of the (meth) acrylic compound include benzyl (meth) acrylate, alkyl (meth) acrylate, alkylene glycol (meth) acrylate, a compound having a carboxyl group and a polymerizable unsaturated double bond, and a hydroxyl group (meta ) Acrylic compounds, nitrogen-containing (meth) acrylic compounds, and the like. Moreover, a monofunctional compound and a polyfunctional compound (except a compound (A)) can be used suitably. From the viewpoint of polymerizability and solvent resistance, polyfunctional ones are preferred.
単官能の(メタ)アクリル系化合物として具体的には、アルキル系(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、イコシル(メタ)アクリレート、ヘンイコシル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート等の炭素数1〜22のアルキレン(メタ)アクリレートが挙げられる。極性の調整を目的とする場合には、炭素数2〜10、さらに好ましくは炭素数2〜8のアルキル基を有するアルキル基含有(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。また、レべリング性の調節等を目的とする場合には、炭素数6以上のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。 Specific examples of monofunctional (meth) acrylic compounds include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, pentyl ( (Meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, dodecyl ( (Meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, pentadecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, heptadecyl (meth) acrylate, octadecyl (medium) ) Acrylate, nonadecyl (meth) acrylate, eicosyl (meth) acrylate, heneicosyl (meth) acrylate, alkylene (meth) acrylate having 1 to 22 carbon atoms such as docosyl (meth) acrylate. In the case of adjusting the polarity, it is preferable to use an alkyl group-containing (meth) acrylate having an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 8 carbon atoms. For the purpose of adjusting the leveling property, it is preferable to use an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 6 or more carbon atoms.
アルキレングリコール系(メタ)アクリレートとしては、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート等の、末端に水酸基を有しポリオキシアルキレン鎖を有するモノ(メタ)アクリレート;メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、n−ブトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、n−ペンタキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシテトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシテトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n−ブトキシテトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n−ペンタキシテトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の、末端にアルコキシ基を有しポリオキシアルキレン鎖を有するモノ(メタ)アクリレート;フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラプロピレンエチレングリコール(メタ)アクリレート等の、末端にフェノキシまたはアリールオキシ基を有するポリオキシアルキレン系(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of alkylene glycol (meth) acrylates include diethylene glycol mono (meth) acrylate, triethylene glycol mono (meth) acrylate, tetraethylene glycol mono (meth) acrylate, hexaethylene glycol mono (meth) acrylate, and polyethylene glycol mono (meth). A polyoxyalkylene chain having a hydroxyl group at the terminal, such as acrylate, dipropylene glycol mono (meth) acrylate, tripropylene glycol mono (meth) acrylate, tetrapropylene glycol mono (meth) acrylate, polytetramethylene glycol (meth) acrylate, etc. (Meth) acrylate having methoxyethylene glycol (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate , Methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, ethoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, propoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, n-butoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, n- Pentaxytetraethylene glycol (meth) acrylate, tripropylene glycol (meth) acrylate, tetrapropylene glycol (meth) acrylate, methoxytripropylene glycol (meth) acrylate, methoxytetrapropylene glycol (meth) acrylate, ethoxytetrapropylene glycol (meth) ) Acrylate, propoxytetrapropylene glycol (meth) acrylate, n-butoxy Tetrapropylene glycol (meth) acrylate, n-pentoxytetrapropylene glycol (meth) acrylate, polytetramethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolytetramethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol Mono (meth) acrylate having an alkoxy group at the terminal and having a polyoxyalkylene chain, such as (meth) acrylate; phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, phenoxyethylene glycol (meth) acrylate, phenoxytriethylene glycol (meth) acrylate, Phenoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, phenoxyhexaethylene glycol (meth) acrylic Examples thereof include polyoxyalkylene (meth) acrylates having a phenoxy or aryloxy group at the terminal, such as rate, phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, and phenoxytetrapropylene ethylene glycol (meth) acrylate.
カルボキシル基及び重合性不飽和二重結合を有する化合物としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、または、これらのアルキルもしくはアルケニルモノエステル、フタル酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、イソフタル酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、コハク酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸等が挙げられる。 Examples of the compound having a carboxyl group and a polymerizable unsaturated double bond include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, or alkyl or alkenyl monoesters thereof, phthalic acid β- (meth) acryloxyethyl monoester , Isophthalic acid β- (meth) acryloxyethyl monoester, succinic acid β- (meth) acryloxyethyl monoester, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid and the like.
水酸基含有(メタ)アクリル系化合物としては、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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシビニルベンゼン、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of hydroxyl group-containing (meth) acrylic compounds include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, glycerol mono (meth) acrylate, and 4-hydroxyvinylbenzene. , 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate and the like.
窒素含有(メタ)アクリル系化合物としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N−プロポキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル−(メタ)アクリルアミド、N−ペントキシメチル−(メタ)アクリルアミド等のモノアルキロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(メチロール)アクリルアミド、N−メチロール−N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(メチロール)アクリルアミド、N−エトキシメチル−N−メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N−ジ(エトキシメチル)アクリルアミンド、N−エトキシメチル−N−プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N−ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N−ブトキシメチル−N−(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N−ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N−ブトキシメチル−N−(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N−ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N−メトキシメチル−N−(ペントキシメチル)メタアクリルアミド等のジアルキロール(メタ)アクリルアミド等のアクリルアミド系不飽和化合物;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、メチルエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノスチレン、ジエチルアミノスチレン等のジアルキルアミノ基を有する不飽和化合物;及び、対イオンとしてCl-、Br-、I-等のハロゲンイオンまたはQSO3−(Q:炭素数1〜12のアルキル基)を有するジアルキルアミノ基含有不飽和化合物の4級アンモニウム塩等がある。 Nitrogen-containing (meth) acrylic compounds include (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl- (meth) acrylamide, N-ethoxymethyl- (meth) acrylamide, N-propoxymethyl- ( Monoalkylol (meth) acrylamide such as (meth) acrylamide, N-butoxymethyl- (meth) acrylamide, N-pentoxymethyl- (meth) acrylamide, N, N-di (methylol) acrylamide, N-methylol-N- Methoxymethyl (meth) acrylamide, N, N-di (methylol) acrylamide, N-ethoxymethyl-N-methoxymethyl methacrylamide, N, N-di (ethoxymethyl) acrylaminide, N-ethoxymethyl-N-propoxy Methyl methacrylate N, N-di (propoxymethyl) acrylamide, N-butoxymethyl-N- (propoxymethyl) methacrylamide, N, N-di (butoxymethyl) acrylamide, N-butoxymethyl-N- (methoxymethyl) meta Acrylamide-type unsaturated compounds such as acrylamide, N, N-di (pentoxymethyl) acrylamide, dialalkylol (meth) acrylamide such as N-methoxymethyl-N- (pentoxymethyl) methacrylamide; dimethylaminoethyl (meth) acrylate , Unsaturated compounds having a dialkylamino group such as diethylaminoethyl (meth) acrylate, methylethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminostyrene, diethylaminostyrene, and the like; and C-, Br-, I- Gen'ion or QSO3-: there are quaternary ammonium salts of dialkylamino group-containing unsaturated compound having a (Q alkyl group having 1 to 12 carbon atoms).
その他の不飽和化合物としては、パーフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチルメチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロイソノニルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロノニルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロデシルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロプロピルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルアミル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルウンデシル(メタ)アクリレート等の、炭素数1〜20のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルアルキル(メタ)アクリレート類を挙げることができる。 Other unsaturated compounds include perfluoromethylmethyl (meth) acrylate, perfluoroethylmethyl (meth) acrylate, 2-perfluorobutylethyl (meth) acrylate, 2-perfluorohexylethyl (meth) acrylate, 2- Perfluorooctylethyl (meth) acrylate, 2-perfluoroisononylethyl (meth) acrylate, 2-perfluorononylethyl (meth) acrylate, 2-perfluorodecylethyl (meth) acrylate, perfluoropropylpropyl (meth) Perfluoroalkanes having 1 to 20 carbon atoms such as acrylate, perfluorooctylpropyl (meth) acrylate, perfluorooctyl amyl (meth) acrylate, perfluorooctyl undecyl (meth) acrylate Can be mentioned perfluoroalkyl alkyl (meth) acrylates having an Le group.
さらに、パーフルオロブチルエチレン、パーフルオロヘキシルエチレン、パーフルオロオクチルエチレン、パーフルオロデシルエチレン等のパーフルオロアルキル、アルキレン類等のパーフルオロアルキル基含有ビニルモノマー;ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシリル基含有ビニル化合物及びその誘導体;グリシジルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルアクリレート等のグリシジル基含有アクリレートが挙げられる。 Furthermore, perfluoroalkyl group-containing vinyl monomers such as perfluoroalkyl, alkylene, etc. such as perfluorobutylethylene, perfluorohexylethylene, perfluorooctylethylene, and perfluorodecylethylene; vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) Examples include alkoxysilyl group-containing vinyl compounds such as silane, vinyltriethoxysilane, and γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane and derivatives thereof; glycidyl group-containing acrylates such as glycidyl acrylate and 3,4-epoxycyclohexyl acrylate.
