JP2020076016A - Copolymer, and resin composition containing the copolymer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、共重合体(A)、その共重合体(A)を含む樹脂組成物および感光性樹脂組成物、並びにレジストに関する。 The present invention relates to a copolymer (A), a resin composition and a photosensitive resin composition containing the copolymer (A), and a resist.
近年、省資源および省エネルギーの観点から、各種コーティング、印刷、塗料、接着剤等の分野において、紫外線、電子線等の活性エネルギー線により硬化可能な感光性樹脂組成物が広く使用されている。また、プリント配線基板等の電子材料の分野においても、活性エネルギー線により硬化可能な感光性樹脂組成物が、ソルダーレジスト、カラーフィルター、ブラックマトリックス、ブラックカラムスペーサー、フォトスペーサー、保護膜用レジスト等に使用されている。さらに、硬化可能な感光性樹脂組成物に対する要求特性は、生産性を考慮した短時間硬化性、適用する部材の熱的ダメージを抑える低温硬化性等、益々多様かつ高度になってきている。 In recent years, from the viewpoint of resource saving and energy saving, photosensitive resin compositions curable by active energy rays such as ultraviolet rays and electron rays have been widely used in the fields of various coatings, printing, paints, adhesives and the like. Also in the field of electronic materials such as printed wiring boards, photosensitive resin compositions curable by active energy rays can be used as solder resists, color filters, black matrices, black column spacers, photo spacers, protective film resists, etc. It is used. Furthermore, the required properties for a curable photosensitive resin composition have become more diverse and sophisticated, such as short-time curability in consideration of productivity and low-temperature curability that suppresses thermal damage to applied members.
中でも、電子材料部材の低反射性は、各種デバイスの高機能化の上で重要視されており、近年、低反射性をテーマとした部材の開発が鋭意検討されている。例えば、デジタルカメラやスマートフォン等に使用されるマイクロレンズでは、レンズ間の凹部からの反射光を大幅に抑制し、S/N比を向上させ、ノイズが少なく高画質な画像の撮影を実現するため、マイクロレンズ表面に沿って低反射率層をコーティングさせる需要が高まっている。また、液晶や有機ELディスプレイ等の画像表示装置では、太陽光や蛍光灯等の外光が映り込むと、外光が画像表示装置の基板内まで届いた後に乱反射し画面の視認性が低下する。そこで、視認性向上を目的に、画像表示装置基板を構成する透明基板、カラーフィルター、ブラックマトリックス、カラムスペーサー、保護膜等の各種部材を低反射率化させ、外光の映り込みを最小限に抑制する低反射ディスプレイの需要が高まっている。 Above all, low reflectivity of electronic material members is regarded as important in order to make various devices highly functional, and in recent years, development of members with the theme of low reflectivity has been earnestly studied. For example, in microlenses used in digital cameras, smartphones, etc., in order to realize a high-quality image with little noise by significantly suppressing the reflected light from the concave portions between the lenses and improving the S / N ratio. There is an increasing demand for coating low reflectance layers along the surface of microlenses. In addition, in an image display device such as a liquid crystal display or an organic EL display, when external light such as sunlight or a fluorescent lamp is reflected, the external light diffuses after reaching the inside of the substrate of the image display device and the visibility of the screen deteriorates. . Therefore, for the purpose of improving visibility, various members such as a transparent substrate, a color filter, a black matrix, a column spacer, and a protective film, which constitute the image display device substrate, have a low reflectance to minimize the reflection of external light. There is an increasing demand for low-reflection displays to suppress.
これらの需要に対応するためには、マイクロレンズ表面にコーティングさせるためのレジストとして用いられる感光性樹脂組成物、ならびに画像表示装置基板を構成する部材を製造するためのレジストとして用いられる感光性樹脂組成物の低反射率化が求められており、これはすなわち、これら感光性樹脂組成物を構成する樹脂そのものの低反射率化が求められていることを意味する。加えて、これらの感光性樹脂組成物、ならびにこれらを構成する樹脂には、従来からのレジストに要求されている高い耐熱分解性と耐熱黄変性、耐溶剤性といった特性が、当然のように求められている。 In order to meet these demands, a photosensitive resin composition used as a resist for coating the surface of a microlens, and a photosensitive resin composition used as a resist for producing a member constituting an image display device substrate. There is a demand for lower reflectance of the object, which means that lower reflectance of the resin itself constituting these photosensitive resin compositions is required. In addition, as a matter of course, these photosensitive resin compositions and the resins constituting them are required to have properties such as high thermal decomposition resistance, thermal yellowing resistance, and solvent resistance, which are conventionally required for resists. Has been.
フレネルの式にて示されるように、反射率と屈折率には正の相関があることから、感光性樹脂組成物を構成する樹脂の低反射率化を実現するため方法として、低屈折率化を示す原子団を樹脂に導入することが効果的である。最も効果的な方法の一つとして、フッ素原子を導入することが挙げられる。中でも、特にフッ素含有(メタ)アクリレートを重合させることで得られるアクリル系樹脂は、簡便かつ効率的に提供可能なフッ素原子導入樹脂として着目されている。しかし、フッ素原子導入樹脂は溶解性に乏しく、他の感光性樹脂組成物との馴染みが悪く基板上で玉状となってしまい、硬化膜を平滑に塗工できない問題がしばし発生する。 As shown in the Fresnel's equation, there is a positive correlation between the reflectance and the refractive index. Therefore, as a method for realizing the lower reflectance of the resin constituting the photosensitive resin composition, the lower refractive index is used. It is effective to introduce into the resin an atomic group indicating One of the most effective methods is to introduce a fluorine atom. Above all, an acrylic resin obtained by polymerizing a fluorine-containing (meth) acrylate is particularly noted as a fluorine atom-introduced resin that can be provided simply and efficiently. However, the fluorine atom-introduced resin has poor solubility, is poorly compatible with other photosensitive resin compositions, and forms a bead on the substrate, often causing a problem that the cured film cannot be coated smoothly.
そこで、特許文献1、2に示すように、他のモノマー群とフッ素含有(メタ)アクリレートを共重合させることで、溶解性を改善し硬化膜の平滑な塗工性を実現させたフッ素原子導入樹脂を提供することができる。 Therefore, as shown in Patent Documents 1 and 2, by introducing a fluorine atom introducing another monomer group and a fluorine-containing (meth) acrylate, the solubility is improved and smooth coatability of the cured film is realized. A resin can be provided.
しかし、先例の樹脂は、フッ素含有(メタ)アクリレート中のフッ素置換度が少なく、かつ全モノマー中のフッ素含有(メタ)アクリレートの組成比率が低いため、満足する低屈折率アクリル系樹脂の提供には不十分である。さらに、先例の樹脂は、紫外線、電子線等の活性エネルギー線により硬化可能な感光性樹脂ではなく、他の感光性樹脂や添加剤等とのブレンドによって光硬化性を発現している。生産性向上のため、一液で光硬化性を発現する感光性樹脂組成物は需要が高いが、満足する低屈折率化を併用した感光性アクリル系樹脂の提供には至っていない。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、光硬化性を発現する感光性を有しながら、優れた低屈折率を有するアクリル系樹脂を提供し、その樹脂により、マイクロレンズや画像表示装置を一例としたあらゆる電子材料部材の低反射化に寄与するレジストに用いられる感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。
However, the resin of the precedent has a low degree of fluorine substitution in the fluorine-containing (meth) acrylate and a low composition ratio of the fluorine-containing (meth) acrylate in all the monomers, so that it is possible to provide a satisfactory low refractive index acrylic resin. Is insufficient. Furthermore, the resin of the preceding example is not a photosensitive resin that is curable by active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams, but exhibits photocurability by blending with other photosensitive resins and additives. For the purpose of improving productivity, a photosensitive resin composition that exhibits photocurability with a single liquid is in high demand, but a photosensitive acrylic resin having a satisfactory low refractive index has not been provided yet.
The present invention has been made to solve the above problems, and provides an acrylic resin having an excellent low refractive index while having photosensitivity to exhibit photocurability, and by using the resin, a microlens is provided. It is an object of the present invention to provide a photosensitive resin composition used for a resist that contributes to low reflection of all electronic material members such as an image display device.
すなわち、本発明は以下の[1]〜[8]で示される。 That is, the present invention is represented by the following [1] to [8].
[1] エポキシ基含有共重合体(P)のエポキシ基に、不飽和カルボン酸(b−1)が開環付加してなるヒドロキシ基を有する不飽和基含有共重合体(A1)、及び
前記ヒドロキシ基を有する不飽和基含有共重合体(A1)のヒドロキシ基に、ヒドロキシ基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)が付加してなる不飽和基含有共重合体(A2)
からなる群から選択される少なくとも1種を含む共重合体(A)であって、
前記エポキシ基含有共重合体(P)は、
炭素数10〜20の橋かけ環式炭化水素基を有する重合性モノマー(a−1A)由来の構成単位および下記化学式(1)で示される重合性モノマー(a−1B)由来の構成単位からなる群から選択される少なくとも1種と、
下記化学式(2)で示されるフッ素含有(メタ)アクリレート(a−2)由来の構成単位と、
エポキシ基含有(メタ)アクリレート(a−3)由来の構成単位と
を含有する共重合体であり、
不飽和基当量が2500g/mol以下であることを特徴とする共重合体(A)。
[2] 屈折率が1.50未満である、[1]に記載の共重合体(A)。
[3] 前記エポキシ基含有共重合体(P)のフッ素当量が100g/mol以下である、[1]又は[2]に記載の共重合体(A)。
[4] 前記炭素数10〜20の橋かけ環式炭化水素基を有する重合性モノマー(a−1A)がジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、及びアダマンチル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の共重合体(A)。
[5] [1]〜[4]のいずれかに記載の共重合体(A)と溶剤(B)とを含有する樹脂組成物。
[6] 更に反応性希釈剤(C)を含有する[5]に記載の樹脂組成物。
[7] 更に光重合開始剤(D)を含有する[6]に記載の感光性樹脂組成物。
[8] [7]に記載の感光性樹脂組成物を用いるレジスト。
[1] An unsaturated group-containing copolymer (A1) having a hydroxy group formed by ring-opening addition of an unsaturated carboxylic acid (b-1) to the epoxy group of the epoxy group-containing copolymer (P), and Unsaturated group formed by adding an ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2) having a functional group that reacts with a hydroxy group to the hydroxy group of the unsaturated group-containing copolymer (A1) having a hydroxy group Containing copolymer (A2)
A copolymer (A) containing at least one selected from the group consisting of:
The epoxy group-containing copolymer (P) is
It is composed of a structural unit derived from a polymerizable monomer (a-1A) having a bridged cyclic hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms and a structural unit derived from a polymerizable monomer (a-1B) represented by the following chemical formula (1). At least one selected from the group;
A structural unit derived from a fluorine-containing (meth) acrylate (a-2) represented by the following chemical formula (2),
A copolymer containing a structural unit derived from an epoxy group-containing (meth) acrylate (a-3),
The copolymer (A), which has an unsaturated group equivalent of 2500 g / mol or less.
[2] The copolymer (A) according to [1], which has a refractive index of less than 1.50.
[3] The copolymer (A) according to [1] or [2], wherein the epoxy group-containing copolymer (P) has a fluorine equivalent of 100 g / mol or less.
[4] The polymerizable monomer (a-1A) having a bridged cyclic hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms is dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate. And a copolymer (A) according to any one of [1] to [3], containing at least one selected from the group consisting of: and adamantyl (meth) acrylate.
[5] A resin composition containing the copolymer (A) according to any one of [1] to [4] and a solvent (B).
[6] The resin composition according to [5], which further contains a reactive diluent (C).
[7] The photosensitive resin composition according to [6], which further contains a photopolymerization initiator (D).
[8] A resist using the photosensitive resin composition according to [7].
本発明によれば、光硬化性を発現する感光性を有しながら、優れた低屈折率を有するアクリル系樹脂を提供することができる。また、本発明の感光性樹脂組成物は、マイクロレンズや画像表示装置を一例としたあらゆる電子材料部材の低反射化に寄与するレジストに好適に用いることができる。 According to the present invention, it is possible to provide an acrylic resin having an excellent low refractive index while exhibiting photocurability and photosensitivity. Further, the photosensitive resin composition of the present invention can be suitably used for a resist that contributes to low reflection of all electronic material members such as microlenses and image display devices.
以下に本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.
