JP6079033B2 - 光・熱硬化性組成物 - Google Patents

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本発明は、イミドシロキサン構造を有する光・熱硬化性組成物に関する。本発明の光・熱硬化性組成物は、紫外線硬化または熱硬化により硬化することが可能であり、得られる硬化膜は電子デバイス等の保護膜として好適に使用することができる。
近年では、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイなどの電子デバイスの保護膜に様々な材料が供されている。その中でも、耐熱性が高く、絶縁性も高いポリイミド系材料は保護膜用途に好ましく利用されている。しかし、ポリイミドは本質的に吸水性が高く、水の影響を嫌う電子デバイスへの適用は問題も抱えている。加えて、ポリイミド自体は有機溶媒への溶解性が乏しく、実際はポリイミド前駆体としてポリアミド酸を利用することが一般的である。ポリアミド酸溶液を基板上へコーティングした後、ポリアミド酸の熱イミド化によりポリイミド膜を形成する手法が用いられる。しかし、このイミド化工程には250〜300℃の高温が必要とされるため、適用される基板の耐熱性によっては使用が限られることもあった。
一方、アルコキシシランの縮合物とイミドを複合化したイミドシロキサン材料も開発されている(特許文献1)。この材料では、イミド化済みの構造を利用するために、高温での焼成工程が必要なく、またマレイミド骨格を利用することで光硬化性も付与できる利点がある。しかし、イミド基自体やシロキサン部分の残存シラノール基により、イミドシロキサンの吸水性は依然として高く、吸水の問題は残ったままであった。
国際公開第2009/054508号
本発明は、高透明性、耐薬品性、及び耐熱性に優れ、光・熱硬化性を有し、なおかつ低吸水性であるイミドシロキサン材料、及びそれを用いた硬化膜を提供する。
本発明者等は、上記の問題点を克服すべく種々検討した結果、イタコン酸無水物及びマレイン酸無水物から選ばれる一種以上の化合物(a1)と後述する式(I)で表される化合物(a2)と後述する式(II)で表される化合物(a3)とを反応させることで得られるイミドシロキサン重合体(A)を含有する組成物が、上記の課題を解決することができることを見いだし、本発明を完成するに至った。
本発明は以下の構成を有する。
[1]イタコン酸無水物及びマレイン酸無水物から選ばれる一種以上の化合物(a1)、下記式(I)で表される化合物(a2)、下記式(II)で表される化合物(a3)とを反応させて得られるイミドシロキサン重合体(A)を含有する、光・熱硬化性組成物。
Figure 0006079033
(式(I)中、Xは炭素数1〜5のアルキレンまたはフェニレンを表し、R、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシであり、R、R及びRの少なくとも1つは炭素数1〜5のアルコキシである。)
Figure 0006079033
(式(II)中、R、R、R及びRは、それぞれ独立して、ヒドロキシル、フェニル、分岐鎖または環状構造を有してもよい炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシであり、R、R、R及びRの少なくとも一つが、ヒドロキシルまたは炭素数1〜5のアルコキシである。)
[2]有機溶媒(B)を含む、[1]に記載の光・熱硬化性組成物。
[3]光ラジカル開始剤(C)を含む、[1]または[2]に記載の光・熱硬化性組成物。
[4]重合性モノマーあるいはオリゴマー(D)を含む、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の光・熱硬化性組成物。
[5]前記式(I)において、Xは炭素数3または4のアルキレンまたはフェニレンであり、R、R及びRは、それぞれ独立して、メチル、メトキシまたはエトキシであり、R、R及びRの少なくとも二つはメトキシまたはエトキシであり、前記式(II)において、R、R、R及びRのうち、少なくとも一つがメトキシまたはエトキシであり、それ以外のものが分岐鎖または環状構造を有してもよい炭素数1〜8のアルキルまたはフェニルである、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の光・熱硬化性組成物。[6][1]〜[5]のいずれか一項に記載された光・熱硬化性組成物を用いて得られる硬化膜。
本発明の光・熱硬化性組成物は、高透明性、耐薬品性、耐熱性に優れた硬化膜を得ることができる。また、本発明の光・熱硬化性組成物から得られる硬化膜は吸水性が低く、水分の影響を嫌う液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、その他の電子デバイス等に好適に利用することができる。
本発明の光・熱硬化性組成物は、イミドシロキサン重合体(A)を含有する。イミドシロキサン重合体(A)は単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
また、本発明の光・熱硬化性組成物は、本発明の効果が得られる範囲において、重合性モノマー、オリゴマーなどの他の成分をさらに含有していてもよい。
本発明でいう、「光・熱硬化性組成物」とは、後述するように、60〜120℃程度の熱を加えて乾燥を行った後、波長250〜450nmの紫外線を照射する工程あるいは150〜300℃程度での焼成工程、またはそれらの両方の工程を経ることにより、硬化膜を形成する性質を有するものである。
本発明の光・熱硬化性組成物の25℃における粘度は、用いる塗布方法によって適宜選択されるが、スクリーン印刷機を用いて塗布する場合は500〜10万mPa・s、スピンコーターを用いて塗布する場合は5〜100mPa・s、スリットコーターを用いて塗布する場合は2〜100mPa・s、インクジェット印刷機を用いて塗布する場合は2〜30mPa・sであることが好ましい。ただし、インクジェット印刷機を用いる場合にインクジェットヘッドを加温するとより高い粘度の光・熱硬化性組成物を使用することが好ましく、例えば30〜120℃に加温した場合に適する粘度は3〜200mPa・sである。
<1 本発明の組成物>
<1−1. イミドシロキサン重合体(A)>
本発明のイミドシロキサン重合体(A)の合成方法は特に制限されないが、イタコン酸無水物及びマレイン酸無水物から選ばれる1種以上の化合物(a1)と、後述する式(I)で表される化合物(a2)と、後述する式(II)で表される化合物(a3)とを反応させ、その後に低沸点成分を留去にて除去することによって得ることができる。
