TWI401272B - A resin composition, a method for forming a protective film of a color filter, and a color filter protective film - Google Patents

A resin composition, a method for forming a protective film of a color filter, and a color filter protective film Download PDF

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Description

樹脂組成物、彩色濾光片之保護膜的形成方法以及彩色濾光片保護膜
本發明有關樹脂組成物,與使用該樹脂組成物所形成的彩色濾光片保護膜之形成方法以及彩色濾光片保護膜。更具體而言,一種適合用於製造液晶顯示元件(LCD)及電荷鍵結元件(CCD)用彩色濾光片保護膜材料的樹脂組成物,與使用其樹脂組成物的保護膜形成方法以及用這種樹脂組成物製成的保護膜。
LCD或CCD等放射線儀器,在其製造工程中,多以經由溶劑、酸或鹼性溶液等進行顯示元件浸漬處理,另外,藉由濺鍍裝置形成配線電極層時,元件表面會局部曝光於高溫下。因此,為了防止因這種處理而使元件劣化或受損,在元件的表面上多會設置對該處理具有耐受性之薄膜所形成之保護膜。
前述保護膜,多要求具有以下之性能。對於形成該保護膜的基體或下層,甚至保護膜上所形成的層來說,需有著高度的黏著性,且膜自身為平滑化且具有强韌性、透明性等特徵;並且具有高耐熱性與高耐光性,即使長時期也不會發生著色、黃變、白化等變質現象;且具有耐水性、耐溶劑性、耐酸性以及耐鹼性等優良性能。可滿足上述諸特性的保護膜之材料,已知者例如含有含縮水甘油基聚合物的熱固化性組成物等。(請參考專利文獻1與專利文獻2)
另外,將此類保護膜作為一彩色液晶顯示裝置或電荷鍵結元件的彩色濾光片之保護膜使用時,一般多要求能使在基礎基板上形成彩色濾光片使段差平坦化。
而且,彩色液晶顯示裝置,例如STN(Super Twisted Nematic)方式或TFT(Thin Film Transister)方式的彩色液晶顯示元件中,液晶層中的液晶盒間隙為了保持均等,常採取將玻璃球狀的間隔體散布於保護膜上,然後與配電板進行黏合的方式。此後,將密封材料進行熱壓,密封液晶盒。此時,因施加的熱或壓力,在有玻璃球的地方保護膜會產生凹陷現象,且會發生液晶盒間隙(間隔)紊亂的問題。
特別是,在製造STN方式的彩色液晶顯示元件時,彩色濾光片與對置基板的黏合度要求極為精密,也要求保護膜需具有極高的平緩段差之平坦性和耐熱耐壓之特性。
而且,近年來也常採用藉由濺鍍裝置,在彩色濾光片的保護膜上方形成配線電極(銦錫氧化物:ITO,或銦亞鉛氧化物:IZO)膜,用强酸或强鹼等,將ITO或IZO成形的方式。因此,彩色濾光片保護膜在採用濺鍍裝置時,表面會被局部高溫曝光或進行多次化學處理。因此會要求彩色濾光片能耐得住此類處理,以及在被進行化學處理時,為了不使ITO或IZO從保護膜上剝落,需加強與配線電極之密著性。
在製作前述保護膜時,若使用具有以簡易方法即可形成高硬度保護膜之優點的熱固化組成物,雖然比較方便,其中作為用以發揮如上所述諸特性的保護膜樹脂組成物,通常具有使之形成牢固交聯的,反應性良好的交聯基或催化劑,因此,會有組成物本身之保存期限極短的問題,處理非常麻煩。也就是說,不僅僅是組成物之塗佈性自身會隨時間的推移而惡化,塗工機頻繁的維修,清洗等也不可缺少,操作上很麻煩。
除滿足了透明性等作為保護膜之一般性能要求以外,可輕易的形成滿足上述諸性能之保護膜,及作為組成物之具有優良保存穩定性之材料則仍未被研發。
另外在專利文獻3,雖公開了在塗料、油墨、黏著劑,製品中所使用的含有潛在化羧基化合物之熱固化組成物,但對彩色濾光片的保護膜並未有任何揭示。
專利文獻1特開平5-78453號公報專利文獻2特開2001-91732號公報專利文獻3特開平4-218561號公報
本發明為鑒於以上之情況,研究出了本發明。其目的為,提供一種組成物以及使用該組成物的保護膜之形成方法,以及,由該組成物形成之保護膜。此一組成物,既使是在平坦性低的基體,也能夠在該基體上形成高平坦性的固化膜,而且很適用於形成高透明性以及高表面硬度,且具有優良之耐熱耐壓性、耐酸性、耐鹼性、耐濺射性等各種耐性的光儀器用保護膜,並且,作為組成物之優良的保存穩定性。
本發明有關樹脂組成物,其特徵是,具有,[A](a1)含有環氧乙基(Oxetanyl)或氧環丁基(Oxetanyl)的聚合性不飽和化合物,與(a2)上述(a1)以外的其他聚合性不飽和化合物之共聚物,[B](b1)含有酸酐基聚合性不飽和化合物之共聚物,以及/或(b2)由多元羧酸酐組成的酸酐,及[C]含有下式(1)記載之基本骨架結構的化合物(以下稱作「化合物(1)」)及/或含有由下式(2)記載之基本骨架結構的化合物(以下稱作「化合物(2)」)形成的固化促進劑。
其中,上述[C]固化促進劑,最佳為下式(3)所記載之化合物(以下稱作「化合物(3)」)及/或下式(4)記載之化合物(以下稱作「化合物(4)」)。
[式(3)或(4)中的R1 或R2 表示氫原子、碳數1~8的烷基、含有碳數1~4的烷氧基的碳數1~8的烷基、苯基、苄基,或羥甲基;又,式(3)或(4)中的R1 與R2 相鍵結為苯環及含有碳數4~8的環烷亦可;式(3)中的R3 表示氫原子、碳數1~8的烷基、含有碳數1~4的烷氧基的碳數1~8的烷基、苯基、苄基,或氰乙基;式(4)中的R4 表示碳數1~18的烷基、含有碳數1~4的烷氧基的碳數1~18的烷基或苯基。]
本發明的樹脂組成物,也可含有[D]陽離子系聚合性化合物(其中,上述[A]共聚合物除外)
本發明的樹脂組成物,適用於彩色濾光片的保護膜之形成。
其次,本發明有關彩色濾光片的保護膜的形成方法。其特徵是,此彩色濾光片具有使用上述樹脂組成物來形成塗膜,並接著進行加熱處理。
接著,本發明有關由上述組成物所形成的彩色濾光片的保護膜。
藉由本發明,能提供一種樹脂組成物以及使用該組成物的彩色濾光片保護膜的形成方法以及,由該組成物形成之保護膜。此組成物既使是平坦性低的基體,也能夠在該基體上形成平坦性高的固化膜,並且適合用於形成高透明性以及高表面硬度、耐熱耐壓性、耐酸性、耐鹼性、耐濺射性等各種耐受性能優良的彩色濾光片用保護膜,且,作為組成物具有優良的保存穩定性。
以下,就本發明的樹脂組成物的各種成分加以說明。
[A]共聚合物
本發明的[A]共聚合物,具有(a1)來自於含有環氧乙基或氧環丁基的聚合性不飽和化合物的聚合單元,以及(a2)來自於含有除上述(a1)的聚合單元以外的其他聚合性不飽和化合物的聚合單元。
在[A]共聚物中,作為一(a1)聚合性不飽和化合物,只要含有環氧乙基或氧環丁基以及聚合性不飽和基即可,沒有特別限定:而作為一含有環氧乙基的聚合性不飽和化合物可以列舉出,例如丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、α-乙基丙烯酸縮水甘油酯、α-正丙基丙烯酸縮水甘油酯、α-正丁基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸-3,4-環氧丁基脂、甲基丙烯酸-3,4-環氧丁基脂、丙烯酸-6,7-環氧庚基脂、甲基丙烯酸-6,7-環氧庚基脂、α-乙基丙烯酸-6,7-環氧庚基脂、o-乙烯苄基縮水甘油醚、m-乙烯苄基縮水甘油醚、p-乙烯苄基縮水甘油醚等。
而且,作為一含有氧環丁基的聚合性不飽和化合物,可以舉出例如3-甲基-3-(甲基)丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-乙基-3-(甲基)丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷等。
其中,從提高共聚合反応性以及得到的保護膜或絕緣膜的耐熱性、表面硬度等方面來講,最佳使用甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸-6,7-環氧庚基脂、o-乙烯苄基縮水甘油醚、m-乙烯苄基縮水甘油醚、p-乙烯苄基縮水甘油醚等。
[A]共聚合物,除了(a1)以外,尚含有(a2)上述(a1)以外的其他聚合性不飽和化合物得來的聚合單元。作為(a2)其他聚合性不飽和化合物,可以舉出例如,(甲基)丙烯酸烷基脂、(甲基)丙烯酸環烷基脂、(甲基)丙烯酸芳基脂、不飽和二羧基酸二酯、雙環不飽和化合物類、馬來醯胺化合物類、不飽和芳香族化合物、共軛二烯(烴)類化合物、不飽和單羧酸、不飽和二羧基酸、不飽和二羧基酸酐、具有縮醛(acetal)結構、縮酮結構的飽和化合物等。
