WO2016194926A1 - トリアジン環含有重合体およびそれを含む膜形成用組成物 - Google Patents

トリアジン環含有重合体およびそれを含む膜形成用組成物 Download PDF

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直也 西村
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    • C08G73/02Polyamines
    • C08G73/026Wholly aromatic polyamines

Definitions

  • the present invention relates to a triazine ring-containing polymer and a film-forming composition containing the same.
  • a polymer containing a repeating unit having a triazine ring and an aromatic ring has a high refractive index, and the polymer alone has high heat resistance, high transparency, high refractive index, and high solubility. It has already been found that a low volume shrinkage can be achieved and it is suitable as a film-forming composition for producing an electronic device (Patent Document 1).
  • a low polarity solvent or the like may be used as a line washing solvent for the apparatus, and a polymer having low solubility in such a solvent. In some cases, the line could become clogged.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and can form a thin film having a high refractive index and excellent transparency, and can be dissolved in various organic solvents such as a low polarity solvent, a hydrophobic solvent, and a low boiling point solvent.
  • An object of the present invention is to provide a triazine ring-containing polymer having excellent properties and a film-forming composition containing the same.
  • the inventors of the present invention have a triazine ring terminal having a triazine ring terminal and at least a part of the triazine ring terminal sealed with a fluorine atom-containing arylamino group.
  • the present inventors have found that by using a polymer, a triazine ring-containing polymer having a high refractive index and excellent transparency and having excellent solubility in various organic solvents can be obtained, and the present invention has been completed.
  • the present invention includes a repeating unit structure represented by the following formula (1), has at least one triazine ring terminal, and at least a part of the triazine ring terminal is sealed with a fluorine atom-containing arylamino group.
  • R 1 to R 92 are independently of each other a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, a sulfo group, an alkyl group which may have a branched structure having 1 to 10 carbon atoms, or a carbon number of 1
  • R 93 and R 94 independently of each other represent a hydrogen atom or an alkyl group which may have a branched structure having 1 to 10 carbon atoms
  • W 1 and W 2 are each independently a single bond
  • CR 95 R 96 R 95 and R 96 may be independently of each other a hydrogen atom or a branched structure having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 97 is a hydrogen atom or Represents an alkyl group which may have a branched structure having 1 to 10 carbon atoms
  • X 1 and X 2 are each independently a single bond, an alkylene group which may have a branched structure having 1 to 10 carbon atoms, or a group represented by the formula (14)
  • R 98 to R 101 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, a sulfo group, an alkyl group which may have a branched structure having 1 to 10 carbon atoms, or 1 carbon atom
  • Y 1 and Y 2 each independently represent an alkylene group which may have a single bond or a branched structure having 1 to 10 carbon atoms.
  • the triazine ring-containing polymer of 3 wherein the fluorine atom-containing arylamino group is represented by the formula (16): (Wherein R 102 represents the same meaning as described above.) 5.
  • a film-forming composition comprising the triazine ring-containing polymer of any one of 1 to 6 and an organic solvent; 8). 7. The film-forming composition according to 7, wherein the organic solvent is at least one selected from glycol ester solvents, ketone solvents, and ester solvents, 9. 7 or 8 film-forming composition further comprising a crosslinking agent, 10. 9 the film-forming composition, wherein the crosslinking agent is a polyfunctional (meth) acrylic compound; 11. A thin film obtained from any of the film-forming compositions of 7 to 10, 12 An electronic device comprising a substrate and eleven thin films formed on the substrate; 13 An optical member comprising a base material and eleven thin films formed on the base material is provided.
  • a triazine ring-containing polymer that can form a thin film having a high refractive index and excellent transparency and excellent solubility in various organic solvents such as a low polarity solvent, a hydrophobic solvent, and a low boiling point solvent.
  • various organic solvents such as a low polarity solvent, a hydrophobic solvent, and a low boiling point solvent.
  • the triazine ring-containing polymer of the present invention also has a fluorine atom introduced therein. Regardless, the refractive index exceeding 1.7 is maintained.
  • a composition can be prepared using an organic solvent having a low solubility, such as a low polarity solvent and a hydrophobic solvent, and therefore a group that is easily eroded by a high polarity solvent.
  • a thin film can be formed on the material without any problem.
  • a thin film produced from the film-forming composition of the present invention can exhibit characteristics such as high heat resistance, high refractive index, and low volume shrinkage.
  • a liquid crystal display an organic electroluminescence (EL) display, a touch panel, an optical semiconductor ( LED) devices, solid-state imaging devices, organic thin-film solar cells, dye-sensitized solar cells, organic thin-film transistors (TFTs), lenses, prisms, cameras, binoculars, microscopes, one member for manufacturing semiconductor exposure devices, and other electronic devices And can be suitably used in the field of optical materials.
  • a thin film produced from the film-forming composition of the present invention has high transparency and a high refractive index, visibility is improved by using it as a protective film for transparent conductive films such as ITO and silver nanowires. And the deterioration thereof can be suppressed.
  • FIG. 1 is a 1 H-NMR spectrum diagram of a polymer compound [4] obtained in Example 1-1.
  • FIG. 1 is a 1 H-NMR spectrum diagram of a polymer compound [4] obtained in Example 1-1.
  • FIG. 1 is a 1 H-NMR spectrum diagram of a polymer compound [4] obtained in Example 1-1.
  • the triazine ring-containing polymer according to the present invention includes a repeating unit structure represented by the following formula (1).
  • R and R ′ each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, or an aralkyl group.
  • both of them may be hydrogen atoms.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is preferably 1 to 20, and more preferably 1 to 10 carbon atoms in view of further improving the heat resistance of the polymer. Is even more preferable.
  • the structure may be any of a chain, a branch, and a ring.
  • alkyl group examples include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, cyclopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, cyclobutyl, 1-methyl-cyclopropyl, 2-methyl-cyclopropyl.
  • N-pentyl 1-methyl-n-butyl, 2-methyl-n-butyl, 3-methyl-n-butyl, 1,1-dimethyl-n-propyl, 1,2-dimethyl-n-propyl, 2 , 2-dimethyl-n-propyl, 1-ethyl-n-propyl, cyclopentyl, 1-methyl-cyclobutyl, 2-methyl-cyclobutyl, 3-methyl-cyclobutyl, 1,2-dimethyl-cyclopropyl, 2,3- Dimethyl-cyclopropyl, 1-ethyl-cyclopropyl, 2-ethyl-cyclopropyl, n-hexyl, 1-methyl-n-pe Til, 2-methyl-n-pentyl, 3-methyl-n-pentyl, 4-methyl-n-pentyl, 1,1-dimethyl-n-butyl, 1,2-dimethyl-n-butyl, 1,3- Dimethyl-n-butyl, 2,2-di
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group is not particularly limited, but is preferably 1 to 20, and more preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms in view of further improving the heat resistance of the polymer. preferable.
  • the structure of the alkyl moiety may be any of a chain, a branch, and a ring.
  • alkoxy group examples include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, s-butoxy, t-butoxy, n-pentoxy, 1-methyl-n-butoxy, 2-methyl-n -Butoxy, 3-methyl-n-butoxy, 1,1-dimethyl-n-propoxy, 1,2-dimethyl-n-propoxy, 2,2-dimethyl-n-propoxy, 1-ethyl-n-propoxy, n -Hexyloxy, 1-methyl-n-pentyloxy, 2-methyl-n-pentyloxy, 3-methyl-n-pentyloxy, 4-methyl-n-pentyloxy, 1,1-dimethyl-n-butoxy, 1,2-dimethyl-n-butoxy, 1,3-dimethyl-n-butoxy, 2,2-dimethyl-n-butoxy, 2,3-dimethyl-n-butoxy 3,3-dimethyl-n-butoxy, 1-ethoxy,
  • the number of carbon atoms of the aryl group is not particularly limited, but is preferably 6 to 40. In view of further improving the heat resistance of the polymer, 6 to 16 carbon atoms are more preferable, and 6 to 13 are even more preferable. preferable.
  • aryl group examples include phenyl, o-chlorophenyl, m-chlorophenyl, p-chlorophenyl, o-fluorophenyl, p-fluorophenyl, o-methoxyphenyl, p-methoxyphenyl, p-nitrophenyl, p-cyanophenyl, ⁇ -naphthyl, ⁇ -naphthyl, o-biphenylyl, m-biphenylyl, p-biphenylyl, 1-anthryl, 2-anthryl, 9-anthryl, 1-phenanthryl, 2-phenanthryl, 3-phenanthryl, 4 -Phenanthryl, 9-phenanthryl group and the like.
  • the number of carbon atoms of the aralkyl group is not particularly limited, but preferably 7 to 20 carbon atoms, and the alkyl portion may be linear, branched or cyclic. Specific examples thereof include benzyl, p-methylphenylmethyl, m-methylphenylmethyl, o-ethylphenylmethyl, m-ethylphenylmethyl, p-ethylphenylmethyl, 2-propylphenylmethyl, 4-isopropylphenylmethyl, Examples include 4-isobutylphenylmethyl, ⁇ -naphthylmethyl group and the like.
  • Ar represents at least one selected from the group represented by formulas (2) to (13).
  • R 1 to R 92 are independently of each other a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, a sulfo group, an alkyl group that may have a branched structure having 1 to 10 carbon atoms, or a group having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 93 and R 94 represent a hydrogen atom or an alkyl group which may have a branched structure having 1 to 10 carbon atoms
  • W 1 and W 2 represent Independent of each other, a single bond
  • CR 95 R 96 R 95 and R 96 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group optionally having a branched structure of 1 to 10 carbon atoms (however, these May be combined to form a ring.)
  • C ⁇ O, O, S, SO, SO 2 , or NR 97 R 97 is a hydrogen atom or having 1 to 10 carbon atoms
  • halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • alkyl group and alkoxy group are the same as those described above.
  • X 1 and X 2 each independently represent a single bond, an alkylene group which may have a branched structure having 1 to 10 carbon atoms, or a group represented by the formula (14).
  • R 98 to R 101 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, a sulfo group, an alkyl group which may have a branched structure having 1 to 10 carbon atoms, or a carbon atom having 1 to 10 carbon atoms.
  • An alkoxy group which may have a branched structure is represented, and Y 1 and Y 2 each independently represent an alkylene group which may have a single bond or a branched structure having 1 to 10 carbon atoms.
  • Examples of the halogen atom, alkyl group and alkoxy group are the same as those described above.
  • Examples of the alkylene group that may have a branched structure having 1 to 10 carbon atoms include methylene, ethylene, propylene, trimethylene, tetramethylene, and pentamethylene groups.
  • R 1 to R 92 and R 98 to R 101 a hydrogen atom, a halogen atom, a sulfo group, an alkyl group which may have a branched structure having 1 to 5 carbon atoms, or a carbon number of 1 to The alkoxy group which may have 5 branched structures is preferable, and a hydrogen atom is more preferable.
  • Ar is preferably at least one of the formulas (2), (5) to (13), and the formulas (2), (5), (7), (8), (11) to (13) More preferably, at least one selected from Specific examples of the aryl group represented by the above formulas (2) to (13) include, but are not limited to, those represented by the following formulae.
  • an aryl group represented by the following formula is more preferable because a polymer having a higher refractive index can be obtained.
  • Ar is preferably an m-phenylene group represented by the formula (17).
  • the triazine ring-containing polymer of the present invention has at least one triazine ring terminal, and at least a part of the triazine ring terminal is sealed with a fluorine atom-containing arylamino group.
  • a fluorine atom-containing arylamino group examples include a fluorine atom-containing hydrocarbon group such as a fluorine atom and a fluoroalkyl group, and a fluorine atom and a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms are preferable.
  • the fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, for example, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, heptafluoropropyl group 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl group, 2,2,2-trifluoro-1- (trifluoromethyl) ethyl group, nonafluoro Butyl group, 4,4,4-trifluorobutyl group, undecafluoropentyl group, 2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl group, 2,2,3,3 , 4,4,5,5-octafluoropentyl group, tridecafluorohexyl group, 2,2,3,3,4,5,5,6,6,6-undecafluorohexyl group, 2, 2, 3, 3, 4, 4 5,5,6,6- de
  • a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable, and in particular, a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • a fluoroalkyl group is more preferred, and a trifluoromethyl group is most preferred.
  • the number of fluorine atom-containing groups is not particularly limited and can be any number that can be substituted on the aryl group. However, considering the balance between refractive index maintenance and solubility in a solvent, 1 to 4 One is preferable, one to two is more preferable, and one is even more preferable.