[共重合体(A)]
本発明の共重合体(A)は、エポキシ基含有共重合体(P)のエポキシ基に、不飽和カルボン酸(b−1)が開環付加してなるヒドロキシ基を有する不飽和基含有共重合体(A1)、及び前記ヒドロキシ基を有する不飽和基含有共重合体(A1)のヒドロキシ基に、ヒドロキシ基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)が付加してなる不飽和基含有共重合体(A2)からなる群から選択される少なくとも1種を含む。エポキシ基含有共重合体(P)は、炭素数10〜20の橋かけ環式炭化水素基を有する重合性モノマー(a−1A)由来の構成単位および上記化学式(1)で示される重合性モノマー(a−1B)由来の構成単位からなる群から選択される少なくとも1種と、上記化学式(2)で示されるフッ素含有(メタ)アクリレート(a−2)由来の構成単位と、エポキシ基含有(メタ)アクリレート(a−3)由来の構成単位とを含有する共重合体である。また、本発明の共重合体(A)の不飽和基当量が2500g/mol以下であることを特徴とする。ここで、(メタ)アクリレートとは、メタクリレートおよびアクリレートから選択される一種以上を意味する。
[Copolymer (A)]
The copolymer (A) of the present invention is an unsaturated group-containing copolymer having a hydroxy group formed by ring-opening addition of the unsaturated carboxylic acid (b-1) to the epoxy group of the epoxy group-containing copolymer (P). Ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2) having a functional group that reacts with a hydroxy group in the hydroxy group of the polymer (A1) and the unsaturated group-containing copolymer (A1) having the hydroxy group And at least one selected from the group consisting of the unsaturated group-containing copolymer (A2). The epoxy group-containing copolymer (P) is a structural unit derived from a polymerizable monomer (a-1A) having a bridged cyclic hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms and a polymerizable monomer represented by the above chemical formula (1). At least one selected from the group consisting of structural units derived from (a-1B), a structural unit derived from the fluorine-containing (meth) acrylate (a-2) represented by the chemical formula (2), and an epoxy group-containing ( It is a copolymer containing a structural unit derived from (meth) acrylate (a-3). Further, the unsaturated group equivalent of the copolymer (A) of the present invention is 2500 g / mol or less. Here, the (meth) acrylate means one or more selected from methacrylate and acrylate.
[第一実施態様]
本発明の共重合体(A)の第一実施態様は、エポキシ基含有共重合体(P)のエポキシ基に、不飽和カルボン酸(b−1)が開環付加してなるヒドロキシ基を有する不飽和基含有共重合体(A1)を含む。本発明の共重合体(A)の第一実施態様は、不飽和基含有共重合体(A1)であることが好ましい。本実施態様の共重合体(A)の不飽和基当量が2500g/mol以下である。
[First embodiment]
The first embodiment of the copolymer (A) of the present invention has a hydroxy group formed by ring-opening addition of the unsaturated carboxylic acid (b-1) to the epoxy group of the epoxy group-containing copolymer (P). It contains an unsaturated group-containing copolymer (A1). The first embodiment of the copolymer (A) of the present invention is preferably an unsaturated group-containing copolymer (A1). The unsaturated group equivalent of the copolymer (A) of this embodiment is 2500 g / mol or less.
[エポキシ基含有共重合体(P)]
本実施態様の共重合体(A)に係るエポキシ基含有共重合体(P)(以後、単に「共重合体(P)」と言う場合もある。)は、炭素数10〜20の橋かけ環式炭化水素基を有する重合性モノマー(a−1A)および下記化学式(1)で示される重合性モノマー(a−1B)からなる群から選択される少なくとも1種と、下記化学式(2)で示されるフッ素含有(メタ)アクリレート(a−2)と、エポキシ基含有(メタ)アクリレート(a−3)とを含有するモノマーの共重合体である。エポキシ基含有共重合体(P)のフッ素当量が100g/mol以下であることが好ましく、30〜100g/molであることがより好ましく、40〜100g/molであることが更に好ましい。
[Epoxy group-containing copolymer (P)]
The epoxy group-containing copolymer (P) according to the copolymer (A) of the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as “copolymer (P)”) is a crosslinker having 10 to 20 carbon atoms. At least one selected from the group consisting of a polymerizable monomer (a-1A) having a cyclic hydrocarbon group and a polymerizable monomer (a-1B) represented by the following chemical formula (1), and the following chemical formula (2) It is a copolymer of monomers containing the fluorine-containing (meth) acrylate (a-2) shown and the epoxy group-containing (meth) acrylate (a-3). The fluorine equivalent of the epoxy group-containing copolymer (P) is preferably 100 g / mol or less, more preferably 30 to 100 g / mol, and further preferably 40 to 100 g / mol.
[重合性モノマー(a−1A)]
重合性モノマー(a−1A)(以後、単に「モノマー(a−1A)」と言う場合もある。)は、炭素数10〜20の橋かけ環式炭化水素基を有する。ここで、橋かけ環式炭化水素とは、アダマンタン、ノルボルナンに代表される、下記式(3)または(4)で表される構造を有するものを意味し、橋かけ環式炭化水素基とは、当該構造における一部の水素を除いた残りの部分に相当する基をいう。また、重合性モノマー(a−1A)は、後述の重合性モノマー(a−1B)を含まないものとする。
[Polymerizable Monomer (a-1A)]
The polymerizable monomer (a-1A) (hereinafter sometimes simply referred to as “monomer (a-1A)”) has a bridged cyclic hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms. Here, the bridged cyclic hydrocarbon means one having a structure represented by the following formula (3) or (4) represented by adamantane and norbornane, and the bridged cyclic hydrocarbon group is , Refers to a group corresponding to the rest of the structure except for some hydrogen. Moreover, the polymerizable monomer (a-1A) does not include the later-described polymerizable monomer (a-1B).
(式(3)中、A、Bは、それぞれ、直鎖または分岐アルキレン基(環式を含む。)を示し、R6は水素原子またはメチル基を示す。A、Bは同一であっても、異なっていてもよく、A、Bの分枝どうしがつながって環状となっていてもよい。) (In the formula (3), A and B each represent a linear or branched alkylene group (including cyclic group), and R6 represents a hydrogen atom or a methyl group. Even if A and B are the same, They may be different, or the branches of A and B may be connected to form a ring.)
(式(4)中、A’、B’、L’は、それぞれ、直鎖または分岐アルキレン基(環式を含む。)を示し、R7は水素原子またはメチル基を示す。A’、B’、L’は同一であっても、異なっていてもよく、A’、B’、L’の分枝どうしがつながって環状となっていてもよい。) (In the formula (4), A ′, B ′, and L ′ each represent a linear or branched alkylene group (including cyclic group), and R7 represents a hydrogen atom or a methyl group. A ′ and B ′. , L ′ may be the same or different, and the branches of A ′, B ′ and L ′ may be connected to form a ring.)
モノマー(a−1A)としては、炭素数10〜20の橋かけ環式炭化水素基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、アダマンチル(メタ)アクリレートまたは下記式(5)で表される構造を有する(メタ)アクリレートがより好ましい。 The monomer (a-1A) is preferably a (meth) acrylate having a bridged cyclic hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms, and has a structure represented by adamantyl (meth) acrylate or the following formula (5) ( More preferred is (meth) acrylate.
(式(5)中、R8〜R10はそれぞれ水素原子またはメチル基を表す。R11、R12は水素原子もしくはメチル基、または互いに連結して飽和もしくは不飽和の環を形成していても良く、当該環は好ましくは5員環もしくは6員環である。*は(メタ)アクリロイルオキシ基に連結される結合手を表す。) (In formula (5), R8 to R10 each represent a hydrogen atom or a methyl group. R11 and R12 may be a hydrogen atom or a methyl group, or may be bonded to each other to form a saturated or unsaturated ring. The ring is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring. * Represents a bond linked to the (meth) acryloyloxy group.)
上記モノマー(a−1A)の例としては、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the monomer (a-1A) include dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, and adamantyl (meth) acrylate. These may be used alone or in combination of two or more.
[重合性モノマー(a−1B)]
重合性モノマー(a−1B)(以後、単に「モノマー(a−1B)」と言う場合もある。)は、下記の一般式(1)で示されるモノマーである。
[Polymerizable Monomer (a-1B)]
The polymerizable monomer (a-1B) (hereinafter sometimes simply referred to as “monomer (a-1B)”) is a monomer represented by the following general formula (1).
(式中、XおよびYはそれぞれ独立して、水素原子、または炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐鎖の炭化水素基を表し、R1およびR2はそれぞれ独立して、水素原子、カルボキシ基または置換基を有していても良い炭素数1〜20の炭化水素基を表し、R1およびR2が連結された環状構造を形成してもよい。) (In the formula, X and Y each independently represent a hydrogen atom, or a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a carboxy group, or It represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and may form a cyclic structure in which R1 and R2 are linked.)
モノマー(a−1B)は、一般式(1)で示される化学構造を有していれば特に限定されない。一般式(1)において、炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐鎖の炭化水素基を表すXおよびYの例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。また、R1およびR2が示す、置換基を有していても良い炭素数1〜20の炭化水素基における置換基としてはアルコキシ基、アリール基等が挙げられる。R1およびR2の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、t−アミル基、ステアリル基、ラウリル基、2−エチルヘキシル基等の直鎖または分岐鎖のアルキル基;シクロヘキシル基、t−ブチルシクロヘキシル基、ジシクロペンタジエニル基、トリシクロデカニル基、イソボルニル基、アダマンチル基、2−メチル−2−アダマンチル基等の脂環式基;1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基等のアルコキシ基で置換されたアルキル基;フェニルアラルキル基等のアリール基で置換されたアルキル基等が挙げられる。 The monomer (a-1B) is not particularly limited as long as it has the chemical structure represented by the general formula (1). In the general formula (1), examples of X and Y representing a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group. , Isobutyl group, t-butyl group and the like. Further, examples of the substituent of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, which is represented by R1 and R2, include an alkoxy group and an aryl group. Examples of R1 and R2 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, t-amyl group, stearyl group, lauryl group, 2-ethylhexyl group. A linear or branched alkyl group such as; cyclohexyl group, t-butylcyclohexyl group, dicyclopentadienyl group, tricyclodecanyl group, isobornyl group, adamantyl group, 2-methyl-2-adamantyl group, etc. Cyclic groups; alkyl groups substituted with alkoxy groups such as 1-methoxyethyl group and 1-ethoxyethyl group; alkyl groups substituted with aryl groups such as phenylaralkyl group.
一般式(1)で示される化学構造を有するモノマー(a−1B)の例としては、ノルボルネン(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン)、5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、8−エチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、ジシクロペンタジエン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−エン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−3−エン、トリシクロ[4.4.0.12,5]ウンデカ−3−エン、トリシクロ[6.2.1.01,8]ウンデカ−9−エン、トリシクロ[6.2.1.01,8]ウンデカ−4−エン、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10.01,6]ドデカ−3−エン、8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10.01,6]ドデカ−3−エン、8−エチリデンテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,12]ドデカ−3−エン、8−エチリデンテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10.01,6]ドデカ−3−エン、ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカ−4−エン、ペンタシクロ[7.4.0.12,5.19,12.08,13]ペンタデカ−3−エン等が挙げられる。これらは、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the monomer (a-1B) having the chemical structure represented by the general formula (1) include norbornene (bicyclo [2.2.1] hept-2-ene) and 5-methylbicyclo [2.2.1]. ] Hept-2-ene, 5-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-ethyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, dicyclopentadiene, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] dec-8-ene, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] deca-3 -Ene, tricyclo [4.4.0.1 2,5 ] undec-3-ene, tricyclo [6.2.1.0 1,8 ] undec-9-ene, tricyclo [6.2.1.0] 1,8 ] undec-4-ene, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7, 10 . 0 1,6 ] dodeca-3-ene, 8-methyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7, 10 . 0 1,6 ] dodeca-3-ene, 8-ethylidene tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,12 ] dodec-3-ene, 8-ethylidenetetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7, 10 . 0 1,6 ] dodeca-3-ene, pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13] pentadeca-4-ene, pentacyclo [7.4.0.1 2,5. 1 9 and 12 . 0 8,13] pentadeca-3-ene, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記モノマー(a−1A)および/または上記モノマー(a−1B)を用いることで、硬化膜の平滑な塗工性、高い耐熱分解性および高い耐熱黄変性に寄与する。さらに、フッ素が存在することによる共重合体の溶剤への溶解性低下を抑制することができる。なお、モノマー(a−1A)とモノマー(a−1B)は一方を用いても良く、両方を用いても良い。 Use of the monomer (a-1A) and / or the monomer (a-1B) contributes to smooth coatability of the cured film, high thermal decomposition resistance, and high heat yellowing. Further, it is possible to suppress the decrease in the solubility of the copolymer in the solvent due to the presence of fluorine. One of the monomer (a-1A) and the monomer (a-1B) may be used, or both may be used.