作為這些具體例可以舉出如下:作為(甲基)丙烯酸烷基脂,例如,羥基甲基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、3-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、二甘醇單(甲基)丙烯酸酯、2、3-二羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-甲基丙烯氧基乙基甙脂、4-羥基苯基(甲基)丙烯酸酯、甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、正丁基(甲基)丙烯酸酯、仲丁基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、異癸脂(甲基)丙烯酸酯、正月桂基(甲基)丙烯酸酯、十三烷基(甲基)丙烯酸酯、正十八烷基(甲基)丙烯酸酯、叔丁氧基(甲基)丙烯酸酯、1-二甲基(異)丙基(甲基)丙烯酸酯、1-二甲基(異)丁基(甲基)丙烯酸酯、1-二甲基(異)辛基(甲基)丙烯酸酯、1-甲基-1-乙基乙基(甲基)丙烯酸酯、1-甲基-1-乙基(異)丙基(甲基)丙烯酸酯、1-甲基-1-乙基(異)丁基(甲基)丙烯酸酯、1-甲基-1-乙基(異)辛基丙烯酸酯、1-二乙基(異)丙基(甲基)丙烯酸酯、1-二乙基(異)丁基(甲基)丙烯酸酯、1-二乙基(異)辛基(甲基)丙烯酸酯等;作為(甲基)丙烯酸環狀烷基脂例如:環己基(甲基)丙烯酸酯、2-甲基環己基(甲基)丙烯酸酯、三環〔5.2.1.02 , 6 〕癸烷-8-基(甲基)丙烯酸酯、三環〔5.2.1.02 , 6 〕癸烷-8-基氧化乙基(甲基)丙烯酸酯、異冰片基(甲基)丙烯酸酯、1-甲基環丙烷(甲基)丙烯酸酯、1-甲基環丁烷(甲基)丙烯酸酯、1-甲基環戊基(甲基)丙烯酸酯、1-甲基環己基(甲基)丙烯酸酯、1-甲基環庚烷(甲基)丙烯酸酯、1-甲基環辛烷(甲基)丙烯酸酯、1-甲基環壬烷(甲基)丙烯酸酯、1-乙基環癸烷(甲基)丙烯酸酯、1-乙基環丙烷(甲基)丙烯酸酯、1-乙基環丁烷(甲基)丙烯酸酯、1-乙基環戊基(甲基)丙烯酸酯、1-乙基環己基(甲基)丙烯酸酯、1-乙基環庚烷(甲基)丙烯酸酯、1-乙基環辛烷(甲基)丙烯酸酯、1-乙基環壬烷(甲基)丙烯酸酯、1-乙基環癸烷(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丙基環丙烷(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丙基環丁烷(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丙基環戊基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丙基環己基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丙基環庚烷(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丙基環辛烷(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丙基環壬烷(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丙基環癸烷(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丁基環丙烷(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丁基環丁烷(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丁基環戊基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丁基環己基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丁基環庚烷(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丁基環辛烷(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丁基環壬烷(甲基)丙烯酸酯、1-(異)丁基環癸基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)戊基環敵稗(甲基)丙烯酸酯、1-(異)戊基環丁基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)戊基環戊基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)戊基環己基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)戊基環庚基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)戊基環辛基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)戊基環壬基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)戊基環癸基(甲基)丙烯酸酯;1-(異)己基環敵稗(propanil)(甲基)丙烯酸酯、1-(異)己基環丁基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)己基環己基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)己基環庚基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)己基環辛基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)己基環壬基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)己基環癸基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)庚基環敵稗(甲基)丙烯酸酯、1-(異)庚基環丁基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)庚基環庚基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)庚基環庚基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)庚基環庚基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)庚基環辛基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)庚基環壬基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)庚基環癸基(甲基)丙烯酸酯,1-(異)辛基環敵稗(甲基)丙烯酸酯、1-(異)辛基環丁基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)辛基環辛基(甲基)丙烯酸酯、1(異)辛基環辛基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)辛基環庚基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)辛基環辛基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)辛基環壬基(甲基)丙烯酸酯、1-(異)辛基環癸基(甲基)丙烯酸酯,2-乙基三環〔3.3.1.13 , 7 〕癸烷-2-基-(甲基)丙烯酸酯,2-甲基三環〔3.3.1.13 , 7 〕癸烷-2-基-(甲基)丙烯酸酯、1-乙基三環〔3.3.1.13 , 7 〕癸烷-1-基-(甲基)丙烯酸酯、1-乙基三環〔3.3.1.13 , 7 〕癸烷-1-基-(甲基)丙烯酸酯3-羥基三環〔3.3.1.13 , 7 〕癸烷-1-基-(甲基)丙烯酸酯等;另外,丙烯酸環狀烷基脂烷基部可以是,內脂結構、內醯胺結構、縮醛結構。