TW202115148A - 熱硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片 - Google Patents
熱硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202115148A TW202115148A TW109134328A TW109134328A TW202115148A TW 202115148 A TW202115148 A TW 202115148A TW 109134328 A TW109134328 A TW 109134328A TW 109134328 A TW109134328 A TW 109134328A TW 202115148 A TW202115148 A TW 202115148A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- compound
- weight
- parts
- polyester amide
- thermosetting composition
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
- C09D4/06—Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09D159/00 - C09D187/00
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Abstract
本發明提供一種可給出平坦性優異的硬化膜的熱硬化性組成物及由所述熱硬化性組成物形成的硬化膜。本發明提供一種具有所述硬化膜的電子零件。一種熱硬化性組成物,包含聚酯醯胺酸(A)、環氧化合物(B)、具有聚合性雙鍵的化合物(C)及單官能丙烯醯胺化合物(D),且所述熱硬化性組成物的特徵在於,聚酯醯胺酸(A)為以下述式(1)及式(2)的關係成立的比率包含X莫耳的四羧酸二酐、Y莫耳的二胺及Z莫耳的多元羥基化合物的原料的反應產物。
0.2≦Z/Y≦8.0·······(1)
0.2≦(Y+Z)/X≦5.0···(2)
Description
本發明是有關於一種熱硬化性組成物。另外,本發明是有關於一種使用所述組成物所形成的絕緣膜、鈍化膜、緩衝塗膜、平坦化膜或彩色濾光片(color filter)用保護膜等電子材料。進而,本發明是有關於一種使用所述材料的電子零件。進而,本發明是有關於一種使用所述零件的半導體裝置或液晶顯示元件等電氣製品。
在液晶顯示元件等元件的製造程序中,元件有時受到利用有機溶劑等的化學品處理或在藉由濺射(sputtering)等進行配線電極成膜時受到加熱處理。因此,有時出於防止各種元件的表面劣化、損傷、變質的目的而設置表面保護膜。對這些保護膜要求耐受如上所述的製造程序中的處理。具體而言,要求耐熱性、耐溶劑性等耐化學品性、耐水性、對玻璃等基底基板的密接性、透明性、耐劃傷性、平坦性、耐光性等。另外,對熱硬化性組成物要求形成前期保護膜時的塗布性良好。
進而,近年來,液晶顯示元件的製造基地正在推進海外移設或海外新設,熱硬化性材料的輸送期間較先前進一步長期化,對熱硬化性材料還要求例如即便長期保管也觀察不到黏度的變化等優異的保存穩定性。
在隨著對顯示元件所要求的可靠性的要求特性提高,對顯示元件構件所要求的耐熱性提高的過程中,提倡耐熱性良好的包含聚酯醯胺酸及環氧化合物的熱硬化性組成物(專利文獻1)。進而,因近年來的生產線的大型化,例如為了減低配向膜的摩擦時的面內不均,而需要較先前更強力地按壓摩擦輥,因此要求保護膜的耐劃傷性提高。相對於此,提倡調整所述發明的環氧化合物的分子量、進而包含丙烯酸化合物的熱硬化性組成物,除耐熱性良好以外,也改善了耐劃傷性(專利文獻2)。
隨著近年來的液晶顯示元件中的高精細化、薄型化的要求,對保護膜要求較先前更優異的平坦性。所謂平坦性為表示在液晶顯示元件中所使用的包含紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)等像素的彩色濾光片上塗布成膜保護膜時的表面階差者,若表面階差大,則顯示品質降低。對於熱硬化性材料而言,平坦性的進一步提高成為問題。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-105264
[專利文獻2]日本專利特開2018-028062
[發明所欲解決的問題] 本發明的問題在於提供一種在滿足所述各特性的基礎上,進而可給出較先前平坦性更優異的硬化膜的熱硬化性組成物及由所述熱硬化性組成物形成的硬化膜,進而,提供一種具有所述硬化膜的電子零件。
[解決問題的手段]
本發明者等人為了解決所述問題而進行了努力研究,結果發現,利用如下硬化膜而可達成所述目的,從而完成了本發明,所述硬化膜是使包含作為四羧酸二酐、二胺及多元羥基化合物的反應產物的聚酯醯胺酸、環氧化合物、具有聚合性雙鍵的化合物、以及單官能丙烯醯胺化合物的組成物硬化而獲得。
本發明包含以下的構成。
[1] 一種熱硬化性組成物,包含聚酯醯胺酸(A)、環氧化合物(B)、具有聚合性雙鍵的化合物(C)及單官能丙烯醯胺化合物(D),且所述熱硬化性組成物的特徵在於,所述聚酯醯胺酸(A)為以下述式(1)及式(2)的關係成立的比率包含X莫耳的四羧酸二酐、Y莫耳的二胺及Z莫耳的多元羥基化合物的原料的反應產物。
0.2≦Z/Y≦8.0·······(1)
0.2≦(Y+Z)/X≦5.0···(2)
如[1]所述的熱硬化性組成物,其中所述聚酯醯胺酸(A)包含下述式(3)所表示的構成單元及下述式(4)所表示的構成單元。
式(3)及式(4)中,R1
為自四羧酸二酐除去兩個-C(=O)-O-C(=O)-而成的結構,R2
為自二胺除去兩個-NH2
而成的結構,R3
為自多元羥基化合物除去兩個-OH而成的結構。
[3] 如[1]或[2]所述的熱硬化性組成物,其特徵在於,所述具有聚合性雙鍵的化合物(C)為每一分子中具有三個以上的(甲基)丙烯醯基的化合物。
[4] 如[1]至[3]中任一項所述的熱硬化性組成物,其中所述環氧化合物(B)的含量相對於所述聚酯醯胺酸(A)100重量份而為20重量份~400重量份,所述具有聚合性雙鍵的化合物(C)的含量相對於聚酯醯胺酸(A)100重量份而為1重量份~200重量份,所述單官能丙烯醯胺化合物(D)的含量相對於所述聚酯醯胺酸(A)100重量份而為41重量份~200重量份。
[5] 如[1]至[3]中任一項所述的熱硬化性組成物,其中所述環氧化合物(B)的含量相對於所述聚酯醯胺酸(A)100重量份而為20重量份~400重量份,所述具有聚合性雙鍵的化合物(C)的含量相對於聚酯醯胺酸(A)100重量份而為1重量份~200重量份,所述單官能丙烯醯胺化合物(D)的含量相對於所述聚酯醯胺酸(A)100重量份而為50重量份~150重量份。
[6] 一種硬化膜,其是使如[1]至[5]中任一項所述的熱硬化性組成物硬化而獲得。
[7] 一種彩色濾光片,具有如[6]所述的硬化膜作為透明保護膜。
[發明的效果]
本發明的較佳實施方式的熱硬化性組成物是在可形成平坦性優異的膜的方面特別優異的材料。例如,在用作彩色液晶顯示元件的彩色濾光片用保護膜的情況下,可使顯示品質提高。特別是有效用作利用染色法、顏料分散法、電沉積法及印刷法而製造的彩色濾光片用保護膜。另外,也可用作各種電子零件的絕緣膜、鈍化膜、緩衝塗膜或平坦化膜。
本說明書中,本發明的硬化膜的階差越小,則硬化膜及用以形成所述硬化膜的熱硬化性組成物表現為「平坦性越優異」。另外,將本發明的熱硬化性材料保管一定期間時的黏度的變化越小,則表現為「保存穩定性越優異」。
本說明書中,為了表示「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」的其中一者或兩者,有時表述為「(甲基)丙烯酸酯」。同樣地,為了表示「丙烯醯氧基」及「甲基丙烯醯氧基」的其中一者或兩者,有時表述為「(甲基)丙烯醯氧基」。
1.本發明的熱硬化性組成物
本發明的熱硬化性組成物為包含聚酯醯胺酸、環氧化合物、具有聚合性雙鍵的化合物以及單官能丙烯醯胺化合物的組成物,所述聚酯醯胺酸為包含四羧酸二酐、二胺及多元羥基化合物的原料的反應產物,且所述熱硬化性組成物的特徵在於,相對於聚酯醯胺酸100重量份,環氧化合物為20重量份~400重量份,具有聚合性雙鍵的化合物為1重量份~200重量份,單官能丙烯醯胺化合物為41重量份~200重量份的範圍。
1-1.聚酯醯胺酸(A)
聚酯醯胺酸為包含四羧酸二酐、二胺及多元羥基化合物的原料的反應產物。更詳細而言,所述聚酯醯胺酸為以下述式(1)及式(2)的關係成立的比率包含X莫耳的四羧酸二酐、Y莫耳的二胺及Z莫耳的多元羥基化合物的原料的反應產物。
0.2≦Z/Y≦8.0·······(1)
0.2≦(Y+Z)/X≦5.0···(2)
式(3)及式(4)中,R1
為自四羧酸二酐除去兩個-C(=O)-O-C(=O)-而成的結構,較佳為碳數2~30的有機基。R2
為自二胺除去兩個-NH2
而成的結構,較佳為碳數2~30的有機基。R3
為自多元羥基化合物除去兩個-OH而成的結構,較佳為碳數2~20的有機基。
在聚酯醯胺酸(A)的合成中,至少需要溶劑,可使所述溶劑直接殘留而製成考慮到操作性等的液狀或凝膠狀的熱硬化性組成物,也可將所述溶劑除去而製成考慮到搬運性等的固體狀的組成物。另外,在聚酯醯胺酸(A)的合成中,視需要也可包含選自單羥基化合物及苯乙烯-馬來酸酐共聚物中的一種以上的化合物作為原料,特別是較佳為包含單羥基化合物。另外,在聚酯醯胺酸(A)的合成中,也可在不損及本發明的目的的範圍內,視需要包含所述以外的其他化合物作為原料。
1-1-1.四羧酸二酐
在本發明中,作為用以獲得聚酯醯胺酸(A)的材料,使用四羧酸二酐。較佳的四羧酸二酐的具體例為:3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,3',4'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基碸四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯基碸四羧酸二酐、2,3,3',4'-二苯基碸四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基醚四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯基醚四羧酸二酐、2,3,3',4'-二苯基醚四羧酸二酐、2,2-[雙(3,4-二羧基苯基)]六氟丙烷二酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、乙二醇雙(脫水偏苯三酸酯)(商品名;TMEG-100,新日本理化股份有限公司)、1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐及乙烷-1,1,2,2-四羧酸二酐。可使用這些四羧酸二酐中的一種以上。
這些四羧酸二酐中,更佳為賦予良好透明性的3,3',4,4'-二苯基碸四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基醚四羧酸二酐、2,2-[雙(3,4-二羧基苯基)]六氟丙烷二酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐及乙二醇雙(脫水偏苯三酸酯),進而更佳為3,3',4,4'-二苯基碸四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基醚四羧酸二酐及1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐。
1-1-2.二胺