あるいは、式(I)で表される化合物(a2)と式(II)で表される化合物(a3)を先に水を用いて加水分解縮合させた後にイタコン酸無水物及びマレイン酸無水物から選ばれる1種以上の化合物(a1)を加え、さらに還流・留去を行って合成することもできる。
加水分解縮合には水の他に酸あるいは塩基触媒を用いることができる。酸触媒としては、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、硝酸、硫酸、塩酸、フッ酸、ホウ酸、リン酸、陽イオン交換樹脂等、また塩基触媒としてはアンモニア、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、陰イオン交換樹脂等が挙げられる。反応温度は特に限定されないが、通常50℃〜150℃の範囲である。反応時間も特に限定されないが、通常1〜48時間の範囲である。また、当該反応は、加圧、減圧又は大気圧のいずれの圧力下でも行うことができる。留去は減圧でも常圧でも可能で、常圧では留去温度は通常100℃〜200℃程度である。また、イタコン酸無水物及びマレイン酸無水物から選ばれる1種以上(a1)の重合性二重結合の熱反応を防止する目的で、重合禁止剤を微量添加することもできる。
上記の反応に使用する溶媒は、前記化合物(a1)、化合物(a2)及び化合物(a3)とそれらが反応した後に生成するイミドシロキサン重合体(A)を溶解する溶媒が好ましく、後述する有機溶媒(B)と同じものであってもよい。前記溶媒は一種でも二種以上の混合溶媒であってもよい。当該溶媒の具体例は、エタノール、アセトン、2−ブタノン、酢酸エチル、酢酸プロピル、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、1,4−ジオキサン、トルエン、キシレン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチ
ルエーテル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等が挙げられる。
イミドシロキサン重合体(A)は、ポリスチレンを標準としたGPC分析で求めた重量平均分子量が500〜100,000の範囲であると、得られる光・熱硬化性組成物から形成される硬化膜において、耐熱性及び耐溶剤性を高める観点から好ましい。さらに、重量平均分子量が1,500〜50,000の範囲であると、他成分との相溶性を向上させ、得られる光・熱硬化性組成物から形成される硬化膜において、膜の白化を抑制し、かつ膜の表面の荒れを抑制する観点から一層好ましい。同様の理由により、重量平均分子量が2,000〜20,000の範囲であると、特に一層好ましい。
なお、本発明において、重量平均分子量は、標準のポリスチレンには重量平均分子量が645〜132,900のポリスチレン(例えば、VARIAN社製のポリスチレンキャリブレーションキットPL2010−0102)、カラムにはPLgel MIXED−D(VARIAN社製)を用い、移動相としてTHFを使用してGPCで測定することができる。
<1−1−1.イタコン酸無水物及びマレイン酸無水物から選ばれる一種以上の化合物(a1)>
本発明の光・熱硬化性組成物に含有させるイミドシロキサン重合体(A)の合成に用いられる化合物(a1)は、前述のとおり、イタコン酸無水物及びマレイン酸無水物から選ばれる一種以上の化合物である。前記化合物(a1)は、イタコン酸無水物及びマレイン酸無水物の混合物であってもよく、混合物である場合には、イミドシロキサン重合体(A)の合成の際のモル比として、0.9:0.1〜0.1:0.9であることが好ましく、0.3:0.7〜0.7:0.3であることが反応性と透明性をバランスさせる観点から好ましい。
イタコン酸無水物またはマレイン酸無水物のいずれかを単独で用いることも可能であり、イタコン酸無水物を単独で用いることは、重合時の安定性が高いことから好ましい。
<1−1−2.式(I)で表される化合物(a2)>
本発明の光・熱硬化性組成物に含有させるイミドシロキサン重合体(A)の合成に用いられる化合物(a2)は、以下の式(I)で表される化合物である。
Figure 0006079033
(式(I)中、Xは炭素数1〜5のアルキレンまたはフェニレンを表し、R、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシであり、R、R及びRの少なくとも1つは炭素数1〜5のアルコキシである。)
前記式(I)において、Xは炭素数3または4のアルキレンまたはフェニレンであり、R、R及びRは、それぞれ独立して、メチル、メトキシまたはエトキシであり、R
、R及びRの少なくとも二つはメトキシまたはエトキシであることが好ましい。
前記式(I)で表される化合物(a2)の具体例としては、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、4−アミノブチルトリメトキシシラン、4−アミノブチルトリエトキシシラン、4−アミノブチルメチルジエトキシシラン、p−アミノフェニルトリメトキシシラン、p−アミノフェニルトリエトキシシラン、p−アミノフェニルメチルジメトキシシラン、p−アミノフェニルメチルジエトキシシラン、m−アミノフェニルトリメトキシシランおよびm−アミノフェニルメチルジエトキシシランを挙げることができる。
<1−1−3. 一般式(II)で表される化合物(a3)>
本発明の光・熱硬化性組成物に含有させるイミドシロキサン重合体(A)の合成に用いられる化合物(a3)は、以下の式(II)で表される化合物である。
Figure 0006079033
(式(II)中、R、R、R及びRは、それぞれ独立して、ヒドロキシル、フェニル、分岐鎖または環状構造を有してもよい炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシであり、R、R、R及びRの少なくとも一つが、ヒドロキシルまたは炭素数1〜5のアルコキシである。)
前記式(II)において、R、R、R及びRのうち、少なくとも一つがメトキシまたはエトキシであり、それ以外のものが分岐鎖または環状構造を有してもよい炭素数1〜8のアルキルまたはフェニルである態様が好ましい。
前記式(II)で表される化合物(a3)の具体例としては、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、ジイソブチルジエトキシシラン、ジ−sec−ブチルジメトキシシラン、ジ−sec−ブチルジエトキシシラン、ジ−sec−ペンチルジメトキシシラン、ジ−sec−ペンチルジエトキシシラン、ジネオペンチルジメトキシシラン、ジネオペンチルジエトキシシラン、ジ(2−メチルブチル)ジメトキシシラン、ジ(2−メチルブチル)ジエトキシシラン、ジ(2−エチルプロピル)ジメトキシシラン、ジ(2−エチルプロピル)ジエトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジエトキシシラン、ジ(シクロペンチルメチル)ジメトキシシラン、ジ(シクロペンチルメチル)ジエトキシシラン、ジシクロオクチルジメトキシシラン、ジシクロオクチルジエトキシシラン、ジ(シクロヘキシルメチル)ジメトキシシラン、ジ(シクロヘキシル