  • Suitable examples of the fluorine-containing arylamino group include those represented by the formula (15), and particularly preferred are those represented by the formula (16) having a fluorine atom-containing group in the para position with respect to the amino group.
  • R 102 represents a fluorine atom or a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 102 represents the same meaning as described above.
  • fluorine-containing arylamino group examples include those represented by the following formula, but are not limited thereto.
  • a fluorine atom containing arylamino group can be introduce
  • the fluorine atom-containing arylamino compound include 4-fluoroaniline, 4-trifluoromethylaniline, 4-pentafluoroethylaniline and the like.
  • triazine ring-containing polymers include those represented by the formulas (18) to (21).
  • R 102 represents the same meaning as described above.
  • R 102 represents the same meaning as described above.
  • the weight average molecular weight of the polymer in the present invention is not particularly limited, but is preferably 500 to 500,000, more preferably 500 to 100,000, further improving heat resistance and reducing shrinkage. In view of the above, 2,000 or more is preferable, 50,000 or less is preferable, 30,000 or less is more preferable, 10,000 or less is more preferable in terms of further improving the solubility and decreasing the viscosity of the obtained solution. Even more preferred.
  • the weight average molecular weight in this invention is an average molecular weight obtained by standard polystyrene conversion by gel permeation chromatography (henceforth GPC) analysis.
  • the triazine ring-containing polymer (hyperbranched polymer) of the present invention can be produced according to the technique disclosed in Patent Document 1 described above.
  • the triazine ring-containing polymer (20) is prepared by reacting the triazine compound (22) and the aryldiamino compound (23) in an appropriate organic solvent, and then using a terminal blocking agent. It can be obtained by reacting with a certain fluorine atom-containing aniline compound (24).
  • the charging ratio of the aryldiamino compound (23) is arbitrary as long as the target polymer is obtained, but the aryldiamino compound (23) is 0.01 to 10 per 1 equivalent of the triazine compound (22). Equivalents are preferred, and 1 to 5 equivalents are more preferred.
  • the aryldiamino compound (23) may be added neat or in a solution dissolved in an organic solvent, but the latter method is preferred in view of ease of operation and ease of reaction control. .
  • the reaction temperature may be appropriately set in the range from the melting point of the solvent to be used to the boiling point of the solvent, but is preferably about ⁇ 30 to 150 ° C., more preferably ⁇ 10 to 100 ° C.
  • organic solvent various solvents usually used in this kind of reaction can be used, for example, tetrahydrofuran, dioxane, dimethyl sulfoxide; N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, tetramethylurea, Hexamethylphosphoramide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-piperidone, N, N-dimethylethyleneurea, N, N, N ′, N′-tetramethylmalonic acid amide, N-methylcaprolactam, N-acetylpyrrolidine, N, N-diethylacetamide, N-ethyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylpropionic acid amide, N, N-dimethylisobutyramide, N-methylformamide, N, N'-dimethylpropylene urea Amide solvents such as, and mixed solvents thereof Among these, N, N-dimethylformamide, dimethyl s thereof,
  • this base includes potassium carbonate, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, sodium ethoxide, sodium acetate, lithium carbonate, lithium hydroxide, lithium oxide, potassium acetate, magnesium oxide, oxidized Calcium, barium hydroxide, trilithium phosphate, trisodium phosphate, tripotassium phosphate, cesium fluoride, aluminum oxide, ammonia, n-propylamine, trimethylamine, triethylamine, diisopropylamine, diisopropylethylamine, N-methylpiperidine, Examples include 2,2,6,6-tetramethyl-N-methylpiperidine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, N-methylmorpholine and the like.
  • the amount of the base added is preferably 1 to 100 equivalents and more preferably 1 to 10 equivalents with respect to 1 equivalent of the triazine compound (22). These bases may be used as an aqueous solution. Although it is preferable that the raw material component does not remain in the obtained polymer, a part of the raw material may remain as long as the effect of the present invention is not impaired. After completion of the reaction, the product can be easily purified by a reprecipitation method or the like.
  • a known method may be employed as a terminal blocking method using the fluorine atom-containing aniline compound (24).
  • the use amount of the end-capping agent is preferably about 0.05 to 10 equivalents, more preferably 0.1 to 5 equivalents, per 1 equivalent of halogen atoms derived from excess triazine compound not used in the polymerization reaction. Preferably, 0.5 to 2 equivalents are even more preferable.
  • the reaction solvent and the reaction temperature include the same conditions as described in the first-stage reaction of Scheme 1 above, and the end-capping agent may be charged simultaneously with the aryldiamino compound (23).
  • end-capping may be performed with two or more groups using an arylamino compound having no fluorine atom. Examples of the aryl group of the arylamino compound having no substituent include the same as those described above.
  • the above-described triazine ring-containing polymer of the present invention can be suitably used as a film-forming composition.
  • a crosslinking agent may be added.
  • the crosslinking agent is not particularly limited as long as it is a compound having a substituent capable of reacting with the above-described triazine ring-containing polymer. Examples of such compounds include melamine compounds having a crosslinkable substituent such as a methylol group and methoxymethyl group, substituted urea compounds, compounds containing a crosslinkable substituent such as an epoxy group or an oxetane group, and blocked isocyanates.
  • a compound containing a group is preferred, and in particular, a compound having a blocked isocyanate group, and a polyfunctional epoxy compound and / or a polyfunctional (meth) acrylic compound that gives a photocurable composition without using an initiator are preferred.
  • These compounds may have at least one crosslink forming substituent when used for polymer terminal treatment, and at least two crosslink forming substituents when used for cross-linking treatment between polymers. It is necessary to have.
  • the polyfunctional epoxy compound is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule. Specific examples include tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,2-epoxy-4- (epoxyethyl) cyclohexane, glycerol triglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl.
  • epoxy resins having at least two epoxy groups YH-434, YH434L (manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), epoxy resins having a cyclohexene oxide structure, Epolide GT-401 and GT -403, GT-301, GT-302, Celoxide 2021, 3000 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), bisphenol A type epoxy resin, Epicoat (currently jER) 1001, 1002, 1003, 1004, 1007, 1009, 1010, 828 (Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), Bisphenol F type epoxy resin, Epicoat (currently jER) 807 (Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) , Epicoat (a phenol novolac type epoxy resin) , JER) 152, 154 (above, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.), EPPN 201, 202 (above, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • the polyfunctional (meth) acrylic compound is not particularly limited as long as it has two or more (meth) acrylic groups in one molecule.
  • Specific examples include ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, ethoxylated bisphenol A diacrylate, ethoxylated bisphenol A dimethacrylate, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, and ethoxylated.
  • Polyfunctional (meth) acrylic compounds can be obtained as commercial products. Specific examples thereof include NK ester A-200, same A-400, same A-600, same A-1000, same A- 9300 (Tris (2-acryloyloxyethyl) isocyanurate), A-9300-1CL, A-TMPT, UA-53H, 1G, 2G, 3G, 4G, 9G, 14G, 23G, ABE-300, A-BPE-4, A-BPE-6, A-BPE-10, A-BPE-20, A-BPE-30, BPE-80N, BPE- 100N, BPE-200, BPE-500, BPE-900, BPE-1300N, A-GLY-3E, A-GLY-9E, A-GLY-20E, A-TMPT-3EO, AT PT-9EO, AT-20E, ATM-4E, ATM-35E (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.), KAYARAD (registered trademark) DPEA-12, PEG400DA,
  • the acid anhydride compound is not particularly limited as long as it is a carboxylic acid anhydride obtained by dehydration condensation of two molecules of carboxylic acid. Specific examples thereof include phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydroanhydride.
  • the isocyanate group (—NCO) when the isocyanate group (—NCO) has two or more blocked isocyanate groups blocked by an appropriate protective group in one molecule, it is exposed to a high temperature during thermosetting.
  • the protective group (block part) is not particularly limited as long as it is dissociated by thermal dissociation and the resulting isocyanate group causes a crosslinking reaction with the resin.
  • a group represented by the following formula Examples thereof include compounds having two or more in the molecule (note that these groups may be the same or different from each other).
  • R b represents an organic group in the block part.
  • Such a compound can be obtained, for example, by reacting an appropriate blocking agent with a compound having two or more isocyanate groups in one molecule.
  • the compound having two or more isocyanate groups in one molecule include, for example, isophorone diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, methylene bis (4-cyclohexyl isocyanate), polyisocyanate of trimethylhexamethylene diisocyanate, and dimers thereof. , Trimers, and reaction products of these with diols, triols, diamines, or triamines.
  • the blocking agent examples include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, 2-ethoxyhexanol, 2-N, N-dimethylaminoethanol, 2-ethoxyethanol, cyclohexanol; phenol, o-nitrophenol , P-chlorophenol, phenols such as o-, m- or p-cresol; lactams such as ⁇ -caprolactam, oximes such as acetone oxime, methyl ethyl ketone oxime, methyl isobutyl ketone oxime, cyclohexanone oxime, acetophenone oxime, benzophenone oxime
  • pyrazoles such as pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole and 3-methylpyrazole
  • thiols such as dodecanethiol and benzenethiol.
  • a compound containing a blocked isocyanate is also available as a commercial product.
  • Specific examples thereof include B-830, B-815N, B-842N, B-870N, B-874N, B-882N, B -7005, B-7030, B-7075, B-5010 (Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd.), Duranate (registered trademark) 17B-60PX, TPA-B80E, MF-B60X, MF-K60X, E402-B80T (above, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation), Karenz MOI-BM (registered trademark) (above, manufactured by Showa Denko Co., Ltd.), BI-7950, BI-7951, BI-7960, BI-7916, BI-7963, BI-7982, BI-7991, BI-7992 (manufactured by Baxenden chemicals LTD) And the like.
  • the aminoplast compound is not particularly limited as long as it has two or more methoxymethylene groups in one molecule.
  • hexamethoxymethylmelamine CYMEL (registered trademark) 303 tetrabutoxymethylglycoluril 1170 Cymel series such as Tetramethoxymethylbenzoguanamine 1123 (Nippon Cytec Industries, Ltd.), Nicalac (registered trademark) MW-30HM, MW-390, MW-100LM, which are methylated melamine resins
  • melamine compounds such as MX-750LM, Nicarac series such as MX-270 and MX-280, which are methylated urea resins, and MX-280 and MX-290 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.).
  • the oxetane compound is not particularly limited as long as it has two or more oxetanyl groups in one molecule.
  • OXT-221, OX-SQ-H, OX-SC containing oxetanyl group above And Toa Gosei Co., Ltd..
  • the phenoplast compound has two or more hydroxymethylene groups in one molecule and undergoes a crosslinking reaction by a dehydration condensation reaction with the polymer of the present invention when exposed to a high temperature during thermosetting. It is.
  • the phenoplast compound include 2,6-dihydroxymethyl-4-methylphenol, 2,4-dihydroxymethyl-6-methylphenol, bis (2-hydroxy-3-hydroxymethyl-5-methylphenyl) methane, Bis (4-hydroxy-3-hydroxymethyl-5-methylphenyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dihydroxymethylphenyl) propane, bis (3-formyl-4-hydroxyphenyl) methane Bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) formylmethane, ⁇ , ⁇ -bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -4-formyltoluene and the like.
  • the phenoplast compound is also available as a commercial product, and specific examples thereof include 26DMPC, 46DMOC, DM-BIPC-F, DM-BIOC-F, TM-BIP-A, BISA-F, BI25X-DF. BI25X-TPA (above, manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.).
  • a polyfunctional (meth) acrylic compound is suitable from the viewpoint that the refractive index lowering due to the crosslinking agent blending can be suppressed and the curing reaction proceeds rapidly, and among these, the triazine ring-containing polymer is preferred. Since it is excellent in compatibility, the polyfunctional (meth) acrylic compound having the following isocyanuric acid skeleton is more preferable. Examples of the polyfunctional (meth) acrylic compound having such a skeleton include NK ester A-9300 and A-9300-1CL (both manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.).
  • R 111 to R 113 are each independently a monovalent organic group having at least one (meth) acryl group at the end).
  • the resulting cured film it is liquid at 25 ° C. and its viscosity is 5000 mPa ⁇ s or less, preferably 1 To 3000 mPa ⁇ s, more preferably 1 to 1000 mPa ⁇ s, and even more preferably 1 to 500 mPa ⁇ s, a polyfunctional (meth) acrylic compound (hereinafter referred to as a low-viscosity crosslinking agent) alone or in combination of two or more.