[フッ素含有(メタ)アクリレート(a−2)]
フッ素含有(メタ)アクリレート(a−2)(以後、単に「モノマー(a−2)」と言う場合もある。)は、下記化学式(2)で示されるフッ素含有(メタ)アクリレートである。
[Fluorine-containing (meth) acrylate (a-2)]
The fluorine-containing (meth) acrylate (a-2) (hereinafter sometimes simply referred to as "monomer (a-2)") is a fluorine-containing (meth) acrylate represented by the following chemical formula (2).
(式(2)中、R3は水素原子またはメチル基を表し、Lは−O−、−CH2−CH(OH)−CH2−O−、CH2−CH2−NH−C(=O)−O−のいずれかの鎖である。Zはそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、CF3基、C2F5基、C3F7基またはヒドロキシ基を表し、nは0〜12の整数である。ただし、式(2)中、少なくともフッ素原子を3以上含む。) (In the formula (2), R3 represents a hydrogen atom or a methyl group, L is -O -, - CH 2 -CH ( OH) -CH 2 -O-, CH 2 -CH 2 -NH-C (= O ) —O—, each Z independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a CF 3 group, a C 2 F 5 group, a C 3 F 7 group or a hydroxy group, and n is 0 to 12 However, in the formula (2), at least three fluorine atoms are included.)
フッ素含有(メタ)アクリレート(a−2)については、上式(2)に示されるものであれば特に限定されない。フッ素含有(メタ)アクリレート(a−2)を用いることで樹脂の低屈折率化が得られるが、モノマー中のフッ素原子を3以上含むことで、その効果は顕著になる。n≧13の場合、さらなる低屈折率化が期待できるが、硬化膜の硬度が十分に発現できなくなる恐れがあるため、n=0〜12の範囲内である。 The fluorine-containing (meth) acrylate (a-2) is not particularly limited as long as it is represented by the above formula (2). The use of the fluorine-containing (meth) acrylate (a-2) makes it possible to reduce the refractive index of the resin, but the effect becomes remarkable when the monomer contains 3 or more fluorine atoms. When n ≧ 13, further lowering of the refractive index can be expected, but there is a possibility that the hardness of the cured film may not be sufficiently exhibited, so that n is in the range of 0 to 12.
フッ素含有(メタ)アクリレート(a−2)は市販品を使用しても良いし、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、または2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレート等の反応性(メタ)アクリル酸誘導体とフルオロアルコールとを自ら縮合させて用意しても良い。具体例としては、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、3,3,3−トリフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、3,3,4,4−テトラフルオロブチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオロ−n−ブチル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオロ−n−ペンチル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオロ−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオロ−n−オクチル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオロ−n−デシル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオロ−n−ドデシル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオロイソブチル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオロイソオクチル(メタ)アクリレート、1H,1H−ペルフルオロイソドデシル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H−ペルフルオロペンチル(メタ)アクリレート、1H,1H,6H−ペルフルオロヘキシル(メタ)アクリレート、1H,1H,7H−ペルフルオロヘプチル(メタ)アクリレート、1H,1H,8H−ペルフルオロオクチル(メタ)アクリレート、1H,1H,9H−ペルフルオロノニル(メタ)アクリレート、1H,1H,10H−ペルフルオロデシル(メタ)アクリレート、1H,1H,11H−ペルフルオロウンデシル(メタ)アクリレート、1H,1H,12H−ペルフルオロドデシル(メタ)アクリレート、2−(ペルフルオロ−n−プロピル)エチル(メタ)アクリレート、2−(ペルフルオロ−n−ブチル)エチル(メタ)アクリレート、2−(ペルフルオロ−n−ヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、2−(ペルフルオロ−n−オクチル)エチル(メタ)アクリレート、2−(ペルフルオロ−n−デシル)エチル(メタ)アクリレート、2−(ペルフルオロイソブチル)エチル(メタ)アクリレート、2−(ペルフルオロイソオクチル)エチル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2H−ノナフルオロヘキシル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the fluorine-containing (meth) acrylate (a-2), a commercially available product may be used, or a reactive (meth) acrylic acid such as (meth) acrylic acid, glycidyl (meth) acrylate, or 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate may be used. ) Acrylic acid derivative and fluoroalcohol may be prepared by self-condensing. As specific examples, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 3,3,3-trifluoropropyl (meth) acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl (meth) acrylate, 3 , 3,4,4-Tetrafluorobutyl (meth) acrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (meth) acrylate, 3,3,4,4,4-pentafluorobutyl (meth) acrylate 1H, 1H-perfluoro-n-butyl (meth) acrylate, 1H, 1H-perfluoro-n-pentyl (meth) acrylate, 1H, 1H-perfluoro-n-hexyl (meth) acrylate, 1H, 1H-perfluoro-n -Octyl (meth) acrylate, 1H, 1H-perfluoro-n-decyl (meth) acrylate, 1H, 1H-perfluoro-n-dodecyl (meth) acrylate, 1H, 1H-perfluoroisobutyl (meth) acrylate, 1H, 1H- Perfluoroisooctyl (meth) acrylate, 1H, 1H-perfluoroisododecyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 5H-octafluoropentyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 5H-perfluoropentyl (meth) acrylate, 1H, 1H , 6H-perfluorohexyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 7H-perfluoroheptyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 8H-perfluorooctyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 9H-perfluorononyl (meth) acrylate, 1H , 1H, 10H-perfluorodecyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 11H-perfluoroundecyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 12H-perfluorododecyl (meth) acrylate, 2- (perfluoro-n-propyl) ethyl ( (Meth) acrylate, 2- (perfluoro-n-butyl) ethyl (meth) acrylate, 2- (perfluoro-n-hexyl) ethyl (meth) acrylate, 2- (perfluoro-n-octyl) ethyl (meth) acrylate, 2 -(Perfluoro-n-decyl) ethyl (meth) acrylate, 2- (perfluoroisobutyl) ethyl (meth) acrylate, 2- (perfluoroisooctyl) ethyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-nonafluorohexyl (Meth) acrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-tridecafluorooctyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl (meth) acrylate etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
[エポキシ基含有(メタ)アクリレート(a−3)]
エポキシ基含有(メタ)アクリレート(a−3)(以後、単に「モノマー(a−3)」と言う場合もある。)は、環状エーテル骨格の中でもとりわけ酸基との反応性の良いエポキシ基とエチレン性不飽和基を有するモノマーであれば、特に限定されない。具体例としては、グリシジル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。特に、入手のし易さおよび反応性の良さの観点から、グリシジル(メタ)アクリレートが好適である。
[Epoxy group-containing (meth) acrylate (a-3)]
The epoxy group-containing (meth) acrylate (a-3) (hereinafter sometimes simply referred to as “monomer (a-3)”) is an epoxy group having a good reactivity with an acid group among cyclic ether skeletons. There is no particular limitation as long as it is a monomer having an ethylenically unsaturated group. Specific examples include glycidyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate glycidyl ether, and 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate. In particular, glycidyl (meth) acrylate is preferable from the viewpoint of easy availability and good reactivity.
エポキシ基含有(メタ)アクリレート(a−3)由来の構成単位および後述の不飽和カルボン酸(b−1)は、光硬化性を発現する感光性基を付与するため、本発明の一形態の共重合体(A)において必須由来構成である。光硬化性を発現する感光性基の導入により、硬化膜の十分な硬度を発現するとともに、高い耐溶剤性を発現する。さらに、フッ素が存在することによる共重合体の溶剤への溶解性低下を抑制することができ、光硬化性を持たないフッ素樹脂と他の光硬化性成分とを混合した感光性樹脂組成物と比べ、馴染みの良い感光性樹脂組成物を提供することができる。 The constitutional unit derived from the epoxy group-containing (meth) acrylate (a-3) and the unsaturated carboxylic acid (b-1) described below impart a photosensitive group that exhibits photocurability, and therefore, are one embodiment of the present invention. It is an essential constituent in the copolymer (A). By introducing a photosensitive group exhibiting photocurability, the cured film exhibits sufficient hardness and high solvent resistance. Further, it is possible to suppress the decrease in solubility of the copolymer in the solvent due to the presence of fluorine, a photosensitive resin composition obtained by mixing a fluororesin having no photocurability and another photocurable component In comparison, it is possible to provide a familiar photosensitive resin composition.
[その他の重合性モノマー(a−4)]
本発明の一形態の共重合体(A)に係るエポキシ基含有共重合体(P)は、前記モノマー(a−1A)および前記モノマー(a−1B)からなる群から選択される少なくとも1種と、前記モノマー(a−2)と、前記モノマー(a−3)以外の、その他の重合性モノマー(a−4)(以後、単に「モノマー(a−4)」と言う場合もある。)が共重合されていても良い。その他の重合性モノマー(a−4)は、前記モノマー(a−1A)、(a−1B)、(a−2)、(a−3)に示した以外の共重合可能なモノマーである。このモノマー(a−4)は、一般にエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性化合物であり、具体例としては、ブタジエン等のジエン類;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソ−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリルレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、イソ−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリルレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ロジン(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、トリフェニルメチル(メタ)アクリレート、クミル(メタ)アクリレート、3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル(メタ)アクリレート、ナフタレン(メタ)アクリレート、アントラセン(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸アミド、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミド、(メタ)アクリル酸N,N−ジエチルアミド、(メタ)アクリル酸N,N−ジプロピルアミド、(メタ)アクリル酸N,N−ジ−イソ−プロピルアミド、(メタ)アクリル酸アントラセニルアミド等の(メタ)アクリル酸アミド;(メタ)アクリル酸アニリド、(メタ)アクリロイルニトリル、アクロレイン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、N−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、酢酸ビニル、ビニルトルエン等のビニル化合物;スチレン、スチレンのα−、o−、m−、p−アルキル、ニトロ、シアノ、アミド誘導体;N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)マレイミド等のマレイミド類;シトラコン酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等の不飽和ジカルボン酸ジエステル等が挙げられる。これらは、必要に応じて、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
[Other polymerizable monomers (a-4)]
The epoxy group-containing copolymer (P) according to the copolymer (A) of one aspect of the present invention is at least one selected from the group consisting of the monomer (a-1A) and the monomer (a-1B). And other polymerizable monomer (a-4) other than the monomer (a-2) and the monomer (a-3) (hereinafter, may be simply referred to as “monomer (a-4)”). May be copolymerized. The other polymerizable monomer (a-4) is a copolymerizable monomer other than the above-mentioned monomers (a-1A), (a-1B), (a-2) and (a-3). This monomer (a-4) is generally a radically polymerizable compound having an ethylenically unsaturated group, and specific examples thereof include dienes such as butadiene; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl. (Meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) ) Acrylate, neopentyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) ) Acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, ethylcyclohexyl (meth) acrylate, rosin (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, triphenylmethyl (meth) acrylate (Meth) acrylic acid ester such as cumyl (meth) acrylate, 3- (N, N-dimethylamino) propyl (meth) acrylate, naphthalene (meth) acrylate, anthracene (meth) acrylate; (meth) acrylic acid amide , (Meth) acrylic acid N, N-dimethylamide, (meth) acrylic acid N, N-diethylamide, (meth) acrylic acid N, N-dipropylamide, (meth) acrylic acid N, N-di-iso- Propylamide, (meth) acrylic acid amide such as (meth) acrylic acid anthracenylamide; (meth) acrylic acid anilide, (meth) acryloylnitrile, acrolein, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, Vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone, vinylpyridine, vinyl acetate and vinyltoluene; styrene, α-, o-, m-, p-alkyl, nitro, cyano, amide derivatives of styrene; N-phenylmaleimide, N-cyclohexyl Maleimides such as maleimide, N-lauryl maleimide and N- (4-hydroxyphenyl) maleimide; unsaturated dicarboxylic acid diesters such as diethyl citracone, diethyl maleate, diethyl fumarate and diethyl itaconic acid. These may be used alone or in combination of two or more, if necessary.
