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TW201406795A - 硬化性樹脂組成物及其用途 - Google Patents

硬化性樹脂組成物及其用途 Download PDF

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TW201406795A
TW201406795A TW102127417A TW102127417A TW201406795A TW 201406795 A TW201406795 A TW 201406795A TW 102127417 A TW102127417 A TW 102127417A TW 102127417 A TW102127417 A TW 102127417A TW 201406795 A TW201406795 A TW 201406795A
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resin composition
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TW102127417A
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Minoru Yamaguchi
Nobuhiro Maeda
Ryota Tamura
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Nippon Catalytic Chem Ind
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Abstract

本發明提供一種可穩定地發揮硬化性或硬化後之耐溶劑性、與基板(基材)之密合性、耐熱性及透明性等各種物性,且保存穩定性優異,可用於彩色濾光片等各種用途之硬化性樹脂組成物。又,本發明提供一種藉由此種硬化性樹脂組成物形成之硬化物、以及使用有該硬化物之彩色濾光片及顯示裝置。本發明之硬化性樹脂組成物含有(甲基)丙烯酸酯系聚合物、聚合性化合物及光聚合起始劑,且該(甲基)丙烯酸酯系聚合物係具有源自含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之結構單元的聚合物,該硬化性樹脂組成物係選自由進一步含有具有羥基之聚合物的形態、及該(甲基)丙烯酸酯系聚合物進一步具有羥基之形態所構成之群中的至少1種形態。

Description

硬化性樹脂組成物及其用途
本發明係關於一種硬化性樹脂組成物及其用途。更詳細而言,本發明係關於一種可用於液晶顯示裝置或固體攝像元件等中所使用之彩色濾光片、油墨、印刷版、印刷配線板、半導體元件、光阻等各種光學構件或電氣-電子機器等各種用途之硬化性樹脂組成物、其硬化物、使用硬化物之彩色濾光片及顯示裝置。
業界對可藉由熱或活性能量線而硬化之硬化性樹脂組成物於例如液晶顯示裝置或固體攝像元件等中所使用之彩色濾光片、油墨、印刷版、印刷配線板、半導體元件、光阻等各種光學構件或電氣-電子機器等各種用途中之應用進行了各種研究,開發出各用途所要求之特性優異之硬化性樹脂組成物。該等用途中,所謂彩色濾光片,係構成液晶顯示裝置或固體攝像元件等之主要構件,一般而言,其係由基板、至少三原色(紅(R)、綠(G)、藍(B))之像素、及分隔該等之樹脂黑矩陣(BM),以及用以被覆、保護像素及樹脂黑矩陣並且使該等之凹凸平坦化所設置之保護膜等而構成者。
通常,於使用硬化性樹脂組成物形成彩色濾光片之像素之情形時,採用對每一顏色之像素進行如下步驟並對各種顏色反覆進行與此相同之步驟之方法:(1)於整個基板面塗佈硬化性樹脂組成物之塗佈步驟;(2) 經由光罩對藉由塗佈步驟所形成之抗蝕劑膜進行圖案曝光而使曝光部硬化後,使硬化部不溶化之曝光步驟;及(3)藉由顯影液去除未曝光部後,藉由煅燒(烘烤)而使曝光部進一步硬化之顯影、煅燒(烘烤)處理步驟。若考慮到應用於此種彩色濾光片用途等中,則要求硬化性樹脂組成物具有硬化性或硬化後之耐溶劑性、與基板(基材)之密合性、耐熱性及透明性等各種物性。又,近年來,業界正推進光學構件或電氣-電子機器等之小型化、薄型化、省能源化,伴隨於此,對所使用之彩色濾光片等構件要求高品質之性能。