  • a polyfunctional (meth) acrylic compound hereinafter referred to as a low-viscosity crosslinking agent
  • Such low-viscosity cross-linking agents are also commercially available.
  • NK ester A-GLY-3E 85 mPa ⁇ s, 25 ° C.
  • A-GLY -9E 95 mPa ⁇ s, 25 ° C
  • A-GLY-20E 200 mPa ⁇ s, 25 ° C
  • A-TMPT-3EO 60 mPa ⁇ s, 25 ° C
  • A-TMPT-9EO ATM
  • the chain length between (meth) acrylic groups such as -4E (150 mPa ⁇ s, 25 ° C.), ATM-35E (350 mPa ⁇ s, 25 ° C.) (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) is relatively Long crosslinking agents.
  • NK ester A-GLY-20E (made by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) and ATM-35E (made by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
  • a polyfunctional (meth) acrylic compound having the above isocyanuric acid skeleton in consideration of improving the alkali resistance of the cured film obtained, NK ester A-GLY-20E (made by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) and ATM-35E (made by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) ) And a polyfunctional (meth) acrylic compound having the above isocyanuric acid skeleton.
  • the thin film laminated film can be cured well without being inhibited by oxygen. Sex can be obtained.
  • the protective film since the protective film needs to be peeled after curing, it is preferable to use a polybasic acid-modified acrylic oligomer that gives a thin film with good peelability.
  • the above-mentioned cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the crosslinking agent used is preferably 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the triazine ring-containing polymer, but considering the solvent resistance, the lower limit is preferably 2 parts by mass, more preferably 5 parts by mass. Furthermore, in consideration of controlling the refractive index, the upper limit is preferably 20 parts by mass, more preferably 15 parts by mass.
  • an initiator corresponding to each crosslinking agent can be blended.
  • a polyfunctional epoxy compound and / or polyfunctional (meth) acrylic compound is used as a crosslinking agent, photocuring proceeds without using an initiator to give a cured film.
  • an initiator may be used.
  • a photoacid generator or a photobase generator can be used.
  • the photoacid generator may be appropriately selected from known ones.
  • onium salt derivatives such as diazonium salts, sulfonium salts, and iodonium salts can be used.
  • aryldiazonium salts such as phenyldiazonium hexafluorophosphate, 4-methoxyphenyldiazonium hexafluoroantimonate, 4-methylphenyldiazonium hexafluorophosphate; diphenyliodonium hexafluoroantimonate, di (4-methylphenyl) Diaryliodonium salts such as iodonium hexafluorophosphate and di (4-tert-butylphenyl) iodonium hexafluorophosphate; triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, tris (4-methoxyphenyl) sulfonium hexafluorophosphate, diphenyl-4-thiophenoxy Phenylsulfonium hexafluoroantimonate, diphenyl-4-thiophenoxy Enylsulfonium he
  • onium salts commercially available products may be used. Specific examples thereof include Sun-Aid SI-60, SI-80, SI-100, SI-60L, SI-80L, SI-100L, SI-L145, SI- L150, SI-L160, SI-L110, SI-L147 (Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), UVI-6950, UVI-6970, UVI-6974, UVI-6990, UVI-6990 (above, Union Carbide) Co., Ltd.), CPI-100P, CPI-100A, CPI-200K, CPI-200S (above, manufactured by San Apro Co., Ltd.), Adekaoptomer SP-150, SP-151, SP-170, SP-171 (above, Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), Irgacure 261 (BASF), CI-2481, CI-2624, CI-2 39, CI-2064 (above, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.),
  • the photobase generator may be appropriately selected from known ones, such as Co-amine complex, oxime carboxylic acid ester, carbamic acid ester, quaternary ammonium salt photobase generator.
  • a photoacid or base generator When a photoacid or base generator is used, it is preferably used in the range of 0.1 to 15 parts by mass, more preferably in the range of 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyfunctional epoxy compound. If necessary, an epoxy resin curing agent may be blended in an amount of 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyfunctional epoxy compound.
  • a radical photopolymerization initiator when a polyfunctional (meth) acrylic compound is used, a radical photopolymerization initiator can be used.
  • the radical photopolymerization initiator may be appropriately selected from known ones, such as acetophenones, benzophenones, Michler's benzoylbenzoate, amyloxime esters, oxime esters, tetramethylthiuram monosulfide, and thioxanthones. Is mentioned.
  • photocleavable photoradical polymerization initiators are preferred.
  • the photocleavable photoradical polymerization initiator is described in the latest UV curing technology (p. 159, publisher: Kazuhiro Takahisa, publisher: Technical Information Association, Inc., published in 1991).
  • radical photopolymerization initiators examples include BASF Corporation trade names: Irgacure 127, 184, 369, 379, 379EG, 651, 500, 754, 819, 903, 907, 784, 2959, CGI 1700, CGI 1750, CGI 1850. , CG24-61, OXE01, OXE02, Darocur 1116, 1173, MBF, manufactured by BASF, Inc.
  • Product name Lucirin TPO, manufactured by UCB, Inc. KT37, KT55, KTO46, KIP75 / B etc. are mentioned.
  • radical photopolymerization initiator When using a radical photopolymerization initiator, it is preferably used in the range of 0.1 to 200 parts by weight, preferably in the range of 1 to 150 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the polyfunctional (meth) acrylate compound. Is more preferable.
  • a polyfunctional thiol compound having two or more mercapto groups in the molecule may be added to the composition of the present invention for the purpose of promoting the reaction between the triazine ring-containing polymer and the crosslinking agent. Good.
  • a polyfunctional thiol compound represented by the following formula is preferable.
  • L represents a divalent to tetravalent organic group, preferably a divalent to tetravalent aliphatic group having 2 to 12 carbon atoms or a divalent to tetravalent heterocyclic group, and preferably has 2 to 4 carbon atoms.
  • N represents an integer of 2 to 4 corresponding to the valence of L.
  • the compound examples include 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane, 1,3,5-tris (3-mercaptobutyryloxyethyl) -1,3,5-triazine-2,4. , 6- (1H, 3H, 5H) -trione, pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate), trimethylolpropane tris (3-mercaptobutyrate), trimethylolethane tris (3-mercaptobutyrate), etc. It is done.
  • polyfunctional thiol compounds can also be obtained as commercial products, and examples thereof include Karenz MT-BD1, Karenz MT NR1, Karenz MT PE1, TPMB, TEMB (manufactured by Showa Denko KK). These polyfunctional thiol compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount added is not particularly limited as long as it does not adversely affect the resulting thin film, but in the present invention, 0.01 to 10 mass in a solid content of 100 mass%. % Is preferable, and 0.03 to 6% by mass is more preferable.
  • solvents are added to the composition of the present invention to dissolve the triazine ring-containing polymer.
  • the solvent include water, toluene, p-xylene, o-xylene, m-xylene, ethylbenzene, styrene, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoethyl ether, ethylene Glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene Recall monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, propylene
  • glycols such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, etc.
  • ester solvents such as normal propyl, isopropyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate and butyl lactate
  • the solid content concentration in the composition is not particularly limited as long as it does not affect the storage stability, and may be appropriately set according to the target film thickness.
  • the solid content concentration is preferably 0.1 to 50% by mass, and more preferably 0.1 to 40% by mass.
  • composition of the present invention includes other components other than the triazine ring-containing polymer, the crosslinking agent and the solvent, for example, a leveling agent, a surfactant, a silane coupling agent, and inorganic fine particles, as long as the effects of the present invention are not impaired. Additives such as may be included.
  • surfactant examples include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as ethers; polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers; sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethyleneso Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as bitane monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, trade name
  • surfactants may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the surfactant used is preferably 0.0001 to 5 parts by mass, more preferably 0.001 to 1 part by mass, and 0.01 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the triazine ring-containing polymer. Even more preferred.
  • the inorganic fine particles include Be, Al, Si, Ti, V, Fe, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, In, Sn, Sb, Ta, W, Pb, Bi, and Ce.
  • examples thereof include oxides, sulfides and nitrides of one or more kinds of metals selected, and these metal oxides are particularly preferable.
  • the inorganic fine particles may be used alone or in combination of two or more.
  • Specific examples of the metal oxide include Al 2 O 3 , ZnO, TiO 2 , ZrO 2 , Fe 2 O 3 , Sb 2 O 5 , BeO, ZnO, SnO 2 , CeO 2 , SiO 2 and WO 3. It is done.
  • the composite oxide is a mixture of two or more inorganic oxides in the production stage of fine particles.
  • examples thereof include TiO 2 and ZrO 2 , TiO 2 , ZrO 2 and SnO 2 , and complex oxides of ZrO 2 and SnO 2 .
  • the compound of the said metal may be sufficient.
  • ZnSb 2 O 6 , BaTiO 3 , SrTiO 3 , SrSnO 3 and the like can be mentioned. These compounds can be used alone or in admixture of two or more, and may also be used in admixture with the above oxides.
  • the said other component can be added at the arbitrary processes at the time of preparing the composition of this invention.
  • the film-forming composition of the present invention can be applied to a substrate, then heated as necessary to evaporate the solvent, and then heated or irradiated with light to form a desired cured film.
  • the coating method of the composition is arbitrary, for example, spin coating method, dip method, flow coating method, ink jet method, jet dispenser method, spray method, bar coating method, gravure coating method, slit coating method, roll coating method, transfer Methods such as printing, brush coating, blade coating, and air knife coating can be employed.
  • a base material silicon, glass formed with indium tin oxide (ITO), glass formed with indium zinc oxide (IZO), metal nanowire, polyethylene terephthalate (PET), plastic, glass, Examples include a base material made of quartz, ceramics, and the like, and a flexible base material having flexibility can also be used.
  • the firing temperature is not particularly limited for the purpose of evaporating the solvent, and can be carried out at 110 to 400 ° C., for example.
  • the baking method is not particularly limited, and for example, it may be evaporated using a hot plate or an oven in an appropriate atmosphere such as air, an inert gas such as nitrogen, or in a vacuum.
  • the firing temperature and firing time may be selected in accordance with the process steps of the target electronic device, and the firing conditions may be selected so that the physical properties of the obtained film meet the required characteristics of the electronic device.
  • the conditions for the light irradiation are not particularly limited, and an appropriate irradiation energy and time may be adopted depending on the triazine ring-containing polymer and the crosslinking agent to be used.
  • the thin film and cured film of the present invention obtained as described above can achieve high heat resistance, high refractive index, and low volume shrinkage, liquid crystal displays, organic electroluminescence (EL) displays, touch panels, optical semiconductors ( LED devices, solid-state imaging devices, organic thin-film solar cells, dye-sensitized solar cells, organic thin-film transistors (TFTs), lenses, prism cameras, binoculars, microscopes, and parts for manufacturing semiconductor exposure devices, electronic devices, It can be suitably used in the field of optical materials.
  • a thin film or a cured film prepared from the composition of the present invention has high transparency and a high refractive index, and therefore, when used as a protective film for a transparent conductive film such as ITO or silver nanowire, the visibility is reduced. While improving, it can suppress degradation of a transparent conductive film.
  • a transparent conductive film having a conductive nanostructure such as an ITO film, an IZO film, a metal nanoparticle, a metal nanowire, or a metal nanomesh is preferable, and a transparent conductive film having a conductive nanostructure is more preferable.
  • the metal which comprises electroconductive nanostructure is not specifically limited, Silver, gold
  • m-phenylenediamine [2] (6.00 g, 0.055 mol, manufactured by AminoChem) and dimethylacetamide 78.88 g (DMAc, manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) were added, and the atmosphere was replaced with nitrogen.
  • M-phenylenediamine [2] was dissolved in DMAc. Thereafter, the solution is cooled to ⁇ 10 ° C. with an ethanol-dry ice bath, and 2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine [1] (9.22 g, 0.05 mol, manufactured by Eponic Degussa) is heated to a bath temperature.
  • TDF111 the target polymer compound [4] (hereinafter referred to as TDF111).
  • the measurement result of 1 H-NMR spectrum of TDF111 is shown in FIG.
  • the weight average molecular weight Mw measured by GPC of TDF111 in terms of polystyrene was 3,300, and the polydispersity Mw / Mn was 4.4.
  • TDF111 (0.5 g) obtained in Example 1-1 was dissolved in methyl ethyl ketone (4.5 g), methyl isobutyl ketone (4.5 g), and normal propyl acetate (4.5 g). It was also dissolved in the solvent, and a uniform varnish was obtained.
  • TDF111 (4.0 g) obtained in Example 1-1 was dissolved in PGMEA (40.0 g) to prepare a uniform transparent varnish (hereinafter referred to as TDF111V1).
