WO2023136203A1 - 樹脂組成物、膜、及び表示装置 - Google Patents
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Definitions
- the resin composition of the present invention it is possible to provide a resin composition having excellent developability, a film formed from the resin composition, and a display device containing the film.
- R b1 and R b2 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the alkyl group is a hydroxy group. may be substituted.
- X b1 and X b2 are a single bond, *-R b3 -, *-R b3 -O-, *-R b3 -S- or * —R b3 —NH—.
- R b3 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms. * represents a bond with O.
- the temperature inside the flask was adjusted to 90 ⁇ 1° C. and the reaction was carried out for 6 hours.
- the reaction solution is cooled to 40° C. or less, and 0.12 parts by mass of a polymerization inhibitor, 12.4 parts by mass of 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether, 4.5 parts by mass of triphenylphosphine, and propylene glycol monomethyl are added.
- an addition reaction was carried out at an inside temperature of the flask of 110 ⁇ 1°C to obtain a binder resin solution.
- Photomasks for forming dot patterns of 30 ⁇ m, 10 ⁇ m, 5 ⁇ m, 4 ⁇ m, 3 ⁇ m, 2 ⁇ m, and 1.5 ⁇ m square were used.
- the resin composition layer after light irradiation is developed by immersion in an aqueous developer containing 0.3% tetramethylammonium hydroxide at 23°C for 30 seconds, and after washing with water, the resin composition layer is hot plated at 230°C for 5 minutes. and post-baked at , resulting in a pattern.
- HMDS hexamethyldisilazane
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Abstract
Description
[1] 樹脂(A)、無機粒子(B)及び溶剤(E)を含み、
前記樹脂(A)は、置換基を有していてもよいカルバゾール環を有する構成単位(Ab)を有する、樹脂組成物。
[2] 前記樹脂(A)は、構成単位(Ab)と、炭素数2~4の環状エーテル構造を有する不飽和化合物に由来する構成単位(Aa)と、を有する、[1]に記載の樹脂組成物。
[3] 前記構成単位(Aa)は、不飽和脂環式炭化水素がエポキシ化された構造を有する、[2]に記載の樹脂組成物。
[4] 前記樹脂(A)は、構成単位(Aa)と、構成単位(Ab)と、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物からなる群に属する化合物によって導かれる構成単位(Ac1)と、を有する、[2]又は[3]に記載の樹脂組成物。
[5] [1]~[4]のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成された膜。
[6] [5]に記載の膜が含まれる表示装置。
本発明の樹脂組成物は、樹脂(以下、樹脂(A)と称する。)、無機粒子(B)及び溶剤(以下、溶剤(E)と称する。)を含む。樹脂(A)は、置換基を有していてもよいカルバゾール環を有する構成単位(Ab)(以下「構成単位(Ab)」と称する。)を有する。本発明の樹脂組成物は、樹脂(A)が構成単位(Ab)を有することにより、樹脂組成物により得られる膜の屈折率を向上させることができる。膜の屈折率を向上させることにより、膜を介して取り出す光の取り出し効率や膜を介しての光の集光効率を向上させることができる。本発明の樹脂組成物は、無機粒子(B)を含むことにより、樹脂組成物により得られる膜の屈折率をさらに向上させることができる。また、本発明の樹脂組成物は、構成単位(Ab)を有する樹脂(A)と無機粒子(B)とをともに含むことにより、膜を形成する際の現像性を向上させることができ、さらには解像性をも向上させることができる。なお解像性は、50μm以下であればよく、好ましくは40μm以下、さらに好ましくは30μm以下である。