[エポキシ基含有共重合体(P)の各モノマー由来構造の割合]
本発明に係る共重合体(P)において、各モノマー由来構造の割合は、共重合反応ために添加する各重合性モノマーのモル比の値を用いる。各モノマーの配合割合(モル比)について特に制限はないが、モノマー(a−1A)およびモノマー(a−1B)、モノマー(a−2)、ならびにモノマー(a−3)の合計を100モル%とした場合に、モノマー(a−1A)およびモノマー(a−1B)の合計配合割合は、好ましくは1〜40モル%、より好ましくは2〜20モル%である。モノマー(a−1A)およびモノマー(a−1B)の配合割合が1モル%以上であると、所望の耐熱分解性や耐熱黄変性、および溶剤への良好な溶解性が得られる。一方、この配合割合が40モル%以下であると、モノマー(a−2)やモノマー(a−3)の配合割合が十分多くなり、所望の屈折率や硬化性を有する共重合体(A)が得られる。また、モノマー(a−2)の配合割合は、好ましくは20〜90モル%、より好ましくは30〜85モル%である。モノマー(a−2)の配合割合が20モル%以上であると、屈折率が十分に低い共重合体(A)を得ることができる。モノマー(a−2)の配合割合が90モル%以下であると、モノマー(a−1A)および/またはモノマー(a−1B)ならびにモノマー(a−3)の配合割合が十分多くなり、所望の耐熱分解性や硬化性、および溶剤への良好な溶解性を有する共重合体(A)が得られる。モノマー(a−3)の配合割合は、好ましくは9〜70モル%、より好ましくは13〜65モル%である。モノマー(a−3)の配合割合が9モル%以上であると、感光性樹脂組成物としたときに十分な硬化性を発現することができ、かつ光硬化性を持たないフッ素樹脂と他の光硬化性成分とを混合した感光性樹脂組成物と比べ、馴染みの良い感光性樹脂組成物を提供することができる。モノマー(a−3)の配合割合が70モル%以下であると、モノマー(a−1A)および/またはモノマー(a−1B)ならびにモノマー(a−2)の配合割合が十分多くなり、所望の耐熱分解性や屈折率を有する共重合体(A)が得られる。
[Ratio of structures derived from each monomer of the epoxy group-containing copolymer (P)]
In the copolymer (P) according to the present invention, the ratio of each monomer-derived structure is the value of the molar ratio of each polymerizable monomer added for the copolymerization reaction. The mixing ratio (molar ratio) of each monomer is not particularly limited, but the total of the monomer (a-1A) and the monomer (a-1B), the monomer (a-2), and the monomer (a-3) is 100 mol%. In this case, the total blending ratio of the monomer (a-1A) and the monomer (a-1B) is preferably 1 to 40 mol%, more preferably 2 to 20 mol%. When the mixing ratio of the monomer (a-1A) and the monomer (a-1B) is 1 mol% or more, desired thermal decomposition resistance, thermal yellowing resistance, and good solubility in a solvent can be obtained. On the other hand, when the blending ratio is 40 mol% or less, the blending ratio of the monomer (a-2) and the monomer (a-3) becomes sufficiently large, and the copolymer (A) having a desired refractive index and curability. Is obtained. Further, the blending ratio of the monomer (a-2) is preferably 20 to 90 mol%, more preferably 30 to 85 mol%. When the blending ratio of the monomer (a-2) is 20 mol% or more, the copolymer (A) having a sufficiently low refractive index can be obtained. When the compounding ratio of the monomer (a-2) is 90 mol% or less, the compounding ratio of the monomer (a-1A) and / or the monomer (a-1B) and the monomer (a-3) will be sufficiently high, and the desired ratio will be obtained. A copolymer (A) having thermal decomposition resistance, curability, and good solubility in a solvent can be obtained. The mixing ratio of the monomer (a-3) is preferably 9 to 70 mol%, more preferably 13 to 65 mol%. When the blending ratio of the monomer (a-3) is 9 mol% or more, sufficient curability can be exhibited when the photosensitive resin composition is prepared, and the fluororesin and other photocurable resin which are not photocurable It is possible to provide a photosensitive resin composition that is more familiar than a photosensitive resin composition in which a photocurable component is mixed. If the blending ratio of the monomer (a-3) is 70 mol% or less, the blending ratio of the monomer (a-1A) and / or the monomer (a-1B) and the monomer (a-2) will be sufficiently high, and the desired amount will be obtained. A copolymer (A) having thermal decomposition resistance and refractive index can be obtained.
[共重合反応(エポキシ基含有共重合体(P)の製造方法)]
本発明に係るエポキシ基含有共重合体(P)は共重合反応を用いて製造することができる。本発明において行われる共重合反応は、当該技術分野において公知のラジカル重合方法に従って行うことができる。例えば、共重合に用いるモノマーを溶剤に溶解した後、その溶液に重合開始剤を添加し、50〜130℃で1〜20時間反応させればよい。また、50〜130℃に調整した溶剤に、共重合に用いるモノマーと重合開始剤を滴下しながら反応させてもよい。
[Copolymerization reaction (method for producing epoxy group-containing copolymer (P)]]
The epoxy group-containing copolymer (P) according to the present invention can be produced by using a copolymerization reaction. The copolymerization reaction carried out in the present invention can be carried out according to a radical polymerization method known in the art. For example, a monomer used for copolymerization may be dissolved in a solvent, a polymerization initiator may be added to the solution, and the reaction may be performed at 50 to 130 ° C. for 1 to 20 hours. Further, the monomer used for the copolymerization and the polymerization initiator may be added dropwise to the solvent adjusted to 50 to 130 ° C. for the reaction.
この共重合反応に用いることが可能な溶剤としては、ラジカル重合に不活性なものであれば特に限定されるものではなく、通常用いられている有機溶剤を使用することができる。具体的には、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル系溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、乳酸エチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。特に、これらの中ではグリコールエーテル系溶剤が好適である。 The solvent that can be used in this copolymerization reaction is not particularly limited as long as it is inert to radical polymerization, and a commonly used organic solvent can be used. Specific examples include glycol ether solvents such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate; aromatic solvents such as toluene and xylene; ester solvents such as ethyl acetate, isopropyl acetate and ethyl lactate. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, glycol ether solvents are preferred.
この共重合反応に用いる溶剤の使用量は、特に限定されないが、共重合に用いるモノマーの合計を100質量部とした場合に、一般に30〜1000質量部、好ましくは50〜800質量部である。特に、溶剤の使用量を1000質量部以下とすることで、連鎖移動作用によって共重合体(P)の分子量の低下を抑制し、且つ共重合体(P)の粘度を適切な範囲に制御することができる。また、溶剤の使用量を30質量部以上とすることで、異常な重合反応を防止し、重合反応を安定して行うことができると共に、共重合体(P)の着色やゲル化を防止することもできる。 The amount of the solvent used in this copolymerization reaction is not particularly limited, but is generally 30 to 1000 parts by mass, preferably 50 to 800 parts by mass, when the total amount of the monomers used in the copolymerization is 100 parts by mass. In particular, when the amount of the solvent used is 1000 parts by mass or less, the decrease in the molecular weight of the copolymer (P) is suppressed by the chain transfer action, and the viscosity of the copolymer (P) is controlled within an appropriate range. be able to. Further, by using the solvent in an amount of 30 parts by mass or more, an abnormal polymerization reaction can be prevented, the polymerization reaction can be stably performed, and coloring and gelation of the copolymer (P) can be prevented. You can also
この共重合反応に用いることが可能な重合開始剤としては、ラジカル重合を開始できるものであれば特に限定されるものではなく、通常用いられている有機過酸化物触媒やアゾ化合物を使用することができる。具体的には、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等が挙げられる。これらは、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができ、重合温度に応じて適当な半減期のラジカル重合開始剤を選択することが望ましい。 The polymerization initiator that can be used in this copolymerization reaction is not particularly limited as long as it can initiate radical polymerization, and a commonly used organic peroxide catalyst or azo compound can be used. You can Specifically, azobisisobutyronitrile, azobisisovaleronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobis (2-methylpropionic acid) dimethyl, benzoyl peroxide, dicumyl. Peroxide, diisopropyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl peroxybenzoate, t-hexyl peroxybenzoate, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, t-hexyl peroxy-2- Examples thereof include ethyl hexanoate and 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate. These may be used alone or in combination of two or more, and it is desirable to select a radical polymerization initiator having an appropriate half-life according to the polymerization temperature.
この共重合反応に用いる重合開始剤の配合量は、特に限定されないが、共重合に用いるモノマーの合計を100質量部とした場合に、一般に0.5〜20質量部、好ましくは1.0〜10質量部である。 The amount of the polymerization initiator used in this copolymerization reaction is not particularly limited, but is generally 0.5 to 20 parts by mass, preferably 1.0 to 10 parts by mass when the total amount of the monomers used in the copolymerization is 100 parts by mass. 10 parts by mass.
エポキシ基含有共重合体(P)のフッ素当量は、フッ素原子のモル数当たりの重合体の質量であり、モノマーの使用量に基づいて算出した計算値である。この値が100g/mol以下であれば、不飽和カルボン酸(b−1)やエチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)を付加し光硬化性を発現するアクリル樹脂として、屈折率が十分に低い本発明の共重合体(A)を得ることができる。この値が低いほど共重合体(A)の屈折率を下げることができる反面、共重合体の溶剤への溶解性が低下し、他の感光性樹脂組成物との馴染みが悪くなってしまう恐れがある。従って、フッ素当量は好ましくは30〜100g/molであり、より好ましくは40〜100g/molである。 The fluorine equivalent of the epoxy group-containing copolymer (P) is the mass of the polymer per the number of moles of fluorine atom, and is a calculated value calculated based on the amount of the monomer used. When this value is 100 g / mol or less, the refractive index of the acrylic resin as an acrylic resin that exhibits photocurability by adding an unsaturated carboxylic acid (b-1) or an ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2) It is possible to obtain the copolymer (A) of the present invention having a sufficiently low value. The lower this value is, the lower the refractive index of the copolymer (A) can be, but the solubility of the copolymer in a solvent is lowered, and the compatibility with other photosensitive resin compositions may be deteriorated. There is. Therefore, the fluorine equivalent is preferably 30 to 100 g / mol, more preferably 40 to 100 g / mol.
[不飽和基含有共重合体(A1)]
不飽和基含有共重合体(A1)は、上記エポキシ基含有共重合体(P)のエポキシ基に、不飽和カルボン酸(b−1)が開環付加してなる。
[Unsaturated group-containing copolymer (A1)]
The unsaturated group-containing copolymer (A1) is formed by ring-opening addition of the unsaturated carboxylic acid (b-1) to the epoxy group of the epoxy group-containing copolymer (P).
[不飽和カルボン酸(b−1)]
不飽和カルボン酸(b−1)(以後、単に「モノマー(b−1)」と言う場合もある。)としては、酸基の中でもとりわけエポキシ基と反応性の良いカルボキシ基とエチレン性不飽和基を有するモノマーであれば特に限定されない。モノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等が挙げられる。特に、入手のし易さおよび反応性の良さの観点から、(メタ)アクリル酸が好適である。
[Unsaturated carboxylic acid (b-1)]
The unsaturated carboxylic acid (b-1) (hereinafter sometimes simply referred to as "monomer (b-1)") includes, among acid groups, a carboxy group which has a high reactivity with an epoxy group and an ethylenic unsaturated group. There is no particular limitation as long as it is a monomer having a group. Specific examples of the monomer include (meth) acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, cinnamic acid, 2- (meth) acryloyloxyethylsuccinic acid, 2- (meth) acryloyloxyethylphthalic acid, 2- (meth) acryloyl. Examples thereof include oxyethylhexahydrophthalic acid. In particular, (meth) acrylic acid is preferable from the viewpoints of easy availability and good reactivity.
不飽和カルボン酸(b−1)の反応割合は、モノマー(a−1A)および/またはモノマー(a−1B)、モノマー(a−2)、ならびにモノマー(a−3)の合計を100モル%とした場合に、好ましくは10〜70モル%、より好ましくは15〜65モル%である。不飽和カルボン酸(b−1)の配合割合が10モル%以上であると、感光性樹脂組成物としたときに十分な硬化性を発現することができる。また70モル%以下であると、モノマー(a−1A)および/またはモノマー(a−1B)ならびにモノマー(a−2)の配合割合を十分に確保して、所望の耐熱分解性や屈折率を有する共重合体(A)が得られる。また、上記エポキシ基含有共重合体(P)の有するエポキシ基のモル数に対して、不飽和カルボン酸(b−1)を付加させる割合としては、好ましくは90〜100%であり、より好ましくは95〜100%である。不飽和カルボン酸(b−1)の付加割合が90%以上であると、感光性樹脂組成物としたときに十分な硬化性を発現することができ、光硬化性を持たないフッ素樹脂と他の光硬化性成分とを混合した感光性樹脂組成物と比べ、馴染みの良い感光性樹脂組成物を提供することができる。 The reaction ratio of the unsaturated carboxylic acid (b-1) is 100 mol% based on the total amount of the monomer (a-1A) and / or the monomer (a-1B), the monomer (a-2), and the monomer (a-3). In the case of, it is preferably 10 to 70 mol%, more preferably 15 to 65 mol%. When the blending ratio of the unsaturated carboxylic acid (b-1) is 10 mol% or more, sufficient curability can be exhibited in the photosensitive resin composition. Moreover, when it is 70 mol% or less, a sufficient mixing ratio of the monomer (a-1A) and / or the monomer (a-1B) and the monomer (a-2) is ensured, and desired thermal decomposition resistance and refractive index are obtained. The copolymer (A) having is obtained. Further, the ratio of the unsaturated carboxylic acid (b-1) to be added to the number of moles of the epoxy group contained in the epoxy group-containing copolymer (P) is preferably 90 to 100%, and more preferably Is 95 to 100%. When the addition ratio of the unsaturated carboxylic acid (b-1) is 90% or more, sufficient curability can be exhibited when the photosensitive resin composition is prepared, and the fluororesin and other materials having no photocurability can be obtained. It is possible to provide a photosensitive resin composition which is more familiar than the photosensitive resin composition in which the photo-curable component described above is mixed.