  • the obtained TDF111V1 was spin-coated on a glass substrate with a spin coater aiming at 500 nm, and baked on a hot plate at 150 ° C. for 2 minutes to obtain a coating (hereinafter referred to as TDF111F1).
  • Table 1 shows the refractive index and film thickness of TDF111F1 produced in Example 2-1.
  • the thin film produced from the polymer compound obtained in Example 1-1 has a refractive index exceeding 1.72.
  • ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate (ATM-35E, 350 mPa ⁇ s, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) in a 1% by weight and 1% by weight PGMEA solution, 1% by weight PGMEA solution as a photoradical polymerization initiator Irgacure 184 (BASF) 8.89 g, 1 wt% PGMEA solution Megafac R-559 (DIC Corporation) 3.33 g, and PGMEA 60.0 g were added as a surfactant and visually dissolved. After confirmation, a varnish with a solid content of 3% by mass was prepared (referred to as TDF11VF1).
  • This TDF11VF1 was spin-coated on a non-alkali glass substrate with a spin coater at 200 rpm for 5 seconds and 1000 rpm for 30 seconds, and baked at 120 ° C. for 3 minutes using an oven. Thereafter, the film was cured with a high-pressure mercury lamp at an integrated exposure amount of 200 mJ / cm 2 to prepare a cured film.
  • the refractive index of the obtained cured film was measured, the refractive index at 550 nm was 1.730.
  • Example 3-2 To TDF111V1 (0.61 g) prepared in Example 2-1, 1 mass% PGMEA solution ethoxylated glycerin triacrylate (A-GLY-20E, 200 mPa ⁇ s, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) as a crosslinking agent 1.23 g and 1% by mass of PGMEA solution ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate (ATM-35E, 350 mPa ⁇ s, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 0.37 g, 1% by mass of PGMEA solution as photo radical polymerization initiator Irgacure 184 (BASF) 0.98 g, 1 wt% PGMEA solution Megafac R-559 (DIC Corporation) 0.123 g, and PGMEA 1.07 g were added as a surfactant and visually dissolved.
  • A-GLY-20E 200 mPa ⁇ s
  • TDF11VF2 a varnish having a solid content of 3% by mass was prepared (referred to as TDF11VF2).
  • a cured film was produced in the same manner as in Example 3-1, except that this TDF11VF2 was used.
  • the refractive index of the obtained cured film was measured, the refractive index at 550 nm was 1.702.
  • TDF-111 (20 g) obtained in Example 1-1 was dissolved in 80 g of normal propyl acetate (NPAC) to prepare a 20 mass% solution (hereinafter referred to as TDF-111VP1).
  • TDF-111VP1 8.74 g, KAYARAD DN-0075 (3000 to 5000 mPa ⁇ s, Nippon Kayaku Co., Ltd.) in 10% by mass NPAC solution 52.41 g, ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate in 10% by mass NPAC solution (ATM-35E, molecular weight 1,892, 350 mPa ⁇ s, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 3.49 g, 5 wt% propylene glycol monomethyl ether (PGME) solution photo radical initiator Irgacure 2959 (manufactured by BASF) 1.40 g, Karenz MT NR1 of 0.1% by mass NPAC solution (PGME) solution photo radical
  • the TDF-111VPF1 was spin-coated on a soda lime glass substrate at 200 rpm for 5 seconds and 1,500 rpm for 30 seconds using a spin coater, and dried at 80 ° C. for 2 minutes using a hot plate. Thereafter, using a high-pressure mercury lamp, the film was cured in the atmosphere with an integrated exposure amount of 600 mJ / cm 2 to obtain a cured film having a thickness of 250 nm. When the refractive index of the obtained cured film was measured, the refractive index at 550 nm was 1.558.
  • the obtained cured film was subjected to an abrasion resistance test with Bencott at a load of 250 g and 10 reciprocations, and as a result, it was confirmed that no damage was found by visual observation or observation with an optical microscope. Further, as a result of conducting a rubbing resistance test under the same conditions as described above by impregnating IPA into a becot, it was confirmed by visual observation and observation with an optical microscope that there were no scratches.

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Abstract

例えば、下記式[4]で表されるような繰り返し単位構造を含むトリアジン環含有重合体は、高屈折率で、かつ、低極性溶媒、疎水性溶媒、低沸点溶媒等の各種有機溶媒への溶解性に優れており、これを含む膜形成用組成物を用いることで、高屈折率で透明性に優れた薄膜を形成し得る。

Description

トリアジン環含有重合体およびそれを含む膜形成用組成物
 本発明は、トリアジン環含有重合体およびそれを含む膜形成用組成物に関する。
 近年、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ、タッチパネル、光半導体(LED)素子、固体撮像素子、有機薄膜太陽電池、色素増感太陽電池、および有機薄膜トランジスタ(TFT)等の電子デバイスを開発する際に、高機能な高分子材料が要求されるようになってきた。
 求められる具体的な特性としては、1)耐熱性、2)透明性、3)高屈折率、4)高溶解性、5)低体積収縮率、6)高温高湿耐性、7)高膜硬度などが挙げられる。
 この点に鑑み、本発明者らは、トリアジン環および芳香環を有する繰り返し単位を含む重合体が高屈折率を有し、ポリマー単独で高耐熱性、高透明性、高屈折率、高溶解性、低体積収縮を達成でき、電子デバイスを作製する際の膜形成用組成物として好適であることを既に見出している(特許文献1)。
 ところで、液晶表示素子における、スペーサー、絶縁膜、保護膜などでは、高屈折率材料を有機溶媒に溶かした組成物を用い、塗布法によって薄膜を作製することが一般的であるが、透明導電膜の種類によっては高極性の溶媒を使用することができない場合があり、特に、最近汎用されている金属ナノワイヤを用いた透明導電膜では、高極性の溶媒により、金属ナノワイヤのバインダーが溶け出してくる場合があった。
 また、塗布装置を用いて高屈折ポリマーを含む膜形成用組成物を塗布した後に、装置のライン洗浄溶媒として低極性溶媒等が用いられることがあり、そのような溶媒に対する溶解性が低いポリマーであると、ラインが目詰まりしてしまうという問題が生じることもあった。
国際公開第2010/128661号
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高屈折率で透明性に優れた薄膜を形成し得るとともに、低極性溶媒、疎水性溶媒、低沸点溶媒等の各種有機溶媒への溶解性に優れたトリアジン環含有重合体およびそれを含む膜形成用組成物を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、トリアジン環末端を有するとともに、そのトリアジン環末端の少なくとも一部がフッ素原子含有アリールアミノ基で封止されたトリアジン環含有重合体を用いることで、高屈折率で透明性に優れた薄膜を形成し得るとともに、各種有機溶媒に対する溶解性に優れたトリアジン環含有重合体が得られることを見出し、本発明を完成した。
 すなわち、本発明は、
1. 下記式(1)で表される繰り返し単位構造を含み、少なくとも1つのトリアジン環末端を有し、このトリアジン環末端の少なくとも一部が、フッ素原子含有アリールアミノ基で封止されていることを特徴とするトリアジン環含有重合体、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
{式中、RおよびR′は、互いに独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、またはアラルキル基を表し、
 Arは、式(2)~(13)で示される群から選ばれる少なくとも1種を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
〔式中、R1~R92は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、スルホ基、炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基、または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルコキシ基を表し、
 R93およびR94は、互いに独立して、水素原子または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基を表し、
 W1およびW2は、互いに独立して、単結合、CR9596(R95およびR96は、互いに独立して、水素原子または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基(ただし、これらは一緒になって環を形成していてもよい。)を表す。)、C=O、O、S、SO、SO2、またはNR97(R97は、水素原子または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基を表す。)を表し、
 X1およびX2は、互いに独立して、単結合、炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキレン基、または式(14)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式中、R98~R101は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、スルホ基、炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基、または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルコキシ基を表し、
 Y1およびY2は、互いに独立して、単結合または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキレン基を表す。)で示される基を表す。〕
2. 前記R1~R92およびR98~R101が、水素原子である1のトリアジン環含有重合体、
3. 前記フッ素原子含有アリールアミノ基が、式(15)で示される1または2のトリアジン環含有重合体、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式中、R102は、フッ素原子または炭素数1~10のフルオロアルキル基を表す。)
4. 前記フッ素原子含有アリールアミノ基が、式(16)で示される3のトリアジン環含有重合体、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式中、R102は、前記と同じ意味を表す。)
5. 前記R102が、炭素数1~10のパーフルオロアルキル基である3または4のトリアジン環含有重合体、
6. 前記Arが、式(17)で示される1~5のいずれかのトリアジン環含有重合体、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
7. 1~6のいずれかのトリアジン環含有重合体と有機溶媒とを含む膜形成用組成物、
8. 前記有機溶媒が、グリコールエステル系溶媒、ケトン系溶媒、およびエステル系溶媒から選ばれる少なくとも1種である7の膜形成用組成物、
9. さらに架橋剤を含む7または8の膜形成用組成物、
10. 前記架橋剤が、多官能(メタ)アクリル化合物である9の膜形成用組成物、
11. 7~10のいずれかの膜形成用組成物から得られる薄膜、
12. 基材と、この基材上に形成された11の薄膜とを備える電子デバイス、
13. 基材と、この基材上に形成された11の薄膜とを備える光学部材
を提供する。
 本発明によれば、高屈折率で透明性に優れた薄膜を形成し得るとともに、低極性溶媒、疎水性溶媒、低沸点溶媒等の各種有機溶媒への溶解性に優れたトリアジン環含有重合体を提供できる。
 一般的に、化合物にフッ素原子を導入することで、その屈折率は低下する傾向にあることが知られているが、本発明のトリアジン環含有重合体は、フッ素原子が導入されているにもかかわらず、1.7を超える屈折率を維持している。
 このような、本発明のトリアジン環含有重合体を用いることで、低極性溶媒、疎水性溶媒等の溶解力が低い有機溶媒を用いて組成物を調製できるため、高極性溶媒に浸食され易い基材上にも問題なく薄膜を形成することができる。
