TWI814847B - 硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片基板 - Google Patents

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Abstract

本發明是有關於一種硬化性組成物,其包含醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C),且所述硬化性組成物中,所述醯亞胺化合物(A)為將具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)及具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)設為必需原料的反應產物,所述多官能羧基化合物(B)為每一分子具有三個以上的羧基的化合物,所述多官能環氧化合物(C)為每一分子具有三個以上的環氧基的化合物。本發明的硬化性組成物的黏性低且平坦化性高。通過使用本發明的硬化性組成物,可獲得透明性、耐熱性及光配向性高的硬化膜。

Description

硬化性組成物、硬化膜及彩色濾光片基板
本發明是有關於一種提供具有光配向性的彩色濾光片保護膜的硬化性組成物、由所述硬化性組成物形成的硬化膜及包括所述硬化膜的彩色濾光片基板。
在彩色顯示用的顯示元件等中包括彩色濾光片基板。彩色濾光片基板包括紅(R)、綠(G)及藍(B)的著色體或防止混色用的黑色矩陣,且在彩色濾光片基板表面存在階差。為了使液晶顯示元件的單元間隙在面內均勻化,或使形成於彩色濾光片基板上的光學功能膜的膜厚均勻化,而使用具有使彩色濾光片基板表面的階差平坦化的功能的彩色濾光片保護膜。另外,為了對液晶顯示元件中的液晶分子的配向方向進行控制,或在使用聚合性液晶組成物來形成光學功能膜時,對聚合性液晶分子的配向方向進行控制,而包括具有對液晶分子的配向方向進行控制的功能的配向膜。為了實現液晶顯示元件的薄型化或輕量化,而開發有兼具所述兩種膜分別進行的兩種功能且具有配向性的彩色濾光片保護膜。
具有配向性的彩色濾光片保護膜的例子為專利文獻1中記載的具有摩擦配向性的彩色濾光片保護膜及專利文獻2中記載的具有光配向性的彩色濾光片保護膜。提供前一保護膜的組成物為包含聚醯亞胺及環氧化合物的硬化性組成物,前一保護膜的配向處理方法為摩擦法。提供後一保護膜的組成物為包含具有肉桂醯基等光配向性基及環氧基等交聯性基的聚合體以及聚酯醯胺酸即交聯成分的硬化性組成物,後者的配向處理是利用直線偏光紫外線照射來進行。迄今為止,為了提高液晶顯示元件的顯示品質,推進配向處理步驟自因直接接觸膜而成為產生靜電的原因的摩擦法置換成非接觸的直線偏光紫外線照射,並謀求具有光配向性的彩色濾光片保護膜及提供所述彩色濾光片保護膜的組成物。
但是,為了應對近年來的對於顯示元件的低消耗電力化及長壽命化的需求,對專利文獻2中記載的具有光配向性的彩色濾光片保護膜要求提高兩種特性。第一種是以提高液晶顯示元件的透光性為目的的保護膜的透明性的提高。第二種是以減少由來自保護膜的脫氣引起的對液晶顯示元件的其他構件的影響為目的的保護膜的耐熱性的提高(追加加熱時的熱重量減少量的減低)。
另外,作為具有光配向性的彩色濾光片保護膜的形成中所使用的組成物,考慮使用光配向膜用組成物(例如,專利文獻3)。但是,專利文獻3中記載的光配向膜用組成物的黏性高(塗布所述組成物並將組成物用溶劑去除而獲得的塗膜容易發黏)。因此,存在如下問題:在形成具有光配向性的彩色濾光片保護膜時,異物附著;或作業者的手指接觸塗膜表面而附有痕跡。進而,存在如下問題:將所述光配向膜用組成物以用作通常的光配向膜的膜厚(例如,100 nm)形成時的平坦化性不良,即便在以用作通常的彩色濾光片保護膜的膜厚(例如,1.5 μm)形成的情況下,平坦化性也不良,且液晶顯示元件的顯示品質低。
根據以上所述,期待開發一種提供透明性、耐熱性及光配向性高的硬化膜的、黏性低且平坦化性高的硬化性組成物。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平9-230364 [專利文獻2]日本專利特開2014-84355 [專利文獻3]日本專利特開2015-49419
[發明所要解決的問題] 本發明提供一種提供透明性、耐熱性及光配向性高的硬化膜的、黏性低且平坦化性高的硬化性組成物、由所述硬化性組成物獲得的硬化膜及包括所述硬化膜的彩色濾光片基板。 [解決問題的技術手段]
本發明者等人為了解決所述問題而進行了努力研究,結果發現通過如下硬化性組成物及將所述硬化性組成物硬化而獲得的硬化膜而可達成所述目的,從而完成了本發明,所述硬化性組成物包含醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C),且所述硬化性組成物中,醯亞胺化合物(A)為將具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)及具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)設為必需原料的反應產物,多官能羧基化合物(B)為每一分子具有三個以上的羧基的化合物,所述多官能環氧化合物(C)為每一分子具有三個以上的環氧基的化合物。
[1] 一種硬化性組成物,其包含醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C),且所述硬化性組成物中, 所述醯亞胺化合物(A)為來自將具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)及具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)設為必需的原料的反應產物, 所述多官能羧基化合物(B)為每一分子具有三個以上的羧基的化合物, 所述多官能環氧化合物(C)為每一分子具有三個以上的環氧基的化合物。
[2] 根據[1]項所述的硬化性組成物,其中在所述醯亞胺化合物(A)、所述多官能羧基化合物(B)及所述多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中,所述醯亞胺化合物(A)為5重量%~80重量%; 在所述多官能羧基化合物(B)及所述多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中,所述多官能羧基化合物(B)為20重量%~80重量%。
[3] 根據[1]項所述的硬化性組成物,其中在所述醯亞胺化合物(A)、所述多官能羧基化合物(B)及所述多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中,所述醯亞胺化合物(A)為15重量%~60重量%; 在所述多官能羧基化合物(B)及所述多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中,所述多官能羧基化合物(B)為40重量%~75重量%。
[4] 根據[1]至[3]中任一項所述的硬化性組成物,其中所述具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)為選自下述式(1)所表示的化合物及下述式(2)所表示的化合物中的至少一種。 式(1)中,R1 及R2 分別獨立地為氫或碳數1~5的烷基。 式(2)中,R3 為氫或碳數1~5的烷基。
[5] 根據[1]至[4]中任一項所述的硬化性組成物,其中所述具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)為選自馬來酸酐、檸康酸酐及衣康酸酐中的至少一種。
[6] 根據[1]至[5]中任一項所述的硬化性組成物,其中所述具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)為選自3-氨基丙基三甲氧基矽烷、3-氨基丙基三乙氧基矽烷、4-氨基苯基三甲氧基矽烷及4-氨基苯基三乙氧基矽烷中的至少一種。
[7] 根據[1]至[6]中任一項所述的硬化性組成物,其中所述多官能羧基化合物(B)為將四羧酸二酐、二胺及多元羥基化合物設為必需原料的聚酯醯胺酸。
[8] 一種硬化膜,其是使根據[1]至[7]中任一項所述的硬化性組成物硬化而獲得。
[9] 一種彩色濾光片基板,其包括根據[8]項所述的硬化膜。 [發明的效果]
本發明的優選的實施方式的硬化性組成物為提供透明性、耐熱性及光配向性高的硬化膜的、黏性低且平坦化性高的硬化性組成物。由所述硬化性組成物獲得的硬化膜可用作彩色濾光片保護膜。由於所述硬化膜的透明性高、所述硬化性組成物的平坦化性高及所述硬化性組成物的黏性低,因此在形成硬化膜時,異物的附著得到減低,因此在將所述硬化膜用作彩色濾光片保護膜的情況下,液晶顯示元件的顯示品質高。由於所述硬化膜的耐熱性高,因此包括所述硬化膜的顯示元件中,由來自所述硬化膜的脫氣引起的對其他構件的影響小。另外,由於所述硬化膜的光配向性高,因此可不使用配向膜而進行液晶分子的配向控制。
本說明書中,為了表示「丙烯酸」及「甲基丙烯酸」的一者或兩者,有時表述為「(甲基)丙烯酸」。同樣地,為了表示「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」的一者或兩者,有時表述為「(甲基)丙烯酸酯」,為了表示「丙烯醯氧基」及「甲基丙烯醯氧基」的一者或兩者,有時表述為「(甲基)丙烯醯氧基」。
<1.本發明的硬化性組成物> 本發明的硬化性組成物的特徵在於:包含醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)。
在本發明的硬化性組成物中,存在醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)的優選的調配率。為了獲得光配向性高的硬化膜,醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中的醯亞胺化合物(A)的調配率優選為5重量%以上,更優選為15重量%以上。為了獲得黏性低且平坦化性高的硬化性組成物,醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中的醯亞胺化合物(A)的調配率優選為80重量%以下,更優選為60重量%以下。為了獲得耐熱性高且光配向性高的硬化膜,多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中的多官能羧基化合物(B)的調配率優選為20重量%~80重量%,更優選40重量%~75重量%。