[不飽和基含有共重合体(A1)の製造方法]
本発明に係る不飽和基含有共重合体(A1)は、エポキシ基が存在する共重合体(P)の溶液に重合禁止剤および触媒を添加した後、不飽和カルボン酸(b−1)を添加し、50〜150℃、好ましくは80〜130℃の条件下でエポキシ基を開環付加反応させることで製造することができる。
[Method for producing unsaturated group-containing copolymer (A1)]
The unsaturated group-containing copolymer (A1) according to the present invention is obtained by adding a polymerization inhibitor and a catalyst to a solution of the copolymer (P) having an epoxy group and then adding the unsaturated carboxylic acid (b-1). It can be produced by adding the compound and subjecting the epoxy group to a ring-opening addition reaction at 50 to 150 ° C., preferably 80 to 130 ° C.
不飽和カルボン酸(b−1)を反応させる際には、上記共重合反応に用いた溶剤が含まれていても特に問題はないため、共重合反応が終了した後に溶剤を除去することなく反応を行うことができる。ここで、重合禁止剤は、導入した二重結合の重合によるゲル化を防ぐために添加される。種類としては特に限定されないが、具体的には、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ジブチルヒドロキシトルエン等が挙げられる。また、触媒についても特に限定されないが、具体的には、トリエチルアミン等の第3級アミン、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の第4級アンモニウム塩、トリフェニルホスフィン等のリン化合物、クロムやスズ等の有機金属化合物等が挙げられる。 When the unsaturated carboxylic acid (b-1) is reacted, there is no particular problem even if the solvent used in the above-mentioned copolymerization reaction is contained. Therefore, the reaction is performed without removing the solvent after the copolymerization reaction is completed. It can be performed. Here, the polymerization inhibitor is added to prevent gelation due to polymerization of the introduced double bond. The type is not particularly limited, and specific examples thereof include hydroquinone, methylhydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, dibutylhydroxytoluene and the like. The catalyst is also not particularly limited, but specifically, tertiary amines such as triethylamine, quaternary ammonium salts such as triethylbenzylammonium chloride, phosphorus compounds such as triphenylphosphine, organic metals such as chromium and tin. A compound etc. are mentioned.
[第二実施態様]
本発明の共重合体(A)の第二実施態様は、エポキシ基含有共重合体(P)のエポキシ基に、不飽和カルボン酸(b−1)が開環付加してなるヒドロキシ基を有する不飽和基含有共重合体(A1)のヒドロキシ基に、ヒドロキシ基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)が付加してなる不飽和基含有共重合体(A2)を含む。本発明の共重合体(A)の第二実施態様は不飽和基含有共重合体(A2)であることが好ましい。本実施態様の共重合体(A)の不飽和基当量が2500g/mol以下である。第二実施態様に係る上記ヒドロキシ基を有する不飽和基含有共重合体(A1)は、第一実施態様に係るヒドロキシ基を有する不飽和基含有共重合体(A1)と同じであるので、説明を省略する。
[Second embodiment]
The second embodiment of the copolymer (A) of the present invention has a hydroxy group formed by ring-opening addition of the unsaturated carboxylic acid (b-1) to the epoxy group of the epoxy group-containing copolymer (P). Unsaturated group-containing copolymer obtained by adding an ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2) having a functional group that reacts with a hydroxy group to the hydroxy group of the unsaturated group-containing copolymer (A1) (A2) is included. The second embodiment of the copolymer (A) of the present invention is preferably an unsaturated group-containing copolymer (A2). The unsaturated group equivalent of the copolymer (A) of this embodiment is 2500 g / mol or less. Since the unsaturated group-containing copolymer (A1) having a hydroxy group according to the second embodiment is the same as the unsaturated group-containing copolymer (A1) having a hydroxy group according to the first embodiment, description will be made. Is omitted.
[不飽和基含有共重合体(A2)]
不飽和基含有共重合体(A2)は、上記不飽和基含有共重合体(A1)のヒドロキシ基に、ヒドロキシ基との反応性を持つ官能基を有するエチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)が付加してからなる不飽和基含有共重合体である。上記ヒドロキシ基は、上記エポキシ基含有共重合体(P)において、上記エポキシ基含有(メタ)アクリレート(a−3)由来の構成単位のエポキシ基に不飽和カルボン酸(b−1)が開環付加して生じたヒドロキシ基である。
[Unsaturated group-containing copolymer (A2)]
The unsaturated group-containing copolymer (A2) is an ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer having a functional group having reactivity with the hydroxy group in the hydroxy group of the unsaturated group-containing copolymer (A1) ( b-2) is an unsaturated group-containing copolymer formed by addition. In the epoxy group-containing copolymer (P), the hydroxy group has an unsaturated carboxylic acid (b-1) ring-opened in the epoxy group of the constituent unit derived from the epoxy group-containing (meth) acrylate (a-3). It is a hydroxy group generated by addition.
[エチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)]
エチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)(以後、単に「反応性モノマー(b−2)」或いは「モノマー(b−2)」と言う場合もある。)としては、上記不飽和基含有共重合体(A1)のヒドロキシ基と反応性の良い官能基とエチレン性不飽和基を有するモノマーであれば特に限定されないが、ヒドロキシ基との反応性の良さからイソシアナト基を有するモノマーが特に好適である。具体例としては、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、1,1−(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等が挙げられる。
[Ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2)]
As the ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2) (hereinafter sometimes simply referred to as "reactive monomer (b-2)" or "monomer (b-2)"), the above-mentioned unsaturated It is not particularly limited as long as it is a monomer having a functional group having a good reactivity with a hydroxy group of the group-containing copolymer (A1) and an ethylenically unsaturated group, but a monomer having an isocyanato group is preferable because of its good reactivity with a hydroxy group. It is particularly suitable. Specific examples include 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate and 1,1- (bisacryloyloxymethyl) ethyl isocyanate.
エチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)の反応割合は、モノマー(a−1A)および/またはモノマー(a−1B)、モノマー(a−2)、ならびにモノマー(a−3)の合計を100モル%とした場合に、好ましくは5〜65モル%、より好ましくは5〜50モル%である。エチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)の配合割合が5モル%以上であると、感光性樹脂組成物としたときに、さらなる硬化性を発現することができる。エチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)の配合割合が65モル%以下であると、所望の屈折率を有する共重合体(A)が得られる。また、不飽和基含有共重合体(A1)の有する不飽和カルボン酸(b−1)のモル数に対して、エチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)の割合は、好ましくは10〜90%であり、より好ましくは30〜70%である。エチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)の割合が10%以上であると、感光性樹脂組成物としたときに、さらなる硬化性を発現することができる。90%以下であると、エチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)の未反応物が残らず、所望の共重合体(A)が得られる。 The reaction ratio of the ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2) is the same as that of the monomer (a-1A) and / or the monomer (a-1B), the monomer (a-2), and the monomer (a-3). When the total is 100 mol%, it is preferably 5 to 65 mol%, more preferably 5 to 50 mol%. When the blending ratio of the ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2) is 5 mol% or more, further curability can be exhibited when the photosensitive resin composition is prepared. When the blending ratio of the ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2) is 65 mol% or less, the copolymer (A) having a desired refractive index can be obtained. The ratio of the ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2) to the number of moles of the unsaturated carboxylic acid (b-1) included in the unsaturated group-containing copolymer (A1) is preferably It is 10 to 90%, and more preferably 30 to 70%. When the ratio of the ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2) is 10% or more, further curability can be exhibited in the photosensitive resin composition. When it is 90% or less, the unreacted product of the ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2) does not remain and the desired copolymer (A) is obtained.
[不飽和基含有共重合体(A2)の製造方法]
不飽和基含有共重合体(A2)は、不飽和基含有共重合体(A1)を製造した後、エチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)を添加し、50〜150℃、好ましくは80〜130℃の条件下でヒドロキシ基とモノマー(b−2)を反応させることで製造することができる。
[Method for producing unsaturated group-containing copolymer (A2)]
The unsaturated group-containing copolymer (A2) is produced by producing the unsaturated group-containing copolymer (A1), then adding the ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2), and heating at 50 to 150 ° C. Preferably, it can be produced by reacting the hydroxy group with the monomer (b-2) under the condition of 80 to 130 ° C.
エチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)を反応させる際には、上記共重合反応に用いた溶剤が含まれていても特に問題はないため、共重合反応が終了した後に溶剤を除去することなく反応を行うことができる。ここで、重合禁止剤は、導入した二重結合の重合によるゲル化を防ぐために添加される。種類としては特に限定されないが、具体的には、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ジブチルヒドロキシトルエン等が挙げられる。また、触媒についても特に限定されないが、具体的には、トリエチルアミン等の第3級アミン、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の第4級アンモニウム塩、トリフェニルホスフィン等のリン化合物、クロムやスズ等の有機金属化合物等が挙げられる。 When reacting the ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2), there is no particular problem even if the solvent used in the above copolymerization reaction is contained. The reaction can be carried out without removal. Here, the polymerization inhibitor is added to prevent gelation due to polymerization of the introduced double bond. The type is not particularly limited, and specific examples thereof include hydroquinone, methylhydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, dibutylhydroxytoluene and the like. The catalyst is also not particularly limited, but specifically, tertiary amines such as triethylamine, quaternary ammonium salts such as triethylbenzylammonium chloride, phosphorus compounds such as triphenylphosphine, and organic metals such as chromium and tin. A compound etc. are mentioned.
[第三実施態様]
本発明の共重合体(A)の第三実施態様は、エポキシ基含有共重合体(P)のエポキシ基に、不飽和カルボン酸(b−1)が開環付加してなるヒドロキシ基を有する不飽和基含有共重合体(A1)と、上記不飽和基含有共重合体(A1)のヒドロキシ基に、ヒドロキシ基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)が付加してなる不飽和基含有共重合体(A2)とを含む。本発明の共重合体(A)の第三実施態様は不飽和基含有共重合体(A1)と不飽和基含有共重合体(A2)との混合物であることが好ましい。本実施態様の共重合体(A)の不飽和基当量が2500g/mol以下である。第三実施態様に係る不飽和基含有共重合体(A1)及び不飽和基含有共重合体(A2)は、それぞれ、第一実施態様に係る不飽和基含有共重合体(A1)及び第二実施態様に係る不飽和基含有共重合体(A2)と同じであるので、説明を省略する。
[Third embodiment]
The third embodiment of the copolymer (A) of the present invention has a hydroxy group formed by ring-opening addition of the unsaturated carboxylic acid (b-1) to the epoxy group of the epoxy group-containing copolymer (P). An unsaturated group-containing copolymer (A1) and an ethylenically unsaturated group-containing reactive monomer (b-2) having a hydroxyl group-reactive functional group in the hydroxyl group of the unsaturated group-containing copolymer (A1). And an unsaturated group-containing copolymer (A2). The third embodiment of the copolymer (A) of the present invention is preferably a mixture of the unsaturated group-containing copolymer (A1) and the unsaturated group-containing copolymer (A2). The unsaturated group equivalent of the copolymer (A) of this embodiment is 2500 g / mol or less. The unsaturated group-containing copolymer (A1) and the unsaturated group-containing copolymer (A2) according to the third embodiment are respectively the unsaturated group-containing copolymer (A1) and the second group according to the first embodiment. Since it is the same as the unsaturated group-containing copolymer (A2) according to the embodiment, its explanation is omitted.
[不飽和基含有共重合体(A1)と不飽和基含有共重合体(A2)との混合物の製造方法]
不飽和基含有共重合体(A1)と不飽和基含有共重合体(A2)とを、例えば、質量比(A1/A2)が5/95〜95/5の範囲で混合し、不飽和基当量が2500g/mol以下である共重合体(A)を調整する。
[Method for producing mixture of unsaturated group-containing copolymer (A1) and unsaturated group-containing copolymer (A2)]
The unsaturated group-containing copolymer (A1) and the unsaturated group-containing copolymer (A2) are mixed, for example, in a mass ratio (A1 / A2) of 5/95 to 95/5 to form an unsaturated group. A copolymer (A) having an equivalent weight of 2500 g / mol or less is prepared.