脂肪酸ビニル化合物としては、酢酸ビニル、酪酸ビニル、クロトン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリン酸ビニル、クロル酢酸ビニル、オレイン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等が挙げられる。アルキルビニルエーテル化合物としては、ブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等が挙げられる。 Examples of the fatty acid vinyl compound include vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl crotonic acid, vinyl caprylate, vinyl laurate, vinyl chloroacetate, vinyl oleate, and vinyl stearate. Examples of the alkyl vinyl ether compound include butyl vinyl ether and ethyl vinyl ether.
α−オレフィン化合物としては、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン等が挙げられる。
ビニル化合物としては、アリル酢酸、アリルアルコール、アリルベンゼン、シアン化アリル等のアリル化合物、シアン化ビニル、ビニルシクロヘキサン、ビニルメチルケトン、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、クロロスチレン等が挙げられる。
エチニル化合物としては、アセチレン、エチニルベンゼン、エチニルトルエン、1−エチニル−1−シクロヘキサノール等が挙げられる。
これらは、一種類で用いてもよいし、二種類以上を混合して用いてもよい。
Examples of the α-olefin compound include 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene and the like.
Examples of the vinyl compound include allyl compounds such as allyl acetic acid, allyl alcohol, allyl benzene, and allyl cyanide, vinyl cyanide, vinyl cyclohexane, vinyl methyl ketone, styrene, α-methyl styrene, 2-methyl styrene, chlorostyrene, and the like. It is done.
Examples of the ethynyl compound include acetylene, ethynylbenzene, ethynyltoluene, 1-ethynyl-1-cyclohexanol and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.
これらのなかでも、化合物(A)以外の光硬化性化合物としては、塗膜強度、耐擦傷性の観点より、少なくとも3つの官能基を有するポリウレタンポリ(メタ)アクリレート、ポリエポキシポリ(メタ)アクリレート等のポリ(メタ)アクリレート類、分子内に3個以上のアクリロイル基を有する多官能のアクリレート類を好適に使用することができる。
ポリエポキシポリ(メタ)アクリレートは、エポキシ樹脂のエポキシ基を(メタ)アクリル酸でエステル化して、官能基を(メタ)アクリロイル基としたものであり、ビスフェノールA型エポキシ樹脂への(メタ)アクリル酸付加物、ノボラック型エポキシ樹脂への(メタ)アクリル酸付加物等がある。
Among these, as photocurable compounds other than the compound (A), polyurethane poly (meth) acrylate and polyepoxy poly (meth) acrylate having at least three functional groups from the viewpoints of coating film strength and scratch resistance. Poly (meth) acrylates such as polyfunctional acrylates having 3 or more acryloyl groups in the molecule can be suitably used.
Polyepoxy poly (meth) acrylate is obtained by esterifying an epoxy group of an epoxy resin with (meth) acrylic acid and converting the functional group to a (meth) acryloyl group, and (meth) acrylic to a bisphenol A type epoxy resin. There are acid addition products, (meth) acrylic acid addition products to novolac type epoxy resins, and the like.
ポリウレタンポリ(メタ)アクリレートは、例えば、ジイソシアネートと水酸基を有する(メタ)アクリレート類とを反応させて得られるもの、ポリオールとポリイソシアネートとをイソシアネート基過剰の条件下に反応させてなるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを、水酸基を有する(メタ)アクリレート類と反応させて得られるものがある。あるいは、ポリオールとポリイソシアネートとを水酸基過剰の条件下に反応させてなる水酸基含有ウレタンプレポリマーを、イソシアネート基を有する(メタ)アクリレート類と反応させて得ることもできる。 Polyurethane poly (meth) acrylate is, for example, one obtained by reacting diisocyanate with (meth) acrylate having a hydroxyl group, or isocyanate group-containing urethane obtained by reacting polyol and polyisocyanate under the condition of excess isocyanate group. Some are obtained by reacting a prepolymer with (meth) acrylates having a hydroxyl group. Alternatively, a hydroxyl group-containing urethane prepolymer obtained by reacting a polyol and a polyisocyanate under hydroxyl-excess conditions can be obtained by reacting with a (meth) acrylate having an isocyanate group.
ポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサントリオール、トリメリロールプロパン、ポリテトラメチレングリコール、アジピン酸とエチレングリコールとの縮重合物等が挙げられる。 Examples of polyols include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentane glycol, neopentyl glycol, hexanetriol, trimellilol propane, polytetra Examples include methylene glycol and a condensation polymer of adipic acid and ethylene glycol.
ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
水酸基を有する(メタ)アクリレート類としては、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、4−ヒドロキシブチル(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
イソシアネート基を有する(メタ)アクリレート類としては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシアネート等が挙げられる。
Examples of the polyisocyanate include tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate.
Examples of (meth) acrylates having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (Meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, and the like.
Examples of the (meth) acrylates having an isocyanate group include 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate and (meth) acryloyl isocyanate.
重合性化合物の市販品としては、以下のものが例示できる。
東亜合成(株)製:アロニックスM−400、アロニックスM−402、アロニックスM−408、アロニックスM−450、アロニックスM−7100、アロニックスM−8030、アロニックスM−8060、
大阪有機化学工業(株)製:ビスコート♯400、
化薬サートマー(株)製:SR−295、
ダイセルUCB(株)製:DPHA、Ebecryl 220、Ebecryl 1290K、Ebecryl 5129、Ebecryl 2220、Ebecryl 6602、
新中村化学工業(株)製:NKエステルA−TMMT、NKエステルA−BPEF、NKオリゴEA−1020、NKオリゴEMA−1020、NKオリゴEA−6310、NKオリゴEA−6320、NKオリゴEA−6340、NKオリゴMA−6、NKオリゴU−4HA、NKオリゴU−6HA、NKオリゴU−324A、
BASF社製:LaromerEA81、
サンノプコ(株)製:フォトマー3016、
荒川化学工業(株)製:ビームセット371、ビームセット575、ビームセット577、ビームセット700、ビームセット710;
根上工業(株)製:アートレジンUN−3320HA、アートレジンUN−3320HB、アートレジンUN−3320HC、アートレジンUN−3320HS、アートレジンUN−9000H、アートレジンUN−901T、アートレジンHDP、アートレジンHDP−3、アートレジン H61、
日本合成化学工業(株)製:紫光UV−7600B、紫光UV−7610B、紫光UV−7620EA、紫光UV−7630B、紫光UV−1400B、紫光UV−1700B、紫光UV−6300B、
共栄社化学(株)製:ライトアクリレートPE−4A、ライトアクリレートDPE−6A、UA−306H、UA−306T、UA−306I、
日本化薬(株)製:KAYARAD DPHA、KAYARAD DPHA2C、KAYARAD DPHA−40H、KAYARAD D−310、KAYARAD D−330。
大阪ガスケミカル(株)製:OGSOL EA−2000、OGSOL EA−3000、OGSOL GA−5000。
The following can be illustrated as a commercial item of a polymeric compound.
Toa Gosei Co., Ltd .: Aronix M-400, Aronix M-402, Aronix M-408, Aronix M-450, Aronix M-7100, Aronix M-8030, Aronix M-8060,
Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd .: Biscote # 400
Kayaku Sartomer Co., Ltd .: SR-295,
Daicel UCB Co., Ltd .: DPHA, Ebecryl 220, Ebecryl 1290K, Ebecryl 5129, Ebecryl 2220, Ebecryl 6602,
Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd .: NK Ester A-TMMT, NK Ester A-BPEF, NK Oligo EA-1020, NK Oligo EMA-1020, NK Oligo EA-6310, NK Oligo EA-6320, NK Oligo EA-6340 , NK oligo MA-6, NK oligo U-4HA, NK oligo U-6HA, NK oligo U-324A,
Manufactured by BASF: LaromerEA81,
Sannopco: Photomer 3016,
Arakawa Chemical Industries, Ltd .: beam set 371, beam set 575, beam set 577, beam set 700, beam set 710;
Manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd .: Art Resin UN-3320HA, Art Resin UN-3320HB, Art Resin UN-3320HC, Art Resin UN-3320HS, Art Resin UN-9000H, Art Resin UN-901T, Art Resin HDP, Art Resin HDP -3, Art resin H61,
Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd .: Violet UV-7600B, Violet UV-7610B, Violet UV-7620EA, Violet UV-7630B, Violet UV-1400B, Violet UV-1700B, Violet UV-6300B,
Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: Light acrylate PE-4A, Light acrylate DPE-6A, UA-306H, UA-306T, UA-306I,
Nippon Kayaku Co., Ltd .: KAYARAD DPHA, KAYARAD DPHA2C, KAYARAD DPHA-40H, KAYARAD D-310, KAYARAD D-330.
Osaka Gas Chemical Co., Ltd .: OGSOL EA-2000, OGSOL EA-3000, OGSOL GA-5000.