本說明書中,有時將醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)總稱而表述為「主要成分」,有時將醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)的總量表述為「主要成分量」。
<1-1.醯亞胺化合物(A)> 本發明中所使用的醯亞胺化合物(A)為來自將具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)及具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)設為必需的原料的反應產物。
關於醯亞胺化合物(A)的原料,具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)及具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)的優選的含有比以具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)的酸酐基及具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)的氨基的莫耳比(酸酐基/氨基)計為0.8以上且1.2以下,更優選的含有比為0.9以上且1.1以下。若為所述含有比,則對於具有光配向性而言所需的曝光量小。
<1-1-1.具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)> 本發明中,作為用以獲得醯亞胺化合物(A)的原料,使用具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)。
若考慮原料的獲取容易性及所獲得的醯亞胺化合物(A)對溶劑的溶解性,則優選的具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)為下述式(1)所表示的化合物及下述式(2)所表示的化合物。
式(1)中,R1 及R2 分別獨立地為氫或碳數1~5的烷基。
式(2)中,R3 為氫或碳數1~5的烷基。
所述式(1)中,R1 及R2 分別獨立地優選為氫或甲基;更優選為R1 及R2 均為氫(式(1)所表示的化合物為馬來酸酐)及R1 及R2 的一者為氫且另一者為甲基(式(1)所表示的化合物為檸康酸酐)。
所述式(2)中,R3 優選為氫或甲基;更優選為R3 為氫(式(2)所表示的化合物為衣康酸酐)。
具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)特別優選為檸康酸酐。關於檸康酸酐,在製造醯亞胺化合物(A)時,聚合性雙鍵的反應性低而容易製造醯亞胺化合物(A)。
<1-1-2.具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)> 本發明中,作為用以獲得醯亞胺化合物(A)的原料,使用具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)。
具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)的具體例為3-氨基丙基三甲氧基矽烷、3-氨基丙基三乙氧基矽烷、3-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基矽烷、4-氨基苯基三甲氧基矽烷、4-氨基苯基三乙氧基矽烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基矽烷及3-(2-氨基乙基氨基)丙基三乙氧基矽烷。可使用這些化合物中的一種以上。
若考慮反應性及原料的獲取容易性,則優選為3-氨基丙基三甲氧基矽烷、3-氨基丙基三乙氧基矽烷、3-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷及3-氨基丙基甲基二乙氧基矽烷,更優選為3-氨基丙基三甲氧基矽烷及3-氨基丙基三乙氧基矽烷。
<1-1-3.醯亞胺化合物(A)的合成方法> 醯亞胺化合物(A)的反應方法並無特別限定,但優選為在使用溶劑的溶液中的反應。本說明書中,將用以獲得醯亞胺化合物(A)的合成中所使用的溶劑簡單表述為「合成溶劑」。具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)及具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)通過在溶液中且在室溫下進行攪拌而容易進行反應並生成醯胺酸。通過生成醯胺酸時的反應熱而系統內的溫度上升,因此通過在溶液中進行而容易控制系統內的溫度。
其後,對醯胺酸進行加熱並加以醯亞胺化,從而獲得醯亞胺化合物(A)。所獲得的醯亞胺化合物(A)具有含有聚合性雙鍵及醯亞胺結構的基,且具有未反應的烷氧基矽烷基。
進行醯亞胺化時的加熱溫度為60℃~150℃,優選為80℃~130℃。也可添加鹼催化劑作為醯亞胺化催化劑。鹼催化劑的例子為吡啶、三乙胺、三甲胺、三丁胺及三辛胺。另外,出於抑制所述反應中所引發的光聚合性基的聚合的目的,也可並用聚合抑制劑。聚合抑制劑的例子為2,2,6,6-四甲基呱啶基-1-氧基、4-羥基-2,2,6,6-四甲基呱啶基-1-氧基、三苯基四聯氮基(verdazyl)、對甲氧基苯酚、氫醌及二丁基羥基甲苯。
合成溶劑若為可溶解作為原料的具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)、具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)及醯亞胺化合物(A)者,則並無特別限定。通過選擇具有羥基的溶劑作為合成溶劑,在合成醯亞胺化合物(A)時,可使烷氧基矽烷基部位的水解縮合的反應速度降低。
除選擇具有羥基的溶劑作為合成溶劑以外,也對合成時的原料的濃度或加熱溫度進行調整,由此在合成醯亞胺化合物(A)時,可對烷氧基矽烷基部位的水解縮合的反應速度進行控制。
在進行合成時,若以高濃度使用原料並在高溫下進行加熱,則最初的反應中所生成的醯胺酸自身發揮酸催化劑的作用,並且通過因醯胺酸的醯亞胺化而生成的水來引發烷氧基矽烷基的水解反應,因此可提高分子量。所述反應時的加熱溫度優選為100℃~150℃。另外,添加水及甲酸等酸催化劑,進而進行加熱,並將低沸點成分蒸餾去除,由此可進一步提高分子量。
<1-1-4.合成溶劑的具體例> 合成溶劑的具體例為乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇及三乙二醇等二醇化合物; 乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚(以下簡記為「PGME」)、丙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚(以下簡記為「PGBE」)、丁二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、二丙二醇單甲醚、三乙二醇單甲醚等二醇化合物的單醚體; 乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲基醚(以下簡記為「EDM」)、二乙二醇丁基甲基醚、二乙二醇二乙醚、二丙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚等二醇化合物的二醚體; 乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯(以下簡記為「PGMEA」)、丙二醇單乙醚乙酸酯、丁二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚乙酸酯等二醇化合物的單醚單酯體; 乙二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯等二醇化合物的二酯體; 乙酸丁酯、丙酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯等單羧酸化合物的單酯體; 甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯(以下簡記為「MMP」)、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、4-甲氧基丁酸甲酯等單羥基羧酸化合物的單醚單酯體; 琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯等二羧酸化合物的二酯體; N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基丙醯胺等單羧酸化合物的單醯胺體; 甲基異丁基酮、甲基正丁基酮、二乙基酮、乙基異丁基酮、二異丁基酮、二正丁基酮等二烷基酮化合物; 環氧己烷(hexamethylene oxide)、1,4-二噁烷等環狀醚化合物; β-丙內酯、γ-丁內酯、δ-戊內酯等環狀酯化合物; 2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等環狀醯胺化合物;及 環戊酮(以下簡記為「CPN」)、環己酮、環庚酮等環狀酮化合物。可使用這些化合物中的一種以上。
這些合成溶劑的具體例中,就醯亞胺化合物(A)的溶解性高的方面而言,優選為二醇化合物的單醚體、二醇化合物的二醚體、二醇化合物的單醚單酯體及單羥基羧酸化合物的單醚單酯體。
<1-1-5.醯亞胺化合物(A)的分子量> 所獲得的醯亞胺化合物(A)的重量平均分子量優選為500~500,000,更優選為1,000~50,000。若為所述範圍,則醯亞胺化合物(A)相對於多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)的相容性良好。