在本發明中,作為用以獲得聚酯醯胺酸(A)的材料,使用二胺。較佳的二胺的具體例為:4,4'-二胺基二苯基碸、3,3'-二胺基二苯基碸、3,4'-二胺基二苯基碸、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[3-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、[4-(4-胺基苯氧基)苯基][3-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、[4-(3-胺基苯氧基)苯基][3-(4-胺基苯氧基)苯基]碸及2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷。可使用這些二胺中的一種以上。
這些二胺中,更佳為賦予良好透明性的3,3'-二胺基二苯基碸或雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸,進而更佳為3,3'-二胺基二苯基碸。
1-1-3.多元羥基化合物
在本發明中,作為用以獲得聚酯醯胺酸(A)的材料,使用多元羥基化合物。
多元羥基化合物的具體例可列舉:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、重量平均分子量1,000以下的聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、重量平均分子量1,000以下的聚丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,5-戊二醇、2,4-戊二醇、1,2,5-戊三醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、2,5-己二醇、1,2,6-己三醇、1,2-庚二醇、1,7-庚二醇、1,2,7-庚三醇、1,2-辛二醇、1,8-辛二醇、3,6-辛二醇、1,2,8-辛三醇、1,2-壬二醇、1,9-壬二醇、1,2,9-壬三醇、1,2-癸二醇、1,10-癸二醇、1,2,10-癸三醇、1,2-十二烷二醇、1,12-十二烷二醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、異氰脲酸三(2-羥基乙基)酯、雙酚A(2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷)、雙酚S(雙(4-羥基苯基)碸)、雙酚F(雙(4-羥基苯基)甲烷)、4,4'-亞異丙基雙(2-苯氧基乙醇)、2,2-雙(4-羥基環己基)丙烷、4,4'-二羥基二環己基、2-羥基苄醇、4-羥基苄醇、2-(4-羥基苯基)乙醇、二乙醇胺、三乙醇胺、甘油單烯丙基醚、三羥甲基丙烷單烯丙基醚、季戊四醇單烯丙基醚、季戊四醇二烯丙基醚、二季戊四醇單烯丙基醚、二季戊四醇二烯丙基醚、二季戊四醇三烯丙基醚、二季戊四醇四烯丙基醚、山梨糖醇單烯丙基醚、山梨糖醇二烯丙基醚、山梨糖醇三烯丙基醚、山梨糖醇四烯丙基醚、甘油單(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷單(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇單(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇單(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇單(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇二(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇三(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇四(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、丙二醇二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、三丙二醇二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、甘油二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、雙酚A二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、環氧丙烷改質雙酚A二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、雙酚S二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、環氧丙烷改質雙酚S二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、雙酚F二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、環氧丙烷改質雙酚F二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、聯二甲苯酚二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、聯苯酚二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、芴二苯酚二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、環己烷-1,4-二甲醇二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、氫化雙酚A二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、三環癸烷二甲醇二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物及每一分子中包含兩個以上的環氧基的其他化合物的(甲基)丙烯酸改質物。
這些多元羥基化合物中,較佳為對反應溶劑的溶解性良好的乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、異氰脲酸三(2-羥基乙基)酯、2,2-雙(4-羥基環己基)丙烷、4,4'-二羥基二環己基、2-羥基苄醇、4-羥基苄醇、2-(4-羥基苯基)乙醇、4,4'-亞異丙基雙(2-苯氧基乙醇)、乙二醇二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、丙二醇二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、甘油二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、雙酚A二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、環氧丙烷改質雙酚A二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、雙酚S二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、環氧丙烷改質雙酚S二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、雙酚F二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物或環氧丙烷改質雙酚F二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物。進而,特佳為二乙二醇、三乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2-羥基苄醇、4-羥基苄醇、4,4'-亞異丙基雙(2-苯氧基乙醇)、2-(4-羥基苯基)乙醇、乙二醇二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、丙二醇二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、三丙二醇二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、甘油二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物、雙酚A二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物或環氧丙烷改質雙酚A二縮水甘油醚的(甲基)丙烯酸改質物。
作為乙二醇二縮水甘油醚的甲基丙烯酸改質物、丙二醇二縮水甘油醚的丙烯酸改質物、三丙二醇二縮水甘油醚的丙烯酸改質物、甘油二縮水甘油醚的丙烯酸改質物、雙酚A二縮水甘油醚的甲基丙烯酸改質物、雙酚A二縮水甘油醚的丙烯酸改質物、環氧丙烷改質雙酚A二縮水甘油醚的甲基丙烯酸改質物及環氧丙烷改質雙酚A二縮水甘油醚的丙烯酸改質物,可使用下述市售品。
乙二醇二縮水甘油醚的甲基丙烯酸改質物的具體例為環氧酯40EM(商品名;共榮社化學股份有限公司)。丙二醇二縮水甘油醚的丙烯酸改質物的具體例為環氧酯70PA(商品名;共榮社化學股份有限公司)。三丙二醇二縮水甘油醚的丙烯酸改質物的具體例為環氧酯200PA(商品名;共榮社化學股份有限公司)。甘油二縮水甘油醚的丙烯酸改質物的具體例為環氧酯80MFA(商品名;共榮社化學股份有限公司)。雙酚A二縮水甘油醚的甲基丙烯酸改質物的具體例為環氧酯3000MK(商品名;共榮社化學股份有限公司)。雙酚A二縮水甘油醚的丙烯酸改質物的具體例為環氧酯3000A(商品名;共榮社化學股份有限公司)。環氧丙烷改質雙酚A二縮水甘油醚的甲基丙烯酸改質物的具體例為環氧酯3002M(N)(商品名;共榮社化學股份有限公司)。環氧丙烷改質雙酚A二縮水甘油醚的丙烯酸改質物的具體例為環氧酯3002A(N)(商品名;共榮社化學股份有限公司)。
1-1-4.單羥基化合物
在本發明中,作為用以獲得聚酯醯胺酸(A)的材料,可使用單羥基化合物。藉由使用單羥基化合物,熱硬化性組成物的保存穩定性提高。較佳的單羥基化合物的具體例為:甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、烯丙醇、苄醇、丙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚、苯酚、龍腦(borneol)、麥芽醇(maltol)、芳樟醇(linalool)、松油醇(terpineol)、二甲基苄基甲醇(dimethyl benzyl carbinol)及3-乙基-3-羥基甲基氧雜環丁烷。可使用這些單羥基化合物中的一種以上。
這些單羥基化合物中,更佳為異丙醇、烯丙醇、苄醇、丙二醇單乙醚或3-乙基-3-羥基甲基氧雜環丁烷。若考慮將使用這些單羥基化合物而形成的聚酯醯胺酸(A)、環氧化合物(B)、具有聚合性雙鍵的化合物(C)及單官能丙烯醯胺化合物(D)混合時的相容性,或熱硬化性組成物在彩色濾光片上的塗布性,則單羥基化合物進而更佳為使用苄醇。
相對於四羧酸二酐、二胺及多元羥基化合物的合計量100重量份,較佳為含有0重量份~300重量份的單羥基化合物而進行反應。更佳為5重量份~200重量份。
1-1-5.苯乙烯-馬來酸酐共聚物