メチル)ジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、テトラメトキシシランおよびテトラエトキシシラン、ジフェニルシランジオールを挙げることができる。
これらの化合物のうち、アルコキシを一つ有するシランであるトリメチルメトキシシラン及びトリメチルエトキシシランは、得られる光・熱硬化性組成物の分子量制御に機能する観点から好ましい。
また、アルコキシを二つ有するシランであるジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、及びメチルフェニルジエトキシシランは、得られる光・熱硬化性組成物から形成される硬化膜において、耐クラック性を向上させる観点から好ましい。
前記化合物(a1)、前記化合物(a2)及び前記化合物(a3)について、イミドシロキサン重合体(A)を合成する際に用いるモル比としては、(a1)と(a2)の比として通常1.0:1.0〜1.0〜1.5であり、1.0:1.0〜1.0〜1.2であることが好ましく、1.0:1.0であることがさらに好ましい。
また、(a1)と(a3)の比として通常1.0:0.5〜1.0〜10であり、1.0:1.0〜1.0:8.0であることが好ましく、1.0:1.0〜1.0:5.0であることがさらに好ましい。
なお、本発明の光・熱硬化性組成物に含有させるイミドシロキサン重合体(A)の含有量は、通常、光・熱硬化性組成物全量に対して10〜80重量%である。
<1−2. 有機溶媒(B)>
本発明にて使用する有機溶媒(B)は、沸点が100〜300℃であるものが、得られる硬化膜の平坦性が高くなるので好ましい。有機溶媒(B)を含有する場合は、光・熱硬化性組成物全量の5〜80重量%であることが好ましく、10〜70重量%であることがより好ましく、20〜60重量%であることがさらに好ましい。
本発明で用いられる有機溶媒(B)として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、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、乳酸エチルおよび酢酸ブチルから選ばれる少なくとも一つを用いると、塗布均一性が高くなるのでより好ましい。
<1−3. 光ラジカル開始剤(C)>
本発明の光・熱硬化性組成物には、光ラジカル開始剤(C)を含有させてもよい。光ラジカル開始剤(C)を添加すると、光・熱硬化性組成物を硬化させる際に、少ない露光量でも速く硬化させることができる。光ラジカル開始剤(C)としては、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、キサントン、チ
オキサントン、イソプロピルキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−エチル
アントラキノン、アセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−4’−イソプロピルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、カンファーキノン、ベンズアントロン、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)−ブタノン−1、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル
)ベンゾフェノン、3,4,4’−トリ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2−(4’−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3’,4’−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2
−(2’,4’−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(2’−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリ
アジン、2−(4’−ペンチルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−
s−トリアジン、4−[p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)]−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(2’−
クロロフェニル)−s−トリアジン、1,3−ビス(トリクロロメチル)−5−(4’−
メトキシフェニル)−s−トリアジン、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、2−(o−
クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,
2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカル
ボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニ
ル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(
2,4−ジブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾ
ール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、3−(2−メチル−2−ジメチルアミノプロピオニル
)カルバゾール、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノプロピオニル)−9−n−
ドデシルカルバゾール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロー
ル−1−イル)−フェニル)チタニウム、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、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、3,3’,4,4’−テトラ(t−ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’−ジ(メトキシカルボニル)−4,4’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4’−ジ(メトキシカルボニ
ル)−4,3’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’−ジ(メトキシカルボニル)−3,3’−ジ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノ
ン、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−,2−(o−ベンゾイルオキシム)等が挙げられる。
これらの光ラジカル開始剤は1種であっても、2種以上の異なる化合物の混合物であってもよい。
本発明の光・熱硬化性組成物に光ラジカル開始剤を添加する場合には、光・熱硬化性組成物全量に対して、通常1.0〜10重量%含有させる。
<1−4. 重合性モノマーあるいはオリゴマー(D)>
本発明の光・熱硬化性組成物には、イミドシロキサン重合体(A)の他に、重合性モノマーあるいはオリゴマー(D)を添加してもよい。本発明における重合性モノマーあるいはオリゴマーとは、重合性二重結合を1以上有すれば特に限定されるものではないが、(メタ)アクリロイル基を1以上有していることが好ましい。
前記重合性二重結合を有する重合性モノマーあるいはオリゴマーの具体例としては、ブチル(メタ)アクリレート、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、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、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性トリエチレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性ポリ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、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性トリメチロールプロパントリ(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、グリセロールアクリレートメタクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、メトキシ化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレート、ビス[(メタ)アクリロキシネオペンチルグリコール]アジペート、2,2−ビス[4−((メタ)アクリロキシ)フェニル]プロパン、(メタ)アクリレート、2,2−ビス[4−((メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−((メタ)アクリロキシ)フェニル]メタン、2,2−ビス[4−((メタ)
アクリロキシポリエトキシ)フェニル]メタン、2,2−ビス[4−((メタ)アクリロキシ)フェニル]スルホン、2,2−ビス[4−((メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル]スルホン、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレング
リコール(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジアクリレート、エチレンオキシド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸トリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン,エチレンオキシド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン,エチレンオキシド変性リン酸トリ(メタ)アクリレート、エピクロルヒドリン変性フタル酸ジ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリグルセロールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリス[(メタ)アクリロキシエチル]イソシアヌレート、カプロラクトン変性トリス[(メタ)アクリロキシエチル]イソシアヌレート、(メタ)アクリル化イソシアヌレート、ウレタン(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらの重合性二重結合を有する化合物は一種の化合物であっても、二種以上の異なる種類の混合物であってもよい。
本発明の光・熱硬化性組成物に重合性モノマーあるいはオリゴマーを添加する場合には、光・熱硬化性組成物全量に対して、通常20〜80重量%含有させる。
<1−5. その他の成分>
本発明の光・熱硬化性組成物において、イミドシロキサン重合体(A)に加えて、有機
溶媒(B)、光ラジカル開始剤(C)、重合性モノマーあるいはオリゴマー(D)のような任意の成分以外に、その他の成分がさらに含まれてもよい。その他の成分としては、界面活性剤、エポキシ樹脂、エポキシ硬化剤等の熱架橋剤、酸化防止剤、シランカップリング剤等の密着性向上剤、アルコキシベンゾフェノン類等の紫外線吸収剤が挙げられる。前記他の成分は全体で一種でも二種以上でも添加してもよく、またそれぞれにおいても一種でも二種以上でもよい。
<1−5−1. 界面活性剤>
本発明の光・熱硬化性組成物は、塗布均一性をさらに向上させる観点から、界面活性剤をさらに含有してもよい。界面活性剤を含有させる場合、その含有量は、光・熱硬化性組成物全量に対して、0.01〜10重量%であることが好ましく、0.01〜8重量%であることがより好ましく、0.01〜5重量%であることがさらに好ましい。