比如:2-乙基-γ-丁內脂-2-基-(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-γ-丁內脂-2-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-γ-丁內脂-3-基-(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-γ-丁內脂-3-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-γ-丁內脂-4-基-(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-γ-丁內脂-4-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內脂-2-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內脂-2-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內脂-3-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內脂-3-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內脂-4-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內脂-4-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內脂-5-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內脂-5-基-(甲基)丙烯酸酯等般內脂類;2-乙基-γ-丁內醯胺-2-基-(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-γ-丁內醯胺-2-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-γ-丁內醯胺-3-基-(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-γ-丁內醯胺-3-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-γ-丁內醯胺-4-基-(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-γ-丁內醯胺-4-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內醯胺-2-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內醯胺-2-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內醯胺-3-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內醯胺-3-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內醯胺-4-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內醯胺-4-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內醯胺-5-基-(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-δ-戊內醯胺-5-基-(甲基)丙烯酸酯等般內醯胺類等;作為縮醛結構,例如,四氫-2H-吡喃-2-基酯等;作為(甲基)丙烯酸芳基酯,例如,苯基甲基丙烯酸酯、苄基甲基丙烯酸酯等;作為不飽和二羧酸二酯,例如,馬來酸二乙酯、富馬酸二乙酯、衣康酸二乙酯等;作為二環不飽和化合物類、例如,二環〔2.2.1〕庚2-烯、5-甲基二環〔2.2.1〕庚-2-烯、5-乙基二環〔2.2.1〕庚-2-烯、5-甲氧二環〔2.2.1〕庚-2-烯、5-乙氧二環〔2.2.1〕庚-2-烯、5,6-二甲氧二環〔2.2.1〕庚-2-烯、5,6-二乙氧二環〔2.2.1〕庚-2-烯、5-(2’-羥基乙基)二環〔2.2.1〕庚-2-烯、5,6-二羥基二環〔2.2.1〕庚-2-烯、5,6-二(羥基甲基)二環〔2.2.1〕庚-2-烯、5,6-二(2’-羥基乙基)二環〔2.2.1〕庚-2-烯、5-羥基-5-甲基二環〔2.2.1〕庚-2-烯、5-羥基-5-乙基二環〔2.2.1〕庚-2-烯、5-羥基甲基-5-甲基二環〔2.2.1〕庚-2-烯等;作為馬來醯亞胺化合物類,例如,苯基馬來醯亞胺、環己基馬來醯亞胺、苄基馬來醯亞胺、N-琥珀醯亞胺-3-馬來醯亞胺安息香酸鹽、N-琥珀醯亞胺-4-馬來醯亞胺丁酸酯、N-琥珀醯亞胺-6-馬來醯亞胺己酸酯、N-琥珀醯亞胺-3-馬來醯亞胺丙酸酯、N-(9-吖啶基)馬來醯亞胺等;作為一不飽和芳香族化合物,可列舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、m-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、乙烯甲苯、p-甲氧基苯乙烯等;作為一共軛二烯(烴)類化合物,可列舉出1,3-丁二烯、異戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等;作為一不飽和單羧酸,可以舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸等;作為一不飽和二羧基酸、可舉出馬來酸、富馬酸、檸康酸、中康酸、衣康酸等;作為一不飽和二羧基酸酐,可列舉出上述不飽和二羧基酸的各酸酐,作為其他不飽和化合物,可舉出丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、亞二氯乙烯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙酸乙烯等。
這其中,從共聚合性反應性,耐熱性等特點來說,最佳使用苯乙烯、三環〔5.2.1.02 , 6 〕癸烷-8-基甲基丙烯酸脂、p-甲氧基苯乙烯、2-甲基環己基丙烯酸酯、1,3-丁二烯,雙環〔2.2.1〕庚-2-烯、N-雙環己基馬來醯胺、甲基丙烯酸、1-乙基環戊基甲基丙烯酸酯、2-甲基-2-丙烯酸四氫-2H-吡喃-2-基酯等。
這些可單獨或鍵結使用。
[A]共聚物將聚合性不飽和化合物之單體中得來的結構單位,用單體結構換算,以含有(a1)5~95重量%,及(a2)95~5重量%較佳,能為(a1)20~95重量%,及(a2)80~5重量%更佳,最佳為(a1)30~90重量%,及(a2)70~10重量%。[其中(a1)+(a2)=100重量%]。在這個範圍的含有量中,可以實現良好的平坦性及耐熱性。
[A]作為共聚合物之優選的具體之例,可以舉出,例如:苯乙烯/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、苯乙烯/甲基丙烯酸三環〔5.2.1.02 , 6 〕癸烷-8-基/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、苯乙烯/N-環己基馬來醯亞胺/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、苯乙烯/N-苯基馬來醯亞胺/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、N-環己基馬來醯亞胺/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、N-苯基馬來醯亞胺/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、苯乙烯/甲基丙烯酸三環〔5.2.1.02 , 6 〕癸烷-8-基/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、苯乙烯/N-環己基馬來醯亞胺/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、苯乙烯/N-苯基馬來醯亞胺/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物,苯乙烯/甲基丙烯酸三環〔5.2.1.02 , 6 〕癸烷-8-基/1-乙基環己基甲丙烯酸酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物,苯乙烯/N-環己基馬來醯亞胺/1-乙基環己基甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、苯乙烯/N-苯基馬來醯亞胺/1-乙基環己基甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物,苯乙烯/甲基丙烯酸三環〔5.2.1.02 , 6 