本說明書中的重量平均分子量為通過凝膠滲透色譜法(Gel Permeation Chromatography,GPC)(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分子量為645~132,900的聚苯乙烯(例如,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),管柱使用PLgel MIXED-D(商品名,安捷倫科技(Agilent Technologies)股份有限公司),可使用四氫呋喃作為流動相而進行測定。再者,本說明書中的市售品的重量平均分子量為目錄(catalogue)記載值。
<1-2.多官能羧基化合物(B)> 本發明中所使用的多官能羧基化合物(B)為每一分子具有三個以上的羧基的化合物。
優選的多官能羧基化合物(B)的例子是通過將四羧酸二酐(b11)、二胺(b12)及多元羥基化合物(b13)設為必需原料並加以反應而獲得的聚酯醯胺酸(B1)。所述化合物的原料的獲取或化合物的製造容易,且含有所述化合物的硬化性組成物相對於醯亞胺化合物(A)及多官能環氧化合物(C)的相容性良好。
<1-2-1.聚酯醯胺酸(B1)> 本發明中所使用的聚酯醯胺酸(B1)是通過將四羧酸二酐(b11)、二胺(b12)及多元羥基化合物(b13)作為必需原料並加以反應而獲得的反應產物。進而,除這些成分以外,也可將選自一元醇(b14)及苯乙烯-馬來酸酐共聚物(b15)中的一種以上添加於原料中。
將聚酯醯胺酸(B1)添加於本發明的硬化性組成物中的方法可直接添加聚合反應後的溶液,也可對所述溶液進行濃縮而取出固體成分,從而僅添加固體成分。
<1-2-1-1.四羧酸二酐(b11)> 本發明中所使用的四羧酸二酐(b11)的例子為芳香族四羧酸二酐、脂環式四羧酸二酐及脂肪族四羧酸二酐。
芳香族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)]六氟丙烷二酐及乙二醇雙(脫水偏苯三酸酯);脂環式四羧酸二酐的具體例為環丁烷四羧酸二酐、甲基環丁烷四羧酸二酐、環戊烷四羧酸二酐及環己烷四羧酸二酐;脂肪族四羧酸二酐的具體例為乙烷四羧酸二酐及丁烷四羧酸二酐。
這些四羧酸二酐中,優選為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、2,2-[雙(3,4-二羧基苯基)]六氟丙烷二酐、乙二醇雙(脫水偏苯三酸酯)及丁烷四羧酸二酐,更優選為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丁烷四羧酸二酐。由含有聚酯醯胺酸(B1)的硬化性組成物獲得的硬化膜的透明性高,所述聚酯醯胺酸(B1)是由包含選自這些四羧酸二酐中的一種以上的原料獲得。
四羧酸二酐(b11)可單獨使用所述化合物,也可將兩種以上混合而使用。
<1-2-1-2.二胺(b12)> 本發明中所使用的二胺(b12)的例子為具有兩個苯環的二胺及具有四個苯環的二胺。
具有兩個苯環的二胺的具體例為3,3'-二氨基二苯基碸、4,4'-二氨基二苯基碸及3,4'-二氨基二苯基碸;具有四個苯環的二胺的具體例為雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-氨基苯氧基)苯基]碸、雙[3-(4-氨基苯氧基)苯基]碸、[4-(4-氨基苯氧基)苯基][3-(4-氨基苯氧基)苯基]碸、[4-(3-氨基苯氧基)苯基][3-(4-氨基苯氧基)苯基]碸及2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷。
這些二胺中,優選為3,3'-二氨基二苯基碸。由包含所述二胺的原料獲得的聚酯醯胺酸(B1)對溶劑的溶解性良好。
二胺(b12)可單獨使用所述化合物,也可將兩種以上混合而使用。
<1-2-1-3.多元羥基化合物(b13)> 本發明中所使用的多元羥基化合物(b13)的具體例為乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、重量平均分子量為1,000以下的聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、重量平均分子量為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、雙酚A、雙酚S、雙酚F、二乙醇胺及三乙醇胺。
這些化合物中,優選為乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇及1,8-辛二醇,更優選為1,4-丁二醇、1,5-戊二醇及1,6-己二醇。由包含選自這些化合物中的一種以上的原料獲得的聚酯醯胺酸(B1)對溶劑的溶解性良好。
多元羥基化合物(b13)可單獨使用所述化合物,也可將兩種以上混合而使用。
<1-2-1-4.一元醇(b14)> 聚酯醯胺酸(B1)的合成中,除四羧酸二酐(b11)、二胺(b12)及多元羥基化合物(b13)以外,也可進一步使一元醇(b14)進行反應。
一元醇(b14)的具體例為甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、烯丙醇、苄醇、甲基丙烯酸羥基乙酯、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、冰片(borneol)、麥芽醇(maltol)、沉香醇(linalool)、萜品醇(terpineol)、二甲基苄基甲醇、3-乙基-3-羥基甲基氧雜環丁烷。
這些化合物中,優選為異丙醇、烯丙醇、苄醇、甲基丙烯酸羥基乙酯、丙二醇單乙醚及3-乙基-3-羥基甲基氧雜環丁烷,更優選為苄醇。由包含選自這些化合物中的一種以上的原料獲得的聚酯醯胺酸(B1)相對於多官能環氧化合物(C)的相容性良好。
一元醇(b14)可單獨使用所述化合物,也可將兩種以上混合而使用。
<1-2-1-5.苯乙烯-馬來酸酐共聚物(b15)> 聚酯醯胺酸(B1)的合成中,除四羧酸二酐(b11)、二胺(b12)及多元羥基化合物(b13)以外,也可使苯乙烯-馬來酸酐共聚物(b15)進行反應。
通過添加苯乙烯-馬來酸酐共聚物(b15),可提高聚酯醯胺酸(B1)相對於多官能環氧化合物(C)的相容性。苯乙烯/馬來酸酐的莫耳比為0.5~4,優選為1~3,具體而言,更優選為約1、約2或約3,進而優選為約1或約2,特別優選為約1。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物(b15)的市售品的具體例為SMA1000、SMA2000及SMA3000(均為商品名,川原油化股份有限公司)。這些具體例中,優選為對溶劑的溶解性良好的SMA1000。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物(b15)可單獨使用所述化合物,也可將兩種以上混合而使用。
<1-2-1-6.聚酯醯胺酸(B1)的聚合方法> 本發明中所使用的聚酯醯胺酸(B1)可利用已知的聚合方法來製造(例如,在日本專利特開2015-163685中有記載)。優選的聚合方法為使用用於聚合反應中的溶劑(以下表述為「聚合溶劑」)的溶液聚合。
<1-3.多官能環氧化合物(C)> 本發明中所使用的多官能環氧化合物(C)為每一分子具有三個以上的環氧基的化合物。
本發明中所使用的多官能環氧化合物(C)的例子為 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、聯苯型多官能環氧化合物、具有矽氧烷鍵結部位的多官能環氧化合物、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、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-丙醇及α-2,3-環氧丙氧基苯基-w-氫聚[2-(2,3-環氧丙氧基)亞苄基-2,3-環氧丙氧基亞苯基]等具有三個以上的縮水甘油醚基的化合物; 甲基丙烯酸縮水甘油酯的均聚物、甲基丙烯酸縮水甘油酯及甲基丙烯酸縮水甘油酯以外的聚合性化合物的共聚物等具有三個以上的縮水甘油酯基的化合物;及 2,2-雙(羥基甲基)-1-丁醇的1,2-環氧基-4-(2-氧雜環丙基)環己烷加成物等具有三個以上的氧雜環丙基的化合物。
包含具有三個以上的縮水甘油醚基的化合物的硬化性組成物提供耐熱性良好的硬化膜,包含具有三個以上的縮水甘油酯基的化合物的硬化性組成物在煆燒溫度低的情況下也提供耐化學品性良好的硬化膜,包含具有三個以上的氧雜環丙基的化合物的硬化性組成物提供耐UV性良好的硬化膜。
具有三個以上的縮水甘油醚基的化合物中,特別優選為提供耐熱性特別良好的硬化膜的雙酚A酚醛清漆型環氧化合物、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、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-丙醇及α-2,3-環氧丙氧基苯基-w-氫聚[2-(2,3-環氧丙氧基)亞苄基-2,3-環氧丙氧基亞苯基]。
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);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);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);聯苯型多官能環氧化合物的市售品的具體例為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);具有矽氧烷鍵結部位的多官能環氧化合物的市售品的具體例為考特奧斯陸(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);包含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);α-2,3-環氧丙氧基苯基-w-氫聚[2-(2,3-環氧丙氧基)亞苄基-2,3-環氧丙氧基亞苯基]的市售品的具體例為EPPN-501H、EPPN-502H(均為商品名,日本化藥股份有限公司);甲基丙烯酸縮水甘油酯的均聚物的具體例為瑪普魯富(MARPROOF)G-01100(商品名,日油股份有限公司);2,2-雙(羥基甲基)-1-丁醇的1,2-環氧基-4-(2-氧雜環丙基)環己烷加成物的市售品的具體例為EHPE3150(商品名,大賽璐(Daicel)股份有限公司)。