[共重合体(A)の特性]
上記の第一実施態様〜第三実施例態様で得られる本発明の共重合体(A)の分子量(ポリスチレン換算の重量平均分子量)は、好ましくは1000〜50000、より好ましくは3000〜40000である。この分子量が1000以上であると、硬化膜の耐溶剤性や耐熱分解性が十分に確保できる。一方、この分子量が50000以下であると、分子量や粘度を適切な範囲に制御することができ、実用的である。
[Characteristics of Copolymer (A)]
The molecular weight (polystyrene-equivalent weight average molecular weight) of the copolymer (A) of the present invention obtained in the above-mentioned first embodiment to third embodiment is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 3,000 to 40,000. .. When this molecular weight is 1,000 or more, the solvent resistance and thermal decomposition resistance of the cured film can be sufficiently secured. On the other hand, when the molecular weight is 50,000 or less, the molecular weight and the viscosity can be controlled in an appropriate range, which is practical.
また、共重合体(A)の不飽和基当量は、2500g/mol以下であるが、好ましくは通常100〜2500g/mol、より好ましくは200〜2000g/molである。この不飽和基当量が100g/mol以上の方が耐熱分解性、耐熱黄変性をより高めるには効果的である。感度が高く、所望の光硬化性を付与するには、2500g/mol以下、より好ましくは2000g/mol以下の不飽和基当量が必要である。 The unsaturated group equivalent of the copolymer (A) is 2500 g / mol or less, preferably 100 to 2500 g / mol, more preferably 200 to 2000 g / mol. When the unsaturated group equivalent is 100 g / mol or more, it is more effective to further enhance the thermal decomposition resistance and the thermal yellowing resistance. An unsaturated group equivalent of 2500 g / mol or less, more preferably 2000 g / mol or less, is required to provide high sensitivity and desired photocurability.
また、共重合体(A)の屈折率は、589nm、20℃の条件において、1.50未満が好ましい。1.50未満であれば、フッ素非含有の光硬化性を発現するアクリル樹脂の屈折率と比較して十分に低い屈折率であり、硬化膜の良好な低反射性が得られる。 The refractive index of the copolymer (A) is preferably less than 1.50 under the conditions of 589 nm and 20 ° C. When it is less than 1.50, the refractive index is sufficiently lower than the refractive index of the fluorine-free photocurable acrylic resin, and good low reflectance of the cured film can be obtained.
[感光性樹脂組成物]
本発明の感光性樹脂組成物本発明は、共重合体(A)と、溶剤(B)と任意に反応性希釈剤(C)とを含む。本発明の感光性樹脂組成物は、共重合体(A)、溶剤(B)、反応性希釈剤(C)、光重合開始剤(D)を含むことが好ましい。
[Photosensitive resin composition]
Photosensitive resin composition of the present invention The present invention contains a copolymer (A), a solvent (B) and optionally a reactive diluent (C). The photosensitive resin composition of the present invention preferably contains the copolymer (A), the solvent (B), the reactive diluent (C), and the photopolymerization initiator (D).
[溶剤(B)]
溶剤(B)は、共重合体(A)と反応しない溶剤であれば特に限定されない。溶剤(B)としては、共重合体(A)を製造する際に用いた溶剤と同じものを用いることができ、反応後に含まれている溶剤をそのまま用いることもでき、さらに加えることもできる。また、その他の成分を加える際に、そこに共存しているものでも良い。溶剤(B)の具体例として、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリ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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの中でも、共重合体(A)を製造する際において使用されるプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル系溶剤が好ましい。
[Solvent (B)]
The solvent (B) is not particularly limited as long as it is a solvent that does not react with the copolymer (A). As the solvent (B), the same solvent as used in the production of the copolymer (A) can be used, and the solvent contained after the reaction can be used as it is or further added. In addition, when other components are added, they may coexist there. Specific examples of the solvent (B) include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isopropyl acetate, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol. Examples thereof include monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, ethylene glycol monoethyl ether acetate and diethylene glycol ethyl ether acetate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, glycol ether solvents such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate used in the production of the copolymer (A) are preferable.
本実施の形態の樹脂組成物または感光性樹脂組成物における溶剤(B)の配合量は、当該組成物中の溶剤(B)を除く成分の総和を100質量部とすると、一般に30〜1000質量部、好ましくは50〜800質量部であり、より好ましくは100〜700質量部である。この範囲の配合量であれば、適切な粘度を有する樹脂組成物または感光性樹脂組成物となる。 The blending amount of the solvent (B) in the resin composition or the photosensitive resin composition of the present embodiment is generally 30 to 1000 parts by mass when the sum of the components excluding the solvent (B) in the composition is 100 parts by mass. Parts, preferably 50 to 800 parts by mass, more preferably 100 to 700 parts by mass. If it is the compounding quantity of this range, it will become a resin composition or a photosensitive resin composition which has suitable viscosity.
[反応性希釈剤(C)]
反応性希釈剤(C)としては特に限定されないが、エチレン性不飽和二重結合、ビニル基、(メタ)アクリロイルオキシ基を含むものが好ましい。具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、α−クロロメチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルベンゼンホスホネート等の芳香族ビニル系モノマー類;酢酸ビニル、アジピン酸ビニル等のポリカルボン酸モノマー類;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、β−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル系モノマー;トリアリルシアヌレート等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
[Reactive diluent (C)]
The reactive diluent (C) is not particularly limited, but those containing an ethylenically unsaturated double bond, a vinyl group and a (meth) acryloyloxy group are preferable. Specific examples thereof include aromatic vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene, α-chloromethylstyrene, vinyltoluene, divinylbenzene, diallylphthalate and diallylbenzenephosphonate; polycarboxylic acids such as vinyl acetate and vinyl adipate. Monomers: methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, β-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate , Diethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, Examples include (meth) acrylic monomers such as dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and tri (meth) acrylate of tris (hydroxyethyl) isocyanurate; triallyl cyanurate and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
本実施の形態の樹脂組成物または感光性樹脂組成物における反応性希釈剤(C)の配合量は、当該組成物中の溶剤(B)を除く成分の総和を100質量%とすると、一般に10〜90質量%、好ましくは20〜80質量%であり、より好ましくは25〜70質量%である。この範囲の配合量であれば、適切な粘度を有する樹脂組成物または感光性樹脂組成物となり、感光性樹脂組成物は適切な光硬化性を有する。 The compounding amount of the reactive diluent (C) in the resin composition or photosensitive resin composition of the present embodiment is generally 10 when the total amount of the components excluding the solvent (B) in the composition is 100% by mass. -90 mass%, preferably 20-80 mass%, more preferably 25-70 mass%. If it is the compounding quantity of this range, it will become a resin composition or photosensitive resin composition which has suitable viscosity, and a photosensitive resin composition has suitable photocurability.
[光重合開始剤(D)]
光重合開始剤(D)としては特に限定されないが、具体例として、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等のベンゾインとそのアルキルエーテル類;アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、4−(1−t−ブチルジオキシ−1−メチルエチル)アセトフェノン等のアセトフェノン類;2−メチルアントラキノン、2−アミルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン等のアントラキノン類;2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等のチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;ベンゾフェノン、4−(1−t−ブチルジオキシ−1−メチルエチル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラキス(t−ブチルジオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;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)ブタノン−1;アシルホスフィンオキサイド類;およびキサントン類等が挙げられる。これらは、単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
[Photopolymerization initiator (D)]
The photopolymerization initiator (D) is not particularly limited, but specific examples thereof include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, and other benzoins and alkyl ethers thereof; acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1 , 1-dichloroacetophenone, 4- (1-t-butyldioxy-1-methylethyl) acetophenone and other acetophenones; 2-methylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone and other anthraquinones Thioxanthones such as 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone and 2-chlorothioxanthone; ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal; benzophenone and 4- (1-t-butyldioxy-1- Benzophenones such as methylethyl) benzophenone and 3,3 ′, 4,4′-tetrakis (t-butyldioxycarbonyl) benzophenone; 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propane -1-one; 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butanone-1; acylphosphine oxides; and xanthones. These may be used alone or in combination of two or more.
本実施の形態の感光性樹脂組成物における光重合開始剤(D)の配合量は、感光性樹脂組成物中の溶剤(B)を除く成分の総和を100質量部とすると、一般に0.1〜30質量部、好ましくは0.5〜20質量部、より好ましくは1〜15質量部である。この範囲の配合量であれば、適切な光硬化性を有する感光性樹脂組成物となる。 The blending amount of the photopolymerization initiator (D) in the photosensitive resin composition of the present embodiment is generally 0.1 when the total amount of the components excluding the solvent (B) in the photosensitive resin composition is 100 parts by mass. To 30 parts by mass, preferably 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 15 parts by mass. A blending amount within this range results in a photosensitive resin composition having appropriate photocurability.
[感光性樹脂組成物の組成]
本実施の形態の感光性樹脂組成物の共重合体(A)、溶剤(B)、反応性希釈剤(C)、光重合開始剤(D)の配合量は、感光性樹脂組成物中の溶剤(B)を除く成分の総和を100質量部とすると、好ましくは、共重合体(A)が5〜80質量部、溶剤(B)が30〜1000質量部、反応性希釈剤(C)が10〜90質量部、光重合開始剤(D)が0.1〜30質量部であり、より好ましくは、共重合体(A)が8〜70質量部、溶剤(B)が50〜800質量部、反応性希釈剤(C)が20〜80質量部、光重合開始剤(D)が0.5〜20質量部であり、更に好ましくは、共重合体(A)が10〜60質量部、溶剤(B)が100〜700質量部、反応性希釈剤(C)が25〜70質量部、光重合開始剤(D)が1〜15質量部である。
[Composition of photosensitive resin composition]
The blending amounts of the copolymer (A), the solvent (B), the reactive diluent (C), and the photopolymerization initiator (D) of the photosensitive resin composition of the present embodiment are the same as those in the photosensitive resin composition. When the total amount of components excluding the solvent (B) is 100 parts by mass, preferably the copolymer (A) is 5 to 80 parts by mass, the solvent (B) is 30 to 1000 parts by mass, and the reactive diluent (C). Is 10 to 90 parts by mass, the photopolymerization initiator (D) is 0.1 to 30 parts by mass, and more preferably 8 to 70 parts by mass of the copolymer (A) and 50 to 800 of the solvent (B). 20 parts by mass of the reactive diluent (C), 0.5 to 20 parts by mass of the photopolymerization initiator (D), and more preferably 10 to 60 parts by mass of the copolymer (A). Parts, the solvent (B) is 100 to 700 parts by mass, the reactive diluent (C) is 25 to 70 parts by mass, and the photopolymerization initiator (D) is 1 to 15 parts by mass.
本実施の形態の感光性樹脂組成物は、上記の成分に加えて、所定の特性を付与するために、公知のカップリング剤、レベリング剤、熱重合禁止剤等の公知の添加剤、および公知の着色剤やフィラー、分散剤等を配合してもよい。これらの添加剤の配合量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば特に限定されない。 The photosensitive resin composition of the present embodiment, in addition to the above components, in order to impart predetermined characteristics, known additives such as known coupling agents, leveling agents, thermal polymerization inhibitors, and known You may mix | blend the colorant of this, a filler, a dispersing agent, etc. The blending amount of these additives is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired.
[感光性樹脂組成物の製造方法]
本実施の形態の感光性樹脂組成物は、公知の混合装置を用い、上記の各成分を混合することによって製造することができる。なお、本実施の形態の感光性樹脂組成物は、先に共重合体(A)および溶剤(B)を含む樹脂組成物を調製した後、反応性希釈剤(C)、光重合開始剤(D)を混合して製造することも可能である。なお、当該樹脂組成物は、本実施の形態の感光性樹脂組成物を調製するために用いることができるほか、他の用途で使用することも可能である。
[Method for producing photosensitive resin composition]
The photosensitive resin composition of the present embodiment can be produced by mixing the above components using a known mixing device. The photosensitive resin composition of the present embodiment is prepared by first preparing a resin composition containing a copolymer (A) and a solvent (B), and then preparing a reactive diluent (C), a photopolymerization initiator ( It is also possible to mix and produce D). The resin composition can be used for preparing the photosensitive resin composition of the present embodiment, and can also be used for other purposes.