關於習知之硬化性樹脂組成物,作為適合於彩色濾光片用途之組成物,例如揭示有如下者:含有黏合劑樹脂、著色劑、光聚合性化合物、光聚合起始劑及溶劑之著色感光性樹脂組成物,該黏合劑樹脂具有由具有脂肪族多環式環氧基之單體所衍生之結構單元及由不飽和羧酸系單體所衍生之結構單元(參照專利文獻1);或者含有共聚物、感放射線性自由基聚合起始劑、乙烯性不飽和化合物、及著色劑之著色感光性樹脂組成物,該共聚物含有具有羧基/酚性羥基經熱分解性基所保護之殘基之結構單元、具有環氧基/氧雜環丁基之結構單元、及具有羧基/酚性羥基之結構單元(參照專利文獻2)。
[專利文獻1]日本特開2007-333847號公報
[專利文獻2]日本特開2012-22048號公報
如上所述,業界要求硬化性樹脂組成物具有硬化性或硬化後之耐溶劑性、與基板(亦稱為基材)之密合性、耐熱性及透明性等各種物性。另一方面,就操作之觀點而言,亦要求硬化性樹脂組成物其自身具有 保存穩定性(亦稱為儲存穩定性),且硬化物可穩定地發揮透明性或耐溶劑性、密合性、耐熱性等。並且,近年來,隨著顯示裝置等之技術之進步,亦對所使用之各構件強烈地要求更高之性能,例如彩色濾光片用途中,要求硬化後之高度透明性。然而,現狀係以先前之樹脂組成物無法充分應對該等要求。例如於專利文獻1或2中所記載之樹脂組成物由於硬化性並不充分,故而無法獲得透明性高之硬化物,又,保存穩定性亦不充分,因此尚有進行用以進一步提高樹脂組成物之硬化性,可穩定地發揮高度之透明性等之研究之空間。又,亦有進行用以改善樹脂組成物之保存穩定性之研究之空間。
本發明係鑒於上述現狀而完成者,其目的在於提供一種可穩定地發揮硬化性、硬化後之耐溶劑性、與基板(基材)之密合性、耐熱性及透明性等各種物性,且保存穩定性優異,可用於彩色濾光片等各種用途之硬化性樹脂組成物。又,本發明之目的亦在於提供一種藉由此種硬化性樹脂組成物所形成之硬化物、以及使用該硬化物之彩色濾光片及顯示裝置。
本發明人對可用於彩色濾光片等各種用途之硬化性樹脂組成物進行各種研究,結果著眼於若製成含有(甲基)丙烯酸酯系聚合物、聚合性化合物及光聚合起始劑之樹脂組成物,則成為具有硬化性者。並且,業界發現,若將(甲基)丙烯酸酯系聚合物設為具有源自含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之結構單元者,並且將該硬化性樹脂組成物設為進而含有具有羥基之聚合物之形態、及/或設為該(甲基)丙烯酸酯系聚合物進而具有羥基之形態,則硬化性樹脂組成物之保存穩定性優異,另一方面,可獲得硬化性及硬化後之耐溶劑性飛躍性地提高,可穩定地表現出高度之透明性、與基板(基材)之密合性、耐熱性、高硬度等各種物性之硬化物。此種硬化性樹脂組成物尤其可用於彩色濾光片用途,其中適宜作為用以形成彩色濾光片用之保護膜或絕緣膜等之樹脂組成物。因此,業界發現,由此種硬 化性樹脂組成物所形成之硬化物、彩色濾光片及顯示裝置作為可充分應對近年來之高性能化之要求者,於光學領域或電氣-電子領域極其有用,研究出可徹底解決上述課題之方法,從而完成本發明。
此處,本發明之硬化性樹脂組成物所含之(甲基)丙烯酸酯系聚合物具有源自含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體的結構單元,但該結構單元易因熱而分解。具體而言,鄰接於(甲基)丙烯醯基之氧原子與其所鄰接之三級碳原子之間之O-C鍵易被切斷,藉此其被分解成(甲基)丙烯酸與產生於三級碳原子側之穩定之化合物。因此,於例如將本發明之硬化性樹脂組成物使用於彩色濾光片之像素形成之情形時,藉由顯影後之加熱步驟(亦稱為煅燒步驟或後烘烤步驟),使源自上述含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之結構單元被分解,生成(甲基)丙烯酸與產生於三級碳原子側之穩定之化合物。並且,可認為,由於硬化性樹脂組成物可進而含有之具有羥基之聚合物中的羥基、及/或(甲基)丙烯酸酯系聚合物可進而具有之羥基與所生成之(甲基)丙烯酸之間產生酯交聯結構,而使樹脂組成物之硬化性及硬化後之耐溶劑性飛躍性地提高。