樹脂(A)は、構成単位(Ab)を有し、炭素数2~4の環状エーテル構造を有する構成単位(Aa)(以下「構成単位(Aa)」と称する。)をさらに有していてもよい。樹脂(A)は、さらに、構成単位(Ab)又は(Aa)と共重合可能であり、かつ、構成単位(Aa)及び(Ab)以外の構成単位(以下、構成単位(Ac)と称する。)をさらに含んでもよい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を表す。「(メタ)アクリロイル」及び「(メタ)アクリレート」等の表記も、同様の意味を有する。樹脂(A)は、構成単位(Ab)及び構成単位(Aa)を、それぞれ2種以上含んでいてもよい。
構成単位(Ab)は、置換基を有していてもよいカルバゾール環を有する不飽和化合物から導くことができる。該不飽和化合物から導かれる構成単位は、該不飽和化合物を単量体として用いて樹脂を製造することによって得ることができる。あるいは、他の構成単位(Ab’)に、置換基を有していてもよいカルバゾール環を有する化合物(Ab’’)を反応させることによって得ることもできる。
R2~R9は、互いに独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の飽和炭化水素基又は炭素数6~20のアリール基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、アルコキシ基又はアリール基で置換されていてもよい。
Xは、単結合、炭素数1以上のアルカンジイル基、もしくは直鎖状又は分枝鎖状の下記の式(V)で表される基を表す。
構成単位(Aa)は、炭素数2~4の環状エーテル構造(例えば、オキシラン環、オキセタン環及びテトラヒドロフラン環からなる群から選ばれる少なくとも1種)を有する不飽和化合物から導くことができる。炭素数2~4の環状エーテル構造を有する不飽和化合物から導かれる構成単位とは、該不飽和化合物を単量体として用いて共重合体を製造することによって得ることができる。あるいは、他の構成単位(以下、構成単位(Aa’)と称する。)に、炭素数2~4の環状エーテル構造を有する化合物を反応させることによって得ることもできる。
Xb1及びXb2は、単結合、*-Rb3-、*-Rb3-O-、*-Rb3-S-又は*-Rb3-NH-を表す。
Rb3は、炭素数1~6のアルカンジイル基を表す。
*は、Oとの結合手を表す。]
水素原子がヒドロキシで置換されたアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基、1-ヒドロキシプロピル基、2-ヒドロキシプロピル基、3-ヒドロキシプロピル基、1-ヒドロキシ-1-メチルエチル基、2-ヒドロキシ-1-メチルエチル基、1-ヒドロキシブチル基、2-ヒドロキシブチル基、3-ヒドロキシブチル基、4-ヒドロキシブチル基等が挙げられる。
[式(Aa-1)及び式(Aa-2)中、Rb1及びRb2は、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、該アルキル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基で置換されていてもよい。
Xb1及びXb2は、単結合、*-Rb3-、*-Rb3-O-、*-Rb3-S-又は*
-Rb3-NH-を表す。
Rb3は、炭素数1~6のアルカンジイル基を表す。
*は、Oとの結合手を表す。]
構成単位(Ac)としては、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物からなる群に属する化合物によって導かれる構成単位(以下「構成単位(Ac1)」と称する。)が挙げられる。不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物からなる群に属する化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、o-、m-、p-ビニル安息香酸等の不飽和モノカルボン酸;
マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、3-ビニルフタル酸、4-ビニルフタル酸、3,4,5,6-テトラヒドロフタル酸、1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸、ジメチルテトラヒドロフタル酸、1,4-シクロヘキセンジカルボン酸等の不飽和ジカルボン酸;
メチル-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸、5-カルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-カルボキシ-5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-カルボキシ-5-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-カルボキシ-6-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-カルボキシ-6-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン等のカルボキシ基を含有するビシクロ不飽和化合物;
無水マレイン酸、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、3-ビニルフタル酸無水物、4-ビニルフタル酸無水物、3,4,5,6-テトラヒドロフタル酸無水物、1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸無水物、ジメチルテトラヒドロフタル酸無水物、5,6-ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン無水物等の不飽和ジカルボン酸無水物;こはく酸モノ〔2-(メタ)アクリロイルオキシエチル〕、フタル酸モノ〔2-(メタ)アクリロイルオキシエチル〕等の2価以上の多価カルボン酸の不飽和モノ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕エステル;
α-(ヒドロキシメチル)アクリル酸などの、同一分子中にヒドロキシ基及びカルボキシ基を含有する不飽和アクリレート等が挙げられる。
メチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イル(メタ)アクリレート(当該技術分野では、慣用名として「ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート」といわれている。また、「トリシクロデシル(メタ)アクリレート」と称する。)、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン-8-イル(メタ)アクリレート(当該技術分野では、慣用名として「ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート」といわれている。)、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、プロパルギル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル;
マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等のジカルボン酸ジエステル;
ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-ヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-ヒドロキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-(2’-ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-メトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-エトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン等のビシクロ不飽和化合物;
N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-スクシンイミジル-3-マレイミドベンゾエート、N-スクシンイミジル-4-マレイミドブチレート等のジカルボニルイミド誘導体;
スチレン、α-メチルスチレン、o-ビニルトルエン、m-ビニルトルエン、p-ビニルトルエン、p-メトキシスチレン、(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、(メタ)アクリルアミド、酢酸ビニル、1,3-ブタジエン、イソプレン及び2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン等から導かれる構成単位が挙げられる。樹脂(A)は、構成単位(Ac1)を有していることが好ましい。
樹脂(A)は、例えば、以下の樹脂[K1]または[K2]である。
樹脂[K1]:構成単位(Aa)及び構成単位(Ab)から構成される共重合体;
樹脂[K2]:構成単位(Aa)、構成単位(Ab)及び構成単位(Ac)から構成される共重合体。
樹脂(A)は、樹脂[K2]であることが好ましい。さらに、樹脂[K2]の中でも、構成単位(Ac)として構成単位(Ac1)を含むことが好ましく、構成単位(Aa)と、構成単位(Ab)と、構成単位(Ac1)とからなる樹脂が好ましい。
樹脂(A)が構成単位(Ac1)を含む場合、その含有率は、樹脂(A)を構成する全構成単位に対して、1~50モル%が好ましく、5~40モル%がより好ましい。
構成単位(Aa);5~95モル%、
構成単位(Ab);5~95モル%、であることが好ましく、
構成単位(Aa);10~70モル%、
構成単位(Ab);30~90モル%、であることがより好ましい。
具体的には、構成単位(Aa)及び構成単位(Ab)の所定量、重合開始剤及び溶剤等を反応容器中に入れて、例えば、窒素により酸素を置換することにより、脱酸素雰囲気にし、攪拌しながら、加熱及び保温する方法が挙げられる。なお、重合開始剤及び溶剤等は、特に限定されず、当該分野で通常使用されているものを使用することができる。重合開始剤としては、例えば、アゾ化合物(2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等)や有機過酸化物(ベンゾイルペルオキシド等)が挙げられ、溶剤としては、各モノマーを溶解するものであればよく、樹脂組成物に用いられる後述の溶剤等が挙げられる。
構成単位(Ab);5~98モル%、
構成単位(Ac);1~50モル%であることが好ましく、
構成単位(Aa);3~80モル%、
構成単位(Ab);17~90モル%、
構成単位(Ac);3~40モル%、
であることがより好ましく、
構成単位(Aa);3~80モル%、
構成単位(Ab);50~90モル%、
構成単位(Ac);3~40モル%、
であることがさらに好ましい。
構成単位(Aa);1~70モル%、
構成単位(Ab);5~90モル%、
構成単位(Ac1);1~50モル%であることが好ましく、
構成単位(Aa);3~50モル%、
構成単位(Ab);20~90モル%、
構成単位(Ac1);5~40モル%であることがより好ましく、
構成単位(Aa);3~50モル%、
構成単位(Ab);50~90モル%、
構成単位(Ac1);5~40モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(Aa);1~90モル%、
構成単位(Ab);5~98モル%、
構成単位(Ac2);1~50モル%であることが好ましく、
構成単位(Aa);3~70モル%、
構成単位(Ab);20~90モル%、
構成単位(Ac2);3~40モル%であることがより好ましく、
構成単位(Aa);3~70モル%、
構成単位(Ab);50~90モル%、
構成単位(Ac2);3~40モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(Aa);1~70モル%、
構成単位(Ab);5~90モル%、
構成単位(Ac1);1~50モル%、
構成単位(Ac2);1~40モル%であることが好ましく、
構成単位(Aa);3~50モル%、