<絶縁膜形成用組成物の製造と絶縁膜>
本発明の絶縁膜形成用組成物は、化合物(A)中に金属酸化物(B)を分散し、必要に応じて、重合開始剤やその他の成分を配合、混合することによって製造することができる。攪拌・混合する際には、減圧装置を備えた1軸または多軸エクストルーダー、ニーダー、ディソルバーのような汎用の機器を使用し攪拌・混合することにより調製してもよい。攪拌・混合する際の温度は、通常、10〜60℃に設定されるのが好ましい。10〜60℃にすることで、より均一な撹拌・混合が可能となり、また、熱による硬化反応が抑制されるため好ましい。
<Manufacture of insulating film forming composition and insulating film>
The composition for forming an insulating film of the present invention can be produced by dispersing the metal oxide (B) in the compound (A) and blending and mixing a polymerization initiator and other components as necessary. it can. When stirring and mixing, it may be prepared by stirring and mixing using a general-purpose device such as a uniaxial or multiaxial extruder, a kneader, or a dissolver equipped with a decompression device. Usually, the temperature at the time of stirring and mixing is preferably set to 10 to 60 ° C. By setting the temperature to 10 to 60 ° C., more uniform stirring and mixing are possible, and the curing reaction due to heat is suppressed, which is preferable.
絶縁膜形成用組成物を、基板上に塗布する方法は、公知の方法を用いればよく、例えば、塗布方法としては、インクジェット法、スプレー法、スピンコート法、ディップ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、ドクターブレード法、カーテンコート法、スリットコート法、スクリーン印刷法、反転印刷法等を挙げることができる。 A known method may be used to apply the insulating film forming composition onto the substrate. Examples of the application method include an inkjet method, a spray method, a spin coating method, a dip method, a roll coating method, and a blade coating method. Method, doctor roll method, doctor blade method, curtain coating method, slit coating method, screen printing method, reverse printing method and the like.
本発明における絶縁膜形成用組成物は、代表的には5000nm以下の膜厚を有する絶縁膜が形成されるように塗工されて使用される。
塗工によって形成される上記絶縁膜の厚さは、100〜5000nmが好ましく、300nm〜3000nmがより好ましい。絶縁層の厚さを100nm以下にすると、絶縁膜の絶縁性が不足する場合があり、安定な塗工も困難な場合がある。一方、樹脂層の厚さが5000nmを超えると、コンデンサとしての機能が低下し、消費電力が高くなる場合がある。
The composition for forming an insulating film in the present invention is typically applied and used so that an insulating film having a thickness of 5000 nm or less is formed.
The thickness of the insulating film formed by coating is preferably 100 to 5000 nm, and more preferably 300 to 3000 nm. If the thickness of the insulating layer is 100 nm or less, the insulating property of the insulating film may be insufficient, and stable coating may be difficult. On the other hand, if the thickness of the resin layer exceeds 5000 nm, the function as a capacitor may be reduced and power consumption may be increased.
乾燥方法には特に制限はなく、熱風乾燥、赤外線や減圧法を利用したものが挙げられる。乾燥条件としては絶縁膜形成用組成物の架橋硬化形態、膜厚や選択した有機溶剤にもよるが、通常60〜200℃程度の熱風加熱が用いられる。また、基材としてPETやPEN等のプラスチックフィルムを用いる場合は、基材が熱で変形する場合があるため、60〜150℃がより好ましい。 There is no restriction | limiting in particular in a drying method, The thing using hot air drying, infrared rays, and the pressure reduction method is mentioned. As drying conditions, hot air heating of about 60 to 200 ° C. is usually used, although it depends on the crosslinked and cured form of the composition for forming an insulating film, the film thickness and the selected organic solvent. Moreover, when using plastic films, such as PET and PEN, as a base material, since a base material may deform | transform with heat, 60-150 degreeC is more preferable.
硬化処理は、公知の技術を用いて、例えば、紫外線、電子線、波長400〜500nmの可視光線等の活性エネルギー線を照射することにより行なうことができる。紫外線および波長400〜500nmの可視光線の線源(光源)には、例えば高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ガリウムランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ等を使用することができる。電子線源には、熱電子放射銃、電解放射銃等を使用することができる。 The curing treatment can be performed by irradiating active energy rays such as ultraviolet rays, electron beams, visible rays having a wavelength of 400 to 500 nm, using a known technique. For example, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a gallium lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, or the like can be used as a source (light source) of ultraviolet rays and visible light having a wavelength of 400 to 500 nm. As the electron beam source, a thermionic emission gun, an electrolytic emission gun, or the like can be used.
また、熱硬化による処理も好適に使用することができる。具体的には乾燥処理と同様の条件が使用でき、通常60〜200℃程度の熱風加熱が用いられる。また、熱による硬化のみによる絶縁膜の形成や、紫外線等の活性エネルギー線による硬化+熱硬化の併用による絶縁膜の形成も可能である。中でも、活性エネルギー線による硬化+熱硬化の併用が好ましい。 Moreover, the process by thermosetting can also be used conveniently. Specifically, the same conditions as in the drying treatment can be used, and usually hot air heating at about 60 to 200 ° C. is used. It is also possible to form an insulating film only by curing with heat, or to form an insulating film by a combination of curing with active energy rays such as ultraviolet rays and thermal curing. Among these, a combination of curing with active energy rays and thermosetting is preferable.
<ゲート絶縁膜>
ゲート絶縁膜は本発明の絶縁膜形成用組成物を硬化することで、絶縁膜とすることができる。例えば、本発明の絶縁材料を基板上に塗布し、硬化させることで、絶縁膜を得ることができる。絶縁膜を形成するには、形成したい基板上に直接本発明の絶縁材料を塗布、塗工、印刷等の方法で展開し、硬化させて得ることができる。また、別の基板上や型へと展開し、硬化させてから、絶縁膜として各種電子部材へと使用してもよく、絶縁材料を押し出し成形等の公知の成形方法でフィルム上に製膜したうえで、硬化させて得られる絶縁膜であってもかまわない。
<Gate insulation film>
The gate insulating film can be made into an insulating film by curing the composition for forming an insulating film of the present invention. For example, an insulating film can be obtained by applying and curing the insulating material of the present invention on a substrate. In order to form the insulating film, the insulating material of the present invention can be directly applied to the substrate to be formed by applying, coating, printing or the like and curing. Further, after being developed on another substrate or mold and cured, it may be used for various electronic members as an insulating film, and the insulating material is formed on a film by a known molding method such as extrusion molding. In addition, an insulating film obtained by curing may be used.
本発明の絶縁膜に使用される基材としては、プラスチックフィルム、金属板、あるいはガラス板が使用され、プラスチックフィルムとしては、例えば、透明性、着色安定性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性、あるいは意匠性等の特性に優れる熱可塑性樹脂から構成される各種フィルムが使用され、各種プラスチックシートとも称され、特に限定されない。具体例として、例えば、ポリビニルアルコールフィルム、ポリトリアセチルセルロースフィルム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリシクロオレフィン、及びエチレン−酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系フィルム、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリノルボルネン系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリアクリル系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、ポリスチレン系フィルム、ポリ塩化ビニル系フィルム、ポリアミド系フィルム、ポリイミド系フィルム、ポリフッ素系フィルム並びにポリオキシラン系フィルムなどが挙げられる。ラミネートすることのできるプラスチックフィルムの厚みは、特に限定されないが、例えば、500μmの厚さのものも使用することができる。 As a base material used for the insulating film of the present invention, a plastic film, a metal plate, or a glass plate is used, and examples of the plastic film include transparency, coloring stability, mechanical strength, thermal stability, and moisture. Various films composed of a thermoplastic resin excellent in properties such as barrier properties, isotropic properties, and design properties are used, which are also referred to as various plastic sheets and are not particularly limited. Specific examples include, for example, polyvinyl alcohol films, polytriacetyl cellulose films, polyolefin films such as polypropylene, polyethylene, polycycloolefin, and ethylene-vinyl acetate copolymers, polyester films such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, Polycarbonate film, polynorbornene film, polyarylate film, polyacrylic film, polyphenylene sulfide film, polystyrene film, polyvinyl chloride film, polyamide film, polyimide film, polyfluorine film and polyoxirane film A film etc. are mentioned. The thickness of the plastic film that can be laminated is not particularly limited. For example, a film having a thickness of 500 μm can be used.
これらの中でも、本発明の絶縁膜形成用組成物は熱重合を用いる場合においても、150℃以下の低温の条件においても架橋反応を進行させることが可能であることから、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムがより好ましい。 Among these, the composition for forming an insulating film of the present invention can cause a crosslinking reaction to proceed even under conditions of a low temperature of 150 ° C. or lower, even when using thermal polymerization, so a polyester film, a polycarbonate film, A plastic film such as a polyimide film is more preferable.
また、プラスチックフィルムは、表面がコロナ放電、プラズマ処理、フレーム処理等の物理的処理や、フィルム表面を酸やアルカリなどで改質する化学的処理、フィルム表面に微細な凹凸をつけ、基材の表面積を高めたフィルム、あるいは表面にケイ素、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、スズ、ナトリウム、ホウ素、チタン、鉛、ジルコニウム、イットリウムなどの金属酸化物、若しくは非金属無機酸化物が蒸着されたプラスチックフィルム等、絶縁膜形成用組成物に対して、易接着処理されているものや、用途別に機能性を付与したものを好適に用いることができる。 In addition, plastic film has a surface with physical treatment such as corona discharge, plasma treatment, flame treatment, etc., chemical treatment that modifies the film surface with acid or alkali, etc. Film with increased surface area, or plastic film with deposited metal oxide such as silicon, aluminum, magnesium, calcium, potassium, tin, sodium, boron, titanium, lead, zirconium, yttrium, or non-metallic inorganic oxide For the insulating film forming composition, those that have been subjected to an easy adhesion treatment and those that have been provided with functionality for each application can be suitably used.