又,上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物或具有羥基之聚合物較佳為如下述般於側鏈具有聚合性雙鍵之聚合物。藉此,可更進一步地提高硬化性,但相較於僅使用側鏈具有聚合性雙鍵之聚合物之情形,於本發明中,可使保存穩定性與硬化性樹脂組成物之硬化性一併得到提高。其原因在於:於本發明中,如上所述,藉由熱分解所產生之(甲基)丙烯酸與羥基之間可期待因酯交聯結構所產生之硬化反應,如此即便減少聚合物中之聚合性雙鍵之含量亦可表現出充分之硬化性,故而可進一步降低保存中側鏈之聚合性雙鍵進行反應而凝膠化之擔憂。
即,本發明係一種硬化性樹脂組成物,含有(甲基)丙烯酸酯系聚合物、聚合性化合物及光聚合起始劑,該(甲基)丙烯酸酯系聚合物係具 有源自含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之結構單元的聚合物,該硬化性樹脂組成物係選自由進一步含有具有羥基之聚合物的形態、及該(甲基)丙烯酸酯系聚合物進一步具有羥基的形態所構成之群中之至少1種形態。
又,本發明亦係一種硬化物,其係使上述硬化性樹脂組成物硬化而成。
進而,本發明亦係一種彩色濾光片,其於基板上具有上述硬化物。
並且,本發明亦係一種顯示裝置,其係使用上述彩色濾光片而構成。
以下對本發明進行詳細說明。再者,將以下所記載之本發明之各較佳之形態組合2種或3種以上而成之形態亦為本發明之較佳之形態。
[硬化性樹脂組成物]
本發明之硬化性樹脂組成物含有(甲基)丙烯酸酯系聚合物、聚合性化合物及光聚合起始劑,該等含有成分可分別使用1種或2種以上。又,視需要亦可進而含有1種或2種以上之其他成分。
<(甲基)丙烯酸酯系聚合物>
上述硬化性樹脂組成物中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物係具有源自含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之結構單元的聚合物。所謂源自含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之結構單元,意指該單體中之聚合性碳-碳雙鍵(C=C)成為單鍵(C-C)之結構單元,該單體適宜為具有下述結構者:鄰接於(甲基)丙烯醯基之氧原子與三級碳原子鍵結。即,上述含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體適宜為具有下述結構:鄰接於(甲基)丙烯醯基之氧原子與三級碳原子鍵結。再者,所謂三級碳原子,意指與該碳原子鍵結之其他碳原子為3個之碳原子。
作為上述含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體,適宜為分子中具有1個聚合性碳-碳雙鍵之化合物,即分子中具有1個(甲基)丙烯醯基(CH2=C(R)-C(=O)-)之化合物,例如較佳為下述通式(1)所表示之化合 物:CH2=C(R)-C(=O)-O-A (1)
(R表示氫原子或甲基。A表示含有氧原子側具有三級碳原子之結構的一價有機基)。
上述通式(1)中,A所表示之有機基例如可以-C(R1)(R2)(R3)表示。於該情形時,R1、R2及R3相同或不同,適宜為碳數1~30之烴基,該烴基可為飽和烴基,或亦可為不飽和烴基。又,可為具有環狀結構者,或亦可進而具有取代基。又,R1、R2及R3亦可相互以末端部位連結而形成環狀結構。
再者,於本發明中,如下所述,就鄰接於(甲基)丙烯醯基之氧原子與其所鄰接之A中之三級碳原子之間的O-C鍵被切斷所生成之新的化合物易揮發之方面而言,A所表示之有機基之碳數較佳為12以下。其中,較佳為A所表示之有機基係源自(甲基)丙烯酸第三丁酯及/或(甲基)丙烯酸第三戊酯之基。又,A所表示之有機基亦可具有分支結構。
此處,上述含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體中,與鄰接於(甲基)丙烯醯基之氧原子鍵結之三級碳原子適宜為所鄰接之碳原子中之至少1個與氫原子鍵結。例如於含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體係上述通式(1)所表示之化合物,且A為-C(R1)(R2)(R3)所表示之基之情形時,較佳為R1、R2及R3中之至少1個為具有1個以上氫原子者。此種形態中,藉由加熱而切斷鄰接於(甲基)丙烯醯基之氧原子與其所鄰接之三級碳原子之間的O-C鍵,生成(甲基)丙烯酸,同時,該三級碳原子與其所鄰接之碳原子之間形成雙鍵(C=C),更穩定地生成新的化合物。