另外,本發明中所使用的聚酯醯胺酸(A)也可在所述原料中添加具有三個以上的酸酐基的化合物而合成。添加具有三個以上的酸酐基的化合物而合成的聚酯醯胺酸(A)的透明性的提高受到期待,因此較佳。具有三個以上的酸酐基的化合物的例子為苯乙烯-馬來酸酐共聚物。關於構成苯乙烯-馬來酸酐共聚物的各成分的比率,苯乙烯/馬來酸酐的莫耳比為0.5~4,較佳為1~3。苯乙烯/馬來酸酐的莫耳比更佳為1或2,進而更佳為1。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物的具體例為SMA3000P、SMA2000P及SMA1000P(均為商品名;川原油化股份有限公司)。這些苯乙烯-馬來酸酐共聚物中,特佳為耐熱性及耐鹼性良好的SMA1000P。
相對於四羧酸二酐、二胺及多元羥基化合物的合計量100重量份,苯乙烯-馬來酸酐共聚物較佳為含有0重量份~500重量份。更佳為10重量份~300重量份。
1-1-6.具有一個胺基的胺基矽烷化合物
在聚酯醯胺酸(A)的合成中,也可在不損及本發明的目的的範圍內,視需要包含所述以外的其他原料作為原料,此種其他原料的例子為具有一個胺基的胺基矽烷化合物。具有一個胺基的胺基矽烷化合物是用以與聚酯醯胺酸(A)的末端的酸酐基反應而在末端導入矽烷基。若使用含有聚酯醯胺酸(A)的本發明的熱硬化性組成物,則可改善所獲得的硬化膜的耐酸性,所述聚酯醯胺酸(A)是藉由添加具有一個胺基的胺基矽烷化合物進行反應而獲得。進而,在以所述的單體的構成進行反應的情況下,也可添加單羥基化合物及具有一個胺基的胺基矽烷化合物此兩者而進行反應。
本發明中所使用的具有一個胺基的胺基矽烷化合物的具體例為:3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、4-胺基丁基三甲氧基矽烷、4-胺基丁基三乙氧基矽烷、4-胺基丁基甲基二乙氧基矽烷、對胺基苯基三甲氧基矽烷、對胺基苯基三乙氧基矽烷、對胺基苯基甲基二甲氧基矽烷、對胺基苯基甲基二乙氧基矽烷、間胺基苯基三甲氧基矽烷及間胺基苯基甲基二乙氧基矽烷。可使用這些化合物中的一種以上。
這些化合物中,更佳為硬化膜的耐酸性變得良好的3-胺基丙基三乙氧基矽烷或對胺基苯基三甲氧基矽烷,就耐酸性、相容性的觀點而言,進而更佳為3-胺基丙基三乙氧基矽烷。
相對於四羧酸二酐、二胺及多元羥基化合物的合計量100重量份,具有一個胺基的胺基矽烷化合物較佳為含有0重量份~300重量份。更佳為5重量份~200重量份。
1-1-7.聚酯醯胺酸(A)的合成反應中所使用的溶劑
用以獲得聚酯醯胺酸(A)的合成反應中所使用的溶劑(以下有時稱為「反應溶劑」)的具體例為:二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、環己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮及N,N-二甲基乙醯胺。這些溶劑中,較佳為丙二醇單甲醚乙酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯或二乙二醇甲基乙基醚。
1-1-8.聚酯醯胺酸(A)的合成方法
本發明中所使用的聚酯醯胺酸(A)較佳為藉由在所述溶劑中使四羧酸二酐X莫耳、二胺Y莫耳及多元羥基化合物Z莫耳反應而合成,此時將X、Y及Z確定為在這些間下述式(1)及式(2)的關係成立的比例。若為所述範圍,則聚酯醯胺酸(A)在溶劑中的溶解性高,因此組成物的塗布性提高,結果可獲得平坦性優異的硬化膜。
0.2≦Z/Y≦8.0·······(1)
0.2≦(Y+Z)/X≦5.0···(2)
式(1)中,較佳為0.7≦Z/Y≦7.0,更佳為1.0≦Z/Y≦5.0。另外,式(2)中,較佳為0.5≦(Y+Z)/X≦4.0,更佳為0.6≦(Y+Z)/X≦2.0。
可認為本發明中所使用的聚酯醯胺酸(A)是在所述反應條件中的相對於(Y+Z)而過剩使用X的條件下,較在末端具有胺基或羥基的分子更過剩地生成在末端具有酸酐基(-C(=O)-O-C(=O)-)的分子。在以此種單體的構成進行反應的情況下,為了與分子末端的酸酐基反應而對末端進行酯化,視需要可添加所述單羥基化合物。藉由添加單羥基化合物進行反應而獲得的聚酯醯胺酸(A)可改善與環氧化合物及環氧硬化劑的相容性,且可改善包含這些化合物的本發明的熱硬化性組成物的塗布性。
若相對於四羧酸二酐、二胺及多元羥基化合物的合計100重量份而使用100重量份~1000重量份的反應溶劑,則反應順利地進行,因此較佳。反應以在40℃~200℃下反應0.2小時~20小時為宜。
反應原料在反應系統中的添加順序並無特別限定。即,也可使用以下的任意方法:將四羧酸二酐、二胺及多元羥基化合物同時加入至反應溶劑中的方法;使二胺及多元羥基化合物溶解於反應溶劑中後,添加四羧酸二酐的方法;使四羧酸二酐與多元羥基化合物預先反應後,在其產物中添加二胺的方法;或者使四羧酸二酐及二胺預先反應後,在其產物中添加多元羥基化合物的方法等。
在使所述具有一個胺基的胺基矽烷化合物反應的情況下,以在四羧酸二酐、二胺及多元羥基化合物的混合物的反應結束後,將反應後的溶液冷卻至40℃以下後,添加具有一個胺基的胺基矽烷化合物,在10℃~40℃下反應0.1小時~6小時為宜。另外,也可在反應的任意時間點添加單羥基化合物。
以所述方式合成的聚酯醯胺酸(A)包含式(3)所表示的構成單元及式(4)所表示的構成單元,且其末端為源自作為原料的四羧酸二酐、二胺或多元羥基化合物的酸酐基、胺基或羥基,或者這些化合物以外的添加物構成其末端。藉由包含此種構成,硬化性變得良好。
所獲得的聚酯醯胺酸(A)的重量平均分子量較佳為1,000~200,000,更佳為2,000~50,000。若處於這些範圍,則平坦性及耐熱性變得良好。
所述聚酯醯胺酸(A)的重量平均分子量為利用凝膠滲透色譜(Gel Permeation Chromatography,GPC)法(管柱溫度:35℃、流速:1 ml/min)而求出的聚苯乙烯換算的值。標準的聚苯乙烯使用安捷倫科技(Agilent Technologies)股份有限公司的聚苯乙烯校準套組(calibration kit)PL2010-0102的重量平均分子量為645、2590、10290、37600及124500的聚苯乙烯。管柱使用PL凝膠混合(PLgel MIXED)-D(安捷倫科技(Agilent Technologies)股份有限公司),使用四氫呋喃(Tetrahydrofuran,THF)作為流動相。另外,本說明書中所記載的市售的聚合物的重量平均分子量為目錄(catalogue)記載值。
1-2.環氧化合物(B)
本發明中所使用的環氧化合物(B)為每一分子中具有兩個以上的環氧基的化合物。
環氧化合物(B)的例子為:雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、縮水甘油醚型環氧化合物、縮水甘油酯型環氧化合物、聯苯型環氧化合物、苯酚酚醛清漆型環氧化合物、甲酚酚醛清漆型環氧化合物、雙酚A酚醛清漆型環氧化合物、脂肪族聚縮水甘油醚化合物、環式脂肪族環氧化合物、具有環氧基的單體與其他單體的共聚物及具有矽氧烷鍵結部位的環氧化合物。
雙酚A型環氧化合物的市售品的具體例為jER 828、jER 1004、jER 1009(均為商品名;三菱化學股份有限公司);雙酚F型環氧化合物的市售品的具體例為jER 806、jER 4005P(均為商品名;三菱化學股份有限公司);縮水甘油醚型環氧化合物的市售品的具體例為特克莫(TECHMORE)VG3101L(商品名;普林泰科(Printec)股份有限公司)、EHPE3150(商品名;大賽璐(Daicel)股份有限公司)、EPPN-501H、EPPN-502H(均為商品名;日本化藥股份有限公司)及jER 1032H60(商品名;三菱化學股份有限公司);縮水甘油酯型環氧化合物的市售品的具體例為丹納考爾(Denacol)EX-721(商品名;長瀨化成(Nagase chemteX)股份有限公司)及1,2-環己烷二羧酸二縮水甘油酯(商品名;東京化成工業股份有限公司製造);聯苯型環氧化合物的市售品的具體例為jER YX4000、jER YX4000H、jER YL6121H(均為商品名;三菱化學股份有限公司)及NC-3000、NC-3000-L、NC-3000-H、NC-3100(均為商品名;日本化藥股份有限公司);苯酚酚醛清漆型環氧化合物的市售品的具體例為EPPN-201(商品名;日本化藥股份有限公司)及jER 152、jER 154(均為商品名;三菱化學股份有限公司)等;甲酚酚醛清漆型環氧化合物的市售品的具體例為EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1020(均為商品名;日本化藥股份有限公司)等;雙酚A酚醛清漆型環氧化合物的市售品的具體例為jER 157S65、jER 157S70(均為商品名;三菱化學股份有限公司);環式脂肪族環氧化合物的市售品的具體例為賽羅西德(Celloxide)2021P、賽羅西德(Celloxide)3000(均為商品名;大賽璐(Daicel)股份有限公司);具有矽氧烷鍵結部位的環氧化合物的市售品的具體例為1,3-雙[2-(3,4-環氧環己基)乙基]四甲基二矽氧烷(商品名;捷萊斯特股份有限公司(Gelest Incorporated))、TSL9906(商品名;日本邁圖高新材料(Momentive Performance Materials Japan)有限責任公司)、考特奧斯陸(COATOSIL)MP200(商品名;日本邁圖高新材料(Momentive Performance Materials Japan)有限責任公司)、空珀塞朗(Conpoceran)SQ506(商品名;荒川化學股份有限公司)、ES-1023(商品名;信越化學工業股份有限公司)。
再者,特克莫(TECHMORE)VG3101L(商品名;普林泰科(Printec)股份有限公司)為2-[4-(2,3-環氧丙氧基)苯基]-2-[4-[1,1-雙[4-(2,3-環氧丙氧基)苯基]乙基]苯基]丙烷及1,3-雙[4-[1-[4-(2,3-環氧丙氧基)苯基]-1-[4-[1-[4-(2,3-環氧丙氧基)苯基]-1-甲基乙基]苯基]乙基]苯氧基]-2-丙醇的混合物;EHPE3150(商品名;大賽璐(Daicel)股份有限公司)為2,2-雙(羥基甲基)-1-丁醇的1,2-環氧基-4-(2-氧雜環丙基)環己烷加成物;賽羅西德(Celloxide)2021P(商品名;大賽璐(Daicel)股份有限公司)為3',4'-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯;賽羅西德(Celloxide)3000(商品名;大賽璐(Daicel)股份有限公司)為1-甲基-4-(2-甲基氧雜環丙基)-7-氧雜雙環[4.1.0]庚烷;考特奧斯陸(COATOSIL)MP200(商品名;日本邁圖高新材料(Momentive Performance Materials Japan)有限責任公司)為3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷的聚合物。
這些環氧化合物中,環氧化合物(B)較佳為使用雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、縮水甘油醚型環氧化合物、縮水甘油酯型環氧化合物、聯苯型環氧化合物、脂肪族聚縮水甘油醚化合物、環式脂肪族環氧化合物、具有環氧基的單體與其他單體的共聚物或具有矽氧烷鍵部位的環氧化合物。另外,環氧化合物(B)更佳為使用雙酚A型環氧化合物、縮水甘油醚型環氧化合物、具有環氧基的單體與其他單體的共聚物或具有矽氧烷鍵部位的環氧化合物。
環氧化合物(B)可單獨使用所述化合物,也可混合使用兩種以上。
相對於本發明的熱硬化性組成物中的聚酯醯胺酸(A)100重量份,環氧化合物(B)的總量的比例為20重量份~400重量份。若環氧化合物(B)的總量的比例為所述範圍,則平坦性、耐熱性、耐化學品性、密接性的平衡良好。環氧化合物(B)的總量進而更佳為50重量份~300重量份的範圍。
1-3.具有聚合性雙鍵的化合物(C)