<薄膜トランジスタ>
本発明の薄膜トランジスタに用いられる電極材料(ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極)としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、カルシウムなどの金属や、カーボンブラック、フラーレン類、カーボンナノチューブなどの無機材料、さらには、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリフルオレンおよびこれらの誘導体などの有機π 共役ポリマーなどが挙げられる。
<Thin film transistor>
Examples of electrode materials (gate electrode, source electrode, drain electrode) used in the thin film transistor of the present invention include metals such as gold, silver, copper, aluminum, and calcium, and inorganic materials such as carbon black, fullerenes, and carbon nanotubes. Furthermore, organic π conjugated polymers such as polythiophene, polyaniline, polypyrrole, polyfluorene, and derivatives thereof can be used.
電極の形成方法としては、真空蒸着、スパッタなどを用いるのが一般的であるが、製造方法の簡略化のため、スプレーコート法、印刷法、インクジェット法などの塗布法による電極の形成方法が提案されている。また近年では紫外線照射によってゲート絶縁膜の面エネルギーを一部変化させ高精細な電極パターンを形成する塗布方法も提案されている。塗布可能な電極材料としては、ナノ金属微粒子や有機π 共役ポリマーなどがある。 Generally, vacuum deposition, sputtering, etc. are used as the electrode formation method, but in order to simplify the manufacturing method, electrode formation methods by spray coating, printing, ink jet, etc. are proposed. Has been. In recent years, a coating method for forming a high-definition electrode pattern by partially changing the surface energy of the gate insulating film by ultraviolet irradiation has been proposed. Examples of electrode materials that can be applied include nano metal fine particles and organic π-conjugated polymers.
塗布法による電極形成の際、本発明のゲート絶縁膜上に塗布される為、ゲート絶縁膜は耐溶剤性が求められる。ナノ金属インクや有機π 共役ポリマーに用いる溶媒としては、各種アルコール類が好ましい。また、N , N − ジメチルホルムアミド、N , N − ジメチルアセトアミド、2 − ピロリドン、N − メチル− 2 − ピロリドン、n − エチル− 2 − ピロリドン、n − ビニル− 2 − ピロリドン、N − メチルカプロラクム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素などの極性溶媒も電極材料の溶解性に優れる観点から好ましいが、これらは、本発明のゲート絶縁膜へのダメージが少ない範囲において少量、使用することが好ましい。 When the electrode is formed by the coating method, the gate insulating film is required to have solvent resistance since it is applied onto the gate insulating film of the present invention. As the solvent used for the nano metal ink and the organic π-conjugated polymer, various alcohols are preferable. Also, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, n-ethyl-2-pyrrolidone, n-vinyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactol Polar solvents such as dimethyl sulfoxide, tetramethylurea and the like are also preferable from the viewpoint of excellent solubility of the electrode material, but these are preferably used in a small amount within a range where damage to the gate insulating film of the present invention is small.
本発明の薄膜トランジスタに含まれる半導体層に用いられる材料は、本発明のゲート絶縁膜上、上記の電極上、及び上記のプラスチック基板上に形成可能であれば特に限定されないが、具体例として、ペンタセン、オリゴチオフェン誘導体、フタロシアニン誘導体などの有機低分子材料、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などのπ 共役ポリマー、InGaZnO系、InGaO系、ZnGaO系、InZnO系、ZnO、SnO2等の酸化物半導体などが挙げられる。 The material used for the semiconductor layer included in the thin film transistor of the present invention is not particularly limited as long as it can be formed on the gate insulating film of the present invention, on the above electrode, and on the above plastic substrate. Organic low molecular weight materials such as oligothiophene derivatives and phthalocyanine derivatives, π conjugated polymers such as polythiophene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives and polyfluorene derivatives, oxides such as InGaZnO, InGaO, ZnGaO, InZnO, ZnO and SnO 2 A semiconductor etc. are mentioned.
これら半導体材料の成膜方法は、スパッタ法、真空蒸着法、インクジェット法、スプレー法などを用いることができる。特に、インクジェット法、スプレー法などの塗布法は簡便であり、製造コストを下げることができるので好ましい。 As a method for forming these semiconductor materials, a sputtering method, a vacuum evaporation method, an inkjet method, a spray method, or the like can be used. In particular, coating methods such as an ink jet method and a spray method are preferable because they are simple and can reduce manufacturing costs.
以下、製造例、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明する。特に記載がない限り、部および%は、質量部および質量%をそれぞれ表す。
使用した原料は、以下のとおりである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on production examples and examples. Unless otherwise specified, parts and% represent parts by mass and% by mass, respectively.
The raw materials used are as follows.
<カルボン酸無水物>
BPDA:三菱化学(株)製、3,3’、4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
BPAF:JFEケミカル(株)製、9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二酸無水物
リカシッドBT−100:新日本理化(株)製、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物
PMDA:(株)ダイセル製 ピロメリット酸二無水物、1,2,4,5-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物
無水フタル酸(和光純薬工業(株)製)
<Carboxylic anhydride>
BPDA: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride BPAF: manufactured by JFE Chemical Corporation, 9,9-bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene Diacid anhydride Ricacid BT-100: manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd., 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride PMDA: manufactured by Daicel Corporation pyromellitic dianhydride, 1,2, 4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride phthalic anhydride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
<化合物(x2)>
KAYARAD PET−30:(日本化薬(株)製、ペンタエリスリトールトリアクリレート(1)、副生成物としてペンタエリスリトールテトラアクリレートも含む)
A−TMM−3LM−N:(新中村化学工業(株)製、ペンタエリスリトールトリアクリレート(2)、副生成物としてペンタエリスリトールテトラアクリレートも含む)
A-9570W:(新中村化学工業(株)製、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、副生成物としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレートも含む)
<アクリレート化合物>
2HEA:日本触媒(株)製、2−ヒドロキシエチルアクリレート
<Compound (x2)>
KAYARAD PET-30: (Nippon Kayaku Co., Ltd., pentaerythritol triacrylate (1), including pentaerythritol tetraacrylate as a by-product)
A-TMM-3LM-N: (made by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., pentaerythritol triacrylate (2), including pentaerythritol tetraacrylate as a by-product)
A-9570W: (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd., dipentaerythritol pentaacrylate, including dipentaerythritol hexaacrylate as a by-product)
<Acrylate compound>
2HEA: Nippon Shokubai Co., Ltd., 2-hydroxyethyl acrylate
<重合禁止剤>
メチルヒドロキノン(和光純薬工業(株)製)
<Polymerization inhibitor>
Methylhydroquinone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
<触媒>
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(東京化成工業(株)製)
ジメチルベンジルアミン(和光純薬工業(株)製)
<Catalyst>
1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Dimethylbenzylamine (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
<エポキシ基含化合物>
メタクリルグリシジルエーテル(ダウ・ケミカル日本(株)製、GMA)
4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル(日本化成(株)製、商品名:4ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル)
2−フェニルフェノールグリシジルエーテル(三光(株)製、商品名:OPP―G)
<Epoxy group-containing compound>
Methacryl glycidyl ether (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., GMA)
4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether (manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd., trade name: 4 hydroxybutyl acrylate glycidyl ether)
2-Phenylphenol glycidyl ether (manufactured by Sanko Co., Ltd., trade name: OPP-G)
<アクリロイル基を6個以上有する化合物(A)の合成>
(合成例1:化合物(A−1))
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3’、4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価122mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(1)250.0部、メチルヒドロキノン0.24部、シクロヘキサノン217.8部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン1.65部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780-cmおよび1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を慣用の方法で測定したところ、94mgKOH/gであった。
続いて、この溶液中に2−フェニルフェノールグリシジルエーテル140.0部、シクロヘキサノン91.0部を加え、次いで触媒としてジメチルベンジルアミン2.65部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応させた。反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させ、化合物(A−1)を含む樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、また最終的な酸価は3.0mgKOH/gであることから、得られた樹脂ワニスの反応物固形分中の化合物(A)を含む反応物は79%である。
尚、化合物(A)を含む反応物とは、化合物(A)の他、化合物(x2)において水酸基を複数含む副生成物に由来する高分子量反応物を表す。化合物(A)を含む反応物の割合は、樹脂ワニスの最終酸価より算出した。残りは、反応に用いた化合物(x2)において水酸基を有しない化合物や未反応原料を表す。表中では化合物(A)を含む反応物を「反応物」と略記した。以下の合成2〜5においても同様である。
<Synthesis of compound (A) having 6 or more acryloyl groups>
(Synthesis Example 1: Compound (A-1))
In a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube, thermometer, 80.0 parts of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, pentavalent hydroxyl group 122 mgKOH / g penta 250.0 parts of erythritol triacrylate (1), 0.24 parts of methylhydroquinone and 217.8 parts of cyclohexanone were charged, and the temperature was raised to 60 ° C. Next, 1.65 parts of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 8 hours. After confirming that the peaks of acid anhydride groups, that is, peaks near 1780-cm and 1850 cm-1, disappeared by IR measurement of the reaction product, the reaction product was cooled to stop the reaction. At this point, the acid value of the reaction product was measured by a conventional method and found to be 94 mgKOH / g.