以上述方式所生成之新的化合物適宜為會揮發者。於該情形時,由於該新的化合物自硬化物中揮散,而降低硬化物(硬化膜)之膜厚,同時,於例如上述硬化性樹脂組成物進而含有有色材料之情形時,有色材 料濃度於加熱後增大。因此,可實現更進一步之薄膜化並且可進一步實現高色純度化或黑矩陣之高遮光率化。若考慮到該方面,則上述R1、R2及R3相同或不同,適宜為碳數1~15之飽和烴基。更佳為碳數1~10之飽和烴基,進而較佳為碳數1~5之飽和烴基,尤佳為碳數1~3之飽和烴基。
就顯影性之觀點而言,上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物較佳為顯示出鹼可溶性之聚合物,適宜為分子內具有酸基之聚合物。
作為上述酸基,例如可列舉羧基、酚性羥基、羧酸酐基、磷酸基、磺酸基等可與鹼性水進行中和反應之官能基,可僅具有該等之1種,亦可具有2種以上。其中,較佳為羧基、羧酸酐基,更佳為羧基。
於上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物為分子內具有酸基之聚合物之情形時,作為該聚合物之酸值(AV)並無特別限定,例如適宜為20mgKOH/g(含)以上、且未達300mgKOH/g。藉此,可表現出更充分之鹼可溶性,獲得顯影性更優異之硬化物。作為酸值之下限值,更佳為30mgKOH/g以上,進而較佳為40mgKOH/g以上。又,更佳為200mgKOH/g以下,進而較佳為150mgKOH/g以下。
聚合物之酸值例如可以如下所述之方式求出。
又,上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物亦可為分子內具有羥基(hydroxyl)之聚合物。即,上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物可為進一步具有羥基之聚合物,又,此種形態亦為本發明之較佳形態之一。藉此,可提供硬化性樹脂組成物之硬化性進一步提高,透明性更進一步優異之硬化物。
上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物例如可藉由使包含含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之單體成分進行聚合而獲得。較佳為該單體成分進而含有具有酸基及聚合性雙鍵之單體。又,於上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物具有羥基之情形時,適宜為上述單體成分進而含有具有羥基及聚合性雙鍵之單體。
再者,所使用之各單體可分別使用1種或2種以上。
上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物可為藉由使此種單體成分進行聚合所獲得之聚合物(亦稱為基底聚合物),或如下所述,亦可為使該基底聚合物與具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物進行反應所獲得之聚合物(亦稱為側鏈具有聚合性雙鍵之聚合物、或側鏈含有雙鍵之聚合物),其任一者均適宜。更佳為側鏈含有雙鍵之聚合物,藉此可獲得硬化性更進一步提高,透明性或密合性等更優異之硬化物。再者,側鏈之聚合性雙鍵適宜為自由基聚合性之雙鍵。
上述單體成分中,含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體如上所述,該單體之含有比例相對於上述單體成分之總量100質量%,適宜為5質量%以上。藉此,可更進一步表現出起因於源自含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之結構單元所產生之本發明之效果。更佳為15質量%以上,尤佳為20質量%以上。又,上述含有比例之上限只要考慮到其他單體之含有比例進行適當設定即可,例如於使用於彩色濾光片用途之情形時,就進一步提高圖案特性或顯影性之觀點而言,適宜為90質量%以下。更佳為75質量%以下,進而較佳為60質量%以下。