〕癸烷-8-基/1-乙基環戊基甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、苯乙烯/N-環己基馬來醯亞胺/1-乙基環戊基甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物,苯乙烯/N-苯基馬來醯亞胺/1-乙基環戊基甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物,苯乙烯/甲基丙烯酸三環〔5.2.1.02 , 6 〕癸烷-8-基/1-甲基環己基甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物,苯乙烯/N-環己基馬來醯亞胺/1-甲基環己基甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物,苯乙烯/N-苯基馬來醯亞胺/1-甲基環己基甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、苯乙烯/甲基丙烯酸三環〔5.2.1.02 , 6 〕癸烷-8-基/四氫-2 H-吡喃-2-基脂/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、苯乙烯/N-環己基馬來醯亞胺/四氫-2 H-吡喃-2-基脂/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物、苯乙烯/N-苯基馬來醯亞胺/四氫-2 H-吡喃-2-基脂/甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合物等。
[A]共聚物,用凝膠滲透色譜儀(gel-permeationchromatograph)(溶出溶劑:四氫呋喃)測定出的聚苯乙烯當量平均分子量,(以下,有時稱為「Mw」),以1,000~100,000較佳,以2,000~50,000更佳,最佳為3,000~40,000。此時,若Mw不滿1,000,有時候產生組成物的塗佈性不足或保護膜的耐熱性不足等現象。另一方面,若Mw多於100,000時,也可能產生平坦化性能不足之現象。
而且,[A]共聚物的分子量分布(Mw/Mn)在5.0以下較佳,能為3.0以下更佳。
此類[A]共聚合物,將所述(a1)聚合性不飽和化合物,以及(a2)其他聚合性不飽和化合物,置於適當的溶劑及適當的聚合引發劑下,便可透過一般熟悉的方法,例如游離基聚合法來合成。
例如,上述的游離基聚合可經由以下方法來實現。將甲基丙烯酸縮水甘油基縮水甘油酯等的(a1)聚合性不飽和化合物5~95重量份與苯乙烯等(a2)其他聚合性不飽和化合物化合物95~5重量份[其中,(a1)+(a2)=100重量份],混合於,例如,乙基溶纖基乙酸脂、丙二醇單甲醚乙酸脂等與溶劑100~400重量份,作為一聚合引發劑,偶氮二異丁腈(AIBN)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)等的對游離基聚合引發劑,相對於單體成分的合計量100重量份,添加0.5~15重量份,在70~100℃下,聚合3~10個小時即可製得。
[B]酸酐
本發明的樹脂組成物中,為了提高其表面硬度、耐熱性、耐酸性、耐鹼性,添加[B](b1)含有具有酸酐基聚合性不飽和化合物之聚合物,及/或(b2)由多元羧酸幹形成的酸酐。
這裡的(b1)含有酸酐基的聚合性不飽和化合物之共聚物,是指含有酸酐基的聚合性不飽和化合物與鏈烯式不飽和化合物之共聚物。
上述(b1),作為在合成含有帶酸酐基的聚合性不飽和化合物之聚合物時使用的含有酸酐基之聚合性不飽合化合物,可以舉出從衣康酸酐,擰康酸酐,馬來酐以及順式化合物1,2,3,4-四氫苯二甲酸酐組成之群組中選出的至少一種。
另外,作為一合成含有上述酸酐基的聚合性不飽和化合物與鏈烯式不飽和化合物之共聚物時使用的鏈烯式不飽和化合物,可舉出從苯乙烯、p-甲基苯乙烯、p-甲氧基苯乙烯、甲基丙烯酸甲脂、叔丁基丙烯酸甲脂、甲基丙烯酸三環〔5.2.1.02 , 6 〕癸烷-8-基、2-甲基環己基丙烯酸酯、苯基馬來醯亞胺以及環己基組成之群組中選出的至少一種。
含酸酐基的聚合性不飽和化合物與鏈烯式不飽和化合物之共聚合物100重量份中,含酸酐基的聚合性不飽和化合物之共聚物比例,以1~80重量份時為佳,最佳為10~60重量份更佳。經由使用這些共聚物,可以得到平坦性優越的保護膜。
作為含酸酐基不飽和聚合物和鏈烯式不飽和聚合物的共聚物之比較佳例示,可以舉出馬來酐/苯乙烯共聚物,檸康酸酐/甲基丙烯酸三環〔5.2.1.02 , 6 〕癸烷-8-基脂共聚物等等。
另外,上述含酸酐基不飽和聚合物和鏈烯式不飽和聚合物的共聚物之聚苯乙烯當量平均分子量,以500~50,000之間為佳,最佳為500~10,000之間。經由使用擁有這樣分子量範圍的共聚物,可以獲得平坦性優良的保護膜。
另一方面,作為上述(b2)多元羧酸酐,可以舉出以下例示。例如,衣康酸酐、琥珀酸酐、檸康酸酐、十二碳烯醇琥珀酸酐、三苯氨基甲酸酐、馬來酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫化鄰苯二甲酸酐、5-雙環庚烯-2,3-雙羧酸酐之類的脂肪族二羧酸的酸酐;1,2,3,4-丁烷四羧酸的二酸酐、環戊烷四羧酸的二酸酐之類的脂環族多元羧酸的二酸酐;鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、偏苯三酸酐、二苯酮四羧酸酐之類的芳香族多元羧酸酐;乙二醇雙偏苯三酸酯酸酐,丙三醇三偏苯三酸酯酸酐等等的含酯基酸酐。這些酸酐當中,芳香族多元羧酸酐,特別是三苯六羧酸酐,在獲得耐熱性高的固化膜這方面而言是最佳的。
上述(B)酸酐的混合量,相對於(A)共聚物100重量份,以在1~200重量份為佳,最佳是在10~100重量份。若不到1重量份,耐熱性有惡化的可能。另一方面,要是超過了200重量份,與基板的密著性恐怕會有所降低。
(C)固化促進劑
(C)固化促進劑為一擁有上述式(1)中記述之基本骨架結構的化合物,以及式(2)中所記述之基本骨架結構的化合物,藉由包含有前述化合物,能獲得本發明目的之特性(耐熱性.ITO噴鍍裝置)。
只要是擁有上述式(1)中記載之基本骨架結構的化合物[化合物(1)]以及擁有式(2)中所記述之基本骨架結構的化合物[化合物(2)],不管其化學結構如何都是固化促進劑。例如,化合物(1)和化合物(2)的咪唑環可以被任何取代基所替換。作為一化合物(1),比較適宜之例示是上述的化合物(3),另外,作為一化合物(2),可以舉出的比較適宜之例示是上述的化合物(4)。
前述的(C)固化促進劑[化合物(1)~(2)或者是化合物(3)~(4)]可以單獨使用也可以兩種以上並用。
作為[C]固化促進劑的具體之例,可以舉出:作為以式(3)表示的化合物,例如:1-甲基-2-苯基咪唑、1-乙基-2-苯基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-乙基咪唑、2,4-二苯基咪唑、2,4,5-三苯基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、2-苯基咪唑異氰尿酸付加物等;在以式(3)表示的化合物,作為R1 和R2 環狀化之化合物,例如:2-苯基-1(H)-苯幷咪唑、2-苯基-4,5,6,7-四氫-1(H)-苯幷咪唑、2-苯基-1,4,5,6-四氫環五咪唑、2-苯基-1,4,5,6,7,8-六氫環庚咪唑等;作為以式(4)表示的化合物,例如:2,4-二氨-6-[2’-甲基咪唑基(1’)]-乙基-S-三吖嗪、2,4-二氨-6-[2’-十一烷基咪唑基(1’)]-乙基-S-三吖嗪、2,4-二氨-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基十一烷基咪唑基(1’)]-乙基-S-三吖嗪、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑,2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、2-苯基咪唑異氰尿酸付加物、2,4-二氨-6-[2’-甲基咪唑基(1’)]-乙基-S-三吖嗪異氰尿酸付加物等;在以式(4)表示的化合物,作為R1 和R3 環狀化之化合物、6-〔2-(2-甲基4,5,6,7-四氫苯幷咪唑-1-基)-乙基〕-〔1,3,5〕三吖嗪-2,4-二胺、6-〔2-(2-苯基苯幷咪唑-1-基)-乙基〕-〔1,3,5〕三吖嗪-2,4-二胺等。
在這些[C]固化促進劑中,從提高所得到之保護膜硬度的観點上,1-苄基-2-苯基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-苯基-1(H)-苯幷咪唑為佳。
作為[C]固化促進劑的添加量,相對於(A)共聚物100重量份,以添加0.0001~10重量份為佳。從耐熱性以及保存穩定性的觀點來看,最佳添加0.001~1重量份。若不到0.0001重量份,所得到的樹脂組成物之耐熱性將惡化,另一方面,要是超過了10重量份,保存穩定性將大大惡化。