構成単位(Ab);10~90モル%、
構成単位(Ac1);5~35モル%、
構成単位(Ac2);1~30モル%であることがより好ましく、
構成単位(Aa);3~50モル%、
構成単位(Ab);50~90モル%、
構成単位(Ac1);5~35モル%、
構成単位(Ac2);1~30モル%であることがより好ましい。
本発明に使用する無機粒子(B)としては、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の金属塩、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、二酸化ケイ素(シリカ)、酸化チタン(チタニア)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、ガラス、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の金属酸化物等が挙げられる。この中でも、金属酸化物が好ましい。無機粒子は表面処理が施されていてもよい。本発明では、1種類の無機粒子を用いてもよいし、2種類以上の無機粒子を用いてもよい。無機粒子としては、形状は限定されないが、光の取り出し効率や光の集光効率を制御しやすい観点から球状の無機粒子が好ましい。
重合性化合物(C)は、熱又は重合開始剤(D)の作用により反応するモノマーであり、該モノマーとして、例えば、エチレン性不飽和結合を有する化合物が挙げられ、好ましくは(メタ)アクリル化合物が挙げられ、より好ましくはアクリロイル基及びメタクリロイル基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基を有する化合物が挙げられる。
)アクリレート、エチレンオキシド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3-メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
重合開始剤(D)は、光や熱の作用により活性ラジカル、酸等を発生し、重合性化合物(C)の重合を開始しうる化合物であれば特に限定されることなく、公知の重合開始剤を用いることができる。重合開始剤(D)としては、O-アシルオキシム化合物、アルキルフェノン化合物、トリアジン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物及びビイミダゾール化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む重合開始剤が好ましく、O-アシルオキシム化合物を含む重合開始剤がより好ましい。これらの重合開始剤であると、高感度であり、かつ可視光領域における透過率が高くなる傾向がある。
以下、*は結合手を表す。
重合開始助剤(H)は、重合開始剤(D)とともに、重合開始剤(D)によって重合が開始された重合性化合物(C)の重合を促進するために用いられる化合物、もしくは増感剤である。
レベリング剤(L)としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤及びフッ素原子を有するシリコーン系界面活性剤等が挙げられる。これらは、側鎖に重合性基を有していてもよい。
である。
酸化防止剤(F)としては、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤が挙げられる。中でも、得られる膜の着色が少ないという点で、フェノール系酸化防止剤が好ましい。
もよい。市販されているフェノール系酸化防止剤としては、例えば、スミライザー(登録商標)BHT、GM、GS、GP(以上、全て住友化学(株)製)、イルガノックス(登録商標)1010、1076、1330、3114(以上、全てBASF(株)製)が挙げられる。
<多価カルボン酸(G1)>
多価カルボン酸(G1)は、多価カルボン酸無水物及び多価カルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である。多価カルボン酸とは、2つ以上のカルボキシ基を有する化合物であり、多価カルボン酸無水物とは、多価カルボン酸の無水物である。多価カルボン酸(G1)の分子量は、好ましくは3000以下、より好ましくは1000以下である。
イミダゾール化合物(G2)は、イミダゾール骨格を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、エポキシ硬化剤として知られている化合物が挙げられる。中でも、式(G2-1)で表される化合物が好ましい。
R32~R34は、互いに独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20のアルキル
基、フェニル基、ニトロ基又は炭素数1~20のアシル基を表し、該アルキル基及び該フェニル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基で置換されていてもよい。]
炭素数2~5のシアノアルキル基としては、例えば、シアノメチル基、シアノエチル基、シアノプロピル基、シアノブチル基、シアノペンチル基が挙げられる。
炭素数1~20のアシル基としては、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ラウロイル基、ミリストイル基、ステアロイル基が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、溶剤(E)を含有する。溶剤(E)としては、特に限定されず、当該分野で通常使用される溶剤を挙げることができる。例えば、エステル溶剤(分子内に-COO-を含み、-O-を含まない溶剤)、エーテル溶剤(分子内に-O-を含み、-COO-を含まない溶剤)、エーテルエステル溶剤(分子内に-COO-と-O-とを含む溶剤)、ケトン溶剤(分子内に-CO-を含み、-COO-を含まない溶剤)、アルコール溶剤(分子内にOHを含み、-O-、-CO-及び-COO-を含まない溶剤)、芳香族炭化水素溶剤、アミド溶剤、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物には、必要に応じて、充填剤、その他の高分子化合物、紫外線吸収剤、連鎖移動剤、密着促進剤等、当該技術分野において公知の添加剤を含有していてもよい。