<1-4.添加劑(D)> 本發明的硬化性組成物也可還含有添加劑(D)。就提高塗布均勻性、密接性、穩定性、耐化學品性及低溫硬化性等本發明的硬化性組成物的特性的觀點而言,可添加本發明的硬化性組成物中所任意添加的添加劑(D)。
添加劑(D)的例子為陰離子系、陽離子系、非離子系及氟系的表面活性劑;矽酮樹脂系塗布性提高劑;矽烷系偶聯劑等密接性提高劑;聚丙烯酸鈉等防凝聚劑;丙烯酸系、苯乙烯系、聚乙烯亞胺系及氨基甲酸酯系等高分子分散劑;受阻系酚等抗氧化劑;多官能環氧化合物(C)以外的環氧化合物、三聚氰胺化合物及雙疊氮化合物等交聯劑;光酸產生劑;多官能(甲基)丙烯酸酯化合物;及光聚合起始劑。
<1-4-1.表面活性劑> 就進一步提高塗布均勻性的觀點而言,本發明的硬化性組成物也可還含有表面活性劑。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(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(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(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)650A、FTX-218(均為商品名,尼奧斯(Neos)股份有限公司)、美佳法(Megafac)F-171、美佳法(Megafac)F-177、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(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(均為商品名,日本贏創德固賽(Evonik Degussa 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、氟烷基氨基磺酸鹽、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。可使用這些表面活性劑中的一種以上。
這些表面活性劑的具體例中,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、氟烷基三甲基銨鹽及氟烷基氨基磺酸鹽中的至少一種,則提高硬化性組成物的塗布均勻性的效果大,因此優選。
相對於主要成分量100重量份,本發明的硬化性組成物中的表面活性劑的添加量優選為0.01重量份~0.1重量份。
<1-4-2.密接性提高劑> 就進一步提高所形成的硬化膜相對於基材的密接性的觀點而言,本發明的硬化性組成物也可還含有密接性提高劑。密接性提高劑的例子為醯亞胺化合物(A)以外的矽烷系偶聯劑、鋁系偶聯劑及鈦酸酯系偶聯劑。醯亞胺化合物(A)以外的矽烷系偶聯劑的具體例為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)、3-三甲氧基矽烷基丙基甲基丙烯酸酯(例如,薩拉艾斯(Sila-Ace)S710;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),鋁系偶聯劑的具體例為乙醯烷氧基二異丙醇鋁,鈦酸酯系偶聯劑的具體例為四異丙基雙(二辛基亞磷酸酯)鈦酸酯。可使用這些密接性提高劑中的一種以上。
這些密接性提高劑的具體例中,3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷及3-三甲氧基矽烷基丙基甲基丙烯酸酯的提高硬化膜相對於基材的密接性的效果大,因此優選。
相對於主要成分量100重量份,本發明的硬化性組成物中的密接性提高劑的添加量優選為0.1重量份~20重量份。
<1-4-3.防凝聚劑> 就與溶劑相溶以防止凝聚的觀點而言,本發明的硬化性組成物也可還含有防凝聚劑。防凝聚劑是為了與溶劑相溶以防止凝聚而使用。本發明的硬化性組成物中所任意添加的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)。可使用這些防凝聚劑中的一種以上。
<1-4-4.抗氧化劑> 就防止硬化膜暴露於高溫下時的黃變的觀點而言,本發明的硬化性組成物也可還含有抗氧化劑。抗氧化劑的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)。可使用這些抗氧化劑中的一種以上。
這些抗氧化劑的具體例中,優選為易璐佳諾斯(Irganox)1010、艾迪科斯塔波(ADK STAB)AO-60。
相對於主要成分量100重量份,本發明的硬化性組成物中的抗氧化劑的添加量優選為0.01重量份~5重量份。
<1-4-5.交聯劑> 就提高耐熱性、耐化學品性、膜面內均勻性、撓性、柔軟性、彈性的觀點而言,本發明的硬化性組成物也可還含有多官能環氧化合物(C)以外的環氧化合物、三聚氰胺化合物及雙疊氮化合物等交聯劑。
多官能環氧化合物(C)以外的環氧化合物的例子為雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、聯苯型二官能環氧化合物及具有矽氧烷鍵結部位的二官能環氧化合物等具有兩個縮水甘油醚基的化合物;對苯二甲酸二縮水甘油酯、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯及1,2-環己烷二羧酸二縮水甘油酯等具有兩個縮水甘油酯基的化合物;及3',4'-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯等具有兩個脂環式環氧基的化合物。可使用這些化合物中的一種以上。
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);聯苯型二官能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);具有矽氧烷鍵結部位的二官能環氧化合物的市售品的具體例為TSL9906(商品名,日本邁圖高新材料(Momentive Performance Materials Japan)有限責任公司);對苯二甲酸二縮水甘油酯的市售品的具體例為丹納考爾(Denacol)EX-711(商品名,長瀨化成(Nagase chemteX)股份有限公司);鄰苯二甲酸二縮水甘油酯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);3',4'-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯的市售品的具體例為賽羅西德(Celloxide)2021P(商品名,大賽璐(Daicel)股份有限公司)。
相對於主要成分量100重量份,本發明的硬化性組成物中的多官能環氧化合物(C)以外的環氧化合物的添加量優選為1重量份~20重量份。
<1-4-6.光酸產生劑> 就可利用曝光及顯影來進行圖案化的觀點而言,本發明的硬化性組成物也可還含有光酸產生劑。光酸產生劑的例子為1,2-醌二疊氮化合物。
1,2-醌二疊氮化合物的具體例為2,3,4-三羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,3,4-三羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯(例如,商品名,NT-200,東洋合成化學工業)、2,4,6-三羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,4,6-三羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯;2,2',4,4'-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,2',4,4'-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、2,3,3',4-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,3,3',4-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、2,3,4,4'-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,3,4,4'-四羥基二苯甲酮-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯;雙(2,4-二羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、雙(2,4-二羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、雙(對羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、雙(對羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯;三(對羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、三(對羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、1,1,1-三(對羥基苯基)乙烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、1,1,1-三(對羥基苯基)乙烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯;雙(2,3,4-三羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、雙(2,3,4-三羥基苯基)甲烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、2,2-雙(2,3,4-三羥基苯基)丙烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