 本発明の膜形成用組成物から作製された薄膜は、高耐熱性、高屈折率、低体積収縮という特性を発揮し得るため、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ、タッチパネル、光半導体(LED)素子、固体撮像素子、有機薄膜太陽電池、色素増感太陽電池、有機薄膜トランジスタ(TFT)、レンズ、プリズム、カメラ、双眼鏡、顕微鏡、半導体露光装置等を作製する際の一部材など、電子デバイスや光学材料の分野に好適に利用できる。
 特に、本発明の膜形成用組成物から作製された薄膜は透明性が高く、屈折率も高いため、ITOや銀ナノワイヤ等の透明導電膜の保護膜として使用することで、視認性を改善することができるとともに、その劣化を抑制することができる。
実施例1-1で得られた高分子化合物[4]の1H-NMRスペクトル図である。
 以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
 本発明に係るトリアジン環含有重合体は、下記式(1)で表される繰り返し単位構造を含むものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 上記式中、RおよびR′は、互いに独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、またはアラルキル基を表すが、屈折率をより高めるという観点から、ともに水素原子であることが好ましい。
 本発明において、アルキル基の炭素数としては特に限定されるものではないが、1~20が好ましく、ポリマーの耐熱性をより高めることを考慮すると、炭素数1~10がより好ましく、1~3がより一層好ましい。また、その構造は、鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。
 アルキル基の具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、シクロブチル、1-メチル-シクロプロピル、2-メチル-シクロプロピル、n-ペンチル、1-メチル-n-ブチル、2-メチル-n-ブチル、3-メチル-n-ブチル、1,1-ジメチル-n-プロピル、1,2-ジメチル-n-プロピル、2,2-ジメチル-n-プロピル、1-エチル-n-プロピル、シクロペンチル、1-メチル-シクロブチル、2-メチル-シクロブチル、3-メチル-シクロブチル、1,2-ジメチル-シクロプロピル、2,3-ジメチル-シクロプロピル、1-エチル-シクロプロピル、2-エチル-シクロプロピル、n-ヘキシル、1-メチル-n-ペンチル、2-メチル-n-ペンチル、3-メチル-n-ペンチル、4-メチル-n-ペンチル、1,1-ジメチル-n-ブチル、1,2-ジメチル-n-ブチル、1,3-ジメチル-n-ブチル、2,2-ジメチル-n-ブチル、2,3-ジメチル-n-ブチル、3,3-ジメチル-n-ブチル、1-エチル-n-ブチル、2-エチル-n-ブチル、1,1,2-トリメチル-n-プロピル、1,2,2-トリメチル-n-プロピル、1-エチル-1-メチル-n-プロピル、1-エチル-2-メチル-n-プロピル、シクロヘキシル、1-メチル-シクロペンチル、2-メチル-シクロペンチル、3-メチル-シクロペンチル、1-エチル-シクロブチル、2-エチル-シクロブチル、3-エチル-シクロブチル、1,2-ジメチル-シクロブチル、1,3-ジメチル-シクロブチル、2,2-ジメチル-シクロブチル、2,3-ジメチル-シクロブチル、2,4-ジメチル-シクロブチル、3,3-ジメチル-シクロブチル、1-n-プロピル-シクロプロピル、2-n-プロピル-シクロプロピル、1-イソプロピル-シクロプロピル、2-イソプロピル-シクロプロピル、1,2,2-トリメチル-シクロプロピル、1,2,3-トリメチル-シクロプロピル、2,2,3-トリメチル-シクロプロピル、1-エチル-2-メチル-シクロプロピル、2-エチル-1-メチル-シクロプロピル、2-エチル-2-メチル-シクロプロピル、2-エチル-3-メチル-シクロプロピル基等が挙げられる。
 上記アルコキシ基の炭素数としては特に限定されるものではないが、1~20が好ましく、ポリマーの耐熱性をより高めることを考慮すると、炭素数1~10がより好ましく、1~3がより一層好ましい。また、そのアルキル部分の構造は、鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。
 アルコキシ基の具体例としては、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、イソプロポキシ、n-ブトキシ、イソブトキシ、s-ブトキシ、t-ブトキシ、n-ペントキシ、1-メチル-n-ブトキシ、2-メチル-n-ブトキシ、3-メチル-n-ブトキシ、1,1-ジメチル-n-プロポキシ、1,2-ジメチル-n-プロポキシ、2,2-ジメチル-n-プロポキシ、1-エチル-n-プロポキシ、n-ヘキシルオキシ、1-メチル-n-ペンチルオキシ、2-メチル-n-ペンチルオキシ、3-メチル-n-ペンチルオキシ、4-メチル-n-ペンチルオキシ、1,1-ジメチル-n-ブトキシ、1,2-ジメチル-n-ブトキシ、1,3-ジメチル-n-ブトキシ、2,2-ジメチル-n-ブトキシ、2,3-ジメチル-n-ブトキシ、3,3-ジメチル-n-ブトキシ、1-エチル-n-ブトキシ、2-エチル-n-ブトキシ、1,1,2-トリメチル-n-プロポキシ、1,2,2-トリメチル-n-プロポキシ、1-エチル-1-メチル-n-プロポキシ、1-エチル-2-メチル-n-プロポキシ基等が挙げられる。
 上記アリール基の炭素数としては特に限定されるものではないが、6~40が好ましく、ポリマーの耐熱性をより高めることを考慮すると、炭素数6~16がより好ましく、6~13がより一層好ましい。
 アリール基の具体例としては、フェニル、o-クロルフェニル、m-クロルフェニル、p-クロルフェニル、o-フルオロフェニル、p-フルオロフェニル、o-メトキシフェニル、p-メトキシフェニル、p-ニトロフェニル、p-シアノフェニル、α-ナフチル、β-ナフチル、o-ビフェニリル、m-ビフェニリル、p-ビフェニリル、1-アントリル、2-アントリル、9-アントリル、1-フェナントリル、2-フェナントリル、3-フェナントリル、4-フェナントリル、9-フェナントリル基等が挙げられる。
 アラルキル基の炭素数としては特に限定されるものではないが、炭素数7~20が好ましく、そのアルキル部分は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよい。
 その具体例としては、ベンジル、p-メチルフェニルメチル、m-メチルフェニルメチル、o-エチルフェニルメチル、m-エチルフェニルメチル、p-エチルフェニルメチル、2-プロピルフェニルメチル、4-イソプロピルフェニルメチル、4-イソブチルフェニルメチル、α-ナフチルメチル基等が挙げられる。
 上記Arは、式(2)~(13)で示される群から選ばれる少なくとも1種を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 上記R1~R92は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、スルホ基、炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基、または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルコキシ基を表し、R93およびR94は、水素原子または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基を表し、W1およびW2は、互いに独立して、単結合、CR9596(R95およびR96は、互いに独立して、水素原子または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基(ただし、これらは一緒になって環を形成していてもよい。)を表す。)、C=O、O、S、SO、SO2、またはNR97(R97は、水素原子または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基を表す。)を表す。
 ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
 なお、アルキル基、アルコキシ基としては上記と同様のものが挙げられる。
 また、X1およびX2は、互いに独立して、単結合、炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキレン基、または式(14)で示される基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 上記R98~R101は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、スルホ基、炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基、または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルコキシ基を表し、Y1およびY2は、互いに独立して、単結合または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキレン基を表す。これらハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基としては上記と同様のものが挙げられる。
 炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキレン基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン基等が挙げられる。
 これらの中でも、R1~R92およびR98~R101としては、水素原子、ハロゲン原子、スルホ基、炭素数1~5の分岐構造を有していてもよいアルキル基、または炭素数1~5の分岐構造を有していてもよいアルコキシ基が好ましく、水素原子がより好ましい。
 特に、Arとしては、式(2)、(5)~(13)で示される少なくとも1種が好ましく、式(2)、(5)、(7)、(8)、(11)~(13)で示される少なくとも1種がより好ましい。上記式(2)~(13)で表されるアリール基の具体例としては、下記式で示されるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 これらの中でも、より高い屈折率のポリマーが得られることから、下記式で示されるアリール基がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 特に、低極性溶剤等の有機溶媒に対するトリアジン環含有重合体の溶解性をより高めることを考慮すると、Arとしては、式(17)で示されるm-フェニレン基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 また、本発明のトリアジン環含有重合体は、少なくとも1つのトリアジン環末端を有し、このトリアジン環末端の少なくとも一部が、フッ素原子含有アリールアミノ基で封止されている。
 アリール基としては、上記と同様のものが挙げられるが、特に、フェニル基が好ましい。
 フッ素原子含有基としては、フッ素原子、フルオロアルキル基等のフッ素原子含有炭化水素基などが挙げられるが、フッ素原子、炭素数1~10のフルオロアルキル基が好ましい。
 炭素数1~10のフルオロアルキル基としては、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、2,2,2-トリフルオロ-1-(トリフルオロメチル)エチル基、ノナフルオロブチル基、4,4,4-トリフルオロブチル基、ウンデカフルオロペンチル基、2,2,3,3,4,4,5,5,5-ノナフルオロペンチル基、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチル基、トリデカフルオロヘキシル基、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-ウンデカフルオロヘキシル基、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-デカフルオロヘキシル基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-ノナフルオロヘキシル基等が挙げられる。
 特に、屈折率を維持しつつトリアジン環含有重合体の低極性溶媒等に対する溶解性を高めることを考慮すると、炭素数1~10のパーフルオロアルキル基が好ましく、特に、炭素数1~5のパーフルオロアルキル基がより好ましく、トリフルオロメチル基が最適である。
 フッ素原子含有基の数は特に限定されるものではなく、アリール基上に置換可能な任意の数とすることができるが、屈折率維持と溶媒に対する溶解性とのバランスを考慮すると、1~4個が好ましく、1~2個がより好ましく、1個がより一層好ましい。
 好適なフッ素原子含有アリールアミノ基としては、式(15)で示されるものが挙げられ、特に、アミノ基に対してパラ位にフッ素原子含有基を有する式(16)で示されるものが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式中、R102は、フッ素原子または炭素数1~10のフルオロアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(式中、R102は、上記と同じ意味を表す。)
 具体的なフッ素原子含有アリールアミノ基としては、下記式で示されるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 なお、フッ素原子含有アリールアミノ基は、後述の製造法において、対応するフッ素原子含有アリールアミノ化合物を用いて導入することができる。
 フッ素原子含有アリールアミノ化合物の具体例としては、4-フルオロアニリン、4-トリフルオロメチルアニリン、4-ペンタフルオロエチルアニリン等が挙げられる。
 本発明において、特に好適なトリアジン環含有重合体としては、式(18)~(21)で示されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式中、R,R′、R1~R4、およびR102は、上記と同じ意味を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(式中、R1~R4およびR102は、上記と同じ意味を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
(式中、R102は、上記と同じ意味を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(式中、R102は、上記と同じ意味を表す。)
 本発明における重合体の重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、500~500,000が好ましく、500~100,000がより好ましく、より耐熱性を向上させるとともに、収縮率を低くするという点から、2,000以上が好ましく、より溶解性を高め、得られた溶液の粘度を低下させるという点から、50,000以下が好ましく、30,000以下がより好ましく、10,000以下がより一層好ましい。
 なお、本発明における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCという)分析による標準ポリスチレン換算で得られる平均分子量である。
 本発明のトリアジン環含有重合体(ハイパーブランチポリマー)は、上述した特許文献1に開示された手法に準じて製造することができる。
 例えば、下記スキーム1に示されるように、トリアジン環含有重合体(20)は、トリアジン化合物(22)およびアリールジアミノ化合物(23)を適当な有機溶媒中で反応させた後、末端封止剤であるフッ素原子含有アニリン化合物(24)と反応させて得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(式中、Xは、互いに独立してハロゲン原子を表し、R102は、上記と同じ意味を表す。)
 上記反応において、アリールジアミノ化合物(23)の仕込み比は、目的とする重合体が得られる限り任意であるが、トリアジン化合物(22)1当量に対し、アリールジアミノ化合物(23)0.01~10当量が好ましく、1~5当量がより好ましい。
 アリールジアミノ化合物(23)は、ニートで加えても、有機溶媒に溶かした溶液で加えてもよいが、操作の容易さや反応のコントロールのし易さなどを考慮すると、後者の手法が好適である。
 反応温度は、用いる溶媒の融点から溶媒の沸点までの範囲で適宜設定すればよいが、特に、-30~150℃程度が好ましく、-10~100℃がより好ましい。
 有機溶媒としては、この種の反応において通常用いられる種々の溶媒を用いることができ、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルスルホキシド;N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピペリドン、N,N-ジメチルエチレン尿素、N,N,N’,N’-テトラメチルマロン酸アミド、N-メチルカプロラクタム、N-アセチルピロリジン、N,N-ジエチルアセトアミド、N-エチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルプロピオン酸アミド、N,N-ジメチルイソブチルアミド、N-メチルホルムアミド、N,N’-ジメチルプロピレン尿素等のアミド系溶媒、およびそれらの混合溶媒が挙げられる。