前記界面活性剤の具体例としては、ポリフローNo.45、ポリフローKL−245、ポリフローNo.75、ポリフローNo.90、ポリフローNo.95(以上いずれも商品名;共栄社化学工業株式会社)、ディスパーベイク(Disperbyk)161、ディスパーベイク162、ディスパーベイク163、ディスパーベイク164、ディスパーベイク166、ディスパーベイク170、ディスパーベイク180、ディスパーベイク181、ディスパーベイク182、BYK300、BYK306、BYK310、BYK320、BYK330、BYK342、BYK346(以上いずれも商品名;ビックケミー・ジャパン株式会社)、KP−341、KP−358、KP−368、KF−96−50CS、KF−50−100CS(以上いずれも商品名;信越化学工業株式会社)、サーフロンSC−101、サーフロンKH−40(以上いずれも商品名;セイミケミカル株式会社)、フタージェント222F、フタージェント251、FTX−218(以上いずれも商品名;株式会社ネオス)、EFTOP EF−351、EFTOP EF−352、EFTOP EF−601、EFTOP EF−801、EFTOP EF−802(以上いずれも商品名;三菱マテリアル株式会社)、メガファックF−171、メガファックF−177、メガファックF−475、メガファックR−30(以上いずれも商品名;DIC株式会社)、フルオロアルキルベンゼンスルホン酸塩、フルオルアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、フルオロアルキルアンモニウムヨージド、フルオロアルキルベタイン、フルオロアルキルスルホン酸塩、ジグリセリンテトラキス(フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル)、フルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、フルオロアルキルアミノスルホン酸塩、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンオレレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ソルビタンラウレート、ソルビタンパルミテート、ソルビタンステアレート、ソルビタンオレエート、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンオレエート、ポリオキシエチレンナフチルエーテル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、またはアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩等が挙げられる。
これらの中でもフルオロアルキルベンゼンスルホン酸塩、フルオルアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、フルオロアルキルアンモニウムヨージド、フルオロアルキルベタイン、フルオロアルキルスルホン酸塩、ジグリセリンテトラキス(フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル)、フルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、フルオロアルキルアミノスルホン酸塩等のフッ素系の界面活性剤は、光・
熱硬化性組成物の塗布均一性を高める観点から好ましい。
<1−5−2. エポキシ樹脂>
本発明の光・熱硬化性組成物は、耐熱性、耐薬品性、膜面内均一性、可撓性、柔軟性、弾性をさらに向上させる観点から、エポキシ樹脂をさらに含有してもよい。エポキシ樹脂の含有量は、上記光・熱硬化性組成物全量に対して、50重量%以下であることが好ましい。エポキシ樹脂を添加する場合、その含有量は通常3重量%以上である。
前記エポキシ樹脂としては、耐薬品性の高い硬化膜を得る観点から多官能のエポキシ樹脂が好ましく、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂が挙げられる。
エポキシ樹脂の具体例としてはエピコート807、エピコート815、エピコート825、エピコート827、エピコート828、エピコート190P、エピコート191P、エピコート871、エピコート872、エピコート4250、エピコート4275、エピコート1004、エピコート1256、YX8000(いずれも商品名;三菱化学(株))、アラルダイトCY177、アラルダイトCY184(いずれも商品名;日本チバガイギー(株))、セロキサイド2021P、EHPE−3150、エポリードPB3600(いずれも商品名;(株)ダイセル)、テクモアVG3101L(商品名;(株)プリンテック)、EPICLON TSR−960、EPICLON TSR−601、EPICLON TSR−250−80BX、EPICLON 1600−75X(いずれも商品名;DIC(株))、YD−171、YD−172、YD−175X75、PG−207、ZX−1627、YD−716(いずれも商品名;東都化成(株))、アデカレジンEP−4000、アデカレジンEP−4000S、アデカレジンEPB1200、アデカレジンEPB1200(いずれも商品名;(株)ADEKA)、EX−832、EX−841、EX−931、デナレックスR−45EPT(いずれも商品名;ナガセケムテックス(株))、BPO−20E、BPO−60E(いずれも商品名;新日本理化(株))、エポライト400E、エポライト400P、エポライト3002(いずれも商品名;共栄社化学(株))、SR−8EG、SR−4PG(いずれも商品名;阪本薬品(株))、Heloxy 84、Heloxy 505(いずれも商品名;Hexion(株))、SB−20G、IPU−22G(いずれも商品名;岡村製油(株))、EPB−13(商品名;日本曹達(株))が挙げられる。
<1−5−3. エポキシ硬化剤>
本発明の光・熱硬化性組成物が、その他の成分としてエポキシ樹脂を含む場合は、硬化膜の耐熱性、耐薬品性、可撓性、柔軟性を向上させるためにエポキシ硬化剤をさらに含有することが好ましい。エポキシ硬化剤としては、例えばカルボン酸系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、及び触媒型硬化剤が挙げられる。エポキシ硬化剤は、着色の抑制及び耐熱性の点から、カルボン酸系硬化剤、酸無水物硬化剤、又はフェノール系硬化剤であることがより好ましい。
エポキシ硬化剤の好ましい具体例としては、カルボン酸系硬化剤では、SMA17352(商品名;SARTOMER(株))、酸無水物系硬化剤としては、SMA1000、SMA2000、SMA3000(いずれも商品名;SARTOMER(株))、無水マレイン酸、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、トリメリット酸無水物、ヘキサヒドロトリメリット酸無水物、無水メチルナジミック酸、水素化メチルナジミック酸無水物、ドデセニル無水コハク酸、ピロメリット酸二無水物、ヘキサヒドロピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、TMEG、TMTA−C、TMEG−500、TMEG−600、(いずれも商品名;新日本理化(株))、EpiclonB−4400