Subsequently, 140.0 parts of 2-phenylphenol glycidyl ether and 91.0 parts of cyclohexanone were added to the solution, and then 2.65 parts of dimethylbenzylamine was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 6 hours to be reacted. . Resin containing compound (A-1) by measuring the acid value of the reaction product periodically while continuing the reaction, when the acid value became 5.0 mgKOH / g or less, cooling to room temperature and stopping the reaction A varnish was obtained. The obtained resin varnish is light yellow and transparent, the solid content is 60%, and the final acid value is 3.0 mgKOH / g. Therefore, the compound (A) in the reaction product solid content of the obtained resin varnish The containing reactant is 79%.
The reactant containing the compound (A) represents a high molecular weight reactant derived from a byproduct containing a plurality of hydroxyl groups in the compound (x2) in addition to the compound (A). The ratio of the reaction product containing the compound (A) was calculated from the final acid value of the resin varnish. The rest represents a compound having no hydroxyl group or an unreacted raw material in the compound (x2) used in the reaction. In the table, the reactant containing the compound (A) is abbreviated as “reactant”. The same applies to the following
(合成例2化合物(A−2))
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価113mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(2)402.0部、メチルヒドロキノン0.33部、シクロヘキサノン318.0部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン2.41部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780-cmおよび1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を慣用の方法で測定したところ、95mgKOH/gであった。
続いて、この溶液中に、2−フェニルフェノールグリシジルエーテル182.9部、シクロヘキサノン118.0部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン3.88部を加え、100℃で6時間撹拌した。反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させ、化合物(A−2)を含む樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた反応物固形分中の化合物(A)を含む反応物は73%である。
(Synthesis Example 2 Compound (A-2))
A 4-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube, thermometer, pentaerythritol tris with 80.0
Subsequently, 182.9 parts of 2-phenylphenol glycidyl ether and 118.0 parts of cyclohexanone were added to this solution, and then 3.88 parts of dimethylbenzylamine was added as a catalyst, followed by stirring at 100 ° C. for 6 hours. A resin containing the compound (A-2) is measured by periodically measuring the acid value of the reactant while continuing the reaction, and when the acid value becomes 5.0 mgKOH / g or less, the reaction is stopped by cooling to room temperature. A varnish was obtained. The obtained resin varnish was light yellow and transparent, had a solid content of 60%, and the final acid value was 3.0 mgKOH / g. Therefore, the reaction product containing the compound (A) in the obtained reaction product solid content Is 73%.
(合成例3化合物(A−3))
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに1,2,4,5-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価113mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(2)364.9部、メチルヒドロキノン0.31部、シクロヘキサノン294.1部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン2.22部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780-cmおよび1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を慣用の方法で測定したところ、93mgKOH/gであった。
続いて、この溶液中に、2−フェニルフェノールグリシジルエーテル166.0部、シクロヘキサノン107.1部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン3.58部を加え、100℃で6時間撹拌し、室温まで冷却して反応を終了した。反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させ、化合物(A−3)を含む樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.2mgKOH/gであったことから、得られた反応物固形分中の化合物(A)を含む反応物は74%である。
(Synthesis Example 3 Compound (A-3))
In a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube, and thermometer, 80.0 parts of 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride and pentaerythritol tris having a hydroxyl value of 113 mgKOH / g Acrylic (2) 364.9 parts, methylhydroquinone 0.31 part, cyclohexanone 294.1 parts were charged, and the temperature was raised to 60 ° C. Next, 2.22 parts of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 8 hours. After confirming that the peaks of acid anhydride groups, that is, peaks near 1780-cm and 1850 cm-1, disappeared by IR measurement of the reaction product, the reaction product was cooled to stop the reaction. At this point, the acid value of the reaction product was measured by a conventional method and found to be 93 mgKOH / g.
Subsequently, 166.0 parts of 2-phenylphenol glycidyl ether and 107.1 parts of cyclohexanone were added to this solution, and then 3.58 parts of dimethylbenzylamine was added as a catalyst, followed by stirring at 100 ° C. for 6 hours. The reaction was terminated by cooling to. A resin containing compound (A-3) is measured by periodically measuring the acid value of the reaction product while continuing the reaction, and when the acid value becomes 5.0 mgKOH / g or less, the reaction is stopped by cooling to room temperature. A varnish was obtained. The obtained resin varnish was light yellow and transparent, the solid content was 60%, and the final acid value was 3.2 mgKOH / g. Therefore, the reaction product containing the compound (A) in the obtained reaction product solid content Is 74%.
(合成例4化合物(A−4))
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二酸無水物80.0部、水酸基価122mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(1)160.2部、メチルヒドロキノン0.16部、シクロヘキサノン158.8部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン1.20部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780-cmおよび1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を慣用の方法で測定したところ、82mgKOH/gであった。
その後、2−フェニルフェノールグリシジルエーテル79.0部、シクロヘキサノン50.7部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン1.93部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させ、化合物(A−4)を含む樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の化合物(A)を含む反応物は79%である。
(Synthesis Example 4 Compound (A-4))
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a dry air introduction tube, and a thermometer, 90.0 parts of 9,9-bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride, a hydroxyl value of 122 mgKOH / g 160.2 parts of pentaerythritol triacrylate (1), 0.16 parts of methylhydroquinone, and 158.8 parts of cyclohexanone were charged, and the temperature was raised to 60 ° C. Next, 1.20 parts of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 8 hours. After confirming that the peaks of acid anhydride groups, that is, peaks near 1780-cm and 1850 cm-1, disappeared by IR measurement of the reaction product, the reaction product was cooled to stop the reaction. At this point, the acid value of the reaction product was measured by a conventional method and found to be 82 mgKOH / g.
Thereafter, 79.0 parts of 2-phenylphenol glycidyl ether and 50.7 parts of cyclohexanone were added. Then, 1.93 parts of dimethylbenzylamine was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 6 hours. The acid value of the reaction product was measured, and when the acid value became 5.0 mgKOH / g or less, the reaction was stopped by cooling to room temperature to obtain a resin varnish containing the compound (A-4). Since the obtained resin varnish was light yellow and transparent, the solid content was 60%, and the final acid value was 3.0 mgKOH / g, the reaction containing the compound (A) in the solid content of the obtained resin varnish. The thing is 79%.
(合成例5化合物(A−5))
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3‘、4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価85mgKOH/gのジペンタエリスリトールペンタアクリレート359.0部、メチルヒドロキノン0.29部、シクロヘキサノン290.1部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン2.19部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780-cmおよび1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を慣用の方法で測定したところ、74mgKOH/gであった。
その後、メタクリルグリシジルエーテル78.3部、シクロヘキサノン48.7部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン3.53部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させ、化合物(A−5)を含む樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の反応物は69%である。
(Synthesis Example 5 Compound (A-5))
In a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube and thermometer, 80.0 parts of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and a hydroxyl value of 85 mgKOH / g The mixture was charged with 359.0 parts of pentaerythritol pentaacrylate, 0.29 parts of methylhydroquinone and 290.1 parts of cyclohexanone and heated to 60 ° C. Next, 2.19 parts of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 8 hours. After confirming that the peaks of acid anhydride groups, that is, peaks near 1780-cm and 1850 cm-1, disappeared by IR measurement of the reaction product, the reaction product was cooled to stop the reaction. At this point, the acid value of the reaction product was measured by a conventional method and found to be 74 mgKOH / g.
Thereafter, 78.3 parts of methacryl glycidyl ether and 48.7 parts of cyclohexanone were added, and then 3.53 parts of dimethylbenzylamine was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 6 hours. When the acid value became 5.0 mgKOH / g or less, the reaction was stopped by cooling to room temperature to obtain a resin varnish containing the compound (A-5). The obtained resin varnish was light yellow and transparent, the solid content was 60%, and the final acid value was 3.0 mgKOH / g. Therefore, the reaction product in the solid content of the obtained resin varnish is 69%. .
(合成例6化合物(A−6))
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3‘、4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価122mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(1)250.0部、メチルヒドロキノン0.24部、シクロヘキサノン217.8部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン1.65部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780-cmおよび1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を慣用の方法で測定したところ、94mgKOH/gであった。
その後、メタクリルグリシジルエーテル78.3部、シクロヘキサノン54.0部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン2.65部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させ、化合物(A−6)を含む樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の反応物は76%である。
(Synthesis Example 6 Compound (A-6))
In a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube, thermometer, 80.0 parts of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, pentavalent hydroxyl group 122 mgKOH / g penta 250.0 parts of erythritol triacrylate (1), 0.24 parts of methylhydroquinone and 217.8 parts of cyclohexanone were charged, and the temperature was raised to 60 ° C. Next, 1.65 parts of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 8 hours. After confirming that the peaks of acid anhydride groups, that is, peaks near 1780-cm and 1850 cm-1, disappeared by IR measurement of the reaction product, the reaction product was cooled to stop the reaction. At this point, the acid value of the reaction product was measured by a conventional method and found to be 94 mgKOH / g.