(D)陽離子聚合物
為了提高所得到的保護膜之硬度,耐熱性以及耐鹼性,可在本發明的樹脂組成物裡再添加(D)陽離子聚合物。
本發明中所使用的(D)陽離子聚合物為分子內含有兩個以上環氧乙基或氧環丁基的化合物(其中上述的(A)共聚物除外)。作為一分子內含有兩個以上環氧乙基或氧環丁基的化合物,可以舉出的例示有分子內含有兩個以上環氧基的化合物,或者含有3,4-環氧環己基的化合物。
作為上述分子內含有兩個以上環氧基的化合物,可以舉出例如,雙酚A二縮水甘油醚、雙酚F二縮水甘油醚、雙酚S二縮水甘油醚、氫化雙酚A二縮水甘油醚、氫化雙酚F二縮水甘油醚、氫化雙酚AD二縮水甘油醚、溴化雙酚A二縮水甘油醚、溴化雙酚F二縮水甘油醚、溴化雙酚S二縮水甘油醚等等雙酚化合物的二縮水甘油醚之類;1,4-丁二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、丙三醇三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚等等的多價醇的聚縮水甘油醚之類;經由往乙二醇,丙二醇,丙三醇等等的脂肪族多價醇裡添加1種或兩種以上的烯化氧所獲得的聚醚聚多元醇之聚縮水甘油醚之類;苯酚線型酚醛清漆環氧樹脂;甲酚線型酚醛清漆環氧樹脂;聚苯酚型環氧樹脂;長鏈二元脂肪酸的二縮水甘油酯類;高級脂肪酸的縮水甘油酯類;環氧化大豆油,環氧化亞麻油等等例示。
作為在上述分子內含有2個以上的環氧基的化合物之市售品,例如:作為雙苯酚A型環氧樹脂可以舉出:EPIKOTE1001、同1002、同1003、同1004、同1007、同1009、同1010、同828(以上,Japan Epoxy Resins(股)製)等;作為雙苯酚F型環氧樹脂可以舉出:EPIKOTE807(Japan Epoxy Resins(股)製)等;作為苯酚線型酚醛清漆環氧樹脂可以舉出:EPIKOTE152、同154、同157S65(以上、Japan Epoxy Resins(股)製)、EPPN201、同202(以上,日本化薬(股)製)等;作為甲酚線型酚醛清漆環氧樹脂可以舉出:EOCN102、同103S、同104S、1020、1025、1027(以上、日本化薬(股)製)、EPIKOTE180S75(Japan Epoxy Resins(股)製)等;作為聚苯酚型環氧樹脂可以舉出:EPIKOTE1032H60,同XY-4000(以上,Japan Epoxy Resins(股)製)等;作為環狀脂肪族環氧樹脂可以舉出:CY-175、同177、同179、ARALDITECY-182、同192、184(以上、Ciba Specialty Chemicals(股)製)、ERL-4234、4299、4221、4206(以上、U.C.C社製)、shodyne509(昭和電工(股)製)、EPICLON 200、同400(以上、大日本油墨(股)製)、EPIKOTE871、同872(以上、Japan Epoxy Resins(股)製)、ED-5661、同5662(以上、Celanesecoating(股)製)等;作為脂肪族聚縮水甘油基醚可以舉出:EPOLIGHT100MF(共榮社化學(股)製),EPIOLTMP(日本油脂(股)製)等。
作為上述分子內含有兩個以上3,4-環氧環己基的化合物,可以舉出例如,3,4-環氧環己基甲基-3’,4’-環氧環己烷羧酸脂、2-(3,4-環氧環己基-5,5-螺環-3,4-環氧基)環己烷-甲基-二環氧乙烷、雙(3,4-環氧環己基甲基)己二酸、雙(3,4-環氧基-6-甲基環己基甲基)己二酸、3,4-環氧基-6-甲基環己基-3’,4’-環氧基-6’-甲基環己烷羧酸鹽、亞甲基雙(3,4-環氧環己烷)、二環戊二烯二環氧化物、乙二醇的二(3,4-環氧環己基甲基)醚、乙烯雙(3,4-環氧環己烷羧酸鹽)、內脂變性-3,4-環氧環己基甲基-3’,4’-環氧環己烷羧酸鹽等等的例示。
在這般(D)陽離子聚合物之中,以苯酚線型酚醛清漆環氧樹脂以及聚苯酚型環氧樹脂為佳。
在本發明的樹脂組成物(D)陽離子聚合物的使用量,以相對於每100重量份(A)共聚物添加3~200重量份為佳,5~100重量份更佳,最佳為10~50重量份。若(D)陽離子聚合物的使用量多於200重量份,組成物的塗敷性有時產生問題,另一方面,當少於3重量份的時候,所獲得的保護膜的硬度有可能不足。
(E)黏合助劑
在該發明的樹脂組成物裡,為了提高保護膜和基板的密著性,可以添加(E)黏合助劑。
作為一這種(E)黏合助劑,可以使用比如含有活性取代基的官能性矽烷偶聯劑。作為上述活性取代基,可以舉出例如,羧基、甲基丙烯酸醯基、異氰酸酯基、環氧基等等例示。
作為(E)黏合助劑的具體的例示可以舉出,例如,三甲氧基矽基苯甲酸、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、γ-異氰酸脂丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙醇丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙醇丙基三乙氧基矽烷、β-(3,4-乙氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等等。
像前述(E)黏合助劑的使用量以相對於每100重量份(A)共聚物在30重量份以下為佳,最佳是在25重量份以下。若(E)黏合助劑的使用量多於30重量份,所獲得的保護膜之耐熱性有時可能不足。
[F]界面活性劑
為了提高塗佈性能,本発明的樹脂組成物可以添加[F]界面活性劑。
作為這種[F]界面活性劑,可以舉出,例如:氟系界面活性劑、矽酮系界面活性劑、非離子系界面活性劑、其他界面活性劑。
作為上述氟素系界面活性劑,例如:BM CHIMIE社製 商品名:BM-1000,BM-1100,大日本油墨化學工業(股)製 商品名:MEGAFACEF142D,同F172,同F173,同F183,同R-08,住友3M(股)製商品名:FluoradF C-135,同FC-170C,同FC-430,同FC-431,(股)NEOS製商品名:Ftergent250,同251,同222 F,FTX-218,旭硝子(股)製 商品名:SurflonS-112,同S-113,同S-131,同S-141,同S-145,同S-382,同SC-101,同SC-102,同SC-103,同SC-104,同SC-105,同SC-106等市售品。
作為上述矽系界面活性劑,可以舉出例如,東麗道康寧有機矽(股)製商品名:SH-28PA,SH-190,SH-193,SZ-6032,SF-8428,DC-57,DC-190,PAINTAD19,FZ-2101,同-77,同-2118,L-7001,L-7002,華克化學(日本)(股)製同300,同306,同310,同335,同341,同344,同370,信越化學工業(股)製商品名:KP341,新秋田化成(股)製商品名:EFTOPEF301,EF303,EF352等等市賣品之類的例示。
作為上述非離子系界面活性劑,可以舉出例如,聚氧乙烯烷基醚類、聚氧乙烯芳基醚類、聚氧乙烯二烷基酯類等例示。
作為上述聚氧乙烯烷基醚類,可以舉出例如,聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯十八烷基醚、聚氧乙烯油烯醚等等:作為聚氧乙烯芳基醚類、可以舉出例如,聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚等等:作為聚氧乙烯二烷基酯類、可以舉出例如,聚氧乙烯二月桂酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯等等例示。
作為上述其他界面活性劑,可以舉出,例如共榮社化學(股)製商品名:(甲)丙烯酸系共聚物POLYFLOW No.57,POLYFLOW No.90等等例示。
這些(F)界面活性劑的添加量,以相對於每100重量份(A)共聚物在5重量份以下為佳,最佳為2重量份以下。當界面活性劑之量超過5重量份的時候,可能在塗敷工程時發生塗層有容易皺列的情形。
[G]多官能丙烯酸酯單體
為了體現保護膜的剝離特性,在本發明的樹脂組成物上可以添加多官能丙烯酸酯單體。
作為多官能丙烯酸酯單體,優選使用3官能以上的丙烯酸脂單體,以便不傷害保護膜的硬度。
可以列舉出,例如三丙烯醯氧基季戊四醇琥珀酸{別名:3-丙烯醯氧基-2,2-雙-丙烯醯氧基甲基-丙基)酯}、二丙烯醯氧基季戊四醇琥珀酸{別名:3-丙烯醯氧基-2-丙烯醯氧基甲基-丙基)酯}、五丙烯醯氧基二季戊四醇琥珀酸{別名:〔3-(3-丙烯醯氧基-2,2-雙-丙烯醯氧基甲基-丙基)-2,2-雙-丙烯醯氧基甲基-丙基〕酯}、四丙烯醯氧基二季戊四醇琥珀酸{別名:〔3-(3-丙烯醯氧基-2,2-雙-丙烯醯氧基甲基-丙基)-2-丙烯醯氧基甲基-丙基〕脂}、三丙烯醯氧基乙基異氰尿酸酸鹽{別名:三(丙烯醯乙氧基)三聚異氰酸鹽}、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙烯醯乙氧基磷酸鹽三羥甲基丙烷EO附加三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等。