作為上述具有酸基及聚合性雙鍵之單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸、丁烯酸、桂皮酸、乙烯基苯甲酸等不飽和單羧酸類;順丁烯二酸、反丁烯二酸、衣康酸、檸康酸、中康酸等不飽和多元羧酸類;琥珀酸單(2-丙烯醯氧基乙基)酯、琥珀酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯等不飽和基與羧基之間經鏈延長之不飽和單羧酸類;順丁烯二酸酐、衣康酸酐等不飽和酸酐類;Lightester P-1M(共榮社化學製造)等含有磷酸基之不飽和化合物等。該等中,就通用性、獲得性等觀點而言,適宜使用羧酸系單體(不飽和單羧酸類、不飽和多元羧酸類、不飽和酸酐類)。更佳為就反應性、鹼可溶性等方面而言,較佳為使用不飽和單羧酸類,進而較佳為(甲基)丙烯 酸,其中尤佳為甲基丙烯酸。
再者,所謂(甲基)丙烯酸,意指丙烯酸及/或甲基丙烯酸。
上述具有酸基及聚合性雙鍵之單體之含有比例適宜為以使(甲基)丙烯酸酯系聚合物之酸值成為上述較佳之範圍內之方式進行設定。例如相對於上述單體成分之總量100質量%,具有酸基及聚合性雙鍵之單體之含有比例較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,進而較佳為20質量%以上。又,較佳為85質量%以下,更佳為60質量%以下,進而較佳為50質量%以下。
又,上述單體成分亦適宜為如上述般含有具有羥基及聚合性雙鍵之單體。此種單體較佳為側鏈具有羥基之單體,又,就反應性之觀點而言,較佳為具有羥基與(甲基)丙烯醯基之單體。例如可較佳列舉:(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸2,3-羥基丙酯等(甲基)丙烯酸羥基烷基酯。
再者,所謂(甲基)丙烯醯基,意指甲基丙烯醯基及/或丙烯醯基。
於上述單體成分含有具有羥基及聚合性雙鍵之單體之情形時,關於該單體之含有比例,例如相對於上述單體成分之總量100質量%,適宜為1質量%以上。更佳為5質量%以上,進而較佳為10質量%以上。又,若考慮到含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體或具有酸基及聚合性雙鍵之單體之含有比例,則較佳為70質量%以下,更佳為50質量%以下。
本發明之硬化性樹脂組成物所含之(甲基)丙烯酸酯系聚合物係具有源自含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之結構單元的聚合物,較佳為進而於主鏈具有環結構。作為環結構,可列舉:醯亞胺環、四氫吡喃環、四氫呋喃環、內酯環等。由於具有該等環結構,故而上述單體成分除上述單體以外,亦可進而含有其他可共聚合之單體(亦稱為其他單體)。
作為上述其他單體,例如較佳為使用除上述單體以外之N取代順丁烯二醯亞胺系單體、2,2'-(氧基二亞甲基)二丙烯酸二烷基酯系單體、α-(不飽和烷氧基烷基)丙烯酸酯系單體(較佳為(α-烯丙氧基甲基)丙烯酸烷基酯系單體)等。如此,本發明之較佳形態之一為上述單體成分進而含有選自由N取代順丁烯二醯亞胺系單體、2,2'-(氧基二亞甲基)二丙烯酸二烷基酯系單體及α-(不飽和烷氧基烷基)丙烯酸酯系單體所構成之群中之至少1種單體的形態。此外,根據要求物性,適宜地使用(甲基)丙烯酸酯系單體或芳香族乙烯系單體等之1種或2種以上。
此處,若例如使用N取代順丁烯二醯亞胺系單體及/或2,2'-(氧基二亞甲基)二丙烯酸二烷基酯系單體及/或(α-烯丙氧基甲基)丙烯酸烷基酯系單體,則可提供耐熱性或硬度、有色材料分散性等經進一步提高之硬化物。尤其是若使用2,2'-(氧基二亞甲基)二丙烯酸二烷基酯系單體及/或(α-烯丙氧基甲基)丙烯酸烷基酯系單體,則獲得耐熱著色性之方面更優異之硬化物。
再者,上述其他單體之含有比例於上述單體成分之總量100質量%中,較佳為設為60質量%以下,更佳為設為50質量%以下。尤其是於含有N取代順丁烯二醯亞胺系單體、2,2'-(氧基二亞甲基)二丙烯酸二烷基酯系單體及/或α-(不飽和烷氧基烷基)丙烯酸酯系單體之情形時,就耐熱性或硬度、有色材料分散性、顯影速度、透明性等觀點而言,該含有比例較佳為設為2~60質量%,更佳為2~50質量%,進而較佳為3~40質量%。