關於本發明中所使用的具有聚合性雙鍵的化合物(C),只要每一分子中具有三個以上的(甲基)丙烯醯基,則並無特別限定。
具有聚合性雙鍵的化合物(C)中的每一分子中具有三個以上的(甲基)丙烯醯基的化合物的具體例為:三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改質丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、烷基改質二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質磷酸三(甲基)丙烯酸酯、己內酯/環氧乙烷改質磷酸三(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質三[(甲基)丙烯醯氧基乙基]異氰脲酸酯、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二甘油四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、烷基改質二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、烷基改質二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯及含羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯。
具有聚合性雙鍵的化合物可單獨使用所述化合物,也可混合使用兩種以上。
在具有聚合性雙鍵的化合物中,就平坦性及耐劃傷性的觀點而言,較佳為使用選自異氰脲酸環氧乙烷改質三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯或含羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯中的至少一種。
具有聚合性雙鍵的化合物可使用如下述般的市售品。異氰脲酸環氧乙烷改質三丙烯酸酯的混合物的具體例為M-315(3重量%~13重量%,以下簡稱為「M-315」)(均為商品名;東亞合成股份有限公司,括號內的含有率為混合物中的異氰脲酸環氧乙烷改質三丙烯酸酯的含有率的目錄記載值);三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的具體例為亞羅尼斯(Aronix)M-309(商品名;東亞合成股份有限公司);季戊四醇三丙烯酸酯及季戊四醇四丙烯酸酯的混合物的具體例為亞羅尼斯(Aronix)M-306(65重量%~70重量%)、亞羅尼斯(Aronix)M-305(55重量%~63重量%)、亞羅尼斯(Aronix)M-303(30重量%~60重量%)、亞羅尼斯(Aronix)M-452(25重量%~40重量%)及亞羅尼斯(Aronix)M-450(未滿10重量%)(均為商品名;東亞合成股份有限公司,括號內的含有率為混合物中的季戊四醇三丙烯酸酯的含有率的目錄記載值);二季戊四醇五丙烯酸酯及二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物的具體例為亞羅尼斯(Aronix)M-403(50重量%~60重量%)、亞羅尼斯(Aronix)M-400(40重量%~50重量%)、亞羅尼斯(Aronix)M-402(30重量%~40重量%,以下簡稱為「M-402」)、亞羅尼斯(Aronix)M-404(30重量%~40重量%)、亞羅尼斯(Aronix)M-406(25重量%~35重量%)及亞羅尼斯(Aronix)M-405(10重量%~20重量%)(均為商品名;東亞合成股份有限公司,括號內的含有率為混合物中的二季戊四醇五丙烯酸酯的含有率的目錄記載值);含羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯的具體例為亞羅尼斯(Aronix)M-510及亞羅尼斯(Aronix)M-520(以下簡稱為「M-520」)(均為商品名;東亞合成股份有限公司)。
相對於本發明的熱硬化性組成物中的聚酯醯胺酸(A)100重量份,具有聚合性雙鍵的化合物(C)的總量的比例為1重量份~200重量份。若具有聚合性雙鍵的化合物(C)的總量的比例為所述範圍,則平坦性、耐劃傷性的平衡良好。具有聚合性雙鍵的化合物(C)的總量進而更佳為50重量份~150重量份的範圍。
1-4.單官能丙烯醯胺化合物(D)
關於本發明中所使用的單官能丙烯醯胺化合物(D),只要每一分子中具有一個丙烯醯胺基,則並無特別限定。
單官能丙烯醯胺化合物(D)的具體例為:丙烯醯胺、N-正丁氧基甲基丙烯醯胺、N-異丁氧基甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N-(羥基甲基)丙烯醯胺、N-(2-羥基乙基)丙烯醯胺、6-丙烯醯胺己酸、2-丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸、N-叔丁基丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺、N-[3-(二甲基胺基)丙基]丙烯醯胺、N-十二烷基丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、N-苯基丙烯醯胺、N-(1,1,3,3-四甲基丁基)丙烯醯胺、3-丙烯醯胺苯基硼酸。
單官能丙烯醯胺化合物(D)可使用如下述般的市售品。為N-正丁氧基甲基丙烯醯胺(商品名;MCC尤尼泰科(Unitec)股份有限公司)、N-異丁氧基甲基丙烯醯胺(商品名;MCC尤尼泰科(Unitec)股份有限公司)、二乙基丙烯醯胺(Diethyl Acrylamide,DEAA)(商品名;興人股份有限公司)、羥基乙基丙烯醯胺(Hydroxy Ethyl Acrylamide,HEAA)(商品名;KJ化學(CHEMICALS)股份有限公司)、N,N-二甲基丙烯醯胺(商品名;KJ化學(CHEMICALS)股份有限公司)。
這些丙烯醯胺化合物中,單官能丙烯醯胺化合物(D)較佳為使用選自丙烯醯胺、N-正丁氧基甲基丙烯醯胺、N-異丁氧基甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N-(羥基甲基)丙烯醯胺、N-(2-羥基乙基)丙烯醯胺、6-丙烯醯胺己酸中的至少一種。另外,單官能丙烯醯胺化合物(D)更佳為使用選自N-正丁氧基甲基丙烯醯胺、N-異丁氧基甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N-(羥基甲基)丙烯醯胺、N-(2-羥基乙基)丙烯醯胺中的至少一種。
單官能丙烯醯胺化合物(D)可單獨使用所述化合物,也可混合使用兩種以上。
相對於本發明的熱硬化性組成物中的聚酯醯胺酸(A)100重量份,單官能丙烯醯胺化合物(D)的總量的比例較佳為41重量份~200重量份的範圍。若單官能丙烯醯胺化合物(D)的總量的比例為所述範圍,則平坦性、耐劃傷性、保存穩定性的平衡良好。單官能丙烯醯胺化合物(D)的總量的比例進而更佳為50重量份~150重量份的範圍。
1-5.其他成分
在本發明的熱硬化性組成物中,可添加各種添加劑以提高塗布均勻性、黏接性。添加劑主要可列舉:硬化劑;溶劑;陰離子系、陽離子系、非離子系、氟系或矽系的表面活性劑/調平劑;矽烷偶聯劑等密接性提高劑;受阻酚系、受阻胺系、磷系、硫系化合物等抗氧化劑;分子量調整劑;紫外線吸收劑;防凝聚劑;熱交聯劑;苯乙烯-馬來酸酐共聚物等其他添加劑。
1-5-1.硬化劑
在本發明的熱硬化性組成物中,也可使用硬化劑以進一步提高耐熱性、耐化學品性。作為硬化劑,存在有酸酐系硬化劑、胺系硬化劑、酚系硬化劑、含羧酸的聚合物、咪唑系硬化劑、吡唑系硬化劑、三唑系硬化劑、催化劑型硬化劑、以及鋶鹽、苯并噻唑鎓鹽、銨鹽及鏻鹽等感熱性酸產生劑等,就避免硬化膜的著色及硬化膜的耐熱性的觀點而言,較佳為酸酐系硬化劑、咪唑系硬化劑或吡唑系硬化劑。
酸酐系硬化劑的具體例為:馬來酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、六氫偏苯三甲酸酐等脂肪族二羧酸酐;鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐等芳香族多元羧酸酐;以及苯乙烯-馬來酸酐共聚物。這些酸酐系硬化劑中,可列舉耐熱性與對溶劑的溶解性的平衡良好的偏苯三甲酸酐及六氫偏苯三甲酸酐。
作為含羧酸的聚合物的具體例,可列舉:阿魯豐(ARUFON)UC-3000、阿魯豐(ARUFON)UC-3090、阿魯豐(ARUFON)UC-3900(均為商品名;東亞合成股份有限公司)、馬普魯夫(Marproof)MA-0215Z、馬普魯夫(Marproof)MA-0217Z及馬普魯夫(Marproof)MA-0221Z(均為商品名;日油股份有限公司)。這些含羧酸的聚合物中,較佳為耐熱性與對溶劑的溶解性及平坦性良好的阿魯豐(ARUFON)UC-3900。
咪唑系硬化劑的具體例為:2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2,3-二氫-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸鹽、1-苄基-2-甲基咪唑及1-苄基-2-苯基咪唑。這些咪唑系硬化劑中,可列舉硬化性與對溶劑的溶解性的平衡良好的2-十一烷基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑及1-苄基-2-苯基咪唑。
吡唑系硬化劑的具體例為:吡唑、3-甲基吡唑、3,5-二甲基吡唑、3-甲基-5-吡唑啉酮。較佳為硬化性與對溶劑的溶解性的平衡良好的3,5-二甲基吡唑。
三唑系硬化劑的具體例為:4-胺基-1,2,4-三唑、1,2,4-三唑、1,2,3-三唑、1-羥基苯并三唑、3-巰基-1,2,4-三唑。較佳為硬化性與對溶劑的溶解性的平衡良好的1-羥基苯并三唑。
酚系硬化劑的具體例可列舉:α,α,α'-三(4-羥基苯基)-1-乙基-4-異丙基苯、1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴、1,3-雙[2-(4-羥基苯基)-2-丙基]苯、4,4'-(3,3,5-三甲基-1,1-環己烷二基)雙(苯酚)及1,1,2,2-四(4-羥基苯基)乙烷。這些酚系硬化劑中,可列舉耐熱性及相容性的平衡良好的α,α,α'-三(4-羥基苯基)-1-乙基-4-異丙基苯、1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷及9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴。
在使用硬化劑的情況下,相對於環氧化合物(B)100重量份,較佳為0.1重量份~60重量份的範圍。
1-5-2.溶劑