(商品名;DIC(株))、YH−306、YH−307、YH−309(いずれも商品名;三菱化学(株))、SL−12AH、SL−20AH、IPU−22AH(いずれも商品名;岡村製油(株))、OSA−DA、DSA、PDSA−DA(いずれも商品名;三洋化成(株))が挙げられる。
フェノール系硬化剤としてはフェノール性水酸基を有する化合物であれば特に限定されないが、好ましい具体例としてはマルカリンカーM(商品名;丸善石油(株))、ミレックスXLC(商品名;三井化学(株))、MEH−7800、MEP−6309、MEH−7500、MEH−8000H、MEH−8005(いずれも商品名;明和化成(株))、HE−100C(商品名;エアウォーター(株))、YLH−129B65、170、171N、YL−6065(いずれも商品名;ジャパンエポキシレジン(株))、フェノライトVHシリーズ、フェノライトKHシリーズ、BESMOL CZ−256−A(いずれも商品名;DIC(株))、DPP−6000シリーズ(商品名;新日本石油(株))が挙げられる。
エポキシ硬化剤を含有させる場合、その含有量は、光・熱硬化性組成物全量に対して5重量%以上であることが耐熱性及び耐溶剤性を向上させる観点から好ましく、他特性とのバランスを考慮すると5〜50重量%であることがより好ましい。
<1−5−4. 酸化防止剤>
本発明の光・熱硬化性組成物は、耐候性の点から酸化防止剤をさらに含有してもよい。酸化防止剤の含有量は、光・熱硬化性組成物全量に対して、10重量%以下であることが好ましい。一方、酸化防止剤を含有させる場合、その含有量は、光・熱硬化性組成物全量に対して、通常0.1重量%以上である。酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、リン系、イオウ系化合物が挙げられ、中でもヒンダードフェノール系がより好ましい。
酸化防止剤の具体例としては、例えば、Irganox1010、IrganoxFF、Irganox1035、Irganox1035FF、Irganox1076、Irganox1076FD、Irganox1076DWJ、Irganox1098、Irganox1135、Irganox1330、Irganox1726、Irganox1425 WL、Irganox1520L、Irganox245、Irganox245FF、Irganox245DWJ、Irganox259、Irganox3114、Irganox565、Irganox565DD、Irganox295(いずれも商品名;BASFジャパン(株))、ADK STAB AO−20、ADK STAB AO−30、ADK STAB AO−50、ADK STAB AO−60、ADK STAB AO−70、ADK STAB AO−80(いずれも商品名;(株)ADEKA)が挙げられる。この中でもIrganox1010が、透明性、耐熱性、耐クラック性の点からより一層好ましい。
<1−5−5. 密着性向上剤>
本発明の光・熱硬化性組成物は、形成される硬化膜と基板との密着性をさらに向上させる観点から密着性向上剤をさらに含有してもよい。密着性向上剤の含有量は、光・熱硬化性組成物全量に対して10重量%以下であることが好ましい。一方、密着性向上剤を含有させる場合、その含有量は、光・熱硬化性組成物全量に対して、通常1重量%以上である。
密着性向上剤の具体例としては3−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、及び3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン系カップリング剤、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピ
レート等のアルミニウム系カップリング剤、及びテトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート等のチタネート系カップリング剤を挙げることができる。
これらの中でも、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが密着性を向上させる効果が大きいため好ましい。
<1−5−6. 紫外線吸収剤>
本発明の光・熱硬化性組成物は、硬化膜の劣化防止能をさらに向上させる観点から紫外線吸収剤をさらに含有してもよい。紫外線吸収剤の含有量は、光・熱硬化性組成物全量に対して10重量%以下であることが好ましい。一方、紫外線吸収剤を含有させる場合、その含有量は、光・熱硬化性組成物全量に対して、通常1重量%以上である。
紫外線吸収剤の具体例としてはチヌビンP、チヌビン120、チヌビン144、チヌビン213、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン571、チヌビン765(いずれも商品名;BASFジャパン)が挙げられる。これらの中でもチヌビンP、チヌビン120、チヌビン326が、透明性、相溶性の観点から好ましい。
<1−6. 光・熱硬化性組成物の保存>
本発明の光・熱硬化性組成物は、温度−30℃〜25℃の範囲で保存すると、組成物の経時安定性が良好となり好ましく、−20℃〜10℃であればより好ましい。
<1−7. 塗布液の調製>
形成する硬化膜の膜厚により、本発明の光・熱硬化性組成物を上記有機溶媒でさらに希釈して、塗布液を調製してもよい。
<2 本発明の硬化膜>
本発明の硬化膜は、前述した本発明の光・熱硬化性組成物を用いて形成された塗膜を光・熱によって硬化させて得られる膜である。塗膜は、基板上に本発明の光・熱硬化性組成物を塗布することによって形成することができる。基板及び塗布方法には、表示素子において通常使用される基板や技術を用いることができる。
本発明の硬化膜は、高透明性、耐薬品性及び耐熱性に優れ、クラックを生じないなどの有用な効果を有する。
硬化膜の厚さは通常の装置や方法によって測定することができ、硬化膜の厚さを代表する値を採用することができる。例えば、硬化膜の厚さは、同一膜の複数箇所で得られ測定値の平均値とすることができる。前記硬化膜の厚さは、高い透明性と機械的強度両立する観点から1〜200μmであることが好ましく、1〜100μmであることがより好ましく、1〜10μmであることがさらに好ましい。これらの範囲であれば、前記の有用な効果が顕著に発現する。
硬化膜の厚さは、光・熱硬化性組成物を用いて形成された塗膜の厚さによって調整することができ、光・熱硬化性組成物を用いて形成された膜の厚さは、例えば、光・熱硬化性組成物の粘度や光・熱硬化性組成物の重ね塗りによって調整することができる。光・熱硬化性組成物の粘度は固形分(光・熱硬化性組成物中のイミドシロキサン重合体(A)などの有機溶媒以外の成分)の濃度によって調整できる。