其中,為了提高硬度,優選使用,五丙烯醯氧基二季戊四醇琥珀酸{別名:〔3-(3-丙烯醯氧基-2,2-雙-丙烯醯氧基甲基-丙基)-2,2-雙-丙烯醯氧基甲基-丙基〕酯,簡稱:PADPS}、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、三丙烯醯氧基乙基異氰尿酸酸鹽{別名:三(丙烯醯乙氧基)三聚異氰酸鹽},特別是,使用五丙烯醯氧基二季戊四醇琥珀酸{別名:〔3-(3-丙烯醯氧基-2,2-雙-丙烯醯氧基甲基-丙基)-2,2-雙-丙烯醯氧基甲基-丙基〕酯,簡稱:PADPS}更佳。
[G]至於多官能丙烯酸酯單體的添加量,相對於100重量份[A]共聚合物,以150重量份以下為好,在120重量份以下更佳。若超過150重量份,與基板之間的密著性會降低,因而不佳。
(H)熱敏性產酸劑
為了加快固化速度,可在該發明的樹脂組成物裏面,添加(H)熱敏性產酸劑。作為熱敏性產酸劑,可以舉出如、鋶鹽類、benzothiazonium鹽類、銨鹽類、磷鹽類等例示,在這些例示當中,特別以鹽類,benzothiazonium鹽類為佳。
(H)熱敏性產酸劑的添加量,以相對於每100重量份(A)共聚物在30重量份以下為佳,最佳為20重量份以下。若超過30重量份,硬度將大幅降低。
樹脂組成物的製備
本發明的樹脂組成物是藉由將上述各成分均勻溶解或分散於,最佳是在適當的溶劑中來製作。作為一使用溶劑,以能將組成物之各成分溶解或分散卻不和各成分發生反應的物質較佳。
作為這種溶劑,可以舉出例如,醇類、醚類、乙二醇醚類、乙二醇烷基醚乙酸酯類、二甘醇單烷基醚類、二甘醇二烷基醚類、丙二醇單烷基醚類、丙二醇烷基醚乙酸酯類、丙二醇烷基醚丙酸酯類、芳香族碳氫化合物類、酮類、酯類等等例示。
作為這些具體之例,例如:作為醇類如:甲醇、乙醇、苄基醇等;作為醚類如:四氫呋喃等;作為甘醇醚類如:乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚等;作為乙二醇烷基醚乙酸酯類如:甲基溶纖基乙酸酯、乙基溶纖基乙酸酯、乙二醇單丁基醚乙酸酯、二甘醇單乙基醚乙酸酯等;作為二甘醇單烷基醚類如:二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚等;作為二甘醇二烷基醚類如:二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇乙基甲基醚等;作為丙二醇單烷基醚類如:丙二醇甲基醚、丙二醇乙基醚、丙二醇丙基醚、丙二醇丁基醚等;作為丙二醇烷基醚乙酸酯類如:丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯、丙二醇丁基醚乙酸酯等;作為丙二醇烷基醚丙酸酯類如:丙二醇甲基醚丙酸酯、丙二醇乙基醚丙酸酯、丙二醇丙基醚丙酸酯、丙二醇丁基醚丙酸酯等;作為一芳香族烴化合物,可舉出甲苯、二甲苯等等;作為一酮類可舉出:甲基乙基酮、環己酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、甲基異戊基酮等等;作為一酯類可舉出:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸環己酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、羥基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯、3-羥基丙酸丙酯、3-羥基丙酸丁酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、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-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯、3-丁氧基丙酸丁酯等等例示。
在這些當中,以醇類、二甘醇類、丙二醇烷基乙酸酯類、乙二醇烷醚乙酸酯類、二甘醇二烷基醚類較為適宜,其中又以苄基醇類、二甘醇乙基甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、二甘醇二甲醚、乙二醇單丁醚乙酸酯、二甘醇單乙醚乙酸酯、二甘醇二乙醚為佳。
作為溶劑的使用量,以本發明中的組成物之全部固體成分(從包含有溶劑的組成物之總量中除去溶劑的量)的含量,其範圍以1~50重量%為宜,最佳為5~40重量%。
在使用上述溶劑的時候,還可以並用高沸點溶劑。其中作為可以幷用的高沸點溶劑可以舉出,例如,N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基甲醯苯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞碸、苄基乙醚、二己醚、丙酮基丙酮、異佛爾酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、γ-丁內酯、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、苯基溶纖基乙酸脂等等例示可以舉出。
並用高沸點溶劑的時候,其使用量相對溶劑總量以90重量%以下為宜,最佳為80重量%以下。
用孔徑0.2~3.0 μ m,能用0.2~0.5 μ m左右的微孔過濾器更佳,來過濾並區分藉由以上方法所調製的樹脂組成物後,即可供使用。
彩色濾光片保護膜的形成
接著將使用本發明的樹脂組成物來說明形成彩色濾光片保護膜的方法。
將本發明的樹脂組成物溶液塗敷於基板表面,利用預烤除去溶劑的方法形成塗層後,再藉由加熱處理就能得到所需要的彩色濾光片之保護膜。
作為上述基板可以使用的有,例如,玻璃、石英、矽、樹脂等等基板。作為樹脂,可以舉出例如,聚對苯二甲酸乙酯、聚對苯二甲酸丁酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚醯亞胺和環狀烯的開環聚合物以及其加氫物之類的樹脂等等。
作為塗敷方法,可以採用例如噴塗法、輥塗法、回轉塗佈法、棒塗法、噴墨塗佈法等等適宜的方法。特別是使用回轉塗佈機、非回轉塗佈機、縫模塗佈機的塗敷方法很適用。
上述預烤的條件,雖然因各成分的種類和混合比例不同而有所區別,但通常可以採用70~90℃,1~15分鐘的條件。塗層的厚度,以0.15~8.5 μ m為宜,能為0.15~6.5 μ m更佳,最佳之為0.15~4.5 μ m。另外,這裡所說的塗層之厚度應理解為除去溶劑後的厚度。
塗層形成後的加熱處理,可經由平底墊烤鍋和潔淨恆溫器(Clean Ovens)等適合的加熱裝置來實施。處理溫度以150~250℃為宜,至於加熱時間的長短,在使用平底墊烤鍋時為5~30分鐘,使用烤爐時為30~90分鐘。
此外,在樹脂組成物裏使用放射線敏感之產酸劑的時候,將該樹脂組成物塗敷於基板表面,藉由預烤除去溶劑,形成塗層後,再透過實施放射線照射處理(曝光處理),可形成所需要的保護膜。根據需要,還可以在曝光處理後進行加熱處理。
上述放射線照射處理時可使用的放射線可舉出可見光線,紫外線,遠紫外線,電子線,X線等等,不過以含有波長190~450nm的光線的紫外線比較適宜。
曝光量通常是100~20,000J/m2 ,其中又以150~10,000J/m2 為宜。
放射線照射後,還可以任意的進行加熱處理。此時的加熱溫度,以150~250℃為宜,加熱裝置可使用平底墊烤鍋和潔淨恆溫器(Clean Ovens)等合適的裝置。加熱時間的長短,當使用平底墊烤鍋的時候為5~30分鐘,使用烤爐的時間為30~90分鐘。
彩色濾光片的保護膜
經由以上方法所形成之保護膜,其厚度以0.1~8 μ m為宜,以0.1~6 μ m為更佳,最佳的是0.1~4 μ m。另外,當本發明的保護膜在有高低不平的彩色濾光片之基板上形成的時候,上述的塗層的厚度,應理解為從彩色濾光片的最上部開始計算的厚度。
本發明的保護膜,從下述之實施例可以明顯看出,在滿足密著性,表面硬度,透明性,耐光性,耐溶劑性等等的同時,也不會因加熱狀態時的負荷而產生凹陷,而且很適用於作為具有優良的,使形成於底板之高低不平的彩色濾光片變平坦的性能之光儀器用保護膜。
特別是本發明的保護膜,因為在顯示面板的製造工程中受到所施加的超過250℃的熱度,故此時擁有足夠的耐熱性,可藉由在270℃時有足夠的尺寸穩定性來保証。
(實施例)
在以下舉出合成例、實施例,對本發明進行更具體的說明,但本發明不限定於以下的實施例。