在本發明的熱硬化性組成物中,也可使用溶劑。本發明的熱硬化性組成物中所任意添加的溶劑較佳為可溶解聚酯醯胺酸(A)、環氧化合物(B)、具有聚合性雙鍵的化合物(C)及單官能丙烯醯胺化合物(D)的溶劑。所述溶劑的具體例為:甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、叔丁醇、丙酮、2-丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯、丙酸丁酯、乳酸乙酯、羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、羥基乙酸丁酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、3-氧基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、1,4-丁二醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單異丙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、環戊酮、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲基乙基醚、四氫呋喃、乙腈、二噁烷、甲苯、二甲苯、γ-丁內酯、N,N-二甲基乙醯胺、環己酮、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、重量平均分子量1,000以下的聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇及重量平均分子量1,000以下的聚丙二醇。溶劑可為這些溶劑的一種,也可為這些溶劑的兩種以上的混合物。
相對於熱硬化性組成物總量,溶劑的含量較佳為65重量份~95重量份。更佳為70重量份~90重量份。
1-5-3.表面活性劑
在本發明的熱硬化性組成物中,也可添加表面活性劑以提高塗布均勻性。表面活性劑的具體例為:波利弗洛(Polyflow)No.75、波利弗洛(Polyflow)No.90、波利弗洛(Polyflow)No.95(以上均為商品名;共榮社化學股份有限公司)、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-161、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-162、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-163、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-164、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-166、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-170、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-180、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-181、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-182、BYK-300、BYK-306、BYK-310、BYK-320、BYK-330、BYK-342、BYK-346、BYK-361N、BYK-UV3500、BYK-UV3570(以上均為商品名;日本畢克化學(BYK Chemie Japan)股份有限公司)、KP-341、KP-368、KF-96-50CS、KF-50-100CS(以上均為商品名;信越化學工業股份有限公司)、沙福隆(SurfloN)S611(商品名;AGC清美化學(AGC Seimi Chemical)股份有限公司)、福吉特(Ftergent)222F、福吉特(Ftergent)208G、福吉特(Ftergent)251、福吉特(Ftergent)710FL、福吉特(Ftergent)710FM、福吉特(Ftergent)710FS、福吉特(Ftergent)601AD、福吉特(Ftergent)602A、福吉特(Ftergent)650A、FTX-218(以上均為商品名;尼奧斯(Neos)股份有限公司)、美佳法(Megafac)F-410、美佳法(Megafac)F-430、美佳法(Megafac)F-444、美佳法(Megafac)F-472SF、美佳法(Megafac)F-475、美佳法(Megafac)F-477、美佳法(Megafac)F-552、美佳法(Megafac)F-553、美佳法(Megafac)F-554、美佳法(Megafac)F-555、美佳法(Megafac)F-556、美佳法(Megafac)F-558、美佳法(Megafac)F-559、美佳法(Megafac)R-94、美佳法(Megafac)RS-75、美佳法(Megafac)RS-72-K、美佳法(Megafac)RS-76-NS、美佳法(Megafac)DS-21(以上均為商品名;迪愛生(DIC)股份有限公司)、迪高屯(TEGO TwiN)4000、迪高屯(TEGO TwiN)4100、迪高弗洛(TEGO Flow)370、迪高格萊德(TEGO Glide)440、迪高格萊德(TEGO Glide)450、迪高拉德(TEGO Rad)2200N(以上均為商品名;日本贏創(Evonik Japan)股份有限公司)、氟烷基苯磺酸鹽、氟烷基羧酸鹽、氟烷基聚氧乙烯醚、氟烷基碘化銨、氟烷基甜菜鹼、氟烷基磺酸鹽、二甘油四(氟烷基聚氧乙烯醚)、氟烷基三甲基銨鹽、氟烷基胺基磺酸鹽、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯油烯基醚、聚氧乙烯十三烷基醚、聚氧乙烯鯨蠟基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯月桂酸酯、聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯月桂基胺、山梨醇酐月桂酸酯、山梨醇酐棕櫚酸酯、山梨醇酐硬脂酸酯、山梨醇酐油酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐棕櫚酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐油酸酯、聚氧乙烯萘基醚、烷基苯磺酸鹽及烷基二苯基醚二磺酸鹽。較佳為使用選自這些表面活性劑中的至少一種。
這些表面活性劑中,若為選自BYK-306、BYK-342、BYK-346、KP-341、KP-368、沙福隆(SurfloN)S611、福吉特(Ftergent)710FL、福吉特(Ftergent)710FM、福吉特(Ftergent)710FS、福吉特(Ftergent)650A、美佳法(Megafac)F-477、美佳法(Megafac)F-556、美佳法(Megafac)RS-72-K、美佳法(Megafac)DS-21、迪高屯(TEGO TwiN)4000、氟烷基苯磺酸鹽、氟烷基羧酸鹽、氟烷基聚氧乙烯醚、氟烷基磺酸鹽、氟烷基三甲基銨鹽或氟烷基胺基磺酸鹽中的至少一種,則熱硬化性組成物的塗布均勻性變高,因此較佳。
相對於熱硬化性組成物總量,本發明的熱硬化性組成物中的表面活性劑的含量較佳為0.01重量份~10重量份。
1-5-4.密接性提高劑
就使所形成的硬化膜與基板的密接性進一步提高的觀點而言,本發明的熱硬化性組成物也可還包含密接性提高劑。作為密接性提高劑的例子,可列舉矽烷系、鋁系或鈦酸酯系的偶聯劑。具體而言為:3-縮水甘油氧基丙基二甲基乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(例如,薩拉艾斯(Sila-Ace)S510;商品名;捷恩智(JNC)股份有限公司)、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷(例如,薩拉艾斯(Sila-Ace)S530;商品名;捷恩智(JNC)股份有限公司)、3-巰基丙基三甲氧基矽烷(例如,薩拉艾斯(Sila-Ace)S810;商品名;捷恩智(JNC)股份有限公司)、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷的共聚物(例如,商品名;考特奧斯陸(COATOSIL)MP200,日本邁圖高新材料(Momentive Performance Materials Japan)有限責任公司)等矽烷系偶聯劑;乙醯烷氧基二異丙醇鋁等鋁系偶聯劑及四異丙基雙(二辛基亞磷酸酯)鈦酸酯等鈦酸酯系偶聯劑。
這些密接性提高劑中,3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷的提高密接性的效果大,因此較佳。
相對於熱硬化性組成物總量,密接性提高劑的含量較佳為0.01重量份~10重量份。
1-5-5.抗氧化劑
就提高透明性、防止硬化膜暴露在高溫下時的黃變的觀點而言,本發明的熱硬化性組成物也可還包含抗氧化劑。
在本發明的熱硬化性組成物中,也可添加受阻酚系、受阻胺系、磷系、硫系化合物等抗氧化劑。其中,就耐光性的觀點而言,較佳為受阻酚系。具體例為:易璐佳諾斯(Irganox)1010、易璐佳諾斯(Irganox)1010FF、易璐佳諾斯(Irganox)1035、易璐佳諾斯(Irganox)1035FF、易璐佳諾斯(Irganox)1076、易璐佳諾斯(Irganox)1076FD、易璐佳諾斯(Irganox)1098、易璐佳諾斯(Irganox)1135、易璐佳諾斯(Irganox)1330、易璐佳諾斯(Irganox)1726、易璐佳諾斯(Irganox)1425WL、易璐佳諾斯(Irganox)1520L、易璐佳諾斯(Irganox)245、易璐佳諾斯(Irganox)245FF、易璐佳諾斯(Irganox)259、易璐佳諾斯(Irganox)3114、易璐佳諾斯(Irganox)565、易璐佳諾斯(Irganox)565DD(均為商品名;日本巴斯夫(BASF Japan)股份有限公司)、艾迪科斯塔波(ADK STAB)AO-20、艾迪科斯塔波(ADK STAB)AO-30、艾迪科斯塔波(ADK STAB)AO-50、艾迪科斯塔波(ADK STAB)AO-60及艾迪科斯塔波(ADK STAB)AO-80(均為商品名;艾迪科(ADEKA)股份有限公司)。其中,較佳為易璐佳諾斯(Irganox)1010或艾迪科斯塔波(ADK STAB)AO-60。
相對於熱硬化性組成物總量,抗氧化劑的含量較佳為0.1重量份~5重量份。
1-5-6.分子量調整劑
本發明的熱硬化性組成物也可還包含分子量調整劑,以抑制因聚合而分子量變高,且顯現優異的保存穩定性。作為分子量調整劑,可列舉:硫醇類、黃原酸類、醌類、氫醌類及2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯等。
作為分子量調整劑的具體例,可列舉:1,4-萘醌、1,2-苯醌、1,4-苯醌、甲基-對苯醌、蒽醌、氫醌、甲基氫醌、叔丁基氫醌、2,5-二-叔丁基氫醌、2,5-二-叔戊基氫醌、1,4-二羥基萘、3,6-二羥基苯并降冰片烷、4-甲氧基苯酚、2,2',6,6'-四叔丁基-4,4'-二羥基聯苯、3-(3,5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸硬脂酯、2,2'-亞甲基雙(6-叔丁基-4-乙基苯酚)、2,4,6-三(3',5'-二-叔丁基-4'-羥基苄基)均三甲苯、季戊四醇四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、4-叔丁基鄰苯二酚、N-己基硫醇、N-辛基硫醇、N-十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、硫代乙醇酸(thioglycolic acid)、二甲基黃原酸硫醚、二異丙基黃原酸二硫醚、2,6-二-叔丁基-對甲酚、4,4'-亞丁基雙(6-叔丁基-間甲酚)、4,4'-硫代雙(6-叔丁基-間甲酚)、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、吩噻嗪及2-羥基-1,4-萘醌等。
分子量調整劑可單獨使用,也可組合使用兩種以上。分子量調整劑中,若為萘醌系分子量調整劑,則就顯現優異的保存穩定性的方面而言較佳。