より具体的には、本発明の硬化膜は以下のようにして形成することができる。まず、光・熱硬化性組成物をスクリーン印刷、スピンコート、ロールコート、スリットコート、インクジェット等の公知の方法によりガラス等の基板上に塗布する。基板としては、例えば
、白板ガラス、青板ガラス、シリカコート青板ガラス等の透明ガラス基板、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエステル、アクリル樹脂、塩化ビニール樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミド等の合成樹脂製シート、フィルム又は基板、アルミニウム板、銅板、ニッケル板、ステンレス板等の金属基板、その他セラミック板、光電変換素子を有する半導体基板等を挙げることができる。これらの基板には、所望によりシランカップリング剤等の薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の前処理を行うことができる。
次に、ホットプレート又はオーブンで、通常60〜120℃で1〜5分間乾燥する。乾燥した基板上にさらに重ね塗りすることも可能である。最後に、波長250〜450nmの紫外線を照射するか、または150〜300℃で10〜120分焼成すると、所望の厚さを有する硬化膜を得ることができる。
以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
[合成例1]イミドシロキサン重合体(A1)の合成
攪拌器付4つ口フラスコに、有機溶媒としてジエチレングリコールメチルエチルエーテル、化合物(a1)としてマレイン酸無水物、化合物(a2)として3−アミノプロピルトリエトキシシラン、化合物(a3)としてトリメチルメトキシシラン、重合禁止剤としてジブチルヒドロキシトルエンを下記の重量で仕込み、還流温度で3時間加熱し、その後、低沸点成分を常圧留去により除去し、イミドシロキサン重合体(A1)の46.2重量%溶液を得た(溶液濃度は、合成したA1溶液をガラス基板にバーコートし、ホットプレート上にて100℃で5分間乾燥させ、乾燥前後の重量変化から算出した)。
ジエチレングリコールメチルエチルエーテル 32.60g
マレイン酸無水物 10.00g
3−アミノプロピルトリエトキシシラン 22.60g
トリメチルメトキシシラン 10.60g
ジブチルヒドロキシトルエン 0.0163g
[合成例2]イミドシロキサン重合体(A2)の合成
攪拌器付4つ口フラスコに、化合物(a2)として3−アミノプロピルトリエトキシシラン、化合物(a3)としてトリメチルメトキシシラン、水を下記の重量で仕込み、還流温度で3時間加熱し、その後、低沸点成分を常圧留去により除去した。さらに、有機溶媒としてジエチレングリコールメチルエチルエーテル、化合物(a1)としてマレイン酸無水物、ジブチルヒドロキシトルエンを下記の重量で仕込み、還流温度で3時間加熱し、その後留去して低沸点成分を除去し、イミドシロキサン重合体(A2)の49.5重量%溶液を得た。
ジエチレングリコールメチルエチルエーテル 32.60g
マレイン酸無水物 10.00g
3−アミノプロピルトリエトキシシラン 22.60g
トリメチルメトキシシラン 10.60g
ジブチルヒドロキシトルエン 0.0163g
水 7.351g
[合成例3]イミドシロキサン重合体(A3)の合成
攪拌器付4つ口フラスコに、有機溶媒としてジエチレングリコールメチルエチルエーテル、化合物(a1)としてイタコン酸無水物、化合物(a2)として3−アミノプロピルトリエトキシシラン、化合物(a3)としてトリメチルメトキシシラン、重合禁止剤とし
てジブチルヒドロキシトルエンを下記の重量で仕込み、還流温度で3時間加熱し、その後、低沸点成分を常圧留去により除去し、イミドシロキサン重合体(A3)の50.0重量%溶液を得た。
ジエチレングリコールメチルエチルエーテル 29.80g
イタコン酸無水物 10.00g
3−アミノプロピルトリエトキシシラン 19.80g
トリメチルメトキシシラン 9.300g
ジブチルヒドロキシトルエン 0.0149g
[合成例4]イミドシロキサン重合体(A4)の合成
攪拌器付4つ口フラスコに、有機溶媒としてジエチレングリコールメチルエチルエーテル、化合物(a1)としてイタコン酸無水物、化合物(a2)として3−アミノプロピルトリエトキシシラン、化合物(a3)としてトリメチルメトキシシラン、重合禁止剤としてジブチルヒドロキシトルエンを下記の重量で仕込み、還流温度で3時間加熱し、その後、低沸点成分を常圧留去により除去し、イミドシロキサン重合体(A4)の49.8重量%溶液を得た。
ジエチレングリコールメチルエチルエーテル 29.80g
イタコン酸無水物 10.00g
3−アミノプロピルトリエトキシシラン 19.80g
ジメチルジメトキシシラン 13.20g
ジブチルヒドロキシトルエン 0.0149g
[合成例5]イミドシロキサン重合体(A5)の合成
攪拌器付4つ口フラスコに、有機溶媒としてエタノール、化合物(a1)としてイタコン酸無水物、化合物(a2)として3−アミノプロピルトリエトキシシラン、化合物(a3)としてトリメチルメトキシシラン、重合禁止剤としてジブチルヒドロキシトルエンを下記の重量で仕込み、還流温度で3時間加熱し、その後、低沸点成分を減圧留去により除去し、有効成分100%のイミドシロキサン重合体(A5)を得た。
エタノール 29.80g
イタコン酸無水物 10.00g
3−アミノプロピルトリエトキシシラン 19.80g
ジメチルジメトキシシラン 13.20g
ジブチルヒドロキシトルエン 0.0149g
[比較合成例1]重合体(E1)の合成
攪拌器付4つ口フラスコに、有機溶媒としてジエチレングリコールメチルエチルエーテル、マレイン酸無水物、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、重合禁止剤としてジブチルヒドロキシトルエンを下記の重量で仕込み、還流温度で3時間加熱し、その後、低沸点成分を常圧留去により除去し、重合体(E1)の48.0重量%溶液を得た。
ジエチレングリコールメチルエチルエーテル 32.60g
マレイン酸無水物 10.00g
3−アミノプロピルトリエトキシシラン 22.60g
ジブチルヒドロキシトルエン 0.0163g
[比較合成例2]重合体(E2)の合成
攪拌器付4つ口フラスコに、有機溶媒としてジエチレングリコールメチルエチルエーテル、イタコン酸無水物、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、重合禁止剤としてジブチルヒドロキシトルエンを下記の重量で仕込み、還流温度で3時間加熱し、その後、低沸点成分を常圧留去により除去し、重合体(E2)の49.0重量%溶液を得た。