 中でもN,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、およびそれらの混合系が好ましく、特に、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドンが好適である。
 また、上記スキーム1の1段階目の反応では、重合時または重合後に通常用いられる種々の塩基を添加してもよい。
 この塩基の具体例としては、炭酸カリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ナトリウムエトキシド、酢酸ナトリウム、炭酸リチウム、水酸化リチウム、酸化リチウム、酢酸カリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化バリウム、リン酸三リチウム、リン酸三ナトリウム、リン酸三カリウム、フッ化セシウム、酸化アルミニウム、アンモニア、n-プロピルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N-メチルピペリジン、2,2,6,6-テトラメチル-N-メチルピペリジン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、N-メチルモルホリン等が挙げられる。
 塩基の添加量は、トリアジン化合物(22)1当量に対して1~100当量が好ましく、1~10当量がより好ましい。なお、これらの塩基は水溶液にして用いてもよい。
 得られる重合体には、原料成分が残存していないことが好ましいが、本発明の効果を損なわなければ一部の原料が残存していてもよい。
 反応終了後、生成物は再沈法等によって容易に精製できる。
 フッ素原子含有アニリン化合物(24)を用いた末端封止方法としては、公知の方法を採用すればよい。
 この場合、末端封止剤の使用量は、重合反応に使われなかった余剰のトリアジン化合物由来のハロゲン原子1当量に対し、0.05~10当量程度が好ましく、0.1~5当量がより好ましく、0.5~2当量がより一層好ましい。
 反応溶媒や反応温度としては、上記スキーム1の1段階目の反応で述べたのと同様の条件が挙げられ、また、末端封止剤は、アリールジアミノ化合物(23)と同時に仕込んでもよい。
 なお、フッ素原子を有しないアリールアミノ化合物を用い、2種類以上の基で末端封止を行ってもよい。この置換基を有しないアリールアミノ化合物のアリール基としては上記と同様のものが挙げられる。
 上述した本発明のトリアジン環含有重合体は、膜形成用組成物として好適に用いることができ、この場合、架橋剤を添加してもよい。
 架橋剤としては、上述したトリアジン環含有重合体と反応し得る置換基を有する化合物であれば特に限定されるものではない。
 そのような化合物としては、メチロール基、メトキシメチル基などの架橋形成置換基を有するメラミン系化合物、置換尿素系化合物、エポキシ基またはオキセタン基などの架橋形成置換基を含有する化合物、ブロック化イソシアナートを含有する化合物、酸無水物を有する化合物、(メタ)アクリル基を有する化合物、フェノプラスト化合物等が挙げられるが、耐熱性や保存安定性の観点からエポキシ基、ブロックイソシアネート基、(メタ)アクリル基を含有する化合物が好ましく、特に、ブロックイソシアネート基を有する化合物や、開始剤を用いなくとも光硬化可能な組成物を与える多官能エポキシ化合物および/または多官能(メタ)アクリル化合物が好ましい。
 なお、これらの化合物は、重合体の末端処理に用いる場合は少なくとも1個の架橋形成置換基を有していればよく、重合体同士の架橋処理に用いる場合は少なくとも2個の架橋形成置換基を有する必要がある。
 多官能エポキシ化合物としては、エポキシ基を一分子中2個以上有するものであれば特に限定されるものではない。
 その具体例としては、トリス(2,3-エポキシプロピル)イソシアヌレート、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,2-エポキシ-4-(エポキシエチル)シクロヘキサン、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、2,6-ジグリシジルフェニルグリシジルエーテル、1,1,3-トリス[p-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]プロパン、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジルエステル、4,4’-メチレンビス(N,N-ジグリシジルアニリン)、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、ビスフェノール-A-ジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
 また、市販品として、少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂である、YH-434、YH434L(東都化成(株)製)、シクロヘキセンオキサイド構造を有するエポキシ樹脂である、エポリードGT-401、同GT-403、同GT-301、同GT-302、セロキサイド2021、同3000(ダイセル化学工業(株)製)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂である、エピコート(現、jER)1001、同1002、同1003、同1004、同1007、同1009、同1010、同828(以上、ジャパンエポキシレジン(株)製)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂である、エピコート(現、jER)807(ジャパンエポキシレジン(株)製)、フェノールノボラック型エポキシ樹脂である、エピコート(現、jER)152、同154(以上、ジャパンエポキシレジン(株)製)、EPPN201、同202(以上、日本化薬(株)製)、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂である、EOCN-102、同103S、同104S、同1020、同1025、同1027(以上、日本化薬(株)製)、エピコート(現、jER)180S75(ジャパンエポキシレジン(株)製)、脂環式エポキシ樹脂である、デナコールEX-252(ナガセケムテックス(株)製)、CY175、CY177、CY179(以上、CIBA-GEIGY A.G製)、アラルダイトCY-182、同CY-192、同CY-184(以上、CIBA-GEIGY A.G製)、エピクロン200、同400(以上、DIC(株)製)、エピコート(現、jER)871、同872(以上、ジャパンエポキシレジン(株)製)、ED-5661、ED-5662(以上、セラニーズコーティング(株)製)、脂肪族ポリグリシジルエーテルである、デナコールEX-611、同EX-612、同EX-614、同EX-622、同EX-411、同EX-512、同EX-522、同EX-421、同EX-313、同EX-314、同EX-321(ナガセケムテックス(株)製)等を用いることもできる。
 多官能(メタ)アクリル化合物としては、(メタ)アクリル基を一分子中2個以上有するものであれば特に限定されるものではない。
 その具体例としては、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタクリレート、エトキシ化グリセリントリアクリレート、エトキシ化グリセリントリメタクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、エトキシ化ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ポリグリセリンモノエチレンオキサイドポリアクリレート、ポリグリセリンポリエチレングリコールポリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、多塩基酸変性アクリルオリゴマー等が挙げられる。
 また、多官能(メタ)アクリル化合物は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、NKエステルA-200、同A-400、同A-600、同A-1000、同A-9300(イソシアヌル酸トリス(2-アクリロイルオキシエチル))、同A-9300-1CL、同A-TMPT、同UA-53H、同1G、同2G、同3G、同4G、同9G、同14G、同23G、同ABE-300、同A-BPE-4、同A-BPE-6、同A-BPE-10、同A-BPE-20、同A-BPE-30、同BPE-80N、同BPE-100N、同BPE-200、同BPE-500、同BPE-900、同BPE-1300N、同A-GLY-3E、同A-GLY-9E、同A-GLY-20E、同A-TMPT-3EO、同A-TMPT-9EO、同AT-20E、同ATM-4E、同ATM-35E(以上、新中村化学工業(株)製)、KAYARAD(登録商標)DPEA-12、同PEG400DA、同THE-330、同RP-1040(以上、日本化薬(株)製)、アロニックスM-210、M-350(以上、東亞合成(株)製)、KAYARAD(登録商標)DPHA、同NPGDA、同PET30(以上、日本化薬(株)製)、NKエステル A-DPH、同A-TMPT、同A-DCP、同A-HD-N、同TMPT、同DCP、同NPG、同HD-N(以上、新中村化学工業(株)製)、NKオリゴ U-15HA(新中村化学工業(株)製)、NKポリマー バナレジンGH-1203(新中村化学工業(株)製)、DN-0075(日本化薬(株)製)等が挙げられる。
 上記多塩基酸変性アクリルオリゴマーも市販品として入手が可能であり、その具体例としては、アロニックスM-510,520(以上、東亞合成(株)製)等が挙げられる。
 酸無水物化合物としては、2分子のカルボン酸を脱水縮合させたカルボン酸無水物であれば、特に限定されるものではなく、その具体例としては、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、オクチル無水コハク酸、ドデセニル無水コハク酸等の分子内に1個の酸無水物基を有するもの;1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物、ビシクロ[3.3.0]オクタン-2,4,6,8-テトラカルボン酸二無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物等の分子内に2個の酸無水物基を有するもの等が挙げられる。
 ブロック化イソシアネートを含有する化合物としては、イソシアネート基(-NCO)が適当な保護基によりブロックされたブロック化イソシアネート基を一分子中2個以上有し、熱硬化の際の高温に曝されると、保護基(ブロック部分)が熱解離して外れ、生じたイソシアネート基が樹脂との間で架橋反応を起こすものであれば特に限定されるものではなく、例えば、下記式で示される基を一分子中2個以上(なお、これらの基は同一のものでも、また各々異なっているものでもよい)有する化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(式中、Rbはブロック部の有機基を表す。)
 このような化合物は、例えば、一分子中2個以上のイソシアネート基を有する化合物に対して適当なブロック剤を反応させて得ることができる。
 一分子中2個以上のイソシアネート基を有する化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアネートや、これらの二量体、三量体、および、これらとジオール類、トリオール類、ジアミン類、またはトリアミン類との反応物などが挙げられる。
 ブロック剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、2-エトキシヘキサノール、2-N,N-ジメチルアミノエタノール、2-エトキシエタノール、シクロヘキサノール等のアルコール類;フェノール、o-ニトロフェノール、p-クロロフェノール、o-、m-またはp-クレゾール等のフェノール類;ε-カプロラクタム等のラクタム類、アセトンオキシム、メチルエチルケトンオキシム、メチルイソブチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、アセトフェノンオキシム、ベンゾフェノンオキシム等のオキシム類;ピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、3-メチルピラゾール等のピラゾール類;ドデカンチオール、ベンゼンチオール等のチオール類などが挙げられる。
 ブロック化イソシアネートを含有する化合物は、市販品としても入手が可能であり、その具体例としては、B-830、B-815N、B-842N、B-870N、B-874N、B-882N、B-7005、B-7030、B-7075、B-5010(以上、三井化学ポリウレタン(株)製)、デュラネート(登録商標)17B-60PX、同TPA-B80E、同MF-B60X、同MF-K60X、同E402-B80T(以上、旭化成ケミカルズ(株)製)、カレンズMOI-BM(登録商標)(以上、昭和電工(株)製)、BI-7950、BI-7951、BI-7960、BI-7961、BI-7963、BI-7982、BI-7991、BI-7992(Baxenden chemicals LTD社製)等が挙げられる。
 アミノプラスト化合物としては、メトキシメチレン基を一分子中2個以上有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン CYMEL(登録商標)303、テトラブトキシメチルグリコールウリル 同1170、テトラメトキシメチルベンゾグアナミン 同1123(以上、日本サイテックインダストリーズ(株)製)等のサイメルシリーズ、メチル化メラミン樹脂であるニカラック(登録商標)MW-30HM、同MW-390、同MW-100LM、同MX-750LM、メチル化尿素樹脂である同MX-270、同MX-280同MX-290(以上、(株)三和ケミカル製)等のニカラックシリーズ等のメラミン系化合物が挙げられる。
 オキセタン化合物としては、オキセタニル基を一分子中2個以上有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、オキセタニル基を含有するOXT-221、OX-SQ-H、OX-SC(以上、東亜合成(株)製)等が挙げられる。
 フェノプラスト化合物は、ヒドロキシメチレン基を一分子中2個以上有し、そして熱硬化の際の高温に曝されると、本発明の重合体との間で脱水縮合反応により架橋反応が進行するものである。
 フェノプラスト化合物としては、例えば、2,6-ジヒドロキシメチル-4-メチルフェノール、2,4-ジヒドロキシメチル-6-メチルフェノール、ビス(2-ヒドロキシ-3-ヒドロキシメチル-5-メチルフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシ-3-ヒドロキシメチル-5-メチルフェニル)メタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジヒドロキシメチルフェニル)プロパン、ビス(3-ホルミル-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシ-2,5-ジメチルフェニル)ホルミルメタン、α,α-ビス(4-ヒドロキシ-2,5-ジメチルフェニル)-4-ホルミルトルエン等が挙げられる。
 フェノプラスト化合物は、市販品としても入手が可能であり、その具体例としては、26DMPC、46DMOC、DM-BIPC-F、DM-BIOC-F、TM-BIP-A、BISA-F、BI25X-DF、BI25X-TPA(以上、旭有機材工業(株)製)等が挙げられる。
 これらの中でも、架橋剤配合による屈折率低下を抑制し得るとともに、硬化反応が速やかに進行するという点から、多官能(メタ)アクリル化合物が好適であり、その中でも、トリアジン環含有重合体との相溶性に優れていることから、下記イソシアヌル酸骨格を有する多官能(メタ)アクリル化合物がより好ましい。
 このような骨格を有する多官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば、NKエステルA-9300、同A-9300-1CL(いずれも、新中村化学工業(株)製)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(式中、R111~R113は、互いに独立して、末端に少なくとも1つの(メタ)アクリル基を有する一価の有機基である。)
 また、硬化速度をより向上させるとともに、得られる硬化膜の耐溶剤性および耐酸性、耐アルカリ性を高めるという観点から、25℃で液体であり、かつ、その粘度が5000mPa・s以下、好ましくは1~3000mPa・s、より好ましくは1~1000mPa・s、より一層好ましくは1~500mPa・sの多官能(メタ)アクリル化合物(以下、低粘度架橋剤という)を、単独もしくは2種以上組み合わせて、または、上記イソシアヌル酸骨格を有する多官能(メタ)アクリル化合物と組み合わせて用いることが好適である。