、2,2-雙(2,3,4-三羥基苯基)丙烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯;1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羥基苯基)-3-苯基丙烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羥基苯基)-3-苯基丙烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、4,4'-[1-[4-[1-[4-羥基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亞乙基]雙酚-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、4,4'-[1-[4-[1-[4-羥基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亞乙基]雙酚-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯;雙(2,5-二甲基-4-羥基苯基)-2-羥基苯基甲烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、雙(2,5-二甲基-4-羥基苯基)-2-羥基苯基甲烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯、3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺二茚-5,6,7,5',6',7'-己醇-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯、3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺二茚-5,6,7,5',6',7'-己醇-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯;2,2,4-三甲基-7,2',4'-三羥基黃烷-1,2-萘醌二疊氮-4-磺酸酯及2,2,4-三甲基-7,2',4'-三羥基黃烷-1,2-萘醌二疊氮-5-磺酸酯。可使用這些光酸產生劑中的一種以上。
相對於主要成分量100重量份,本發明的硬化性組成物中的光酸產生劑的添加量優選為1重量份~20重量份。
<1-4-7.多官能(甲基)丙烯酸酯化合物> 就提高耐劃傷性的觀點而言,本發明的硬化性組成物也可還含有多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的例子為每一分子具有兩個(甲基)丙烯醯基的化合物及每一分子具有三個以上的(甲基)丙烯醯基的化合物。
每一分子具有兩個(甲基)丙烯醯基的化合物的具體例為乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改性雙酚F二(甲基)丙烯酸酯及環氧乙烷改性雙酚S二(甲基)丙烯酸酯等二醇化合物的二(甲基)丙烯酸酯體; 甘油丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯及乙氧基化異氰脲酸二丙烯酸酯等三醇化合物的二(甲基)丙烯酸酯體; 雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、雙酚F二(甲基)丙烯酸酯及雙酚S二(甲基)丙烯酸酯等雙酚化合物的二(甲基)丙烯酸酯體;及 表氯醇改性乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性四丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A型環氧化合物的(甲基)丙烯酸加成物、雙酚F型環氧化合物的(甲基)丙烯酸加成物及雙酚S型環氧化合物的(甲基)丙烯酸加成物等二環氧化合物的(甲基)丙烯酸加成物。可使用這些化合物中的一種以上。
每一分子具有三個以上的(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、三羥甲基丙烷環氧乙烷(Ethylene Oxide,EO)改性三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環氧丙烷(Propylene Oxide,PO)改性三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、甘油EO改性三(甲基)丙烯酸酯、甘油PO改性三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化異氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯及e-己內酯改性三-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯等三官能(甲基)丙烯酸酯化合物; 二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇烷氧基四(甲基)丙烯酸酯及二甘油EO改性四丙烯酸酯等四官能(甲基)丙烯酸酯化合物; 二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等五官能(甲基)丙烯酸酯化合物; 二季戊四醇六丙烯酸酯等六官能(甲基)丙烯酸酯化合物;及 具有羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。可使用這些化合物中的一種以上。
作為三官能丙烯酸酯化合物的、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的市售品的具體例為NK酯(NK ESTER)TMPT(商品名,新中村化學工業股份有限公司)、TMPTA(商品名,大賽璐奧諾斯(Daicel Allnex)股份有限公司)及亞羅尼斯(Aronix)M-309(商品名,東亞合成股份有限公司); 三羥甲基丙烷EO改性三丙烯酸酯的市售品的具體例為TMPEOTA(商品名,大賽璐奧諾斯(Daicel Allnex)股份有限公司)、亞羅尼斯(Aronix)M-350、亞羅尼斯(Aronix)M-360(均為商品名,東亞合成股份有限公司); 三羥甲基丙烷PO改性三丙烯酸酯的市售品的具體例為艾柏西路(EBECRYL)135(商品名,大賽璐奧諾斯(Daicel Allnex)股份有限公司)、亞羅尼斯(Aronix)M-310、亞羅尼斯(Aronix)M-321(均為商品名,東亞合成股份有限公司); 甘油PO改性三丙烯酸酯的市售品的具體例為OTA 480(商品名,大賽璐奧諾斯(Daicel Allnex)股份有限公司); 乙氧基化異氰脲酸三丙烯酸酯的市售品的具體例為NK酯(NK ESTER)A-9300(商品名,新中村化學工業股份有限公司); e-己內酯改性三-(2-丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯的市售品的具體例為NK酯(NK ESTER)A-9300-1CL(商品名,新中村化學工業股份有限公司)。
作為三官能甲基丙烯酸酯化合物的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的市售品的具體例為NK酯(NK ESTER)TMPT(商品名,新中村化學工業股份有限公司)。
作為四官能丙烯酸酯化合物的、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯的市售品的具體例為NK酯(NK ESTER)AD-TMP(商品名,新中村化學工業股份有限公司)、艾柏西路(EBECRYL)140及艾柏西路(EBECRYL)1142(均為商品名,大賽璐奧諾斯(Daicel Allnex)股份有限公司)、亞羅尼斯(Aronix)M-408(商品名,東亞合成股份有限公司); 乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯的市售品的具體例為NK酯(NK ESTER)ATM-35E(商品名,新中村化學工業股份有限公司); 季戊四醇四丙烯酸酯的市售品的具體例為NK酯(NK ESTER)A-TMMT(商品名,新中村化學工業股份有限公司); 季戊四醇烷氧基四丙烯酸酯的市售品的具體例為艾柏西路(EBECRYL)40(商品名,大賽璐奧諾斯(Daicel Allnex)股份有限公司); 二甘油EO改性四丙烯酸酯的市售品的具體例為亞羅尼斯(Aronix)M-460(商品名,東亞合成股份有限公司)。
作為六官能丙烯酸酯化合物的二季戊四醇六丙烯酸酯的市售品的具體例為NK酯(NK ESTER)A-DPH(商品名,新中村化學工業股份有限公司)及DPHA(商品名,大賽璐奧諾斯(Daicel Allnex)股份有限公司)。
具有羧基的多官能丙烯酸酯化合物的市售品的具體例為亞羅尼斯(Aronix)M-510及亞羅尼斯(Aronix)M-520(均為商品名,東亞合成股份有限公司)。
作為三官能丙烯酸酯化合物的乙氧基化異氰脲酸三丙烯酸酯及作為二官能丙烯酸酯化合物的乙氧基化異氰脲酸二丙烯酸酯的混合物的市售品的具體例為亞羅尼斯(Aronix)M-315(3重量%~13重量%)(商品名,東亞合成股份有限公司,括弧內的含有率為混合物中的乙氧基化異氰脲酸二丙烯酸酯的含有率的目錄記載值)。
作為三官能丙烯酸酯化合物的季戊四醇三丙烯酸酯及作為四官能丙烯酸酯化合物的季戊四醇四丙烯酸酯的混合物的市售品的具體例為PETIA、PETRA及PETA(均為商品名,大賽璐奧諾斯(Daicel Allnex)股份有限公司)、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%)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,括弧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)。