Thereafter, 78.3 parts of methacryl glycidyl ether and 54.0 parts of cyclohexanone were added, and then 2.65 parts of dimethylbenzylamine was added as a catalyst, followed by stirring at 100 ° C. for 6 hours. When the acid value became 5.0 mgKOH / g or less, the reaction was stopped by cooling to room temperature to obtain a resin varnish containing the compound (A-6). The obtained resin varnish was light yellow and transparent, the solid content was 60%, and the final acid value was 3.0 mgKOH / g. Therefore, the reaction product in the solid content of the obtained resin varnish is 76%. .
(合成例7化合物(A−7))
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価113mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(2)402.0部、メチルヒドロキノン0.34部、シクロヘキサノン203.8部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン1.75部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780-cmおよび1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を慣用の方法で測定したところ、95mgKOH/gであった。
その後、メタクリルグリシジルエーテル116.4部、シクロヘキサノン188.5部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン3.88部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させ、化合物(A−7)を含む樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の反応物は71%である。
(Synthesis Example 7 Compound (A-7))
A 4-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube, thermometer, pentaerythritol tris with 80.0
Thereafter, 116.4 parts of methacryl glycidyl ether and 188.5 parts of cyclohexanone were added, and then 3.88 parts of dimethylbenzylamine was added as a catalyst and stirred at 100 ° C. for 6 hours. When the acid value was 5.0 mgKOH / g or less, the reaction was stopped by cooling to room temperature to obtain a resin varnish containing the compound (A-7). The obtained resin varnish was light yellow and transparent, the solid content was 60%, and the final acid value was 3.0 mgKOH / g. Therefore, the reaction product in the solid content of the obtained resin varnish is 71%. .
(合成例8化合物(A−8))
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに1,2,4,5-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価122mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレート(2)268.7部、メチルヒドロキノン0.25部、シクロヘキサノン230.4部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン1.74部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780-cmおよび1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を慣用の方法で測定したところ、88mgKOH/gであった。
その後、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル110部、シクロヘキサノン69.1部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン2.80部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させ、化合物(A−8)を含む樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の反応物は72%である。
(Synthesis Example 8 Compound (A-8))
In a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube and thermometer, 80.0 parts of 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride and pentaerythritol tris having a hydroxyl value of 122 mgKOH / g Acrylate (2) 268.7 parts, methylhydroquinone 0.25 parts, cyclohexanone 230.4 parts were charged, and the temperature was raised to 60 ° C. Next, 1.74 parts of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 8 hours. After confirming that the peaks of acid anhydride groups, that is, peaks near 1780-cm and 1850 cm-1, disappeared by IR measurement of the reaction product, the reaction product was cooled to stop the reaction. At this point, the acid value of the reaction product was measured by a conventional method and found to be 88 mgKOH / g.
Thereafter, 110 parts of 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether and 69.1 parts of cyclohexanone were added, and then 2.80 parts of dimethylbenzylamine was added as a catalyst, stirred at 100 ° C. for 6 hours, and periodically while continuing the reaction. The acid value of the reaction product was measured, and when the acid value became 5.0 mgKOH / g or less, the reaction was stopped by cooling to room temperature to obtain a resin varnish containing the compound (A-8). Since the obtained resin varnish was light yellow and transparent, the solid content was 60%, and the final acid value was 3.0 mgKOH / g, the reaction product in the solid content of the obtained resin varnish was 72%. .
(比較合成例1:比較化合物(A−1))
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3‘、4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価483mgKOH/gの2−ヒドロキシエチルアクリレート63.1部、メチルヒドロキノン0.11部、シクロヘキサノン94.6部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン0.72部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780-cmおよび1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を慣用の方法で測定したところ、215mgKOH/gであった。
その後、メタクリルグリシジルエーテル78.3部、シクロヘキサノン51.1部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン1.15部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させ、比較化合物(A−1)を含む樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の反応物は87%である。
(Comparative Synthesis Example 1: Comparative Compound (A-1))
In a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube and thermometer, 80.0 parts of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2 of hydroxyl value 483 mgKOH / g -63.1 parts of hydroxyethyl acrylate, 0.11 part of methylhydroquinone and 94.6 parts of cyclohexanone were charged, and the temperature was raised to 60 ° C. Next, 0.72 part of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 8 hours. After confirming that the peaks of acid anhydride groups, that is, peaks near 1780-cm and 1850 cm-1, disappeared by IR measurement of the reaction product, the reaction product was cooled to stop the reaction. At this point, the acid value of the reaction product was measured by a conventional method and found to be 215 mgKOH / g.
Thereafter, 78.3 parts of methacryl glycidyl ether and 51.1 parts of cyclohexanone were added, and then 1.15 parts of dimethylbenzylamine was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 6 hours. When the acid value became 5.0 mgKOH / g or less, the reaction was stopped by cooling to room temperature to obtain a resin varnish containing the comparative compound (A-1). Since the obtained resin varnish was light yellow and transparent, the solid content was 60%, and the final acid value was 3.0 mgKOH / g, the reaction product in the solid content of the obtained resin varnish was 87%. .
(比較合成例2:比較化合物(A−2))
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価483mgKOH/gの2−ヒドロキシエチルアクリレート93.7部、メチルヒドロキノン0.15部、シクロヘキサノン114.8部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン0.87部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780-cmおよび1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を慣用の方法で測定したところ、264mgKOH/gであった。
その後、メタクリルグリシジルエーテル116.4部、シクロヘキサノン76.2部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン1.4部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させ、比較化合物(A−2)を含む樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の反応物は86%である。
(Comparative Synthesis Example 2: Comparative Compound (A-2))
In a 4-neck flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube and thermometer, 80.0
Thereafter, 116.4 parts of methacryl glycidyl ether and 76.2 parts of cyclohexanone were added, and then 1.4 parts of dimethylbenzylamine was added as a catalyst, followed by stirring at 100 ° C. for 6 hours. When the acid value was 5.0 mgKOH / g or less, the reaction was stopped by cooling to room temperature to obtain a resin varnish containing the comparative compound (A-2). The obtained resin varnish was light yellow and transparent, the solid content was 60%, and the final acid value was 3.0 mgKOH / g. Therefore, the reaction product in the solid content of the obtained resin varnish was 86%. .
(比較合成例3:比較化合物(A−3))
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価483mgKOH/gの2−ヒドロキシエチルアクリレート63.1部、メチルヒドロキノン0.11部、シクロヘキサノン94.6部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン0.72部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780-cmおよび1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を慣用の方法で測定したところ、215mgKOH/gであった。
その後、2−フェニルフェノールグリシジルエーテル123.1部、シクロヘキサノン80.9部を加え、次いで触媒として、ジメチルベンジルアミン1.15部を加え、100℃で6時間撹拌し、反応を継続しながら定期的に反応物の酸価を測定し、酸価が5.0mgKOH/g以下になったところで、室温まで冷却して反応を停止させ、比較化合物(A−3)を含む樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%、最終的な酸価は3.0mgKOH/gであったことから、得られた樹脂ワニスの固形分中の反応物は89%である。
(Comparative Synthesis Example 3: Comparative Compound (A-3))
In a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube and thermometer, 80.0 parts of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2 of hydroxyl value 483 mgKOH / g -63.1 parts of hydroxyethyl acrylate, 0.11 part of methylhydroquinone and 94.6 parts of cyclohexanone were charged, and the temperature was raised to 60 ° C. Next, 0.72 part of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 8 hours. After confirming that the peaks of acid anhydride groups, that is, peaks near 1780-cm and 1850 cm-1, disappeared by IR measurement of the reaction product, the reaction product was cooled to stop the reaction. At this point, the acid value of the reaction product was measured by a conventional method and found to be 215 mgKOH / g.
Thereafter, 123.1 parts of 2-phenylphenol glycidyl ether and 80.9 parts of cyclohexanone were added, and then 1.15 parts of dimethylbenzylamine was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 6 hours. The acid value of the reaction product was measured, and when the acid value became 5.0 mgKOH / g or less, the reaction was stopped by cooling to room temperature to obtain a resin varnish containing the comparative compound (A-3). Since the obtained resin varnish was light yellow and transparent, the solid content was 60%, and the final acid value was 3.0 mgKOH / g, the reaction product in the solid content of the obtained resin varnish was 89%. .
(比較合成例4:比較化合物(A−4))
撹拌機、還流冷却管、ドライエアー導入管、温度計を備えた4口フラスコに3,3‘、4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物80.0部、水酸基価85mgKOH/gのジペンタエリスリトールペンタアクリレート359.0部、メチルヒドロキノン0.29部、シクロヘキサノン290.1部を仕込み、60℃まで昇温した。次いで触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン2.19部を加え、90℃で8時間撹拌した。反応物のIR測定で酸無水物基のピーク、すなわち、1780-cmおよび1850cm-1付近のピークが消滅していることを確認した後、冷却し、反応を停止させた。この時点で反応物の酸価を慣用の方法で測定したところ、74mgKOH/gであった。
その後のエポキシ基含有化合物との反応を実施せずに、比較化合物(A−4)を含む樹脂ワニスを得た。得られた樹脂ワニスは淡黄色透明で、固形分60%であった。
(Comparative Synthesis Example 4: Comparative compound (A-4))
In a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dry air inlet tube and thermometer, 80.0 parts of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and a hydroxyl value of 85 mgKOH / g The mixture was charged with 359.0 parts of pentaerythritol pentaacrylate, 0.29 parts of methylhydroquinone and 290.1 parts of cyclohexanone and heated to 60 ° C. Next, 2.19 parts of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 8 hours. After confirming that the peaks of acid anhydride groups, that is, peaks near 1780-cm and 1850 cm-1, disappeared by IR measurement of the reaction product, the reaction product was cooled to stop the reaction. At this point, the acid value of the reaction product was measured by a conventional method and found to be 74 mgKOH / g.