上記のようにして得られる本実施の形態の感光性樹脂組成物は、光感度に優れると共に、耐熱分解性や耐熱黄変性、かつ低反射性に優れた硬化膜を与えることができる。そのため、本実施の形態の感光性樹脂組成物は、各種レジスト、特に、反射光を抑制できるマイクロレンズ表面や、外光の映り込みを抑制できる画像表示装置に組み込まれる基板、カラーフィルター、ブラックマトリックス、カラムスペーサー、保護膜等の製造に用いられるレジストとして使用することに好適である。また、本実施の形態の感光性樹脂組成物は、耐熱分解性や耐熱黄変性、高透明性、低反射性等の様々な特性に優れた硬化膜を与えるため、各種コーティング、接着剤、印刷インキ用バインダー等に使用することにも好適である。 The photosensitive resin composition of the present embodiment obtained as described above can provide a cured film having excellent photosensitivity, thermal decomposition resistance, thermal yellowing resistance, and low reflectance. Therefore, the photosensitive resin composition of the present embodiment, various resists, in particular, a microlens surface capable of suppressing reflected light, a substrate incorporated in an image display device capable of suppressing reflection of external light, a color filter, a black matrix. It is suitable for use as a resist used for manufacturing a column spacer, a protective film, and the like. In addition, the photosensitive resin composition of the present embodiment gives a cured film excellent in various properties such as heat decomposition resistance, heat yellowing, high transparency, and low reflectivity, and therefore various coatings, adhesives, printing It is also suitable for use as a binder for inks and the like.
[レジスト]
次に、本発明の感光性樹脂組成物を用いて調製したレジストについて説明する。本発明のレジストは、上記の感光性樹脂組成物から得られる硬化膜のことを指す。本発明の一実施形態のレジストとしては、ガラス基板、シリコン基板、ポリカーボネート基板、ポリエステル基板、ポリアミド基板、ポリアミドイミド基板、ポリイミド基板、アルミニウム基板、プリント配線基板、アレイ基板等の基板の上に本発明の感光性樹脂組成物を塗布し、塗布膜を露光して露光部分を光硬化させる。その後、ベーキングすることにより、基板上に所定の硬化膜を形成することができる。感光性樹脂組成物の塗布方法としては、特に限定されないが、スクリーン印刷法、ロールコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、スピンコート法、スリットコート法等を用いることができる。また、感光性樹脂組成物の塗布後、必要に応じて、循環式オーブン、赤外線ヒーター、ホットプレート等の加熱手段を用いて加熱することにより溶剤(B)を揮発させてもよい。加熱条件は、特に限定されず、使用する感光性樹脂組成物の種類に応じて適宜設定すればよい。一般には、50℃〜120℃の温度で30秒〜30分加熱すればよい。
[Registration]
Next, the resist prepared using the photosensitive resin composition of the present invention will be described. The resist of the present invention refers to a cured film obtained from the above photosensitive resin composition. The resist of one embodiment of the present invention includes a glass substrate, a silicon substrate, a polycarbonate substrate, a polyester substrate, a polyamide substrate, a polyamideimide substrate, a polyimide substrate, an aluminum substrate, a printed wiring board, an array substrate, and other substrates on which the present invention is applied. The photosensitive resin composition is applied and the coating film is exposed to light to cure the exposed portion. Then, by baking, a predetermined cured film can be formed on the substrate. The method for applying the photosensitive resin composition is not particularly limited, but a screen printing method, a roll coating method, a curtain coating method, a spray coating method, a spin coating method, a slit coating method or the like can be used. In addition, after applying the photosensitive resin composition, the solvent (B) may be volatilized by heating using a heating means such as a circulation oven, an infrared heater, or a hot plate, if necessary. The heating conditions are not particularly limited and may be appropriately set depending on the type of photosensitive resin composition used. Generally, heating may be performed at a temperature of 50 ° C. to 120 ° C. for 30 seconds to 30 minutes.
露光に用いられる光源としては、特に限定されないが、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ等を用いることができる。また、露光量も、特に限定されず、使用する感光性樹脂組成物の種類に応じて適宜調整すればよい。また、ベーキングの条件は、特に限定されず、使用する感光性樹脂組成物の種類に応じて加熱処理を行えばよい。一般には、130〜250℃で10〜60分間加熱すればよい。 The light source used for the exposure is not particularly limited, but a low pressure mercury lamp, a medium pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp and the like can be used. The amount of exposure is also not particularly limited, and may be appropriately adjusted according to the type of photosensitive resin composition used. The baking conditions are not particularly limited, and heat treatment may be performed depending on the type of photosensitive resin composition used. Generally, heating may be performed at 130 to 250 ° C. for 10 to 60 minutes.
以下、実施例を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。なお、この実施例において、部およびパーセントとあるのは特に断らない限り、全て質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In this example, all parts and percentages are based on mass unless otherwise specified.
<分子量の測定法>
分子量(Mw)とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、下記条件にて測定した標準ポリスチレン換算重量平均分子量を意味する。
カラム:ショウデックス(登録商標) LF−804+LF−804(昭和電工株式会社製)
カラム温度:40℃
試料:共重合体(A)の0.2%テトラヒドロフラン溶液
展開溶媒:テトラヒドロフラン
検出器:示差屈折計(ショウデックス RI−71S)(昭和電工株式会社製)
流速: 1mL/min
<Measurement method of molecular weight>
The molecular weight (Mw) means a standard polystyrene-equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
Column: Showdex (registered trademark) LF-804 + LF-804 (Showa Denko KK)
Column temperature: 40 ° C
Sample: 0.2% tetrahydrofuran solution of copolymer (A) Developing solvent: Tetrahydrofuran Detector: Differential refractometer (Showdex RI-71S) (manufactured by Showa Denko KK)
Flow rate: 1 mL / min
<不飽和基当量の測定法>
エチレン性不飽和基のモル数当たりの重合体の質量であり、モノマーの使用量に基づいて算出した計算値である。
<Measuring method of unsaturated group equivalent>
It is the mass of the polymer per the number of moles of the ethylenically unsaturated group, and is a calculated value calculated based on the amount of the monomer used.
<屈折率の測定法>
屈折率とは、屈折計を用いて測定した共重合体(A)の屈折率を意味する。本発明の共重合体(A)および溶剤(B)を含有する樹脂組成物(試料)の屈折率を下記条件にて測定し、次いで溶剤(B)の屈折率を下記条件にて測定する。次いで試料中に含まれる共重合体(A)の含有率(固形分)をJIS K6901 5.11に従って測定し、下記式を用いて試料中に含まれる共重合体(A)単独の屈折率を算出する。
測定器:J−357 Automatic Refractometer(Rudolph Research Analytical社)
測定波長:589nm
測定温度:20℃
<Method of measuring refractive index>
The refractive index means the refractive index of the copolymer (A) measured using a refractometer. The refractive index of the resin composition (sample) containing the copolymer (A) and the solvent (B) of the present invention is measured under the following conditions, and then the refractive index of the solvent (B) is measured under the following conditions. Next, the content (solid content) of the copolymer (A) contained in the sample was measured according to JIS K6901 5.11, and the refractive index of the copolymer (A) alone contained in the sample was calculated using the following formula. calculate.
Measuring instrument: J-357 Automatic Refractometer (Rudolf Research Analytical)
Measurement wavelength: 589 nm
Measurement temperature: 20 ℃
共重合体(A)単独の屈折率=(試料の屈折率−溶剤(B)の屈折率)÷固形分×100+溶剤(B)の屈折率 Refractive index of copolymer (A) alone = (refractive index of sample−refractive index of solvent (B)) ÷ solid content × 100 + refractive index of solvent (B)
<固形分の測定法>
下記の合成例で得られた試料を130℃で2時間加熱した時の加熱残分を測定した。
<Method of measuring solid content>
The heating residue when the sample obtained in the following synthesis example was heated at 130 ° C. for 2 hours was measured.
<フッ素当量の測定法>
フッ素原子のモル数当たりの重合体の質量であり、モノマーの使用量に基づいて算出した計算値である。
<Method of measuring fluorine equivalent>
It is the mass of the polymer per the number of moles of the fluorine atom, and is a calculated value calculated based on the amount of the monomer used.
本発明の共重合体(A)および溶剤(B)を含有する樹脂組成物(試料)の製造例を以下に示す。
<合成例1>
攪拌装置、滴下ロート、コンデンサー、温度計およびガス導入管を備えたフラスコに、161.3gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを入れた後、窒素ガスで置換しながら撹拌し、80℃に昇温した。次に、9.9gのジシクロペンタニルメタクリレート(a−1A)、257.7gの2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート(a−2)、および96.1gのグリシジルメタクリレート(a−3)からなるモノマー混合物に、21.8gの2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(重合開始剤、モノマー混合物100質量部に対して6質量部)を添加したものを滴下ロートから前記フラスコ中に1時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃で2時間攪拌して共重合反応を行い、エポキシ基含有共重合体(P)を得た。次に、前記フラスコ内を空気に置換した後、47.3gのアクリル酸(b−1)、1.2gのトリフェニルホスフィン(触媒、モノマー(a−1A)、(a−2)、(a−3)、(b−1)の合計100質量部に対して0.3質量部)、および1.2gのハイドロキノンモノメチルエーテル(重合禁止剤、モノマー(a−1A)、(a−2)、(a−3)、(b−1)の合計100質量部に対して0.3質量部)を加え、120℃で10時間反応を行い、不飽和基含有共重合体(A1)からなる共重合体(A)を含む溶液を得た。次に、この共重合体(A)を含む溶液に、溶剤(B)として296.4gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加え、試料No.1を得た。モノマー(a−1A)、(a−2)、(a−3)の合計を100モル%として換算した時の各モノマーの配合割合と、エポキシ基含有共重合体(P)のフッ素当量、共重合体(A)の分子量、不飽和基当量、および屈折率を表1に示した。
A production example of a resin composition (sample) containing the copolymer (A) and the solvent (B) of the present invention is shown below.
<Synthesis example 1>
161.3 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was placed in a flask equipped with a stirrer, a dropping funnel, a condenser, a thermometer, and a gas introduction tube, and the mixture was stirred while being replaced with nitrogen gas, and heated to 80 ° C. Next, 9.9 g of dicyclopentanyl methacrylate (a-1A), 257.7 g of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate (a-2), and 96.1 g of glycidyl methacrylate (a-3). 21.8 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (polymerization initiator, 6 parts by mass relative to 100 parts by mass of the monomer mixture) was added to the monomer mixture consisting of It dripped into the said flask over 1 hour. After completion of the dropping, the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours to carry out a copolymerization reaction to obtain an epoxy group-containing copolymer (P). Next, after the air in the flask was replaced with air, 47.3 g of acrylic acid (b-1) and 1.2 g of triphenylphosphine (catalyst, monomer (a-1A), (a-2), (a -3), 0.3 parts by mass relative to 100 parts by mass of (b-1) in total, and 1.2 g of hydroquinone monomethyl ether (polymerization inhibitor, monomer (a-1A), (a-2), (A-3) and (b-1) (0.3 parts by mass relative to 100 parts by mass in total) are added, and the mixture is reacted at 120 ° C. for 10 hours to prepare a copolymer composed of the unsaturated group-containing copolymer (A1). A solution containing the polymer (A) was obtained. Next, to the solution containing this copolymer (A), 296.4 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added as a solvent (B), and sample No. Got 1. The blending ratio of each monomer when the total amount of the monomers (a-1A), (a-2), and (a-3) is converted to 100 mol%, the fluorine equivalent of the epoxy group-containing copolymer (P), and the The molecular weight, unsaturated group equivalent weight, and refractive index of the polymer (A) are shown in Table 1.
<合成例2〜4、7〜9、比較合成例1〜4>
表1に記載のモノマーの配合割合とする以外は、合成例1と同様にして、共重合体(A)を含む溶液を製造し、溶剤(B)としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加え、試料No.2〜4、7〜13を得た。各試料に含まれるエポキシ基含有共重合体(P)のフッ素当量、共重合体(A)の分子量、不飽和基当量、および屈折率を表1に示した。
<Synthesis examples 2 to 4, 7 to 9, comparative synthesis examples 1 to 4>
A solution containing the copolymer (A) was produced and propylene glycol monomethyl ether acetate was added as the solvent (B) in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the mixing ratios of the monomers shown in Table 1 were used. . 2-4 and 7-13 were obtained. Table 1 shows the fluorine equivalent of the epoxy group-containing copolymer (P) contained in each sample, the molecular weight of the copolymer (A), the unsaturated group equivalent, and the refractive index.
<合成例5>
ジシクロペンタニルメタクリレート(a−1A)の代わりにノルボルネン(a−1B)を用い、表1に記載のモノマーの配合割合とする以外は、合成例1と同様にして、共重合体(A)を含む溶液を製造し、溶剤(B)としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加え、試料No.5を得た。各試料に含まれるエポキシ基含有共重合体(P)のフッ素当量、共重合体(A)の分子量、不飽和基当量、および屈折率を表1に示した。
<Synthesis example 5>
Copolymer (A) in the same manner as in Synthesis Example 1 except that norbornene (a-1B) was used instead of dicyclopentanyl methacrylate (a-1A), and the mixing ratio of the monomers shown in Table 1 was used. Was prepared, and propylene glycol monomethyl ether acetate was added as the solvent (B) to prepare a sample No. Got 5. Table 1 shows the fluorine equivalent of the epoxy group-containing copolymer (P) contained in each sample, the molecular weight of the copolymer (A), the unsaturated group equivalent, and the refractive index.