作為五官能丙烯酸酯的二季戊四醇五丙烯酸酯及作為六官能丙烯酸酯的二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物的市售品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%)、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%)(商品名,東亞合成股份有限公司,括弧內的含有率為混合物中的季戊四醇五丙烯酸酯的含有率的目錄記載值)。
相對於主要成分量100重量份,本發明的硬化性組成物中的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物的添加量優選為1重量份~20重量份。
<1-4-8.光聚合起始劑> 就提高低溫硬化性的觀點而言,本發明的硬化性組成物也可還含有光聚合起始劑。在添加光聚合起始劑的情況下,可通過與多官能(甲基)丙烯酸酯化合物並用並進行紫外線照射步驟來降低煆燒溫度。
光聚合起始劑的具體例為二苯甲酮、米氏酮、4,4'-雙(二乙基氨基)二苯甲酮、氧雜蒽酮、硫雜蒽酮、異丙基氧雜蒽酮、2,4-二乙基硫雜蒽酮、2-乙基蒽醌、苯乙酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、2-羥基-2-甲基-4'-異丙基苯丙酮、1-羥基環己基苯基酮、異丙基安息香醚、異丁基安息香醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、樟腦醌、苯並蒽酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙烷-1-酮(例如,商品名,豔佳固(Irgacure)907,日本巴斯夫(BASF Japan)股份有限公司)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁酮-1(例如,商品名,豔佳固(Irgacure)369,日本巴斯夫(BASF Japan)股份有限公司)、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸異戊酯、4,4'-二(叔丁基過氧基羰基)二苯甲酮、3,4,4'-三(叔丁基過氧基羰基)二苯甲酮、1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲醯基肟)(例如,商品名,豔佳固(Irgacure)OXE01,日本巴斯夫(BASF Japan)股份有限公司)、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-哢唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)(例如,商品名,豔佳固(Irgacure)OXE02,日本巴斯夫(BASF Japan)股份有限公司)、豔佳固(Irgacure)OXE03(商品名,日本巴斯夫(BASF Japan)股份有限公司)、1,2-丙二酮,1-[4-[4-(2-羥基乙氧基)苯硫基]苯基]-2-(O-乙醯基肟)(例如,商品名,艾迪科亞庫魯茲(Adeka Arkls)NCI-930,艾迪科(ADEKA)股份有限公司)、艾迪科亞庫魯茲(Adeka Arkls)NCI-831(商品名,艾迪科(ADEKA)股份有限公司)、艾迪科奧普托瑪(Adeka Optomer)N-1919(商品名,艾迪科(ADEKA)股份有限公司)、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、2-(4'-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均三嗪、2-(2',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均三嗪、2-(2'-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均三嗪、2-(4'-戊氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均三嗪、4-[對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)]-2,6-二(三氯甲基)-均三嗪、1,3-雙(三氯甲基)-5-(2'-氯苯基)-均三嗪、1,3-雙(三氯甲基)-5-(4'-甲氧基苯基)-均三嗪、2-(對二甲基氨基苯乙烯基)苯並噁唑、2-(對二甲基氨基苯乙烯基)苯並噻唑、2-巰基苯並噻唑、3,3'-羰基雙(7-二乙基氨基香豆素)、2-(鄰氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2,4-二溴苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑、3-(2-甲基-2-二甲基氨基丙醯基)哢唑、3,6-雙(2-甲基-2-嗎啉代丙醯基)-9-正十二烷基哢唑、1-羥基環己基苯基酮及雙(η5 -2,4-環戊二烯-1-基)-雙(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)鈦。可使用這些光聚合起始劑中的一種以上。
這些光聚合起始劑的具體例中,若使用選自1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲醯基肟)及1,2-丙二酮,1-[4-[4-(2-羥基乙氧基)苯硫基]苯基]-2-(O-乙醯基肟)中的一種以上,則可以更少的曝光量來表現出硬化性組成物的低溫硬化性的提高效果。相對於主要成分量100重量份,適於表現出所述效果的光聚合起始劑的添加量為0.1重量份~5重量份。
<1-5.硬化性組成物中所任意添加的溶劑> 本發明的硬化性組成物中除聚合溶劑以外,也可添加溶劑。本發明的硬化性組成物中所任意添加的溶劑(以下記載為「稀釋用溶劑(E)」)優選為可溶解醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)的溶劑。在硬化性組成物含有所述添加劑(D)的情況下,稀釋用溶劑(E)優選為可進一步溶解添加劑(D)的溶劑。
所述稀釋用溶劑(E)的具體例與作為所述反應溶劑的具體例而記載的溶劑相同。可使用這些溶劑中的一種以上。
<1-6.硬化性組成物的保存> 本發明的硬化性組成物若在-30℃~25℃的範圍下遮光保存,則組成物的經時穩定性良好而優選。更優選為在-20℃~5℃下保存。
<2.由硬化性組成物獲得的硬化膜> 本發明的硬化性組成物可通過如下方式而獲得:將醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)加以混合,根據目標特性,而進一步選擇性添加添加劑(D)及稀釋用溶劑(E),將這些化合物均勻地混合溶解。
通過將以所述方式獲得的硬化性組成物塗布於基板表面,在硬化性組成物包含組成物用溶劑的情況下,進而通過加熱步驟及減壓步驟等而將組成物用溶劑去除,由此可形成塗膜。將硬化性組成物塗布於基板表面的方法的具體例為旋塗法、輥塗法、浸漬法及狹縫塗布法。利用加熱步驟來去除組成物用溶劑的具體例為利用加熱板及烘箱的預烘烤。預烘烤條件視各成分的種類及調配比例而不同,通常在70℃~150℃下,若為加熱板則為1分鐘~5分鐘,若為烘箱則為5分鐘~15分鐘。
最後,為了使塗膜完全硬化,可通過進行加熱處理來獲得硬化膜,所述加熱處理是在100℃~250℃、優選為120℃~230℃下,若為加熱板則進行5分鐘~60分鐘,若為烘箱則進行20分鐘~90分鐘。
在將作為添加劑(D)的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物及光聚合起始劑添加於硬化性組成物中的情況下,除利用加熱處理的熱硬化以外,也可並用利用紫外線照射的光硬化。所述情況下,對加熱處理前的塗膜進行紫外線照射。所照射的紫外線的波長理想的是350 nm以上,原因在於不對形成硬化膜後的光二聚化反應造成影響。再者,所述光硬化中所使用的紫外線可為偏光紫外線,也可為非偏光紫外線。
以所述方式獲得的硬化膜進行由醯亞胺化合物(A)的烷氧基矽烷基的縮合引起的三維交聯以及由多官能羧基化合物(B)的羧基及多官能環氧化合物(C)的環氧基的反應引起的三維交聯。此外,關於醯亞胺化合物(A)的烷氧基矽烷基的縮合,多官能羧基化合物(B)的羧基作為提高縮合反應速度的催化劑而發揮作用。因此,所獲得的硬化膜的耐熱性高,且相對於後述的聚合性液晶組成物中的溶劑的耐性高。
另外,所獲得的硬化膜中存在具有醯亞胺化合物(A)的聚合性雙鍵及醯亞胺結構的基。所述具有聚合性雙鍵及醯亞胺結構的基通過照射直線偏光紫外線(波長的例子為313 nm),在與直線偏光紫外線的偏光方向平行的方向上排列的雙鍵引起光二聚化反應,從而對硬化膜賦予液晶配向能力,因此所獲得的硬化膜具有光配向性。
同樣地,現有文獻2中記載的由包含具有肉桂醯基及環氧基的聚合體以及多官能羧基化合物的硬化性組成物獲得的硬化膜也進行三維交聯,且具有光配向性。
但是,關於本發明的硬化性組成物與現有文獻2中記載的硬化性組成物,具有光配向性的化合物與主要成分中的其他成分的交聯性不同。
本發明的硬化性組成物中所含的具有光配向性的化合物即醯亞胺化合物(A)的交聯性基為烷氧基矽烷基,因此關於主要成分中的其他成分的交聯性基,與多官能羧基化合物(B)的羧基及多官能環氧化合物(C)的環氧基的交聯性均低。
另一方面,現有文獻2中記載的硬化性組成物中所含的作為具有光配向性的化合物的具有肉桂醯基及環氧基的聚合體的交聯性基即環氧基是主要成分中的其他成分的交聯性基與多官能羧基化合物的羧基的交聯性高。
因此,在本發明的硬化性組成物進行硬化時,由具有光配向性的化合物及主要成分中的其他成分的交聯引起的光配向性的阻礙小,相對於此,在現有文獻2中記載的硬化性組成物進行硬化時,由具有光配向性的化合物及主要成分中的其他成分的交聯引起的光配向性的阻礙大。因此,關於本發明的硬化性組成物,即便在具有光配向性的成分的調配率低的情況下,所獲得的硬化膜也可具有光配向性。因此,在將不含具有光配向性的成分的硬化性組成物與添加有具有光配向性的成分的硬化性組成物加以比較的情況下,可抑制由具有光配向性的成分的添加引起的光配向性以外的特性的降低。