The resin varnish containing the comparative compound (A-4) was obtained without carrying out the subsequent reaction with the epoxy group-containing compound. The obtained resin varnish was light yellow transparent and had a solid content of 60%.
表1に上記合成例1〜8、比較合成例1〜4で得られた化合物の概要を示す。 Table 1 shows an outline of the compounds obtained in Synthesis Examples 1 to 8 and Comparative Synthesis Examples 1 to 4.
BPDA:3,3‘,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物
PMDA:1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物
BPAF:9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二酸無水物
BT−100:1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物
PET30:ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物
A−TMM−3LM−N:ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物
DPPA:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物
2HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
OPP−G:2-フェニルフェノールグリシジルエーテル
GMA:グリシジルメタクリレート
4HBAGE:4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル
DBU:1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン
DMBA:ジメチルベンジルアミン
BPDA: 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride PMDA: 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride BPAF: 9,9-bis (3,4-dicarboxy) Phenyl) fluorene dianhydride BT-100: 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride PET30: mixture of pentaerythritol triacrylate and pentaerythritol tetraacrylate A-TMM-3LM-N: pentaerythritol tri Mixture of acrylate and pentaerythritol tetraacrylate DPPA: Mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate 2HEA: 2-hydroxyethyl acrylate OPP-G: 2-phenylphenol glycidyl ether GMA: Glycidi Methacrylate 4HBAGE: 4- hydroxybutyl acrylate glycidyl ether DBU: 1,8-diazabicyclo [5.4.0] DMBA: dimethylbenzylamine
<金属酸化物分散ペーストの調整>
(金属酸化物分散ペースト(P−1)〜(P−28)の調整)
上記合成した各化合物を含有する樹脂ワニスを用い、表2、3に示す配合により金属酸化物(B)の分散を行ない、金属酸化物分散ペーストを作成した。配合量は固形分量を示す。分散方法は、ジルコニアビーズ(0.5mm)をメディアとして用い、ペイントシェイカーで1時間分散(前分散)した後、ジルコニアビーズ(0.1mm)をメディアとして用い、寿工業(株)製分散機UAM−015で本分散という2段階で行なった。
<Preparation of metal oxide dispersion paste>
(Adjustment of metal oxide dispersion pastes (P-1) to (P-28))
Using the resin varnish containing each of the synthesized compounds, the metal oxide (B) was dispersed according to the formulation shown in Tables 2 and 3 to prepare a metal oxide dispersion paste. A compounding quantity shows solid content. Dispersion method uses zirconia beads (0.5 mm) as a medium, disperses for 1 hour with a paint shaker (pre-dispersion), and then uses zirconia beads (0.1 mm) as a medium. It was carried out in two stages of this dispersion at −015.
表2、3において、
TiO2:テイカ(株)製「MT−05」(平均一次粒子径:10nm)
ZrO2:日本電工(株)製「PCS−60」(平均一次粒子径:20nm)
BaTiO3−1:堺化学工業(株)製「KZM−50」(平均一次粒子径:20nm)
BaTiO3−2:関東電化工業(株)製「チタン酸バリウム」(平均一次粒子径:25nm)
ZnO:堺化学工業(株)製「FINEX−50」(平均一次粒子径:20nm)
SiO2:日本アエロジル(株)製「AEROSIL50」(平均一次粒子径:50nm)
MEK:メチルエチルケトン
IPA:イソプロピルアルコール
In Tables 2 and 3,
TiO 2 : “MT-05” (average primary particle size: 10 nm) manufactured by Teika Co., Ltd.
ZrO 2 : “PCS-60” manufactured by Nippon Electric Works Co., Ltd. (average primary particle size: 20 nm)
BaTiO 3 -1: “KZM-50” manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd. (average primary particle size: 20 nm)
BaTiO 3 -2: “Barium titanate” manufactured by Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. (average primary particle size: 25 nm)
ZnO: “FINEX-50” manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd. (average primary particle size: 20 nm)
SiO 2 : “AEROSIL50” manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. (average primary particle size: 50 nm)
MEK: methyl ethyl ketone IPA: isopropyl alcohol
<金属酸化物分散ペーストの分散性評価>
[分散直後の状態]
得られた金属酸化物分散ペーストの状態を目視で観察し、下記基準で評価した。
A:流動性がある。
B:固化しているが、激しく振れば流動性が確認できる。
C:固化している。
<Dispersibility evaluation of metal oxide dispersion paste>
[State immediately after distribution]
The state of the obtained metal oxide dispersion paste was visually observed and evaluated according to the following criteria.
A: There is fluidity.
B: Solidified, but fluidity can be confirmed if shaken vigorously.
C: Solidified.
[D50粒子径]
得られた金属酸化物ペーストのD50粒子径を、日機装(株)製「ナノトラックUPA」を用いて測定した。実用的には 200nm以下であることが必要である。
[D50 particle size]
The D50 particle size of the obtained metal oxide paste was measured using “Nanotrack UPA” manufactured by Nikkiso Co., Ltd. Practically, it must be 200 nm or less.
<絶縁膜形成用組成物の製造>
[実施例1〜16、比較例1〜9]
(絶縁膜形成用組成物(S−1)〜(S−33)の製造)
上記で得られた各金属酸化物ペースト100部に対して、表4、5に示すように、光重合開始剤(BASF社製「イルガキュア184」)を1.0部、熱重合開始剤(日油社製「パーブチルO」)を0.3部および溶剤シクロヘキサノンを27部、を混合、撹拌、溶解させ、絶縁膜形成用組成物(S−1)〜(S−33)を得た。
<Manufacture of composition for insulating film formation>
[Examples 1 to 16, Comparative Examples 1 to 9]
(Production of insulating film forming compositions (S-1) to (S-33))
As shown in Tables 4 and 5, with respect to 100 parts of each metal oxide paste obtained above, 1.0 part of photopolymerization initiator (“Irgacure 184” manufactured by BASF) and thermal polymerization initiator (day “Perbutyl O” manufactured by Oil Co., Ltd.) and 27 parts of solvent cyclohexanone were mixed, stirred and dissolved to obtain insulating film forming compositions (S-1) to (S-33).
<絶縁膜形成用組成物の評価>
[絶縁膜の作成]
200μmのアルミ板および120μmのPENフィルム上に、得られた絶縁膜形成用組成物を、1μm孔フィルタを付けたシリンジで滴下し、スピンコート法によりそれぞれ塗布した。その後、高圧水銀ランプで400mJ/cm2の紫外線を照射した後、130℃、30分間加熱処理を行い、厚み1000nmの絶縁膜が塗布されたアルミ板およびPENフィルムを得た。得られた絶縁膜について下記評価を行った。結果を表4、5に示す。
<Evaluation of composition for insulating film formation>
[Creation of insulating film]
The obtained composition for forming an insulating film was dropped onto a 200 μm aluminum plate and a 120 μm PEN film with a syringe with a 1 μm pore filter, and each was applied by spin coating. Then, after irradiating ultraviolet rays of 400 mJ / cm 2 with a high-pressure mercury lamp, heat treatment was performed at 130 ° C. for 30 minutes to obtain an aluminum plate and a PEN film coated with an insulating film having a thickness of 1000 nm. The following evaluation was performed about the obtained insulating film. The results are shown in Tables 4 and 5.
[耐溶剤性試験]
絶縁膜付きPENフィルムを用いて、o−ジクロロベンゼンおよびブチルカルビトールアセテートをスポイドで数滴垂らし、各溶剤に対して、5分および60分さらした後に拭き取り、外観を3段階で評価した。「△」評価以上の場合、実際の使用時に特に問題ない。
○:60分浸漬後も外観変化が無い。
△:5分浸漬後は外観変化がないが、60分浸漬後に一部に剥がれや絶縁膜の膨潤が観測される。
×:5分浸漬後に一部に剥がれや絶縁膜の膨潤が観測される。
[Solvent resistance test]
Using a PEN film with an insulating film, several drops of o-dichlorobenzene and butyl carbitol acetate were dropped with a dropper, exposed to each solvent for 5 minutes and 60 minutes, wiped off, and the appearance was evaluated in three stages. In the case of “△” evaluation or higher, there is no problem in actual use.
○: No change in appearance after 60-minute immersion.
Δ: No change in appearance after immersion for 5 minutes, but some peeling and swelling of the insulating film are observed after immersion for 60 minutes.
X: Peeling and swelling of the insulating film are observed in part after immersion for 5 minutes.