分子量調整劑中,若為具有酚性羥基的2-羥基-1,4-萘醌,則就保存穩定性的觀點而言更佳。
1-5-7.紫外線吸收劑
就進一步提高所形成的透明膜的劣化抑制能力的觀點而言,本發明的熱硬化性組成物也可包含紫外線吸收劑。
紫外線吸收劑的具體例為:帝奴彬(TINUVIN)P、帝奴彬(TINUVIN)120、帝奴彬(TINUVIN)144、帝奴彬(TINUVIN)213、帝奴彬(TINUVIN)234、帝奴彬(TINUVIN)326、帝奴彬(TINUVIN)571、帝奴彬(TINUVIN)765(均為商品名;日本巴斯夫(BASF Japan)股份有限公司)。
相對於熱硬化性組成物總量,紫外線吸收劑的含量較佳為0.01重量份~10重量份。
1-5-8.防凝聚劑
就不使聚酯醯胺酸(A)、環氧化合物(B)、具有聚合性雙鍵的化合物(C)及單官能丙烯醯胺化合物(D)與溶劑融合、防止凝聚的觀點而言,本發明的熱硬化性組成物也可包含防凝聚劑。
防凝聚劑的具體例為:迪斯帕畢克(DISPERBYK)-145、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-161、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-162、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-163、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-164、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-182、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-184、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-185、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-2163、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-2164、BYK-220S、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-191、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-199、迪斯帕畢克(DISPERBYK)-2015(均為商品名;日本畢克化學(BYK Chemie Japan)股份有限公司)、FTX-218、福吉特(Ftergent)710FM、福吉特(Ftergent)710FS(均為商品名;尼奧斯(Neos)股份有限公司)、弗洛倫(Flowlen)G-600及弗洛倫(Flowlen)G-700(均為商品名;共榮社化學股份有限公司)。
相對於熱硬化性組成物總量,防凝聚劑的含量較佳為0.01重量份~10重量份。
1-5-9.熱交聯劑
就進一步提高耐熱性、耐化學品性、膜面內均勻性、可撓性、柔軟性、彈性的觀點而言,本發明的熱硬化性組成物也可包含熱交聯劑。
熱交聯劑的具體例為:尼卡拉克(Nikalac)MW-30HM、尼卡拉克(Nikalac)MW-100LM、尼卡拉克(Nikalac)MX-270、尼卡拉克(Nikalac)MX-280、尼卡拉克(Nikalac)MX-290、尼卡拉克(Nikalac)MW-390及尼卡拉克(Nikalac)MW-750LM(均為商品名;三和化學股份有限公司)。
相對於熱硬化性組成物總量,熱交聯劑的含量較佳為0.1重量份~10重量份。
1-5-10.其他添加劑
作為其他成分,也可添加苯乙烯-馬來酸酐共聚物。
1-6.熱硬化性組成物的保存
本發明的熱硬化性組成物若在-30℃~25℃的範圍內保存,則組成物的保存穩定性變得良好而較佳。若保存溫度為-20℃~10℃,則也不會產生析出物而更佳。
2.由熱硬化性組成物獲得的硬化膜
本發明的熱硬化性組成物可藉由如下方式而獲得:將聚酯醯胺酸(A)、環氧化合物(B)、具有聚合性雙鍵的化合物(C)及單官能丙烯醯胺化合物(D)混合,根據目標特性,進而視需要選擇添加硬化劑、溶劑、表面活性劑、密接性提高劑、抗氧化劑及其他添加劑,將這些化合物均勻地混合溶解。
若將以所述方式製備的熱硬化性組成物(在無溶劑的固體狀態的情況下,溶解於溶劑中後)塗布於基體表面,藉由例如加熱等而將溶劑除去,則可形成塗膜。對基體表面的熱硬化性組成物的塗布可利用旋塗法、輥塗法、浸漬法及狹縫塗布法等現有習知的方法來形成塗膜。繼而,利用加熱板或烘箱等將所述塗膜暫時煅燒。暫時煅燒條件視各成分的種類及調配比例而不同,通常在70℃~150℃下,若使用烘箱則為5分鐘~15分鐘,若使用加熱板則為1分鐘~5分鐘。其後,為了使塗膜硬化而進行正式煅燒。正式煅燒條件視各成分的種類及調配比例而不同,通常在180℃~250℃、較佳為200℃~250℃下,若使用烘箱則為30分鐘~90分鐘,若使用加熱板則為5分鐘~30分鐘,可藉由進行加熱處理而獲得硬化膜。
以所述方式獲得的硬化膜不僅平坦性優異,而且在加熱時,1)聚酯醯胺酸的聚醯胺酸部分脫水環化而形成醯亞胺鍵,2)聚酯醯胺酸的羧酸與環氧化合物反應而高分子量化,及3)環氧化合物硬化而高分子量化,因此非常強韌,且耐劃傷性、透明性、密接性、吸濕性及耐熱性優異。另外,就相同的理由而言,也期待耐光性、耐濺射性、耐劃傷性、塗布性優異。因此,本發明的硬化膜若用作彩色濾光片用保護膜,則有效,可使用所述彩色濾光片來製造液晶顯示元件或固體攝像元件。另外,除例如彩色濾光片用保護膜以外,本發明的硬化膜若用作形成於薄膜晶體管(Thin Film Transistor,TFT)與透明電極間的透明絕緣膜或形成於透明電極與配向膜間的透明絕緣膜,則有效。進而,本發明的硬化膜即便用作例如發光二極管(Light Emitting Diode,LED)發光體的保護膜,也有效。
[實施例]
繼而,藉由合成例、實施例及比較例對本發明進行具體說明,但本發明並不受這些實施例的任何限定。
以下略稱分別表示以下的單體、聚合引發劑、鏈轉移劑、溶劑等。
ODPA:3,3',4,4'-二苯基醚四羧酸二酐
BT-100:1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐,理家德(Rikacid)BT-100(商品名;新日本理化股份有限公司)
DDS:3,3'-二胺基二苯基碸
SMA1000P:苯乙烯-馬來酸酐共聚物SMA1000P(商品名;川原油化股份有限公司)
PGMEA:溶劑 丙二醇單甲醚乙酸酯
PGME:溶劑 丙二醇單甲醚
MMP:溶劑 3-甲氧基丙酸甲酯
VG3101L:環氧化合物 特克莫(TECHMORE)VG3101L(商品名;普林泰科(Printec)股份有限公司)
NBMA:單官能丙烯醯胺化合物 N-正丁氧基甲基丙烯醯胺(商品名;MCC尤尼泰科(Unitec)股份有限公司)
DMAA:單官能丙烯醯胺化合物 N,N-二甲基丙烯醯胺(商品名;KJ化學(CHEMICALS)股份有限公司)
HEAA:單官能丙烯醯胺化合物 羥基乙基丙烯醯胺(HEAA)(商品名;KJ化學(CHEMICALS)股份有限公司)
IBMA:單官能丙烯醯胺化合物 N-異丁氧基甲基丙烯醯胺(商品名;MCC尤尼泰科(Unitec)股份有限公司)
DEAA:單官能丙烯醯胺化合物 二乙基丙烯醯胺(DEAA)(商品名;興人股份有限公司)
FAM-301:二官能以上的丙烯醯胺化合物 FAM-301(商品名;富士膠片株式會社)
TMA:硬化劑 偏苯三甲酸酐
C11Z:硬化劑 庫爾唑(Curezole)C11Z(商品名;四國化成股份有限公司)
MP200:密接性提高劑 考特奧斯陸(COATOSIL)MP200(商品名;日本邁圖高新材料(Momentive Performance Materials Japan)有限責任公司)
AO-60:抗氧化劑 艾迪科斯塔波(ADK STAB)AO-60(商品名;艾迪科(ADEKA)股份有限公司)
DS-21:表面活性劑 美佳法(Megafac)DS-21(商品名;迪愛生(DIC)股份有限公司)
M-510:具有聚合性雙鍵的化合物 亞羅尼斯(Aronix)M-510(商品名;東亞合成股份有限公司)
首先,以如下所示的方式合成作為四羧酸二酐、二胺、單羥基化合物、多元羥基化合物等的反應產物的聚酯醯胺酸溶液(參見合成例1~合成例2、表1)。
[合成例1]聚酯醯胺酸(A1)的合成
在帶有攪拌機的四口燒瓶中,以下述重量裝入進行了脫水純化的3-甲氧基丙酸甲酯(methyl 3-methoxy propionate,MMP)、3,3',4,4'-二苯基醚四羧酸二酐(3,3',4,4'-diphenylether tetracarboxylic dianhydride,ODPA)、1,4-丁二醇、苄醇,在乾燥氮氣流下且在125℃下攪拌2小時(合成第一階段)。
MMP 49.00 g
ODPA 20.36 g
1,4-丁二醇 3.55 g
苄醇 2.84 g
其後,將反應後的溶液冷卻至室溫,以下述重量投入3,3'-二胺基二苯基碸(3,3'-diamino diphenyl sulfone,DDS)、MMP,在20℃~30℃下攪拌2小時後,在125℃下攪拌1小時(合成第二階段)。
DDS 3.26 g
MMP 21.00 g
[Z/Y=3.0、(Y+Z)/X=0.8]
將溶液冷卻至室溫,獲得淡黃色透明的聚酯醯胺酸(A1)的30重量%溶液。對溶液的一部分進行取樣,利用GPC分析(聚苯乙烯標準)來測定重量平均分子量。其結果,所獲得的聚酯醯胺酸(A1)的重量平均分子量為4,200。
[合成例2]聚酯醯胺酸(A2)的合成
在帶有攪拌機的四口燒瓶中,以下述重量依序裝入進行了脫水純化的丙二醇單甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate,PGMEA)、BT-100、SMA1000P、1,4-丁二醇、苄醇,在乾燥氮氣流下且在125℃下攪拌2小時(合成第一階段)。
PGMEA 53.49 g
BT-100 3.83 g
SMA1000P 18.23 g
1,4-丁二醇 1.16 g
苄醇 5.57 g
其後,將反應後的溶液冷卻至室溫,以下述重量投入DDS、PGMEA,在20℃~30℃下攪拌2小時後,在125℃下攪拌1小時(合成第二階段)。
DDS 1.20 g
PGMEA 16.51 g
[Z/Y=2.7、(Y+Z)/X=0.9]
將溶液冷卻至室溫,獲得淡黃色透明的聚酯醯胺酸(A2)的30重量%溶液。對溶液的一部分進行取樣,利用GPC分析(聚苯乙烯標準)來測定重量平均分子量。其結果,所獲得的聚酯醯胺酸(A2)的重量平均分子量為10,000。
表1 | ||||
合成例 | 1 | 2 | ||
聚酯醯胺酸(A) | A1 | A2 | ||
合成第一階段 | 溶劑 | MMP | 49.00 | |
PGMEA | 53.49 | |||
酸酐(X) | ODPA | 20.36 | ||
BT-100 | 3.83 | |||
SMA1000P | 18.23 | |||
單羥基化合物 | 苄醇 | 2.84 | 5.57 | |
多元羥基化合物(Z) | 1,4-丁二醇 | 3.55 | 1.16 | |
聚合溫度 | [℃] | 125 | 125 | |
聚合時間 | [小時] | 2 | 2 | |
合成第二階段 | 二胺(Y) | DDS | 3.26 | 1.20 |
溶劑 | MMP | 21.00 | ||
PGMEA | 16.51 | |||
聚合溫度 | [℃] | 20-30 | 20-30 | |
聚合時間 | [小時] | 2 | 2 | |
聚合溫度 | [℃] | 125 | 125 | |