<3.包括由硬化性組成物獲得的硬化膜的彩色濾光片基板> 包括本發明的硬化膜的彩色濾光片基板為在彩色濾光片基板的著色體上形成有本發明的硬化膜的彩色濾光片基板。
本發明的硬化性組成物的平坦化性高,因此通過包括硬化膜而減低彩色濾光片基板表面的階差。因此,在將包括本發明的硬化膜的彩色濾光片基板用於顯示元件中時,顯示元件的顯示品質高。 [實施例]
繼而,通過合成例、比較合成例、實施例及比較例而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。
對於合成例、比較合成例、實施例及比較例中所使用的化合物,針對每一成分而預先記載。
具有聚合性雙鍵的酸酐(a1): a1-1:檸康酸酐 a1-2:馬來酸酐 a1-3:衣康酸酐 具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2): a2-1:3-氨基丙基三乙氧基矽烷(以下簡記為「APTS」) 醯亞胺化合物(A)的合成中所使用的合成溶劑: EDM、PGME 醯亞胺化合物(A)的合成中所使用的聚合抑制劑: 二丁基羥基甲苯(以下簡記為「BHT」)
四羧酸二酐(b11): b11-1:丁烷四羧酸二酐(商品名,理家德(Rikacid)BT-100,新日本理化股份有限公司,以下簡記為「BT-100」) b11-2:3,3',4,4'-二苯基醚四羧酸二酐(以下簡記為「ODPA」) 二胺(b12): b12-1:3,3'-二氨基二苯基碸(以下簡記為「DDS」) 多元羥基化合物(b13): b13-1:1,4-丁二醇 一元醇(b14): b14-1:苄醇 苯乙烯-馬來酸酐共聚物(b15): b15-1:SMA1000(商品名,川原油化股份有限公司) 聚酯醯胺酸(B1)的反應中所使用的聚合溶劑: MMP、PGMEA
多官能環氧化合物(C): C-1:作為具有三個以上的縮水甘油醚基的化合物的jER 157S70(商品名,三菱化學股份有限公司,以下簡記為「157S70」) C-2:作為具有三個以上的縮水甘油酯基的化合物的甲基丙烯酸縮水甘油酯的均聚物的PGMEA溶液(固體成分濃度為50重量%,重量平均分子量為3,000,以下記載為「PGMA3000」) C-3:作為具有三個以上的氧雜環丙基的化合物的EHPE3150(商品名,大賽璐(Daicel)股份有限公司)
添加劑(D): D-1:作為受阻酚系抗氧化劑的艾迪科斯塔波(ADK STAB)AO-60(商品名,艾迪科(ADEKA)股份有限公司,以下簡記為「AO-60」)
稀釋用溶劑(E): E-1:PGME E-2:PGBE E-3:EDM E-4:PGMEA E-5:MMP E-6:CPN
首先,以如下所示的方式合成含有醯亞胺化合物(A)的溶液(合成例1~合成例3)。
[合成例1]含有醯亞胺化合物(A-1)的溶液的合成 在包括溫度計、攪拌機、原料投入裝入口及氮氣導入口的500 mL的四口燒瓶中,以下述重量裝入作為具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)的檸康酸酐、作為具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)的APTS及作為合成溶劑的EDM,在設定為130℃的油浴中加熱3小時,進而設定為145℃而老化2小時,並且在常壓下將低沸點成分蒸餾去除。 檸康酸酐 64.51 g APTS 127.49 g EDM 48.00 g 將反應液冷卻至30℃以下,從而獲得含有醯亞胺化合物(A-1)的溶液。對溶液的一部分進行取樣,通過GPC分析來測定重量平均分子量,並利用乾燥重量法來測定固體成分濃度。這些的結果,重量平均分子量為2,150,固體成分濃度為78重量%。再者,作為原料裝入的具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)的酸酐基及具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)的氨基的莫耳比(酸酐基/氨基)為1.0。
[合成例2]含有醯亞胺化合物(A-2)的溶液的合成 在包括溫度計、攪拌機、原料投入裝入口及氮氣導入口的200 mL的四口燒瓶中,以下述重量裝入作為具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)的馬來酸酐、作為具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)的APTS、作為聚合抑制劑的BHT及作為合成溶劑的EDM,在設定為100℃的油浴中加熱3小時,進而設定為120℃而老化2小時,並且在常壓下將低沸點成分蒸餾去除。 馬來酸酐 10.00 g APTS 22.58 g BHT 0.0163 g EDM 21.72 g 將反應液冷卻至30℃以下,從而獲得含有醯亞胺化合物(A-2)的溶液。對溶液的一部分進行取樣,通過GPC分析來測定重量平均分子量,並利用乾燥重量法來測定固體成分濃度。這些的結果,重量平均分子量為2,850,固體成分濃度為58重量%。再者,作為原料裝入的具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)的酸酐基及具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)的氨基的莫耳比(酸酐基/氨基)為1.0。
[合成例3]含有醯亞胺化合物(A-3)的溶液的合成 在包括溫度計、攪拌機、原料投入裝入口及氮氣導入口的200 mL的四口燒瓶中,以下述重量裝入作為具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)的衣康酸酐、作為具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)的APTS、作為聚合抑制劑的BHT及作為合成溶劑的PGME,在設定為100℃的油浴中加熱3小時,進而設定為120℃而老化2小時,並且在常壓下將低沸點成分蒸餾去除。 衣康酸酐 8.00 g APTS 15.80 g BHT 0.0119 g PGME 23.81 g 將反應液冷卻至30℃以下,從而獲得含有醯亞胺化合物(A-3)的溶液。對溶液的一部分進行取樣,通過GPC分析來測定重量平均分子量,並利用乾燥重量法來測定固體成分濃度。這些的結果,重量平均分子量為1,100,固體成分濃度為49重量%。再者,作為原料裝入的具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)的酸酐基及具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)的氨基的莫耳比(酸酐基/氨基)為1.0。
使用包含四羧酸二酐、二胺、多元羥基化合物的原料,以如下所示的方式合成含有聚酯醯胺酸的溶液(合成例4及合成例5)。
[合成例4]含有聚酯醯胺酸(B1-1)的溶液的合成 在包括溫度計、攪拌機、原料投入裝入口及氮氣導入口的1,000 mL的四口燒瓶中,裝入604.80 g的作為合成反應中所使用的溶劑的PGMEA、34.47 g的作為四羧酸二酐的BT-100、164.11 g的作為苯乙烯-馬來酸酐共聚物的SMA1000、50.17 g的作為單羥基化合物的苄醇、10.45 g的作為多元羥基化合物的1,4-丁二醇,在乾燥氮氣氣流下且在130℃下攪拌3小時。其後,將反應後的溶液冷卻至25℃,並投入10.80 g的作為二胺的DDS、25.20 g的PGMEA,在20℃~30℃下攪拌2小時後,在115℃下攪拌1小時,並冷卻至30℃以下,由此獲得淡黃色透明的固體成分濃度為30重量%的含有聚酯醯胺酸(B1-1)的溶液。利用GPC測定而得的重量平均分子量為10,000。
[合成例5]含有聚酯醯胺酸(B1-2)的溶液的合成 在包括溫度計、攪拌機、原料投入裝入口及氮氣導入口的1,000 mL的四口燒瓶中,裝入446.96 g的作為合成反應中所使用的溶劑的MMP、31.93 g的作為多元羥基化合物的1,4-丁二醇、25.54 g的作為單羥基化合物的苄醇、183.20 g的作為四羧酸二酐的ODPA,在乾燥氮氣氣流下且在130℃下攪拌3小時。其後,將反應後的溶液冷卻至25℃,並投入29.33 g的作為二胺的DDS、183.04 g的MMP,在20℃~30℃下攪拌2小時後,在115℃下攪拌1小時,並冷卻至30℃以下,由此獲得淡黃色透明的固體成分濃度為30重量%的含有聚酯醯胺酸(B1-2)的溶液。另外,利用GPC測定而得的重量平均分子量為4,200。
使用包含具有肉桂醯基的聚合性化合物及具有環氧基的聚合性化合物的原料,以如下所示的方式合成含有具有肉桂醯基及環氧基的聚合體(Z)的溶液(合成例6)。
[合成例6]含有具有肉桂醯基及環氧基的聚合體(Z-1)的溶液的合成 在包括溫度計、攪拌機、原料投入裝入口及氮氣導入口的500 mL的四口燒瓶中,裝入135.00 g的作為具有肉桂醯基的聚合性化合物的2-丙烯酸-2-{4-[(1E)-3-甲氧基-3-側氧基-1-丙烯-1-基]苯氧基}乙基=2-甲酯、15.00 g的作為具有環氧基的聚合性化合物的甲基丙烯酸縮水甘油酯、15.00 g的作為聚合起始劑的2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、50.00 g的作為反應溶媒的CPN,在90℃的聚合溫度下加熱2小時而進行聚合。將反應後的溶液冷卻至30℃以下,由此獲得固體成分濃度為25重量%的含有具有肉桂醯基及環氧基的聚合體(Z-1)的溶液。另外,利用GPC測定而得的重量平均分子量為6,400。
[實施例1] 以表1中記載的比例(單位:g)將作為含有醯亞胺化合物(A)的溶液的合成例1中所獲得的含有醯亞胺化合物(A-1)的溶液、作為含有多官能羧基化合物(B)的溶液的合成例4中所獲得的含有聚酯醯胺酸(B1-1)的溶液、作為多官能環氧化合物(C)的157S70、以及作為稀釋用溶劑(E)的PGBE、EDM及PGMEA混合溶解,利用薄膜過濾器(0.2 μm)進行過濾,從而獲得硬化性組成物。
將醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中的醯亞胺化合物(A)的比例(單位:重量%,表中記載為「100×(A)/[(A)+(B)+(C)]」)示於表1中。