本発明の樹脂組成物は、樹脂(A)、無機粒子(B)、及び溶剤(E)、並びに、必要に応じて用いられる重合性化合物(C)、重合開始剤(D)、重合開始助剤(H)、レベリング剤(L)、酸化防止剤(F)、硬化剤(G)及びその他の成分を、公知の方法で混合することにより製造することができる。
膜は、本発明の樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥後、加熱することにより製造することができる。より具体的には、本発明の膜の製造方法は、以下の工程(1)~(5)を含む。
工程(1):本発明の樹脂組成物を基板に塗布する工程、
工程(2):塗布後の樹脂組成物を減圧乾燥及び/又は加熱乾燥させて、組成物層を形成する工程、
工程(3):組成物層を、フォトマスクを介して露光する工程、
工程(4):露光後の組成物層を現像する工程、
工程(5):現像後の組成物層を加熱する工程。
露光面全体に均一に平行光線を照射することや、フォトマスクと組成物層との正確な位置合わせを行うことができるため、マスクアライナ、ステッパ等の露光装置を用いることが好ましい。
のいずれでもよい。さらに現像時に基板を任意の角度に傾けてもよい。現像後は、水洗することが好ましい。
このようにして得られる膜は、屈折率が高くかつ優れた現像性を有するため、例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置や電子ペーパーにおいて用いられるカラーフィルタ基板として有用である。これにより、高品質の膜を備えた表示装置を製造することが可能となる。このようにして得られる膜は、屈折率が高くかつ優れた現像性を有するため、例えば、マイクロレンズアレイとして有用である。マイクロレンズアレイは、従来のマイクロレンズアレイと同様の用途に用いることができる。例えば、表示装置、固体撮像素子に配置して用いることができる。表示装置においては、各画素に対応するようにマイクロレンズを配置し、各画素からマイクロレンズを介して光が出射されるように構成することにより、各画素からの光取り出し効率を向上させることができる。固体撮像素子においては、複数の光電変換素子からなる光電変換素子層と、カラーフィルターと、マイクロレンズアレイと、が順に積層された構成とし、さらに各光電変換素子に対応するようにマイクロレンズを配置し、マイクロレンズを介して光電変換素子に光が入射されるように構成することにより、各光電変換素子への集光効率を向上させることができる。
還流冷却器、滴下ロート及び攪拌機を備えた1Lのフラスコ内に窒素を適量流し窒素雰囲気に置換し、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート297重量部およびシクロペンタノン9重量部を入れ、攪拌しながら85℃まで加熱した。次いで、3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.0 2,6]デカン-8又は/及び9-イルアクリレートの混合物28.5重量部、アクリル酸38.5重量部、9-ビニルカルバゾール233重量部、シクロペンタノン200重量部の混合溶液を5時間かけて滴下した。一方、2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)4重量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート190重量部に溶解した混合溶液を5時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間同温度で保持した後、室温まで冷却して、B型粘度(23℃)100mPas、固形分33.7重量%の共重合体を得た。生成した共重合体の重量平均分子量Mwは15000、分散度2.76であった。
攪拌翼、還流冷却管、温度計及び滴下ロートを備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100質量部を仕込み、90℃に加温した。ビニルカルバゾール52.6質量部、2-(アセトアセトキシ)エチルメタクリレート6.6質量部、メタクリル酸23.1質量部、アゾビス(イソブチロニトリル)5.0質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート150質量部を混合した溶液を、滴下ロートにてフラスコ内に連続滴下を開始した。混合溶液滴下中のフラスコ内温度を90±1℃に保ち、3時間で滴下を終了した。
滴下終了後、フラスコ内温度を90±1℃にして6時間反応を行った。
反応後、反応液を40℃以下になるまで冷却し、重合禁止剤0.12質量部、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル12.4質量部、トリフェニルホスフィン4.5質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50質量部を投入し、フラスコ内温度を110℃まで昇温させた後、フラスコ内温度110±1℃にて付加反応を行うことによりバインダー樹脂溶液を得た。
装置:HLC-8120GPC(東ソー(株)製)
カラム:TSK-GELG2000HXL
カラム温度:40℃
溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
流速:1.0mL/min
被検液固形分濃度:0.001~0.01質量%
注入量:50μL
検出器:RI
較正用標準物質:TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40、F-4、F-288、A-2500、A-500(東ソー(株)製)
上記で得られたポリスチレン換算の重量平均分子量及び数平均分子量の比(Mw/Mn)を分散度とした。