 このような低粘度架橋剤も市販品として入手可能であり、例えば、上述した多官能(メタ)アクリル化合物のうち、NKエステルA-GLY-3E(85mPa・s,25℃)、同A-GLY-9E(95mPa・s,25℃)、同A-GLY-20E(200mPa・s,25℃)、同A-TMPT-3EO(60mPa・s,25℃)、同A-TMPT-9EO、同ATM-4E(150mPa・s,25℃)、同ATM-35E(350mPa・s,25℃)(以上、新中村化学工業(株)製)等の、(メタ)アクリル基間の鎖長が比較的長い架橋剤が挙げられる。
 さらに、得られる硬化膜の耐アルカリ性をも向上させることを考慮すると、NKエステルA-GLY-20E(新中村化学工業(株)製)、および同ATM-35E(新中村化学工業(株)製)の少なくとも一方と、上記イソシアヌル酸骨格を有する多官能(メタ)アクリル化合物と組み合わせて用いることが好適である。
 また、PETやポリオレフィンフィルム等の保護フィルムに本発明のトリアジン環含有重合体からなる薄膜を積層し、保護フィルムを介して光照射する場合、薄膜積層フィルムにおいても酸素阻害を受けることなく良好な硬化性を得ることができる。この場合、保護フィルムは硬化後に剥離する必要があるため、剥離性の良好な薄膜を与える多塩基酸変性アクリルオリゴマーを用いることが好ましい。
 上述した架橋剤は単独で使用しても、2種以上組み合わせて使用してもよい。架橋剤の使用量は、トリアジン環含有重合体100質量部に対して、1~100質量部が好ましいが、溶剤耐性を考慮すると、その下限は、好ましくは2質量部、より好ましくは5質量部であり、さらには、屈折率をコントロールすることを考慮すると、その上限は好ましくは20質量部、より好ましくは15質量部である。
 本発明の組成物には、それぞれの架橋剤に応じた開始剤を配合することもできる。なお、上述のとおり、架橋剤として多官能エポキシ化合物および/または多官能(メタ)アクリル化合物を用いる場合、開始剤を使用せずとも光硬化が進行して硬化膜を与えるものであるが、その場合に開始剤を使用しても差し支えない。
 多官能エポキシ化合物を架橋剤として用いる場合には、光酸発生剤や光塩基発生剤を用いることができる。
 光酸発生剤としては、公知のものから適宜選択して用いればよく、例えば、ジアゾニウム塩、スルホニウム塩やヨードニウム塩などのオニウム塩誘導体を用いることができる。
 その具体例としては、フェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、4-メトキシフェニルジアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、4-メチルフェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート等のアリールジアゾニウム塩;ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジ(4-メチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジ(4-tert-ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート等のジアリールヨードニウム塩;トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリス(4-メトキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニル-4-チオフェノキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニル-4-チオフェノキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4,4′-ビス(ジフェニルスルフォニオ)フェニルスルフィド-ビスヘキサフルオロアンチモネート、4,4′-ビス(ジフェニルスルフォニオ)フェニルスルフィド-ビスヘキサフルオロホスフェート、4,4′-ビス[ジ(β-ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ]フェニルスルフィド-ビスヘキサフルオロアンチモネート、4,4′-ビス[ジ(β-ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ]フェニルスルフィド-ビス-ヘキサフルオロホスフェート、4-[4′-(ベンゾイル)フェニルチオ]フェニル-ジ(4-フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4-[4′-(ベンゾイル)フェニルチオ]フェニル-ジ(4-フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロホスフェート等のトリアリールスルホニウム塩等が挙げられる。
 これらのオニウム塩は市販品を用いてもよく、その具体例としては、サンエイドSI-60、SI-80、SI-100、SI-60L、SI-80L、SI-100L、SI-L145、SI-L150、SI-L160、SI-L110、SI-L147(以上、三新化学工業(株)製)、UVI-6950、UVI-6970、UVI-6974、UVI-6990、UVI-6992(以上、ユニオンカーバイド社製)、CPI-100P、CPI-100A、CPI-200K、CPI-200S(以上、サンアプロ(株)製)、アデカオプトマーSP-150、SP-151、SP-170、SP-171(以上、旭電化工業(株)製)、イルガキュア 261(BASF社製)、CI-2481、CI-2624、CI-2639、CI-2064(以上、日本曹達(株)製)、CD-1010、CD-1011、CD-1012(以上、サートマー社製)、DS-100、DS-101、DAM-101、DAM-102、DAM-105、DAM-201、DSM-301、NAI-100、NAI-101、NAI-105、NAI-106、SI-100、SI-101、SI-105、SI-106、PI-105、NDI-105、BENZOIN TOSYLATE、MBZ-101、MBZ-301、PYR-100、PYR-200、DNB-101、NB-101、NB-201、BBI-101、BBI-102、BBI-103、BBI-109(以上、ミドリ化学(株)製)、PCI-061T、PCI-062T、PCI-020T、PCI-022T(以上、日本化薬(株)製)、IBPF、IBCF(三和ケミカル(株)製)等を挙げることができる。
 一方、光塩基発生剤としても、公知のものから適宜選択して用いればよく、例えば、Co-アミン錯体系、オキシムカルボン酸エステル系、カルバミン酸エステル系、四級アンモニウム塩系光塩基発生剤などを用いることができる。
 その具体例としては、2-ニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、トリフェニルメタノール、O-カルバモイルヒドロキシルアミド、O-カルバモイルオキシム、[[(2,6-ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]シクロヘキシルアミン、ビス[[(2-ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキサン1,6-ジアミン、4-(メチルチオベンゾイル)-1-メチル-1-モルホリノエタン、(4-モルホリノベンゾイル)-1-ベンジル-1-ジメチルアミノプロパン、N-(2-ニトロベンジルオキシカルボニル)ピロリジン、ヘキサアンミンコバルト(III)トリス(トリフェニルメチルボレート)、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン、2,6-ジメチル-3,5-ジアセチル-4-(2’-ニトロフェニル)-1,4-ジヒドロピリジン、2,6-ジメチル-3,5-ジアセチル-4-(2’,4’-ジニトロフェニル)-1,4-ジヒドロピリジン等が挙げられる。
 また、光塩基発生剤は市販品を用いてもよく、その具体例としては、TPS-OH、NBC-101、ANC-101(いずれも製品名、みどり化学(株)製)等が挙げられる。
 光酸または塩基発生剤を用いる場合、多官能エポキシ化合物100質量部に対して、0.1~15質量部の範囲で使用することが好ましく、より好ましくは1~10質量部の範囲である。
 なお、必要に応じてエポキシ樹脂硬化剤を、多官能エポキシ化合物100質量部に対して、1~100質量部の量で配合してもよい。
 一方、多官能(メタ)アクリル化合物を用いる場合には、光ラジカル重合開始剤を用いることができる。
 光ラジカル重合開始剤としても、公知のものから適宜選択して用いればよく、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーのベンゾイルベンゾエート、アミロキシムエステル、オキシムエステル類、テトラメチルチウラムモノサルファイドおよびチオキサントン類等が挙げられる。
 特に、光開裂型の光ラジカル重合開始剤が好ましい。光開裂型の光ラジカル重合開始剤については、最新UV硬化技術(159頁、発行人:高薄一弘、発行所:(株)技術情報協会、1991年発行)に記載されている。
 市販の光ラジカル重合開始剤としては、例えば、BASF社製 商品名:イルガキュア 127、184、369、379、379EG、651、500、754、819、903、907、784、2959、CGI1700、CGI1750、CGI1850、CG24-61、OXE01、OXE02、ダロキュア 1116、1173、MBF、BASF社製 商品名:ルシリン TPO、UCB社製 商品名:ユベクリル P36、フラテツリ・ランベルティ社製 商品名:エザキュアー KIP150、KIP65LT、KIP100F、KT37、KT55、KTO46、KIP75/B等が挙げられる。
 光ラジカル重合開始剤を用いる場合、多官能(メタ)アクリレート化合物100質量部に対して、0.1~200質量部の範囲で使用することが好ましく、1~150質量部の範囲で使用することがより好ましい。
 さらに、本発明の組成物には、トリアジン環含有重合体と架橋剤との反応を促進させることなどを目的として、分子内に2個以上のメルカプト基を有する多官能チオール化合物を添加してもよい。
 具体的には、下記式で示される多官能チオール化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 上記Lは、2~4価の有機基を表すが、2~4価の炭素数2~12の脂肪族基または2~4価のヘテロ環含有基が好ましく、2~4価の炭素数2~8の脂肪族基、または下記式で示されるイソシアヌル酸骨格(1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン環)を有する3価の基がより好ましい。
 上記nは、Lの価数に対応して2~4の整数を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
(式中、「・」は、酸素原子との結合部を示す。)
 具体的な化合物としては、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,3,5-トリス(3-メルカプトブチリルオキシエチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、トリメチロールエタントリス(3-メルカプトブチレート)等が挙げられる。
 これらの多官能チオール化合物は、市販品として入手することもでき、例えば、カレンズMT-BD1、カレンズMT NR1、カレンズMT PE1、TPMB、TEMB(以上、昭和電工(株)製)等が挙げられる。
 これらの多官能チオール化合物は、1種単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
 多官能チオール化合物を用いる場合、その添加量としては、得られる薄膜に悪影響を及ぼさない限り特に限定されるものではないが、本発明では、固形分100質量%中に、0.01~10質量%が好ましく、0.03~6質量%がより好ましい。
 本発明の組成物には、各種溶媒を添加し、トリアジン環含有重合体を溶解させて使用することが好ましい。
 溶媒としては、例えば、水、トルエン、p-キシレン、o-キシレン、m-キシレン、エチルベンゼン、スチレン、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、1-オクタノール、エチレングリコール、ヘキシレングリコール、トリメチレングリコール、1-メトキシ-2-ブタノール、シクロヘキサノール、ジアセトンアルコール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、プロピレングリコール、ベンジルアルコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、γ-ブチロラクトン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルノーマルブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ノーマルプロピル、酢酸イソブチル、酢酸ノルマルブチル、乳酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロパノール、tert-ブタノール、アリルアルコール、ノーマルプロパノール、2-メチル-2-ブタノール、イソブタノール、ノーマルブタノール、2-メチル-1-ブタノール、1-ペンタノール、2-メチル-1-ペンタノール、2-エチルヘキサノール、1-メトキシ-2-プロパノール、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、N-メチルピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、N-シクロヘキシル-2-ピロリジノン等が挙げられ、これらは単独で用いても、2種以上混合して用いてもよい。
 上述したとおり、本願発明のトリアジン環含有重合体は、有機溶媒に対する溶解性に優れているため、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールエステル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸メトキシブチル、酢酸セロソルブ、酢酸アミル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル系溶媒にもよく溶解するため、これらの溶媒が必要とされる部位に薄膜を形成する場合に特に適している。
 この際、組成物中の固形分濃度は、保存安定性に影響を与えない範囲であれば特に限定されず、目的とする膜の厚みに応じて適宜設定すればよい。具体的には、溶解性および保存安定性の観点から、固形分濃度0.1~50質量%が好ましく、より好ましくは0.1~40質量%である。
 本発明の組成物には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、トリアジン環含有重合体、架橋剤および溶媒以外のその他の成分、例えば、レベリング剤、界面活性剤、シランカップリング剤、無機微粒子などの添加剤が含まれていてもよい。
 界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類;ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類;ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、商品名エフトップEF301、EF303、EF352(三菱マテリアル電子化成(株)製(旧(株)ジェムコ製))、商品名メガファックF171、F173、R-08、R-30、R-40、F-553、F-554、RS-75、RS-72-K(DIC(株)製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム(株)製)、商品名アサヒガードAG710,サーフロンS-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、BYK-302、BYK-307、BYK-322、BYK-323、BYK-330、BYK-333、BYK-370、BYK-375、BYK-378(ビックケミー・ジャパン(株)製)等が挙げられる。
 これらの界面活性剤は、単独で使用しても、2種以上組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の使用量は、トリアジン環含有重合体100質量部に対して0.0001~5質量部が好ましく、0.001~1質量部がより好ましく、0.01~0.5質量部がより一層好ましい。
 無機微粒子としては、例えば、Be,Al,Si,Ti,V,Fe,Cu,Zn,Y,Zr,Nb,Mo,In,Sn,Sb,Ta,W,Pb,BiおよびCeからなる群から選ばれる1種または2種以上の金属の酸化物、硫化物または窒化物が挙げられ、特に、これらの金属酸化物が好適である。なお、無機微粒子は単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