作為上述N取代順丁烯二醯亞胺系單體,例如可列舉:N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-甲基順丁烯二醯亞胺、N-乙基順丁烯二醯亞胺、N-異丙基順丁烯二醯亞胺、N-第三丁基順丁烯二醯亞胺、N-十二烷基順丁烯二醯亞胺、N-苄基順丁烯二醯亞胺、N-萘基順丁烯二醯亞胺等,可使用該等之1種或2種以上。其中,就透明 性之觀點而言,較佳為N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-苄基順丁烯二醯亞胺,尤佳為N-苄基順丁烯二醯亞胺。
作為上述N-苄基順丁烯二醯亞胺,例如可列舉:苄基順丁烯二醯亞胺;對甲基苄基順丁烯二醯亞胺、對丁基苄基順丁烯二醯亞胺等烷基取代苄基順丁烯二醯亞胺;對羥基苄基順丁烯二醯亞胺等酚性羥基取代苄基順丁烯二醯亞胺;鄰氯苄基順丁烯二醯亞胺、鄰二氯苄基順丁烯二醯亞胺、對二氯苄基順丁烯二醯亞胺等鹵素取代苄基順丁烯二醯亞胺等。
作為上述2,2'-(氧基二亞甲基)二丙烯酸二烷基酯系單體,例如可列舉:2,2'-[氧基雙(亞甲基)]雙丙烯酸、2,2'-[氧基雙(亞甲基)]雙-2-丙烯酸二烷基酯、2,2'-[氧基雙(亞甲基)]雙-2-丙烯酸二烷基酯等至少1個酯部位含有三級碳之化合物等。該等中,就透明性或分散性、工業上之易獲得性等觀點而言,例如適宜使用2,2'-[氧基雙(亞甲基)]雙-2-丙烯酸二甲酯等。
作為上述α-(不飽和烷氧基烷基)丙烯酸酯系單體,例如可列舉:α-烯丙氧基甲基丙烯酸、α-烯丙氧基甲基丙烯酸甲酯、α-烯丙氧基甲基丙烯酸乙酯、α-烯丙氧基甲基丙烯酸正丙酯、α-烯丙氧基甲基丙烯酸異丙酯、α-烯丙氧基甲基丙烯酸正丁酯、α-烯丙氧基甲基丙烯酸第二丁酯、α-烯丙氧基甲基丙烯酸第三丁酯、α-烯丙氧基甲基丙烯酸正戊酯、α-烯丙氧基甲基丙烯酸第二戊酯、α-烯丙氧基甲基丙烯酸第三戊酯、α-烯丙氧基甲基丙烯酸新戊酯等。其中,適宜為(α-烯丙氧基甲基)丙烯酸烷基酯系單體。作為(α-烯丙氧基甲基)丙烯酸烷基酯系單體,就透明性或分散性、工業上之易獲得性等觀點而言,例如適宜使用(α-烯丙氧基甲基)丙烯酸甲酯等。
上述α-(不飽和烷氧基烷基)丙烯酸酯例如可藉由國際公開第2010/114077號說明書中所揭示之製造方法而製造。
作為上述(甲基)丙烯酸酯系單體,例如若考慮到硬化物之表面硬度等,則較佳為具有脂環骨架之單體。具體而言,例如可列舉:(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環己基甲酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸1-金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸(3,4-環氧環己基)甲酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三環癸酯、二羥甲基-三環癸烷二(甲基)丙烯酸酯、五環十五烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、環己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、降莰烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、對薄荷烷-1,8-二醇二(甲基)丙烯酸酯、對薄荷烷-2,8-二醇二(甲基)丙烯酸酯、對薄荷烷-3,8-二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙環[2.2.2]-辛烷-1-甲基-4-異丙基-5,6-二羥甲基二(甲基)丙烯酸酯等。該等中,就通用性、獲得性等觀點而言,適宜使用(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環己基甲酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸三環癸酯。又,亦適宜使用(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸乙基縮水甘油酯等脂環式環氧化合物。