分散剤(固形分50%、固形分換算の酸価100mgKOH/g、重量平均分子量3,000)14部、酸化ジルコニウム粒子35部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート51部、及び分散メディアとして平均粒子径が50μmの酸化ジルコニウムビーズ150部を、300mL瓶に入れ、分散機(セイワ技研社製ロッキングシェーカーRS-05W)を用いて、60Hzにて10時間分散させた。その後、酸化ジルコニウムビーズをろ過にて取り除くことにより、酸化ジルコニウム粒子を無機粒子として含む無機粒子分散液(b1)を得た。得られた無機粒子分散液(b1)中の不揮発分は、42質量%であり、酸化ジルコニウム粒子の平均粒子径は、30nmであった。
酸化チタン粒子(平均粒子径300nm)を15.0部、酸性樹脂型顔料分散剤を2.0部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート83部を混合し、平均粒子径が0.4mmの酸化ジルコニウムビーズ300部を加え、ペイントコンディショナー(LAU社製)を使用して1時間振盪した。その後、酸化ジルコニウムビーズをろ過により除去して酸化チタン粒子を無機粒子として含む無機粒子分散液(b3)を得た。
<樹脂組成物の調製>
表1に示す樹脂(A)、重合性化合物(C)、重合開始剤(D)、無機粒子(B)、レベリング剤(L)及び溶剤(E)を、表1に示す割合で混合して樹脂組成物を得た。表1において、各成分の部数は、固形分換算の質量部を表す。
樹脂(A):
(a1):合成例1により得られた樹脂(固形分換算)
重合性化合物(C):
(c1):ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(KAYARAD(登録商標)DPHA;日本化薬(株)製)、
重合開始剤(D):
(d1):N-ベンゾイルオキシ-1-(4-フェニルスルファニルフェニル)オクタン-1-オン-2-イミン(イルガキュア(登録商標)OXE01;BASF(株)製)
無機粒子(B):
(b1):分散例1により得られた無機粒子分散液(固形分換算(無機粒子及び分散剤の合計量))
(b2):KE-E-150(シーホスター(登録商標);(株)日本触媒製)(20%エチレングリコール液、固形分換算、平均粒子径1500nm)
(b3):分散例2により得られた無機粒子分散液(固形分換算(無機粒子及び分散剤の合計量))
レベリング剤(L):
(l1):ポリエーテル変性シリコーンオイル:商品名トーレシリコーンSH8400:東レダウコーニング(株)製
溶剤(E):
(e1)エチレングリコール
(e2)シクロペンタノン
(e3)プロピレングリコールモノメチルエーテル
(e4)プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
4インチのシリコン基板の表面に、HMDS(東京化成工業(株)製;ヘキサメチルジシラザン)を蒸気蒸着し、その上に樹脂組成物をスピンコート法で塗布した後、100℃で1分間ホットプレートでプリベークして樹脂組成物層を得た。放冷後、樹脂組成物層を形成した基板を露光機(NSR-2205i11D;ニコン(株)製)を用いて、露光量を600J/m2から200J/m2刻みで4200J/m2まで変化させて光照射した。フォトマスクとして、30μm、10μm、5μm、4μm、3μm、2μm、1.5μm角のドットパターンを形成するためのものを使用した。光照射後の樹脂組成物層を、0.3%テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを含む水系現像液に23℃で30秒間浸漬現像し、水洗後の、樹脂組成物層を230℃で5分間ホットプレートでポストベークし、パターンを得た。
得られたパターン付基板を、接触式膜厚測定装置(DEKTAK6M;(株)アルバック製)を用いて観察した。未露光部が現像され残膜が認められなければA、現像が不十分で残膜が認められればBとした。結果を表2に示す。
得られたパターン付基板を、顕微鏡(倍率500倍;VF-7510;(株)キーエンス製)を用いて観察し、基板上に形成されていた最小のパターンサイズを解像性能とした。結果を表3に示す。実施例1~8における解像性は、いずれも50μm以下であり、良好であった。比較例1は現像性が不十分であったため、解像性の評価ができなかった。
4インチのシリコン基板の表面に、HMDS(東京化成工業(株)製;ヘキサメチルジシラザン)を蒸気蒸着し、その上に樹脂組成物をスピンコート法で塗布した後、100℃で1分間ホットプレートでプリベークして樹脂組成物層を得た。冷却後、得られた樹脂組成物層に露光機(TME-150RSK;トプコン(株)製、光源;超高圧水銀灯)を用いて、大気雰囲気下、露光量(365nm基準)500mJ/cm2を照射し、230℃
で5分間加熱し、得られた膜を、分光エリプソメータ(M-220;日本分光(株)製)を用いて、550nmにおける屈折率を測定した。屈折率は、高いほどレンズ材として好ましい。結果を表4に示す。
Claims (6)
- 樹脂(A)、無機粒子(B)及び溶剤(E)を含み、
前記樹脂(A)は、置換基を有していてもよいカルバゾール環を有する構成単位(Ab)を有する、樹脂組成物。 - 前記樹脂(A)は、構成単位(Ab)と、炭素数2~4の環状エーテル構造を有する不飽和化合物に由来する構成単位(Aa)と、を有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記構成単位(Aa)は、不飽和脂環式炭化水素がエポキシ化された構造を有する、請求項2に記載の樹脂組成物。
- 前記樹脂(A)は、構成単位(Aa)と、構成単位(Ab)と、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物からなる群に属する化合物によって導かれる構成単位(Ac1)と、を有する、請求項2又は3に記載の樹脂組成物。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成された膜。
- 請求項5に記載の膜が含まれる表示装置。
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