 金属酸化物の具体例としては、Al23、ZnO、TiO2、ZrO2、Fe23、Sb25、BeO、ZnO、SnO2、CeO2、SiO2、WO3などが挙げられる。
 また、複数の金属酸化物を複合酸化物として用いることも有効である。複合酸化物とは、微粒子の製造段階で2種以上の無機酸化物を混合させたものである。例えば、TiO2とZrO2、TiO2とZrO2とSnO2、ZrO2とSnO2との複合酸化物などが挙げられる。
 さらに、上記金属の化合物であってもよい。例えば、ZnSb26、BaTiO3、SrTiO3、SrSnO3などが挙げられる。これらの化合物は、単独でまたは2種以上を混合して用いることができ、さらに上記の酸化物と混合して用いてもよい。
 なお、上記その他の成分は、本発明の組成物を調製する際の任意の工程で添加することができる。
 本発明の膜形成用組成物は、基材に塗布し、その後、必要に応じて加熱して溶剤を蒸発させた後、加熱または光照射して所望の硬化膜とすることができる。
 組成物の塗布方法は任意であり、例えば、スピンコート法、ディップ法、フローコート法、インクジェット法、ジェットディスペンサー法、スプレー法、バーコート法、グラビアコート法、スリットコート法、ロールコート法、転写印刷法、刷毛塗り、ブレードコート法、エアーナイフコート法等の方法を採用できる。
 また、基材としては、シリコン、インジウム錫酸化物(ITO)が成膜されたガラス、インジウム亜鉛酸化物(IZO)が成膜されたガラス、金属ナノワイヤ、ポリエチレンテレフタレート(PET)、プラスチック、ガラス、石英、セラミックス等からなる基材等が挙げられ、可撓性を有するフレキシブル基材を用いることもできる。
 焼成温度は、溶媒を蒸発させる目的では特に限定されず、例えば110~400℃で行うことができる。
 焼成方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ホットプレートやオーブンを用いて、大気、窒素等の不活性ガス、真空中等の適切な雰囲気下で蒸発させればよい。
 焼成温度および焼成時間は、目的とする電子デバイスのプロセス工程に適合した条件を選択すればよく、得られる膜の物性値が電子デバイスの要求特性に適合するような焼成条件を選択すればよい。
 光照射する場合の条件も特に限定されるものではなく、用いるトリアジン環含有重合体および架橋剤に応じて、適宜な照射エネルギーおよび時間を採用すればよい。
 以上のようにして得られた本発明の薄膜や硬化膜は、高耐熱性、高屈折率、および低体積収縮を達成できるため、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ、タッチパネル、光半導体(LED)素子、固体撮像素子、有機薄膜太陽電池、色素増感太陽電池、有機薄膜トランジスタ(TFT)、レンズ、プリズムカメラ、双眼鏡、顕微鏡、半導体露光装置などを作製する際の一部材など、電子デバイスや光学材料分野に好適に利用できる。
 特に、本発明の組成物から作製された薄膜や硬化膜は、透明性が高く、屈折率も高いため、ITOや銀ナノワイヤ等の透明導電膜の保護膜として用いた場合に、その視認性を改善することができるとともに、透明導電膜の劣化を抑制することができる。
 透明導電膜としては、ITOフィルム、IZOフィルム、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤ、金属ナノメッシュ等の導電性ナノ構造を有する透明導電膜が好ましく、導電性ナノ構造を有する透明導電膜がより好ましい。導電性ナノ構造を構成する金属は特に限定されないが、銀、金、銅、ニッケル、白金、コバルト、鉄、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、カドミウム、オスミウム、イリジウム、これらの合金等が挙げられる。すなわち、銀ナノ粒子、銀ナノワイヤ、銀ナノメッシュ、金ナノ粒子、金ナノワイヤ、金ナノメッシュ、銅ナノ粒子、銅ナノワイヤ、銅ナノメッシュ等を有する透明導電膜が好ましく、特に銀ナノワイヤを有する透明導電膜が好ましい。
 以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、実施例で用いた各測定装置は以下のとおりである。
1H-NMR]
 装置:Varian NMR System 400NB(400MHz)
    JEOL-ECA700(700MHz)
 測定溶媒:DMSO-d6
 基準物質:テトラメチルシラン(TMS)(δ0.0ppm)
[GPC]
 装置:東ソー(株)製 HLC-8200 GPC
 カラム:Shodex KF-804L+KF-805L
 カラム温度:40℃
 溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
 検出器:UV(254nm)
 検量線:標準ポリスチレン
[エリプソメーター]
 装置:ジェー・エー・ウーラム・ジャパン製 多入射角分光エリプソメーターVASE
[1]トリアジン環含有重合体の合成
[実施例1-1]高分子化合物[4]の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 200mL四口フラスコに、m-フェニレンジアミン[2](6.00g、0.055mol、AminoChem社製)、およびジメチルアセトアミド78.88g(DMAc、純正化学(株)製)を加え、窒素置換した後、m-フェニレンジアミン[2]をDMAcに溶解させた。その後、エタノール-ドライアイス浴により-10℃まで冷却し、2,4,6-トリクロロ-1,3,5-トリアジン[1](9.22g、0.05mol、エポニックデグザ社製)をバス温が0℃以上にならないよう確認しながら投入した。1時間撹拌後、反応溶液を、予めDMAc64.16gを加え、窒素置換後、オイルバスで85℃に設定した500mL四口フラスコに滴下した。1時間撹拌後、4-トリフルオロメチルアニリン[3](23.90g、0.15mol、Tianjin Jiahan Chemical社製)を滴下し、3時間撹拌した。その後、室温まで降温し、n-プロピルアミン(13.0g、東京化成工業(株)製)を滴下し、1時間撹拌後、撹拌を停止した。反応溶液をイオン交換水(910g)に滴下して再沈殿させた。沈殿物をろ過し、THF(73.75g)に再溶解させ、その溶液を、メタノール(300g)およびイオン交換水(200g)の混合溶液中に滴下し、再度、再沈殿させた。得られた沈殿物をろ過し、減圧乾燥機で120℃、6時間乾燥し、目的とする高分子化合物[4](以下、TDF111という)16.7gを得た。TDF111の1H-NMRスペクトルの測定結果を図1に示す。
 TDF111のGPCによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは3,300、多分散度Mw/Mnは4.4であった。
 実施例1-1で得られたTDF111(0.5g)を、メチルエチルケトン(4.5g)、メチルイソブチルケトン(4.5g)、酢酸ノルマルプロピル(4.5g)にそれぞれ溶解させたところ、いずれの溶媒にも溶解し、均一なワニスが得られた。
[2]膜形成用組成物および被膜の作製
[実施例2-1]
 実施例1-1で得られたTDF111(4.0g)を、PGMEA(40.0g)に溶かし、均一透明なワニスを調製した(以下、TDF111V1という)。
 得られたTDF111V1を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて500nm狙いでスピンコートし、150℃のホットプレートで2分間焼成して被膜(以下、TDF111F1)を得た。
 上記実施例2-1で作製したTDF111F1の屈折率および膜厚を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
 表1に示されるように、実施例1-1で得られた高分子化合物から作製した薄膜は、1.72を超える屈折率を有していることがわかる。
[3]架橋剤添加膜形成組成物の調製および硬化膜の作製
[実施例3-1]
 実施例2-1で調製したTDF111V1(33.3g)に、架橋剤として1質量%PGMEA溶液のエトキシ化グリセリントリアクリレート(A-GLY-20E、200mPa・s、新中村化学工業(株)製)11.1gおよび1質量%PGMEA溶液のエトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート(ATM-35E、350mPa・s、新中村化学工業(株)製)3.33g、光ラジカル重合開始剤として1質量%PGMEA溶液のイルガキュア184(BASF社製)8.89g、界面活性剤として1質量%PGMEA溶液のメガファックR-559(DIC(株)製)3.33g、並びにPGMEA60.0gを加えて目視で溶解したことを確認し、固形分3質量%のワニスを調製した(TDF11VF1という)。
 このTDF11VF1を無アルカリガラス基板上にスピンコーターにて200rpmで5秒間、1000rpmで30秒間スピンコートし、オーブンを用いて120℃で3分間焼成した。その後、高圧水銀ランプにより、積算露光量200mJ/cm2で硬化させて硬化膜を作製した。
 得られた硬化膜の屈折率を測定したところ、550nmにおける屈折率は1.730であった。
[実施例3-2]
 実施例2-1で調製したTDF111V1(0.61g)に、架橋剤として1質量%PGMEA溶液のエトキシ化グリセリントリアクリレート(A-GLY-20E、200mPa・s、新中村化学工業(株)製)1.23gおよび1質量%PGMEA溶液のエトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート(ATM-35E、350mPa・s、新中村化学工業(株)製)0.37g、光ラジカル重合開始剤として1質量%PGMEA溶液のイルガキュア184(BASF社製)0.98g、界面活性剤として1質量%PGMEA溶液のメガファックR-559(DIC(株)製)0.123g、並びにPGMEA1.07gを加えて目視で溶解したことを確認し、固形分3質量%のワニスを調製した(TDF11VF2という)。
 このTDF11VF2を用いた以外は、実施例3-1と同様にして硬化膜を作製した。
 得られた硬化膜の屈折率を測定したところ、550nmにおける屈折率は1.702であった。
[実施例3-3]
 実施例1-1で得られたTDF-111(20g)を、酢酸ノルマルプロピル(NPAC)80gに溶かし、20質量%の溶液(以下、TDF-111VP1という。)を調製した。
 調製したTDF-111VP1 8.74g、10質量%NPAC溶液のKAYARAD DN-0075(3000~5000mPa・s、日本化薬(株)製)52.41g、10質量%NPAC溶液のエトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート(ATM-35E、分子量1,892、350mPa・s、新中村化学工業(株)製)3.49g、5質量%プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)溶液の光ラジカル開始剤イルガキュア2959(BASF社製)1.40g、0.1質量%NPAC溶液のカレンズMT NR1(昭和電工(株)製)5.24g、1質量%NPAC溶液の界面活性剤メガファックR-40(DIC(株)製)1.747g、NPAC35.48gおよびPGME41.49gを加え、目視で溶解したことを確認して総固形分濃度5質量%のワニス(以下、TDF-111VPF1という。)を調製した。
 このTDF-111VPF1をソーダライムガラス基板上にスピンコーターを用いて200rpmで5秒、1,500rpmで30秒スピンコートし、ホットプレートを用いて80℃で2分間乾燥した。その後、高圧水銀ランプを用いて、大気下で、積算露光量600mJ/cm2で硬化させ、膜厚250nmの硬化膜を得た。
 得られた硬化膜の屈折率を測定したところ、550nmにおける屈折率は1.558であった。
 また、得られた硬化膜を、ベンコットによる耐擦傷試験を250g荷重、10往復にて行った結果、目視、光学顕微鏡観察により傷が入っていないことが確認された。さらにIPAをベンコットにしみこませ同様の条件にてラビング耐性試験を行った結果、目視、光学顕微鏡観察により傷が入っていないことが確認された。

Claims (13)

  1.  下記式(1)で表される繰り返し単位構造を含み、少なくとも1つのトリアジン環末端を有し、このトリアジン環末端の少なくとも一部が、フッ素原子含有アリールアミノ基で封止されていることを特徴とするトリアジン環含有重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    {式中、RおよびR′は、互いに独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、またはアラルキル基を表し、
     Arは、式(2)~(13)で示される群から選ばれる少なくとも1種を表す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    〔式中、R1~R92は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、スルホ基、炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基、または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルコキシ基を表し、
     R93およびR94は、水素原子または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基を表し、
     W1およびW2は、互いに独立して、単結合、CR9596(R95およびR96は、互いに独立して、水素原子または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基(ただし、これらは一緒になって環を形成していてもよい。)を表す。)、C=O、O、S、SO、SO2、またはNR97(R97は、水素原子または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基を表す。)を表し、
     X1およびX2は、互いに独立して、単結合、炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキレン基、または式(14)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、R98~R101は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、スルホ基、炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキル基、または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルコキシ基を表し、
     Y1およびY2は、互いに独立して、単結合または炭素数1~10の分岐構造を有していてもよいアルキレン基を表す。)で示される基を表す。〕
  2.  前記R1~R92およびR98~R101が、水素原子である請求項1記載のトリアジン環含有重合体。
  3.  前記フッ素原子含有アリールアミノ基が、式(15)で示される請求項1または2記載のトリアジン環含有重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式中、R102は、フッ素原子または炭素数1~10のフルオロアルキル基を表す。)
  4.  前記フッ素原子含有アリールアミノ基が、式(16)で示される請求項3記載のトリアジン環含有重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (式中、R102は、前記と同じ意味を表す。)
  5.  前記R102が、炭素数1~10のパーフルオロアルキル基である請求項3または4記載のトリアジン環含有重合体。
  6.  前記Arが、式(17)で示される請求項1~5のいずれか1項記載のトリアジン環含有重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
  7.  請求項1~6のいずれか1項記載のトリアジン環含有重合体と有機溶媒とを含む膜形成用組成物。
  8.  前記有機溶媒が、グリコールエステル系溶媒、ケトン系溶媒、およびエステル系溶媒から選ばれる少なくとも1種である請求項7記載の膜形成用組成物。
  9.  さらに架橋剤を含む請求項7または8記載の膜形成用組成物。
  10.  前記架橋剤が、多官能(メタ)アクリル化合物である請求項9記載の膜形成用組成物。
  11.  請求項7~10のいずれか1項記載の膜形成用組成物から得られる薄膜。
  12.  基材と、この基材上に形成された請求項11記載の薄膜とを備える電子デバイス。
  13.  基材と、この基材上に形成された請求項11記載の薄膜とを備える光学部材。
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