聚合時間 | [小時] | 1 | 1 | |
Mw | 4,200 | 10,000 | ||
Z∕Y | 3.0 | 2.7 | ||
(Y+Z)∕X | 0.8 | 0.9 | ||
各試劑及溶劑的裝入量的單位為克(g) |
繼而,使用合成例1~合成例2中所獲得的聚酯醯胺酸(A1)~聚酯醯胺酸(A2)的30重量%溶液,以如下所示的方式製備熱硬化性組成物,由所述熱硬化性組成物獲得硬化膜,並進行所述硬化膜的評價。
[實施例1]
以表2-1中記載的比例(單位:g)將合成例1中所獲得的聚酯醯胺酸(A1)的30重量%溶液、VG3101L、M-510、NBMA、TMA、C11Z、MP200、AO-60、DS-21、MMP、PGMEA及丙二醇單甲醚(propylene glycol monomethyl ether,PGME)混合溶解,利用薄膜過濾器(0.2 μm)進行過濾而獲得熱硬化性組成物。藉由後述記載的方法對平坦性、耐劃傷性、透明性、密接性、吸濕性、耐熱性及保存穩定性進行評價。將結果示於表2-1中。
[實施例2~實施例13及比較例1~比較例2]
依據實施例1的方法,以表2-1~表2-2及表3中記載的比例(單位:g)將各成分混合溶解,獲得熱硬化性組成物。依據實施例1的方法來評價平坦性、耐劃傷性、透明性、密接性、吸濕性、耐熱性及保存穩定性,並將結果分別示於表2-1~表2-2及表3中。
再者,所述熱硬化性組成物中所含的溶劑的總量為聚酯醯胺酸(A)的30重量%溶液等所添加的原料中所含的MMP及PGMEA的小計、以及溶劑的MMP、PGMEA及PGME的小計的總量,且以在所述程序中固體成分濃度成為大致15重量%的方式調整。
[平坦性的評價方法]
以300 rpm歷時10秒將熱硬化性組成物旋塗於預先使用階差/表面粗糙度/微細形狀測定裝置(商品名;P-17,科磊(KLA TENCOR)股份有限公司)測定了表面階差的具有包含R、G、B的像素的無硬化膜的彩色濾光片基板上,在90℃的加熱板上預烘烤2分鐘。繼而,在烘箱中以230℃後烘烤30分鐘,獲得保護膜的平均膜厚1.5 μm的帶有硬化膜的彩色濾光片基板。其後,對所獲得的帶有硬化膜的彩色濾光片基板測定表面階差。根據無硬化膜的彩色濾光片基板及帶有硬化膜的彩色濾光片基板的表面階差的最大值(以下簡稱為「最大階差」),並使用下述計算式來算出平坦化率(DOP(%))。將平坦化率為85.0%以上的情況評價為平坦性○,將未滿85.0%的情況評價為平坦性×。再者,無硬化膜的彩色濾光片基板使用最大階差為1.0 μm者。
平坦化率(DOP(%))=((無硬化膜的彩色濾光片基板的最大階差-帶有硬化膜的彩色濾光片基板的最大階差)/(無硬化膜的彩色濾光片基板的最大階差))×100
[耐劃傷性的評價方法]
以300 rpm歷時10秒將熱硬化性組成物旋塗於玻璃基板上,在90℃的加熱板上預烘烤2分鐘。在烘箱中以230℃後烘烤30分鐘,獲得膜厚1.5 μm的帶有硬化膜的玻璃基板。對所獲得的帶有硬化膜的玻璃基板進行日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)K-5400-1990的8.4.1鉛筆刮痕試驗,由此測定硬化膜的鉛筆硬度。將鉛筆硬度為3H以上的情況評價為耐劃傷性○,將2H以下的情況評價為耐劃傷性×。
[透明性的評價方法]
以300 rpm歷時10秒將熱硬化性組成物旋塗於玻璃基板上,在90℃的加熱板上預烘烤2分鐘。在烘箱中以230℃後烘烤30分鐘,獲得膜厚1.5 μm的帶有硬化膜的玻璃基板。利用紫外可見分光光度計對所獲得的帶有硬化膜的玻璃基板測定硬化膜的透射率。將波長400 nm的透過率為95.0%以上的情況評價為透明性○,將未滿95.0%的情況評價為透明性×。
[密接性的評價方法]
以300 rpm歷時10秒將熱硬化性組成物旋塗於玻璃基板上,在90℃的加熱板上預烘烤2分鐘。在烘箱中以230℃後烘烤30分鐘,獲得膜厚1.5 μm的帶有硬化膜的玻璃基板。依據國際標准化組織(International Organization for Standardization,ISO)2409對所獲得的帶有硬化膜的玻璃基板進行試驗。將試驗結果示出分類0至分類1的密接性的情況設為○,將示出分類2至分類5的密接性的情況設為×。
[吸濕性的評價方法]
以300 rpm歷時10秒將熱硬化性組成物旋塗於玻璃基板上,在90℃的加熱板上預烘烤2分鐘。在烘箱中以230℃後烘烤30分鐘,獲得膜厚1.5 μm的帶有硬化膜的玻璃基板。削取所獲得的硬化膜而製成粉末,利用熱重量示差熱分析裝置來測定加熱前後的重量變化。此時,熱重量示差熱分析裝置試驗中,以10℃/min自室溫升溫至150℃,並在150℃下加熱20分鐘。將開始自室溫升溫至150℃時的重量定義為加熱前的重量,將在150℃下加熱20分鐘後的重量定義為加熱後的重量,並使用下式計算重量減少量。將重量減少量示出2.0%以下的情況設為○,將重量減少量示出超過2.0%的值的情況設為×。
重量減少量(wt%)=((加熱後的重量-加熱前的重量)/(加熱前的重量))×100
[耐熱性的評價方法]
以300 rpm歷時10秒將熱硬化性組成物旋塗於玻璃基板上,在90℃的加熱板上預烘烤2分鐘。在烘箱中以230℃後烘烤30分鐘,獲得膜厚1.5 μm的帶有硬化膜的玻璃基板。削取所獲得的硬化膜而製成粉末,利用熱重量示差熱分析裝置來測定加熱前後的重量變化。此時,熱重量示差熱分析裝置試驗中,以10℃/min自室溫升溫至150℃,並在150℃下加熱20分鐘,然後,以10℃/min自150℃升溫至250℃,並在250℃下加熱30分鐘。將開始自150℃升溫至250℃時的重量定義為加熱前的重量,將在250℃下加熱30分鐘後的重量定義為加熱後的重量,並使用下式計算重量減少量。將重量減少量示出3.0%以下的情況設為○,將重量減少量示出超過3.0%的值的情況設為×。
重量減少量(wt%)=((加熱後的重量-加熱前的重量)/(加熱前的重量))×100
[保存穩定性的評價方法]
製備32 mL的熱硬化性組成物,分取其中的16 mL來測定黏度。將此時的黏度作為初始黏度。繼而,將剩餘的熱硬化性組成物16 mL注入至20 mL的玻璃製容器中,吹入氮氣後蓋上蓋,利用石蠟膜將蓋密封。將其放入恆溫恆濕槽(條件:40℃、濕度60%)中,靜置3周。靜置後,取出樣品並測定黏度。使用下式計算黏度變化率。將初始黏度作為基準,將3周後的黏度變化率為20%以下的情況設為○,將黏度變化率示出超過20%的值的情況設為×。
黏度變化率(%)=((靜置後的黏度-初始黏度)/(初始黏度))×100
表2-1 | ||||||||
實施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
聚酯醯胺酸(A)的30重量%溶液 | A1 | 4 | ||||||
A2 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | ||
環氧化合物(B) | VG3101L | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 |
具有聚合性雙鍵的化合物(C) | M-510 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
單官能丙烯醯胺化合物(D) | NBMA | 0.6 | 0.6 | 1.2 | ||||
DMAA | 0.6 | |||||||
HEAA | 0.6 | |||||||
IBMA | 0.6 | |||||||
DEAA | 0.6 | |||||||
硬化劑 | TMA | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
C11Z | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | |
密接性提高劑 | MP200 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
抗氧化劑 | AO-60 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
表面活性劑 | DS-21 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
溶劑 | MMP | 19 | ||||||
PGMEA | 1.7 | 27.4 | 27.4 | 27.4 | 27.4 | 27.4 | 30.4 | |
PGME | 10.1 | 3.3 | 3.3 | 3.3 | 3.3 | 3.3 | 3.7 | |
平坦性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
DOP[%] | 90 | 91.2 | 91.1 | 87 | 89 | 89.8 | 87.4 | |
耐劃傷性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
鉛筆硬度 | 3H | 3H | 3H | 3H | 3H | 3H | 3H | |
透明性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
透過率[%] | 97.5 | 98 | 97.6 | 98.7 | 98.1 | 97.3 | 97.4 | |
密接性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
分類 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
吸濕性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
重量減少量[wt%] | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1 | 0.7 | 0.7 | 0.6 | |
耐熱性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
重量減少量[wt%] | 1.3 | 1.5 | 1.6 | 1.9 | 1.9 | 1.5 | 1.4 | |
保存穩定性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
黏度變化率[%] | 3.4 | 4.7 | 4 | 5.1 | 4.2 | 2.3 | 4.3 | |
裝入量的單位為克(g)。 |
表2-2 | |||||||
實施例 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
聚酯醯胺酸(A)的30重量%溶液 | A1 | ||||||
A2 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
環氧化合物(B) | VG3101L | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 |
具有聚合性雙鍵的化合物(C) | M-510 | 0.6 | 1.2 | 0.6 | 0.6 | 1.2 | 0.6 |
單官能丙烯醯胺化合物(D) | NBMA | 1.8 | 1.2 | ||||
DMAA | 1.2 | 1.8 | 1.2 | ||||
HEAA | 1.2 | ||||||
IBMA | |||||||
DEAA | |||||||
硬化劑 | TMA | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
C11Z | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | |
密接性提高劑 | MP200 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
抗氧化劑 | AO-60 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
表面活性劑 | DS-21 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
溶劑 | MMP | ||||||
PGMEA | 33.5 | 33.5 | 30 | 33.5 | 33.5 | 30 | |
PGME | 4 | 4 | 3.7 | 4 | 4 | 4 | |
平坦性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
DOP[%] | 89.3 | 85.4 | 89.1 | 88.5 | 85 | 85 | |
耐劃傷性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
鉛筆硬度 | 4H | 4H | 4H | 3H | 4H | 3H | |
透明性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
透過率[%] | 98.9 | 99.1 | 99.3 | 98.2 | 98 | 97.8 | |
密接性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
分類 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
吸濕性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
重量減少量[wt%] | 0.3 | 0.2 | 0.7 | 0.3 | 0.2 | 1 | |
耐熱性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
重量減少量[wt%] | 1.4 | 1.4 | 1.5 | 0.8 | 1.5 | 1.9 | |
保存穩定性 | 判定 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
黏度變化率[%] | 4.5 | 1.7 | 4.1 | 6.3 | 2.3 | 6 | |
裝入量的單位為克(g) |
表3 | |||
比較例 | 1 | 2 | |
聚酯醯胺酸(A)的30重量%溶液 | A1 | ||
A2 | 4 | 4 | |
環氧化合物(B) | VG3101L | 2.4 | 2.4 |
具有聚合性雙鍵的化合物(C) | M-510 | 1.2 | 0.6 |
單官能丙烯醯胺化合物(D) | NBMA | ||
二官能以上的丙烯醯胺化合物 | FAM-301 | 0.6 | |
硬化劑 | TMA | 0.6 | 0.6 |
C11Z | 0.1 | 0.1 | |
密接性提高劑 | MP200 | 0.5 | 0.5 |
抗氧化劑 | AO-60 | 0.1 | 0.1 |
表面活性劑 | DS-21 | 0.1 | 0.1 |
溶劑 | MMP | ||
PGMEA | 30 | 27.4 | |
PGME | 3.7 | 3.4 | |
平坦性 | 判定 | × | ○ |
DOP[%] | 78 | 89 | |
耐劃傷性 | 判定 | ○ | ○ |
鉛筆硬度 | 3H | 3H | |
透明性 | 判定 | ○ | ○ |
透過率[%] | 97.7 | 97.7 | |
密接性 | 判定 | ○ | ○ |
分類 | 0 | 0 | |
吸濕性 | 判定 | ○ | ○ |
重量減少量[wt%] | 0.7 | 0.7 | |
耐熱性 | 判定 | ○ | ○ |
重量減少量[wt%] | 1.5 | 1.5 | |
保存穩定性 | 判定 | ○ | × |
黏度變化率[%] | 3.7 | 21.7 | |
裝入量的單位為克(g) |
根據表2-1~表2-2所示的結果而明確得知:實施例1~實施例13的熱硬化性組成物的平坦性優異,同時也滿足對熱硬化性組成物所要求的其他的特性。另一方面,根據表3所示的結果而明確得知:比較例1及比較例2不滿足這些特性中的一種以上。
[產業上的可利用性]
使用本發明的熱硬化性組成物所形成的硬化膜的平坦性高且耐劃傷性、透明性、密接性、吸濕性及耐熱性優異,就所述方面而言,可用作彩色濾光片用保護膜。另外,也可用作各種電子零件的絕緣膜、鈍化膜、緩衝塗膜或平坦化膜。
無。
無。
Claims (7)
- 一種熱硬化性組成物,包含聚酯醯胺酸(A)、環氧化合物(B)、具有聚合性雙鍵的化合物(C)及單官能丙烯醯胺化合物(D),且所述熱硬化性組成物的特徵在於, 所述聚酯醯胺酸(A)為以下述式(1)及式(2)的關係成立的比率包含X莫耳的四羧酸二酐、Y莫耳的二胺及Z莫耳的多元羥基化合物的原料的反應產物; 0.2≦Z/Y≦8.0·······(1) 0.2≦(Y+Z)/X≦5.0···(2)。
- 如請求項1或2所述的熱硬化性組成物,其特徵在於,所述具有聚合性雙鍵的化合物(C)為每一分子中具有三個以上的(甲基)丙烯醯基的化合物。
- 如請求項1至3中任一項所述的熱硬化性組成物,其中所述環氧化合物(B)的含量相對於所述聚酯醯胺酸(A)100重量份而為20重量份~400重量份,所述具有聚合性雙鍵的化合物(C)的含量相對於聚酯醯胺酸(A)100重量份而為1重量份~200重量份,所述單官能丙烯醯胺化合物(D)的含量相對於所述聚酯醯胺酸(A)100重量份而為41重量份~200重量份。
- 如請求項1至3中任一項所述的熱硬化性組成物,其中所述環氧化合物(B)的含量相對於所述聚酯醯胺酸(A)100重量份而為20重量份~400重量份,所述具有聚合性雙鍵的化合物(C)的含量相對於聚酯醯胺酸(A)100重量份而為1重量份~200重量份,所述單官能丙烯醯胺化合物(D)的含量相對於所述聚酯醯胺酸(A)100重量份而為50重量份~150重量份。
- 一種硬化膜,其是使如請求項1至5中任一項所述的熱硬化性組成物硬化而獲得。
- 一種彩色濾光片,具有如請求項6所述的硬化膜作為透明保護膜。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019-185621 | 2019-10-09 | ||
JP2019185621 | 2019-10-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202115148A true TW202115148A (zh) | 2021-04-16 |
Family
ID=75302725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW109134328A TW202115148A (zh) | 2019-10-09 | 2020-10-05 | 熱硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021059713A (zh) |
CN (1) | CN112625479A (zh) |
TW (1) | TW202115148A (zh) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200909521A (en) * | 2007-07-27 | 2009-03-01 | Chisso Corp | Composition comprising polyester amide acid and ink-jet composition using the composition |
JP6610253B2 (ja) * | 2013-07-25 | 2019-11-27 | Jnc株式会社 | 熱硬化性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜付き基板および電子部品 |
JPWO2018159675A1 (ja) * | 2017-03-02 | 2020-01-16 | Jnc株式会社 | 熱硬化性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜付き基板、電子部品およびインクジェット用インク組成物 |
KR20190024672A (ko) * | 2017-08-30 | 2019-03-08 | 제이엔씨 주식회사 | 열경화성 조성물 |
-
2020
- 2020-09-16 JP JP2020155556A patent/JP2021059713A/ja active Pending
- 2020-09-28 CN CN202011038531.1A patent/CN112625479A/zh active Pending
- 2020-10-05 TW TW109134328A patent/TW202115148A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021059713A (ja) | 2021-04-15 |
CN112625479A (zh) | 2021-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI663187B (zh) | 熱硬化性組成物、硬化膜、彩色濾光片、液晶顯示元件、固體攝像元件及發光二極體發光體 | |
TWI692505B (zh) | 感光性組成物與其用途 | |
JP2017122912A (ja) | 感光性組成物 | |
JP2014218651A (ja) | 熱硬化性組成物 | |
JP6048106B2 (ja) | 熱硬化性樹脂組成物 | |
JP2018035340A (ja) | ポリエステルアミド酸及びこれを含有する感光性組成物 | |
TWI783941B (zh) | 熱硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片 | |
TWI782068B (zh) | 熱硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片 | |
TW202115148A (zh) | 熱硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片 | |
TWI813756B (zh) | 熱硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片 | |
TWI809170B (zh) | 熱硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片 | |
TWI809178B (zh) | 熱硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片 | |
TWI783001B (zh) | 熱硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片 | |
TWI797295B (zh) | 熱硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片 | |
JP2016035058A (ja) | 樹脂組成物、それから形成される有機膜、及びそれを用いた電子部品 | |
JP2018146963A (ja) | 感光性組成物 | |
JP2022148431A (ja) | 熱硬化性組成物 | |
JP2019147858A (ja) | 熱硬化性組成物 | |
JP2019147887A (ja) | 熱硬化性組成物 |