共聚合物的製造 合成例1
在備有冷却管與攪拌機的燒瓶裏,放入2,2’-偶氮雙-異丁腈5重量份,丙二醇單甲醚乙酸酯200重量份。接著放入甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)70重量份,苯乙烯(ST)30重量份,在氮取代後,緩緩開始進行攪拌。將溶液溫度提升到70℃,並保持5小時後能得到含有共聚物(A-1)之聚合物溶液。所得到之聚合物溶液的固體成分濃度為33.1重量百分比。
合成例2
在備有冷却管與攪拌機的燒瓶裏,放入2,2’-偶氮雙-異丁腈5重量份,丙二醇單甲醚乙酸酯200重量份。接著放入(3-乙基-3-氧化乙基)甲基丙烯酸甲酯(O-MA)80重量份,苯乙烯(ST)20重量份,在氮取代後,緩緩開始進行攪拌。將溶液溫度提升到70℃,並保持5小時後能得到含有共聚物(A-2)之聚合物溶液。所得到之聚合物溶液的固體成分濃度為32.9重量百分比。
合成例3
在備有冷却管與攪拌機的燒瓶裏,放入2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)5重量份,丙二醇單甲醚乙酸酯200重量份。接著放入甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)60重量份,苯乙烯(ST)20重量份,以及N-環己基馬來亞胺(CHMI)20重量份,在氮取代後,緩緩開始進行攪拌。將溶液溫度提升到70℃,並保持5小時後能得到含有共聚物(A-3)之聚合物溶液。所得到之聚合物溶液的固體成分濃度為32.8重量百分比。
合成例4
在備有冷却管與攪拌機的燒瓶裏,放入2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)5重量份,丙二醇單甲醚乙酸酯200重量份。接著放入甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)60重量份,苯乙烯(ST)20重量份,以及甲基丙烯酸三環〔5.2.1.02 , 6 〕癸烷-8-基脂(DCM)20重量份,在氮取代後,緩緩開始進行攪拌。將溶液溫度提升到70℃,並保持5小時後能得到含有共聚物(A-4)之聚合物溶液。所得到之聚合物溶液的固體成分濃度為33.1重量百分比。
合成例5
在備有冷却管與攪拌機的燒瓶裏,放入2,2’-偶氮雙-異丁腈2重量份,甲基-3-甲氧基丙酸脂200重量份。接著,放入甲基丙烯酸縮水甘油酯80重量份以及苯乙烯20重量份,在氮取代後,緩緩開始進行攪拌。將溶液溫度提升到70℃,並保持5小時後能得到含有共聚物(A-5)之聚合物溶液。所得到之聚合物溶液的固體成分濃度為33.2重量百分比。
合成例6
在備有冷却管與攪拌機的燒瓶裏,放入2,2’-偶氮雙-二異丁腈3重量份,酢酸環己基脂200重量份。接著,放入甲基丙烯酸縮水甘油酯80重量份以及苯乙烯20重量份,在氮取代後,緩緩開始進行攪拌。將溶液溫度提升到70℃,並保持5小時後能得到含有共聚物(A-6)之聚合物溶液。所得到之聚合物溶液的固體成分濃度為32.6重量百分比。
合成例7
在備有冷却管與攪拌機的燒瓶裡,放入2,2’-偶氮(2,4-二甲基戊腈)5重量份,丙二醇單甲醚乙酸脂200重量份。接著,放入甲基丙烯酸縮水甘油酯40重量份,苯乙烯20重量份,以及N-環己基馬來醯亞胺20重量份,甲基丙烯酸20重量份,在氮取代後,緩緩開始進行攪拌。將溶液溫度提升到70℃,幷保持5小時後能得到含有共聚物(A-7)之聚合物溶液。所得到之聚合物溶液的固體成分濃度為29.7重量百分比。
固化劑合成例1
在備有冷却管與攪拌機的燒瓶裏,放入2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)5重量份,丙二醇單甲醚乙酸酯200重量份。接著放入馬來酐50重量份,苯乙烯(ST)50重量份,在氮取代後,緩緩開始進行攪拌。將溶液溫度提升到70℃,並保持5小時後能得到含有共聚物(B-3)之聚合物溶液。所得到之聚合物溶液的固體成分濃度為32.7重量百分比。
固化劑合成例2
在備有冷却管與攪拌機的燒瓶裏,放入2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)5重量份,丙二醇單甲醚乙酸酯200重量份。接著放入馬來酐40重量份,苯乙烯(ST)50重量份,以及N-環己基馬來醯亞胺(CHMI)10重量份,在氮取代後,緩緩開始進行攪拌。將溶液溫度提升到70℃,並保持5小時後能得到含有共聚物(B-4)之聚合物溶液。所得到之聚合物溶液的固體成分濃度為32.8重量百分比。
樹脂組成物的調製和評估 實施例1
上述合成例1中所得到的含有共聚物(A-1)之溶液(相當於共聚物(A-1)100重量份(固體成分)的量)和(B)六氫鄰苯二甲酸酐40.0重量份,以及(C)1-苄基-2-苯基咪唑0.1重量份,(E)1-γ-環氧丙醇丙基三甲氧基矽烷5.0重量份,再加入作為(F)界面活性劑SH-28PA(東麗道康寧有機矽(股)製)0.1重量份,然後為了使固體成分濃度成為20重量百分比,進而以8比2的重量比添加丙二醇單甲醚乙酸酯(S-1)以及二甘醇乙基甲醚(S-2),然後用孔徑為0.5 μ m的微孔過濾器進行過濾來調製樹脂組成物。
使用旋轉器將上述組成物塗敷於SiO2 浸塗玻璃基板後,在平底墊烤鍋上80℃,5分鐘預烤形成塗層後,進而在烤爐中以230℃,加熱處理60分鐘形成膜厚為2.0 μ m的保護膜。
保護膜之評估
(1)透明性之評估對於具有如上所述形成之保護膜的基板,用分光光度計(150-20型雙光束(日立製作所(股)製))測定400~800nm的透過率。400~800nm的透過率的最小值如表1所示。該值在95%以上的時候,保護膜的透明性可謂良好。
(2)耐熱尺寸穩定性的評估將擁有如上所述形成之保護膜的基板,在烤爐中以250℃的條件加熱1小時,測定加熱前後的膜厚。根據下述計算式算出的耐熱尺寸穩定性如表1所示。當該值在95%以上的時候,耐熱尺寸穩定性可謂良好。
耐熱尺寸穩定性=[(加熱後的膜厚)/(加熱前的膜厚)]×100(%)
(3)耐鹼尺寸穩定性的評估將擁有如上所述形成之保護膜的基板,浸漬在加溫到30℃的5重量百分比的納水溶液中,30分鐘後用純水洗凈。然後在120℃的烤爐中加熱兩分鐘以除去水分,並測定膜厚。根據下述計算式算出的耐鹼尺寸穩定性如表1所示。該值在95%以上的時候,耐鹼尺寸穩定性可謂良好。
耐鹼尺寸穩定性=[(鹼浸漬以及水洗後的膜厚)/(鹼浸漬前的膜厚)]×100(%)
(4)耐熱變色性的評估將擁有如上所述形成之保護膜的基板,在烤爐中250℃下加熱1小時,如同上述(1)對加熱前後的透明性進行測定。根據下述計算式算出的耐熱變色性如表1所示。該值在5%以下的時候,耐熱變色性可謂良好。
耐熱變色性=加熱前的透過率-加熱後的透過率(%)
(5)表面硬度的測定對擁有如上所述形成之保護膜的基板,以JISK-5400-1990的8.4.1鉛筆劃痕試驗來測定保護膜的表面硬度。測定值如表1所示。該值為4H或者比4H硬的時候,表面硬度可謂良好。
(6)動態微硬度的測定對擁有如上所述形成之保護膜的基板,用島津動態微硬度計DUH-201(島津製作所(股)製),藉由棱角115°三角壓頭(三角錐型)的壓入試驗,以荷重0.1gf,速度0.0145gf/sec.,持續時間5sec.,溫度23℃以及140℃的條件下,來測定保護膜的動態微硬度。結果如表1所示。
(7)密著性的評估對擁有如上所述形成之保護膜的基板,進行壓力鍋試驗(120℃,濕度100%,4小時)後,經由JISK-5400-1990的8.5.3附著性棋盤格法來評估保護膜的密著性(相對於SiO2 的密著性)。100個棋盤格當中,剩下的棋盤格子數如表2所示。
此外,相對於Cr的密著性之評估,是經由將SiO2 浸塗玻璃基板替換成Cr基板,用上述同樣的方法形成2.0 μ m的保護膜後,再同樣地用上述的棋盤格法來進行評估。結果如表1所示。
(8)ITO蝕刻耐受性的評估將擁有如上所述形成之保護膜的基板,採用日本真空技術社製Highrate Sputtering裝置SH-550-C12,使用ITO濺射靶(ITO充填率95%以上,In2 O3 /SnO2 =90/10重量比),在60℃下進行ITO噴鍍。此時的氛圍氣為減壓度1.0×10 5 Pa,氬氣流量3.12×10 3 m3 /h,氧氣流量1.2×10 5 m3 /h。噴鍍後的基板在潔淨恆溫器中在240℃×60min之下加溫進行燜火處理。接著,把基板設定在旋轉器中,往基板上滴下JSR製G線用正型光阻劑PFR3650-21cp,在3500rpm×30sec條件下進行塗漆。把基板放在平底墊烤鍋中加溫90℃×2min除去溶劑。然後,介由10 μ m/10 μ m的圖形光刻掩膜,用曝光機Canon PLA501F(佳能(股)製),以換算成i線後的照度23mW/m2 ,25mJ/m2 的曝光量照射ghi線(波長436nm,405nm,365nm的強度比=2.7:2.5:4.8),在室溫下,使用2.4重量百分比的TMAH(四甲基氫氧化銨)水溶液進行60秒鐘浸漬顯影,用超純水沖洗60秒後風幹。接下來在潔淨恆溫器中在150℃×60min之下進行後焙烘。蝕刻劑經由以1/3重量百分比混合硝酸/鹽酸來提供。把基板浸漬在蝕刻劑中,每隔10秒取出基板,决定形成10 μ m的ITO線所需要之精確蝕刻時間,在精確蝕刻時間之1.2倍之時,用光學顯微鏡測量ITO線的寬度,其結果如表1所示。當10 μ m的ITO線的保持率越高,ITO蝕刻耐受性就更優越。