[密着性(碁盤目テープ試験)]
絶縁膜付きPENフィルムに対し、カッターナイフを用いて、PENフィルムに達する1mm間隔で11本の切り傷をつけ100個の碁盤目を作成した。碁盤目部分にセロハンテープを強く圧着させ、テープの端を45°の角度で一気に引き剥がし、碁盤目の状態を目視で観察し、3段階で評価した。「△」評価以上の場合、実際の使用時に特に問題ない。
○:どの格子の目も剥れが無い。
△:塗膜がカットの線に沿って部分的、全面的に35%未満の面積の範囲で剥がれが生じている。
×:塗膜がカットの線に沿って部分的、全面的に35%以上の面積で剥がれが生じている。
[Adhesion (cross cut tape test)]
Using a cutter knife, 11 cuts were made on the PEN film with an insulating film at intervals of 1 mm reaching the PEN film, and 100 grids were created. A cellophane tape was strongly pressure-bonded to the cross-cut portion, the end of the tape was peeled off at a 45 ° angle, and the cross-cut state was visually observed and evaluated in three stages. In the case of “△” evaluation or higher, there is no problem in actual use.
○: There is no peeling of the eyes of any lattice.
(Triangle | delta): Peeling has arisen in the range of the area of less than 35% of the coating film partially and entirely along the cut line.
X: The coating film peeled off partially or entirely along the cut line in an area of 35% or more.
[絶縁破壊電圧]
絶縁膜付きアルミ板を使用し、TM650耐電圧試験機(鶴賀電気株式会社製)を用いて絶縁耐電圧の評価を実施し、3段階で評価した。「△」評価以上の場合、実際の使用時に特に問題ない。
○:絶縁破壊電圧が、2.0MV/cm以上である。
△:絶縁破壊電圧が、1.0MV/cm以上2.0MV/cm未満である。
×:絶縁破壊電圧が、1.0MV/cm未満である。
[Dielectric breakdown voltage]
Using an aluminum plate with an insulating film, the insulation withstand voltage was evaluated using a TM650 withstand voltage tester (manufactured by Tsuruga Electric Co., Ltd.) and evaluated in three stages. In the case of “△” evaluation or higher, there is no problem in actual use.
○: Dielectric breakdown voltage is 2.0 MV / cm or more.
Δ: Dielectric breakdown voltage is 1.0 MV / cm or more and less than 2.0 MV / cm.
X: Dielectric breakdown voltage is less than 1.0 MV / cm.
[比誘電率測定]
絶縁膜付きアルミ板を使用し、真空蒸着装置を用いて、絶縁膜上に厚さ500Å、14mmφのアルミ電極を作成し、コンデンサを形成した。作成したコンデンサについて、インピーダンスアナライザーを用いて、1kHz、10V印加時での薄膜の静電容量C(F)を測定した。絶縁膜の膜厚は段差計(アルバック製、Dektak)を用いて測定した。絶縁膜の比誘電率εを下記式により算出し、3段階で評価した。比誘電率は高いほうがコンデンサとして静電容量を高くでき、より好ましい。
ε=C×t/ε0×A
C:静電容量(F)、ε0:真空の誘電率(8.85X10−12)、t:膜厚(m)、A:面積(m2)
[Specific permittivity measurement]
Using an aluminum plate with an insulating film, an aluminum electrode having a thickness of 500 mm and a thickness of 14 mmφ was formed on the insulating film using a vacuum deposition apparatus, and a capacitor was formed. About the created capacitor | condenser, the electrostatic capacitance C (F) of the thin film at the time of 1 kHz and 10V application was measured using the impedance analyzer. The film thickness of the insulating film was measured using a step gauge (manufactured by ULVAC, Dektak). The relative dielectric constant ε of the insulating film was calculated by the following formula and evaluated in three stages. A higher dielectric constant is more preferable because it can increase the capacitance of the capacitor.
ε = C × t / ε 0 × A
C: capacitance (F), ε 0 : vacuum dielectric constant (8.85 × 10 −12 ), t: film thickness (m), A: area (m 2 )
○:比誘電率が 10.0以上である。
△:比誘電率が、5.0以上10.0未満である。
×:比誘電率が、5.0未満である。
○: The relative dielectric constant is 10.0 or more.
Δ: The relative dielectric constant is 5.0 or more and less than 10.0.
X: The relative dielectric constant is less than 5.0.
[トランジスタ特性評価]
(トランジスタの作成)
PENフィルム(基材)上にアルミ(Al)を用いて厚さ500Åのゲート電極2を形成し、その上に得られた絶縁膜形成用組成物を2000rpm、30secの条件でスピンコートにより塗布し、130℃、30分間加熱処理を行い、ゲート絶縁膜3を形成した。さらに基板温度は常温、レート0.1nm/secの条件でペンタセンを蒸着し厚さ1000Åの有機半導体層4を形成させ、その上にチャネル長さ(L)80μm、チャネル幅(W)2mmのマスクを用いて蒸着によって厚さ300Åのソース/ドレインAu電極5、6を形成し薄膜トランジスタを製作した。作成した有機薄膜トランジスタについて、半導体特性評価システム4200(ケースレー製)を用いて以下駆動条件での電流伝達特性の曲線よりON/OFF比を評価した。
[Transistor characteristics evaluation]
(Making transistors)
A
《駆動条件》
作製したトランジスタにおいてソース/ドレイン間に−40Vの電圧を印加した状態で、ゲート電極に20〜−40Vで印加した際のソース/ ドレイン間電流量(Id)をプロットし伝達特性とした。
<Drive conditions>
In the manufactured transistor, a source / drain current amount (Id) when a voltage of 20 to −40 V was applied to the gate electrode in a state where a voltage of −40 V was applied between the source and drain was plotted to obtain transfer characteristics.
(ON/OFF電流比)
オン時の電流Ionは、電流伝達特性の曲線において飽和領域での最大電流値とし、オフ時の電流Ioffは、オフ状態の最小電流から求めた。ON/OFF電流比Ion/Ioffは、オン状態の最大電流値とオフ状態の最小電流値との比から算出した。「△」評価以上の場合、実際の使用時に特に問題ない。
○:ON/OFF電流比が、1.0×104以上である。
△:ON/OFF電流比が、1.0×103以上1.0×104未満である。
×:ON/OFF電流比が、1.0×103未満である。
(ON / OFF current ratio)
The on-state current Ion is the maximum current value in the saturation region in the current transfer characteristic curve, and the off-state current Ioff is obtained from the off-state minimum current. The ON / OFF current ratio Ion / Ioff was calculated from the ratio between the maximum current value in the on state and the minimum current value in the off state. In the case of “△” evaluation or higher, there is no problem in actual use.
A: ON / OFF current ratio is 1.0 × 10 4 or more.
Δ: The ON / OFF current ratio is 1.0 × 10 3 or more and less than 1.0 × 10 4 .
×: ON / OFF current ratio is less than 1.0 × 10 3 .
表4,5中の略号は以下の通りである。
光重合開始剤:BASF社製「イルガキュア184」
熱重合開始剤:日油社製「パーブチルO」(tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート)
*1:金属酸化物ペーストが分散不良だったので作成不可
Abbreviations in Tables 4 and 5 are as follows.
Photopolymerization initiator: “Irgacure 184” manufactured by BASF
Thermal polymerization initiator: NOF Corporation "Perbutyl O" (tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate)
* 1: Cannot be created because the metal oxide paste was poorly dispersed
表4に示したように、実施例1〜24に示した絶縁膜形成用組成物は、耐溶剤性に優れ、優れた絶縁性と高い誘電率を有することを特徴とする絶縁膜を形成できていることがわかる。その中でも、TiO2やBaTiO3を分散した絶縁膜形成用組成物は、分散性安定性が高く、高い比誘電率と、耐溶剤性や絶縁性の両立が容易である。さらに、R1がビフェニル骨格の(x1−2)であり、R3が、式(3)で表される構造である化合物(A−1)を用いた絶縁膜形成用組成物は、特に優れる結果であった。また、光重合開始剤と熱重合開始剤とを併用することで、耐溶剤性の向上が確認できた。さらに、アクリロイル基を2つしか有さない比較例1においては架橋密度が低く、耐溶剤性や絶縁性が劣るという結果となった。 As shown in Table 4, the composition for forming an insulating film shown in Examples 1 to 24 is excellent in solvent resistance, and can form an insulating film characterized by having excellent insulating properties and a high dielectric constant. You can see that Among them, the composition for forming an insulating film in which TiO 2 or BaTiO 3 is dispersed has high dispersibility stability, and it is easy to achieve both high relative permittivity, solvent resistance, and insulating properties. Furthermore, the composition for forming an insulating film using the compound (A-1) in which R 1 is (x1-2) having a biphenyl skeleton and R 3 is a structure represented by the formula (3) is particularly excellent. It was a result. Moreover, the improvement of solvent resistance has been confirmed by using a photoinitiator and a thermal polymerization initiator together. Furthermore, in Comparative Example 1 having only two acryloyl groups, the crosslink density was low, resulting in poor solvent resistance and insulation.
本発明に係る絶縁膜形成用組成物は、特に200℃以下の低温での架橋が必要なプラスチックフィルムに好適に使用でき、柔軟なフィルムに印刷により塗布して使用するゲート絶縁膜や、そのゲート絶縁膜を用いた有機トランジスタに好適に適用することができる。 The composition for forming an insulating film according to the present invention can be suitably used particularly for a plastic film that needs to be crosslinked at a low temperature of 200 ° C. or lower, and is used by applying it to a flexible film by printing, or the gate thereof The present invention can be preferably applied to an organic transistor using an insulating film.
Claims (8)
一般式(1)
General formula (1)
Priority Applications (1)
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