ジエチレングリコールメチルエチルエーテル 29.80g
イタコン酸無水物 10.00g
3−アミノプロピルトリエトキシシラン 19.80g
ジブチルヒドロキシトルエン 0.0163g
[実施例1]
合成例1で得られたイミドシロキサン重合体(A1)溶液を10gに対して界面活性剤BYK342を0.01g混合溶解し、メンブレンフィルター(口径0.2μm)で濾過して光・熱硬化性組成物を得た。
得られた光・熱硬化性組成物を用いて以下の評価を行なった。
[評価方法]
1)透明膜の形成
4cm角、厚さ0.7mmのガラス基板上に光・熱硬化性組成物を10秒間スピンコートし、100℃のホットプレート上で5分間プリベイクを行った。さらに、この基板を230℃にて30分間ポストベイクし、膜厚が約1μmの透明膜を形成した。オーブンから取り出した基板を室温まで戻した後、得られた透明膜の膜厚を測定した。膜厚の測定にはKLA−Tencor Japan株式会社製触針式膜厚計P−15を使用し、3箇所の測定の平均値を透明膜の膜厚とした。
2)表面粗度
上記1)で得られた透明膜の表面粗度(Ra値)を測定した。Ra値が2nm未満の場合は良好(○)と、2nm以上の場合は不良(×)と判定した。測定にはKLA−Tencor Japan株式会社製触針式膜厚計P−15を使用し、3箇所の測定の平均値を透明膜の表面粗度とした。
3)光硬化性
光硬化を確認するために、超高圧水銀灯ランプにて1000mJ/cm光照射し、膜表面のタック性有無を確認して、光硬化性を判断した。光照射後にタックが消失した場合を光硬化性○、タックが残ったままの場合は×とした。
4)耐熱性
230℃で30分間ポストベイクした後、さらに230℃で60分間追加ベイクを行い、その前後での膜厚変化を測定して残膜率を算出した。残膜率は次式から計算した。
(追加ベイク後膜厚/ポストベイク後膜厚)×100(%)
膜厚の変化が−5%以下の場合は良好(○)、5%を超えた場合は×と判定した。
5)吸水率
230℃で30分間ポストベイクしたフィルムを作成し、水中に23℃で24時間浸漬処理し、その前後の重量変化から吸水率を算出した。吸水率は次式から計算した。
(水浸漬後のフィルム重量/ポストベイク後のフィルム重量−1)×100(%)
6)透明性
得られた硬化膜付きガラス基板において、紫外可視近赤外分光光度計(商品名;V−670、日本分光(株)製)により硬化膜のみの光の波長400nmでの透過率を測定した。透過率が90%以上の場合を○、90%未満の場合を×とした。
7)耐薬品性
得られた硬化膜付きガラス基板に、5重量%水酸化ナトリウム水溶液に40℃で10分間浸漬処理、36%塩酸/60%硝酸/水=40/20/40からなる混合液(重量比)に40℃で3分間浸漬処理、N−メチル−2−ピロリドン中に25℃で30分間浸漬処理
を別々に施した。処理後の残膜率が95%以上である場合を○とし、それ以下を×とした。
残膜率=(処理後の膜厚/ポストベイク後膜厚)×100
上記各評価試験の評価結果を表1に示す。
[実施例2〜5]
実施例1と同様にして、合成例2〜4で得られたイミドシロキサン溶液(A2)〜(A4)についても光・熱硬化性組成物を調製し、評価を行った。ただし、合成例5のイミドシロキサン(A5)を用いた実施例5では、イミドシロキサン(A5)の5gにジエチレングリコールメチルエチルエーテルを5g加えて希釈した。評価結果を表1に示す。
[比較例1、2]
比較合成例1、2で得られた重合体(E1)及び重合体(E2)に関しても、実施例1と同様に組成物を調製し、評価を行った。評価結果を表1に示す。
Figure 0006079033
実施例1〜5の光・熱硬化性組成物については十分な低吸水性を示したのに対し、比較例1、2では大きな吸水性を示した。
本発明の光・熱硬化性組成物は、例えば、液晶表示素子、OLED表示素子、タッチパネル、タッチパネル付液晶表示素子及びタッチパネル付OLED表示素子の製造工程に用いることができる。

Claims (6)

  1. イタコン酸無水物及びマレイン酸無水物から選ばれる一種以上の化合物(a1)、下記式(I)で表される化合物(a2)、下記式(II)で表される化合物(a3)(ただし、一般式:Q−Si(OR) で表されるシラン化合物を除く。Qはアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基又は水素原子であり、Rは水素原子または一価の有機基である。)の反応物であるイミドシロキサン重合体(A)と、光ラジカル開始剤(C)を含有する、光・熱硬化性組成物。
    Figure 0006079033

    (式(I)中、Xは炭素数1〜5のアルキレンまたはフェニレンを表し、R、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のアルコキシであり、R、R及びRの少なくとも1つは炭素数1〜5のアルコキシである。)
    Figure 0006079033

    (式(II)中、R、R、R及びRは、それぞれ独立して、ヒドロキシル、分岐鎖または環状構造を有してもよい炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシであり、R、R、R及びRの少なくとも一つが、ヒドロキシルまたは炭素数1〜5のアルコキシである。)
  2. 有機溶媒(B)を含む、請求項1に記載の光・熱硬化性組成物。
  3. 重合性モノマーあるいはオリゴマー(D)を含む、請求項1または2に記載の光・熱硬化性組成物。
  4. 前記式(II)で表される化合物(a3)が、アルコキシを一つまたは二つ有するシランである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光・熱硬化性組成物。
  5. 前記式(I)において、Xは炭素数3または4のアルキレンまたはフェニレンであり、R、R及びRは、それぞれ独立して、メチル、メトキシまたはエトキシであり、R、R及びRの少なくとも二つはメトキシまたはエトキシであり、前記式(II)において、R、R、R及びRのうち、少なくとも一つがメトキシまたはエトキシであり、それ以外のものが分岐鎖または環状構造を有してもよい炭素数1〜8のアルキルである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光・熱硬化性組成物。
  6. 請求項1〜のいずれか一項に記載された光・熱硬化性組成物を用いて得られる硬化膜。
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