<合成例6>
合成例1と同様にして、フラスコに、156.1gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを入れた後、窒素ガスで置換しながら撹拌し、80℃に昇温した。次に、6.2gのジシクロペンタニルメタクリレート(a−1A)、285.9gの1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート(a−2)および59.7gのグリシジルメタクリレート(a−3)からなるモノマー混合物に、21.1gの2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(重合開始剤、モノマー混合物100質量部に対して6質量部)を添加したものを滴下ロートから前記フラスコ中に1時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃で2時間攪拌して共重合反応を行い、エポキシ基含有共重合体(P)を得た。次に、前記フラスコ内を空気に置換した後、29.4gのアクリル酸(b−1)、1.2gのトリフェニルホスフィン(触媒、モノマー(a−1A)、(a−2)、(a−3)、(b−1)の合計100質量部に対して0.3質量部)、および1.2gのハイドロキノンモノメチルエーテル(重合禁止剤、モノマー(a−1A)、(a−2)、(a−3)、(b−1)の合計100質量部に対して0.3質量部)を加え、120℃で10時間反応を行い、ヒドロキシ基を有する不飽和基含有共重合体(A1)を含む溶液を得た。次に、30.7gの2−イソシアナトエチルメタクリレート(b−2)を加え、110℃で1時間反応を行い、不飽和基含有共重合体(A2)からなる共重合体(A)を含む溶液を得た。次に、この共重合体(A)の溶液に、溶剤(B)として308.2gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加え、試料No.6を得た。モノマー(a−1B)、(a−2)、(a−3)の合計を100モル%として換算した時の各モノマーの配合割合と、エポキシ基含有共重合体(P)のフッ素当量、共重合体(A)の分子量、不飽和基当量、および屈折率を表1に示した。
<Synthesis example 6>
In the same manner as in Synthesis Example 1, after adding 156.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate to the flask, the flask was stirred while being replaced with nitrogen gas, and the temperature was raised to 80 ° C. Next, from 6.2 g of dicyclopentanyl methacrylate (a-1A), 285.9 g of 1H, 1H, 5H-octafluoropentyl methacrylate (a-2) and 59.7 g of glycidyl methacrylate (a-3). 21.1 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (polymerization initiator, 6 parts by mass relative to 100 parts by mass of the monomer mixture) was added to the monomer mixture consisting of It dripped in the flask over 1 hour. After completion of the dropping, the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours to carry out a copolymerization reaction to obtain an epoxy group-containing copolymer (P). Next, after the air in the flask was replaced with air, 29.4 g of acrylic acid (b-1), 1.2 g of triphenylphosphine (catalyst, monomer (a-1A), (a-2), (a -3), 0.3 parts by mass relative to 100 parts by mass of (b-1) in total, and 1.2 g of hydroquinone monomethyl ether (polymerization inhibitor, monomer (a-1A), (a-2), (A-3) and (b-1) (0.3 parts by mass relative to 100 parts by mass in total) are added, and the mixture is reacted at 120 ° C. for 10 hours to give a hydroxy group-containing unsaturated group-containing copolymer (A1). ) Was obtained. Next, 30.7 g of 2-isocyanatoethyl methacrylate (b-2) was added, and the mixture was reacted at 110 ° C. for 1 hour to contain the copolymer (A) composed of the unsaturated group-containing copolymer (A2). A solution was obtained. Next, to the solution of this copolymer (A), 308.2 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added as a solvent (B), and sample No. Got 6. The blending ratio of each monomer when the total amount of the monomers (a-1B), (a-2), and (a-3) is converted to 100 mol%, the fluorine equivalent of the epoxy group-containing copolymer (P), and the The molecular weight, unsaturated group equivalent weight, and refractive index of the polymer (A) are shown in Table 1.
次に、試料No.1〜13を用いて、感光性樹脂組成物を調製した。
<感光性樹脂組成物の調製>
試料No.1〜13の固形分100質量部に対して、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(反応性希釈剤(C))100質量部、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン(光重合開始剤(D))10質量部を添加して透明レジストを調製した(実施例1〜9および比較例1〜4)。
なお、試料のうち、溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)を除いた残留物を「固形分」と定義する。
Next, sample No. A photosensitive resin composition was prepared using 1 to 13.
<Preparation of photosensitive resin composition>
Sample No. 100 parts by mass of pentaerythritol tetraacrylate (reactive diluent (C)) and 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (photopolymerization initiator (D)) 10 with respect to 100 parts by mass of the solid content of 1 to 13. A transparent resist was prepared by adding parts by mass (Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4).
The residue of the sample excluding the solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) is defined as "solid content".
<感光性樹脂組成物によるパターン形成>
調製された感光性樹脂組成物を、5cm角ガラス基板(無アルカリガラス基板)上に、最終の硬化塗膜の平均厚さが2.5μmとなるようにスピンコートした後、100℃で3分間加熱することで溶剤を揮発させた。次に塗膜の全面を機器で露光(露光量80mJ/cm2)し、光硬化させた後、さらに230℃で30分間ベーキングすることで硬化塗膜であるレジストを得た。
<Pattern formation by photosensitive resin composition>
The prepared photosensitive resin composition was spin-coated on a 5 cm square glass substrate (non-alkali glass substrate) so that the final cured coating film had an average thickness of 2.5 μm, and then at 100 ° C. for 3 minutes. The solvent was volatilized by heating. Next, the entire surface of the coating film was exposed with an apparatus (exposure amount 80 mJ / cm 2 ), photocured, and then baked at 230 ° C. for 30 minutes to obtain a resist which was a cured coating film.
<レジストの評価>
レジストについて、透明性、平滑性、耐熱分解性、耐熱黄変性、硬度、および反射率を評価した。
<Evaluation of resist>
The resist was evaluated for transparency, smoothness, thermal decomposition resistance, thermal yellowing, hardness, and reflectance.
(1)透明性の評価
透明性を目視で確認した。
(1) Evaluation of transparency The transparency was visually confirmed.
(2)平滑性の評価
ガラス基板の四隅と中央の厚さを(株)小坂研究所製触針式段差計ET4000Mにて測定し、測定値の最大値と最小値の差からレジストの平滑性を評価した。
(2) Evaluation of smoothness The thickness of the four corners and the center of the glass substrate was measured by a stylus type step gauge ET4000M manufactured by Kosaka Laboratory Ltd., and the smoothness of the resist was determined from the difference between the maximum and minimum measured values. Was evaluated.
(3)耐熱分解性の評価
ガラス基板上に製膜した塗膜を切り出したサンプルを用い、熱重量分析(TGA)を行うことによって評価した。この分析では、このサンプルと、サンプルを窒素ガス雰囲気下で10℃/minの昇温速度で220℃まで加熱した後、2時間保持したサンプルとの間の重量変化率を求めた。
(3) Evaluation of thermal decomposition resistance Evaluation was carried out by thermogravimetric analysis (TGA) using a sample obtained by cutting out a coating film formed on a glass substrate. In this analysis, the weight change rate between this sample and the sample which was heated to 220 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min in a nitrogen gas atmosphere and held for 2 hours was obtained.
(4)耐熱黄変性の評価
ガラス基板上に製膜した塗膜を230℃の乾燥機中に窒素ガス雰囲気下で1時間放置し、加熱処理前後の塗膜の着色変化(ΔE*ab)を日本電色工業(株)製色差計SE2000にて比較した。
(4) Evaluation of heat-resistant yellowing The coating film formed on a glass substrate was allowed to stand in a dryer at 230 ° C for 1 hour in a nitrogen gas atmosphere, and the change in color (ΔE * ab) of the coating film before and after heat treatment was observed . Comparison was performed using a color difference meter SE2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.
(5)硬度の評価
ガラス基板上に製膜した塗膜の硬度を、(株)安田精機製作所製 鉛筆硬度計NO.553−M Scratch Hardness Tester(引っ掻き荷重:750g、引っ掻き速度:80mm/min)にて比較した。
(5) Evaluation of hardness The hardness of the coating film formed on the glass substrate was measured with a pencil hardness tester No. No. manufactured by Yasuda Seiki Co., Ltd. The comparison was performed using a 553-M Scratch Hardness Tester (scratch load: 750 g, scratch rate: 80 mm / min).
(6)反射率の評価
ガラス基板上に製膜した塗膜の反射率を、日本電色工業(株)製色差計SE2000を用いて測定した。ここでの反射率は、セラミック製の標準板の光線反射率を100%とした際のガラス基板上に製膜した塗膜の光線反射率を、相対反射率として示す。なお、光線反射率の測定径は30mmφ、光線波長は550nmとした。
(6) Evaluation of reflectance The reflectance of the coating film formed on the glass substrate was measured using a color difference meter SE2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. The reflectance here means the light reflectance of the coating film formed on the glass substrate when the light reflectance of the ceramic standard plate is 100%, as the relative reflectance. The diameter for measuring the light reflectance was 30 mmφ and the light wavelength was 550 nm.
硬化塗膜の透明性、平滑性、耐熱分解性、耐熱黄変性、硬度、および反射率の評価結果を表2に示す。 Table 2 shows the evaluation results of the transparency, smoothness, thermal decomposition resistance, thermal yellowing resistance, hardness, and reflectance of the cured coating film.
表2の結果からわかるように、実施例1〜9では、本発明の共重合体(A)を使用することにより、優れた硬度、平滑性、耐熱分解性、耐熱黄変性、低反射性を発現する透明レジストが得られた。一方、比較例1〜4では、本発明の共重合体(A)を使用しなかったことにより、硬度、平滑性、耐熱分解性、耐熱黄変性、低反射性においていずれかが不十分な透明レジストが得られた。特に比較例2および4では、フッ素含有共重合体と他の感光性樹脂組成物との馴染みが悪く、全ての特性において不十分なレジストとなった。 As can be seen from the results in Table 2, in Examples 1 to 9, by using the copolymer (A) of the present invention, excellent hardness, smoothness, thermal decomposition resistance, thermal yellowing, and low reflectance were obtained. A transparent resist that develops was obtained. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, since the copolymer (A) of the present invention was not used, any one of hardness, smoothness, thermal decomposition resistance, thermal yellowing resistance, and low reflectance was insufficient. A resist was obtained. In particular, in Comparative Examples 2 and 4, the fluorine-containing copolymer was poorly compatible with other photosensitive resin compositions, and the resist was insufficient in all properties.
以上より、光硬化性を発現する感光性を有しながら、優れた低屈折率を有するアクリル系樹脂を使用することにより、マイクロレンズや画像表示装置を一例としたあらゆる電子材料部材の低反射化に寄与するレジスト、および該レジストに好適な感光性樹脂組成物を提供することができる。 From the above, by using an acrylic resin having an excellent low refractive index while having photosensitivity that exhibits photocurability, it is possible to reduce the reflection of all electronic material members such as microlenses and image display devices. It is possible to provide a resist that contributes to the above, and a photosensitive resin composition suitable for the resist.
Claims (8)
前記ヒドロキシ基を有する不飽和基含有共重合体(A1)のヒドロキシ基に、ヒドロキシ基と反応する官能基を有するエチレン性不飽和基含有反応性モノマー(b−2)が付加してなる不飽和基含有共重合体(A2)
からなる群から選択される少なくとも1種を含む共重合体(A)であって、
前記エポキシ基含有共重合体(P)は、
炭素数10〜20の橋かけ環式炭化水素基を有する重合性モノマー(a−1A)由来の構成単位および下記化学式(1)で示される重合性モノマー(a−1B)由来の構成単位からなる群から選択される少なくとも1種と、
下記化学式(2)で示されるフッ素含有(メタ)アクリレート(a−2)由来の構成単位と、
エポキシ基含有(メタ)アクリレート(a−3)由来の構成単位と
を含有する共重合体であり、
不飽和基当量が2500g/mol以下であることを特徴とする共重合体(A)。
A copolymer (A) containing at least one selected from the group consisting of:
The epoxy group-containing copolymer (P) is
It is composed of a structural unit derived from a polymerizable monomer (a-1A) having a bridged cyclic hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms and a structural unit derived from a polymerizable monomer (a-1B) represented by the following chemical formula (1). At least one selected from the group;
A structural unit derived from a fluorine-containing (meth) acrylate (a-2) represented by the following chemical formula (2),
A copolymer containing a structural unit derived from an epoxy group-containing (meth) acrylate (a-3),
The copolymer (A), which has an unsaturated group equivalent of 2500 g / mol or less.
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