將多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中的多官能羧基化合物(B)的比例(單位:重量%,表中記載為「100×(B)/[(B)+(C)]」)示於表1中。
表1
表1(續) 表中的(A-1)、(A-2)、(A-3)、(B1-1)、(B1-2)及(Z-1)為溶液的重量。
再者,實施例1的硬化性組成物中所含的溶劑的總量為含有醯亞胺化合物(A-1)的溶液中所含的反應溶劑即EDM、以及稀釋用溶劑(E)的PGBE、EDM及PGMEA的總量,利用所述步驟而製備成固體成分濃度成為大約25重量%。在實施例2之後的實施例及比較例中也相同。
[帶有硬化膜的玻璃基板的製作] 以800 rpm歷時10秒將所獲得的硬化性組成物旋塗於玻璃基板上,並在80℃的加熱板上預烘烤3分鐘,由此獲得帶有塗膜的基板。進而,在230℃的烘箱內後烘烤30分鐘,由此獲得硬化膜的膜厚為大致1.5 μm的帶有硬化膜的基板。以下,將所獲得的所述帶有硬化膜的基板表述為「帶有硬化膜的玻璃基板」。
[黏性評價] 對所述帶有塗膜的基板的塗膜的發黏情況進行確認。將無黏性(不發黏)的情況評價為黏性「◎」,將雖不發黏但強力按壓時殘留指紋的情況評價為黏性「○」,將發黏的情況評價為黏性「×」,將為液狀的情況評價為黏性「××」。將評價結果示於表1中。
[透光率的測定] 使用紫外可見近紅外分光光度計V-670(商品名,日本分光股份有限公司),並在紫外可見近紅外分光光度計的參考側設置未形成硬化膜的玻璃基板,在樣品側設置所獲得的帶有硬化膜的玻璃基板,由此測定僅硬化膜在光的波長為400 nm下的透光率。將測定值示於表1中。
[透明性的評價] 將透光率為99.0%以上的情況評價為透明性「◎」,將97.0%以上且未滿99.0%的情況評價為透明性「○」,將未滿97.0%的情況評價為透明性「×」。將評價結果示於表1中。
[5%重量減少溫度的算出] 自所獲得的帶有硬化膜的玻璃基板的硬化膜削出粉末狀的測定用試樣。使用示差熱天平Thermo plus EVO TG-DTA 8120(商品名,理學股份有限公司)來測定所獲得的試樣的熱重量減少率的溫度依存性。自室溫以10℃/min的升溫速度進行加熱,以100℃的熱重量減少率為基準而算出重量減少率成為5%的溫度即「5%重量減少溫度」。將算出值示於表1中。
[耐熱性的評價] 將5%重量減少溫度為310℃以上的情況評價為耐熱性「◎」,將290℃以上且未滿310℃的情況評價為耐熱性「○」,將未滿290℃的情況評價為耐熱性「×」。將評價結果示於表1中。
[聚合性液晶組成物的製備] 以如下方式製備評價中所使用的聚合性液晶組成物。添加5.0 g的帕裡奧卡拉(Paliocolor)LC242(商品名,日本巴斯夫(BASF Japan)股份有限公司)、0.25 g的豔佳固(IRGACURE)907(商品名,日本巴斯夫(BASF Japan)股份有限公司)、0.0050 g的BYK361N(商品名,日本畢克化學(BYK Chemie Japan)股份有限公司)以及作為有機溶媒的甲苯,以有機溶媒成為整體的85重量%的方式製備,並均勻地混合溶解。將所述組成物設為聚合性液晶組成物(PLC-1)。
[帶有光學功能膜的玻璃基板的製作] 使由超高壓水銀燈照射的光通過截止300 nm以下的光的濾光片與線柵偏光板而轉換為直線偏光,並以313 nm換算計對所獲得的帶有硬化膜的玻璃基板照射500 mJ/cm2
繼而,以1,300 rpm的轉速歷時10秒將聚合性液晶組成物(PLC-1)旋塗於所述基板上,在加熱板上且在80℃下預烘烤1分鐘。將基板冷卻至室溫後,以365 nm換算計照射300 mJ/cm2 的超高壓水銀燈的全線,將聚合性液晶組成物光硬化,從而將配向固定化。以下,將所獲得的所述基板表述為「帶有光學功能膜的玻璃基板」。
[光配向性的評價] 將所獲得的帶有光學功能膜的玻璃基板夾持於正交(正交尼科耳(crossed nicols))狀態的兩片直線偏光板之間,自下方照射背光並進行觀察。將可無配向缺陷(無漏光)地明暗顯示的情況評價為光配向性「◎」,將雖可幾乎整體明暗顯示,但觀察到局部配向缺陷的情況評價為光配向性「○」,將其他情況評價為光配向性「×」。將評價結果示於表1中。
[帶有硬化膜的彩色濾光片基板的製作] 將玻璃基板變更為彩色濾光片基板,除此以外,依據帶有硬化膜的玻璃基板的製作方法而獲得帶有硬化膜的彩色濾光片基板。這裡,試驗中所使用的彩色濾光片基板為在玻璃基板上包括紅(R)、綠(G)及藍(B)的著色體以及防止混色用的黑色矩陣的基板,且最大階差為0.60 μm~0.65 μm。
[平坦化率的算出] 在帶有硬化膜的彩色濾光片基板的製作中,對塗布硬化性組成物前的彩色濾光片基板的最大階差(設為「TIR0 」)進行測定,在製作帶有硬化膜的彩色濾光片基板後,對所獲得的帶有硬化膜的彩色濾光片基板的最大階差(設為「TIR1 」)進行測定。根據所獲得的兩個最大階差,算出平坦化率=100%×[(TIR0 )-(TIR1 )]/(TIR0 )。將算出值示於表1中。
[平坦化性的評價] 將平坦化率為50%以上的情況評價為平坦化性「○」,將平坦化率未滿50%的情況評價為平坦化性「×」。將評價結果示於表1中。
[實施例2~實施例11及比較例1~比較例4] 依據實施例1的方法,以表1中記載的比例(單位:g)將各成分混合溶解,從而獲得硬化性組成物。比較例2~比較例4中未記載多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中的多官能羧基化合物(B)的比例。比較例3及比較例4中,將多官能羧基化合物(B)以及具有肉桂醯基及環氧基的聚合體(Z)的總量100重量%中的具有肉桂醯基及環氧基的聚合體(Z)的比例(單位:重量%,表中記載為「100×(Z)/[(B)+(Z)]」)示於表1中。
依據實施例1的方法來評價黏性,根據透光率的測定值來評價透明性,根據5%重量減少溫度的算出值來評價耐熱性,並評價光配向性,根據平坦化率的算出值來評價平坦化性。將各自的測定值、算出值及評價結果示於表1中。其中,將硬化性組成物旋塗於玻璃基板上時的轉速是以硬化膜的膜厚成為大致1.5 μm的方式調整。
根據表1所示的結果而明確:實施例1~實施例11的硬化性組成物的黏性低且平坦化性優異,由所述硬化性組成物獲得的硬化膜的透明性、耐熱性及光配向性優異。另一方面,由不含醯亞胺化合物(A)的比較例1的硬化性組成物獲得的硬化膜的光配向性不良。不含多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C)的比較例2中記載的硬化性組成物的黏性高且平坦化性不良。另外,由包含多官能羧基化合物(B)以及具有肉桂醯基及環氧基的聚合體(Z)的組成物即比較例3及比較例4的硬化性組成物獲得的硬化膜的透明性及耐熱性不良。
[產業上的可利用性] 本發明的硬化性組成物的黏性低且平坦化性優異,由本發明的硬化性組成物獲得的硬化膜的透明性、耐熱性及光配向性優異,因此可用作具有光配向性的彩色濾光片保護膜。

Claims (7)

  1. 一種硬化性組成物,其包含醯亞胺化合物(A)、多官能羧基化合物(B)及多官能環氧化合物(C),且所述醯亞胺化合物(A)為來自將具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)及具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)設為必需的原料的反應產物,所述多官能羧基化合物(B)為通過將四羧酸二酐(b11)、二胺(b12)及多元羥基化合物(b13)設為必需原料並加以反應而獲得的聚酯醯胺酸(B1),所述多官能環氧化合物(C)為每一分子具有三個以上的環氧基的化合物,在所述醯亞胺化合物(A)、所述多官能羧基化合物(B)及所述多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中,所述醯亞胺化合物(A)為5重量%~80重量%;在所述多官能羧基化合物(B)及所述多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中,所述多官能羧基化合物(B)為20重量%~80重量%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的硬化性組成物,其中在所述醯亞胺化合物(A)、所述多官能羧基化合物(B)及所述多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中,所述醯亞胺化合物(A)為15重量%~60重量%; 在所述多官能羧基化合物(B)及所述多官能環氧化合物(C)的總量100重量%中,所述多官能羧基化合物(B)為40重量%~75重量%。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的硬化性組成物,其中所述具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)為選自下述式(1)所表示的化合物及下述式(2)所表示的化合物中的至少一種;
    Figure 108122409-A0305-02-0058-1
    式(1)中,R1及R2分別獨立地為氫或碳數1~5的烷基;
    Figure 108122409-A0305-02-0058-2
    式(2)中,R3為氫或碳數1~5的烷基。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的硬化性組成物,其中所述具有聚合性雙鍵的酸酐(a1)為選自馬來酸酐、檸康酸酐及衣康酸酐中的至少一種。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的硬化性組成物,其中所述具有氨基的烷氧基矽烷基化合物(a2)為選自3-氨基丙基三甲氧基矽烷、3-氨基丙基三乙氧基矽烷、4-氨基苯基三甲氧基矽烷及4-氨基苯基三乙氧基矽烷中的至少一種。
  6. 一種硬化膜,其是使如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的硬化性組成物硬化而獲得。
  7. 一種彩色濾光片基板,其包括如申請專利範圍第6項所述的硬化膜。
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