(9)平坦化性的評估在SiO2 浸塗玻璃基板上,經由旋轉器塗敷顏料系彩色抗蝕劑(商品名[JCRRED689],[JCRGREEN706]’[CR8200B],上述JCR(股)製),用平底墊烤鍋90℃,150秒進行預烤形成塗層。然後,介由指定的圖形光刻掩膜,用曝光機Canon PLA501F(佳能(股)製),以換算成i線後的照度2000J/m2 之曝光量照射ghi線(波長436nm,405nm,365nm的強度比=2.7:2.5:4.8),用0.05重量百分比的氫氧化鉀水溶液進行顯影,用超純水沖洗60秒後,再在烤爐中在230℃下加熱處理30分鐘,最後形成紅、綠、藍三色的條紋狀彩色濾光片(條紋寬度100 μ m)。
形成彩色濾光片後基板表面的凹凸,用表面粗糙度檢查儀[α-step](商品名:Tencor社製)測定的時候,結果為1.0 μ m。其中其測定條件為測定長度2000 μ m,測定範圍2000 μ m角,測定點數n=5。也就是,測定方向為紅,綠,藍方向的條紋線短軸方向以及紅.紅,綠.綠,藍.藍的同一顏色的條紋線長軸方向的兩種方向,各方向的測定點數為n=5(合計n=10)。
其中彩色濾光片上用旋轉器塗敷上述保護膜形成用的組成物後,用平底墊烤鍋90℃,5分鐘進行預烤形成塗層,進而在烤爐中在230℃下加熱處理60分鐘,形成距彩色濾光片上面膜厚為2.0 μ m的保護膜。這裏所說的膜厚,是指從形成於基板上的彩色濾光片之最上面算起的厚度。
對於經由上述方法所形成的在彩色濾光片上面有保護膜的基板,用接觸式膜厚測定儀器α-step(Tencor Japan(股)製)測定保護膜的表面凹凸。這裡,測定條件為測定長度2000 μ m,測定範圍2000 μ m角,測定點數n=5。也就是,測定方向為紅,綠,藍方向的條紋線短軸方向以及紅.紅,綠.綠,藍.藍的同一顏色的條紋線長軸方向的兩種方向,各方向的測定點數為n=5(合計n=10)。各回測定的最高部和最底部的高低差(nm)的10回的平均值如表1所示。該值低於300nm的時候,可稱平坦化性優良。
(10)保存穩定性的評估對實施例1中製備的保護膜形成用樹脂組成物之黏度,用東京計器(股)製ELD型黏度計進行測定。然後,將該組成物在25℃下靜置,每日測定25℃時的溶液黏度。以剛調製後的黏度為基準,求出每增加5%的黏度所需要的天數,該天數如表1所示。當該天數為20天以上的時候,可謂是保存穩定性良好。
實施例2~32以及比較例1~3
將組成物之各成分的種類以及用量設定為如表1~3所記述之那樣,使用表1~3中所記述之溶劑使它和表1~3中的固體成分濃度相一致,其他方法和實施例1同樣地來調製樹脂組成物。
使用如上所述所調製的保護膜形成用樹脂組成物,和實施例1同樣地形成保護膜,並進行評估。結果如表1~3所示。
實施例33~40
將組成物之各成分的種類以及用量設定為如表3所記述之那樣,使用表3中所記述之溶劑使它和表3中的固體成分濃度相一致,其他方法和實施例1同樣地來調製樹脂組成物。
將回轉塗佈機替換成縫模塗佈機,使用縫模塗佈機進行塗敷外,其他和實施例1同樣地來調製樹脂組成物,然後形成保護膜,並進行評估。結果如表3所示。
實施例41~68
將組成物之各成分的種類以及用量設定為如表4或表5所記述之那樣,使用表4或表5所記述之溶劑,使它和表4或表5中的固體成分濃度相一致,其他方法和實施例1同樣地來調製樹脂組成物。
實施例54,56,66~68固體成分濃度不滿15重量%的組成物,代替旋轉塗佈器使用縫模塗佈機進行塗佈之外,如實施例1同樣的方法調製樹脂組成物,形成保護膜,幷進行了評估。還有,上述實施例54,56,66~68之外的實施例,與實施例1同樣調製了樹脂組成物,形成保護膜,幷進行了評估。結果如表4~5所示。
另外,表1~4中,(C)固化促進劑,(D)陽離子聚合性化合物,(E)黏合助劑,[F]界面活性劑,[G]多官能丙烯酸酯單體,以及[S]溶劑的簡稱,分別代表以下。
C-1:1-1-苄基-2-苯基咪唑C-2:2-苯基咪唑C-3:2-苯基-4-甲基咪唑C-4:2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑-(1’)]-乙基-s-三吖嗪C-5:2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑-(1’)]-乙基-s-三吖嗪C-6:2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑C-7:2-苯基-1(H)-苯並咪唑c-1:1-苄基-2-甲基咪唑D-1:雙酚A線型酚醛清漆環氧樹脂(Japan Epoxy Resins(股)製商品名:EPIKOTE157S65)D-2:線型酚醛清漆環氧樹脂(Japan Epoxy Resins(股)製商品名:EPIKOTE152)E-1:γ-環氧丙基氧丙基三甲氧基矽烷(Glycidoxypropyltrimethoxysilane)F-1:矽酮系界面活性劑(東麗道康寧有機矽(股)製商品名:SH-28PA)F-2:矽酮系界面活性劑(畢克化學(日本)(股)製商品名:BYK-344)F-3:氟系界面活性劑((股)NEOS製商品名:FTX-218)F-4:矽酮系界面活性劑(東麗道康寧有機矽(股)製商品名:PAINTAD19)F-5:氟系界面活性劑(大日本油墨化學工業(股)製商品名:MEGAFACER-08)G-1:五丙烯醯氧基二季戊四醇琥珀酸{別名:〔3-(3-丙烯醯氧基-2,2-雙-丙烯醯氧基甲基-丙基)-2,2-雙-丙烯醯氧基甲基-丙基〕脂,簡稱:PADPS}G-2:二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥(股)製商品名:KAYARADDPHA)S-1:丙二醇單甲醚乙酸酯S-2:二甘醇乙基甲醚S-3:甲基-3-甲氧基丙酸酯S-4:乙酸環己基脂
(產業上利用性)
本發明之樹脂組成物,即便是表面平坦性低的基體,在該基體上也能形成平坦性高的固化膜,其透明性以及表面硬度也很高,幷具有優越的耐熱耐壓性,耐酸性,耐鹼性,耐濺射性等等,作為一液晶顯示元件(LCD)用彩色濾光片和電荷耦合元件(CCD)用彩色濾光片等等之光儀器用保護膜可發揮其功能。

Claims (7)

  1. 一種樹脂組成物,其特徵為包含:[A](a1)含有環氧乙基(oxilanyl)或氧環丁基(Oxetanyl)的聚合性不飽和化合物和,(a2)上述(a1)以外之其他聚合性不飽和化合物之共聚物,[B](b1)含有含酸酐基的聚合性不飽和化合物之聚合物及/或(b2)由多元羧酸酐組成的酸酐,及[C]下式(3)所記載之化合物及/或下式(4)所記載之化合物所組成的固化促進劑, [式(3)或(4)中的R1 或R2 表示氫原子、碳數1~8的烷基、含有碳數1~4之烷氧基的碳數1~8之烷基、苯基、苄基,或羥甲基;又,式(3)或(4)中的R1 與R2 相鍵結為苯環及碳數4~8個的環烷亦可;式(3)中的R3 表示氫原子、碳數1~8之烷基、含有碳數1~4之烷氧基的碳數1~8之烷基、苯基、苄基,或氰乙基;式(4)中的R4 表示碳數1~18之烷基、含有碳數1~4的 烷氧基之碳數1~18之烷基或苯基]。
  2. 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中,相對於[A]共聚物100重量份,[B]酸酐為1~200重量份,[C]固化促進劑為0.0001~10重量份。
  3. 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其尚含有[D]陽離子聚合性化合物(其中,上述[A]共聚物除外)的樹脂組成物。
  4. 如申請專利範圍第3項之樹脂組成物,其中,相對於[A]共聚合物100重量份,[D]陽離子聚合性化合物為3~200重量份。
  5. 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其係形成彩色濾光片的保護膜。
  6. 一種彩色濾光片之保護膜的形成方法,其特徵為:在基板上,使用申請專利範圍第5項之樹脂組成物形成塗膜,然後以150~250℃進行加熱處理。
  7. 一種彩色濾光片之保護膜,其特徵為,由申請專利範圍第5項之樹脂組成物所形成。
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