又,上述(甲基)丙烯酸酯系單體例如亦可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸第二戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、α-羥基甲基丙烯酸甲酯、α-羥基甲基丙烯酸乙酯、α-羥基甲基丙烯酸第三丁酯、α-羥基甲基丙烯酸第三戊酯等,此外亦可列舉:甲基丙烯酸1,4-二氧雜螺[4,5]癸-2-基酯、(甲基)丙烯醯氧基嗎 福啉、丙烯酸四氫糠酯、4-(甲基)丙烯醯氧基甲基-2-甲基-2-乙基-1,3-二氧雜環戊烷、4-(甲基)丙烯醯氧基甲基-2-甲基-2-異丁基-1,3-二氧雜環戊烷、4-(甲基)丙烯醯氧基甲基-2-甲基-2-環己基-1,3-二氧雜環戊烷、4-(甲基)丙烯醯氧基甲基-2,2-二甲基-1,3-二氧雜環戊烷等。其中,就易獲取耐熱性或有色材料分散性、溶劑再溶解性之平衡性之方面而言,適宜為(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸烷基酯。
作為上述芳香族乙烯系單體,例如可列舉:苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、甲氧基苯乙烯等。其中,就樹脂之耐熱著色性或耐熱分解性之方面而言,適宜為苯乙烯及/或乙烯基甲苯。
又,上述其他單體例如亦可為下述化合物等之1種或2種以上。
N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等(甲基)丙烯醯胺類;聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚矽氧烷、聚己內酯、聚己內醯胺等聚合物分子鏈之單末端具有(甲基)丙烯醯基之巨單體類;1,3-丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等共軛二烯類;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等乙烯酯類;甲基乙烯醚、乙基乙烯醚、丙基乙烯醚、丁基乙烯醚、2-乙基己基乙烯醚、正壬基乙烯醚、月桂基乙烯醚、環己基乙烯醚、甲氧基乙基乙烯醚、乙氧基乙基乙烯醚、甲氧基乙氧基乙基乙烯醚、甲氧基聚乙二醇乙烯醚、2-羥基乙基乙烯醚、4-羥基丁基乙烯醚等乙烯醚類;N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基己內醯胺、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基嗎福啉、N-乙烯基乙醯胺等N-乙烯基化合物類;(甲基)丙烯酸異氰酸酯基乙酯、異氰酸烯丙酯等不飽和異氰酸酯類等。
作為使上述單體成分進行聚合之方法,可使用塊狀聚合、溶 液聚合、乳化聚合等通常所使用之方法,只要根據目的、用途進行適當選擇即可。其中,溶液聚合由於在工業上有利,且易進行分子量等之結構調整,故而較為適宜。又,上述單體成分之聚合機制可使用基於自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合、配位聚合等機制之聚合方法,基於自由基聚合機制之聚合方法亦於工業上有利,故而較佳。
上述聚合反應中之聚合開始方法只要自熱或電磁波(例如紅外線、紫外線、X射線等)、電子束等活性能量源對單體成分供給使聚合開始所需之能量即可,若進而併用聚合起始劑,則可較大地降低使聚合開始所需之能量,又,易於控制反應,故而較為適宜。
又,使上述單體成分進行聚合所獲得之聚合物之分子量可藉由調整聚合起始劑之量或種類、聚合溫度、鏈轉移劑之種類或量等加以控制。
於使上述單體成分藉由溶液聚合法進行聚合之情形時,作為使用於聚合之溶劑,只要為於聚合反應中為不具活性者,則並無特別限定。例如只要根據聚合機制、所使用之單體之種類或量、聚合溫度、聚合濃度等聚合條件進行適當設定即可,於其後製成硬化性樹脂組成物時,使用溶劑作為稀釋劑等之情形時,就效率上而言,較佳為於單體成分之溶液聚合中使用含有該溶劑之溶劑。
作為上述溶劑,例如可適宜地列舉下述化合物等,可使用該等之1種或2種以上。
甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、第二丁醇等單醇類;乙二醇、丙二醇等二醇類;四氫呋喃、二烷等環狀醚類;乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚、3-甲氧基丁醇等二醇單醚類;乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇乙基甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚等二醇醚 類;乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丁醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚乙酸酯、二丙二醇單乙醚乙酸酯、二丙二醇單丁醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基丁酯等二醇單醚之酯類;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙醯基乙酸甲酯、乙醯基乙酸乙酯等烷基酯類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮類;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烴類;己烷、環己烷、辛烷等脂肪族烴類;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等醯胺類等。
該等溶劑中,就所獲得之聚合物之溶解性、形成塗膜時之表面平滑性、對人體及環境之影響較少、工業上之易獲得性而言,更佳為使用丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲醚、乳酸乙酯。
作為上述溶劑之使用量,相對於上述單體成分100質量份,適宜為50~1000質量份。更佳為100~500質量份。
於使上述單體成分藉由自由基聚合機制進行聚合之情形時,於工業上有利而言,較佳為使用藉由熱而產生自由基之聚合起始劑。作為此種聚合起始劑,只要為藉由供給熱能而產生自由基者,則並無特別限定,只要根據聚合溫度或溶劑、所聚合之單體之種類等聚合條件進行適當選擇即可。又,亦可與聚合起始劑併用過渡金屬鹽或胺類等還原劑。
作為上述聚合起始劑,例如可列舉:氫過氧化異丙苯、氫過氧化二異丙基苯、過氧化二-第三丁基、過氧化月桂醯、過氧化苯甲醯、過氧化第三丁基碳酸異丙酯、過氧化(2-乙基己酸)第三丁酯、偶氮二異丁 腈、1,1'-偶氮二(環己腈)、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮二(2-甲基丙酸)二甲酯、過氧化氫、過硫酸鹽等通常用作聚合起始劑之過氧化物或偶氮化合物等,該等可單獨使用亦可併用2種以上。
上述聚合起始劑之使用量只要根據所使用之單體之種類或量、聚合溫度、聚合濃度等聚合條件、目標聚合物之分子量等進行適當設定即可,並無特別限定。例如為了獲得重量平均分子量為數千~數萬之聚合物,相對於上述單體成分100質量份適宜為設為0.1~20質量份。更佳為0.5~15質量份。
又,上述聚合中,視需要亦可使用通常所使用之鏈轉移劑。較佳為併用聚合起始劑與鏈轉移劑。再者,若於聚合時使用鏈轉移劑,則有可抑制分子量分佈之增大或凝膠化之傾向。
作為上述鏈轉移劑,例如可列舉:巰基乙酸、3-巰基丙酸等巰基羧酸類;巰基乙酸甲酯、3-巰基丙酸甲酯、3-巰基丙酸2-乙基己酯、3-巰基丙酸正辛酯、3-巰基丙酸甲氧基丁酯、3-巰基丙酸硬脂酯、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、新戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、二新戊四醇六(3-巰基丙酸酯)等巰基羧酸酯類;乙基硫醇、第三丁基硫醇、正十二烷基硫醇、1,2-二巰基乙烷等烷基硫醇類;2-巰基乙醇、4-巰基-1-丁醇等巰基醇類;苯硫醇、間甲苯硫醇、對甲苯硫醇、2-萘硫醇等芳香族硫醇類;異氰尿酸三[(3-巰基丙醯氧基)-乙基]酯等巰基異氰尿酸酯類;2-羥基乙基二硫醚、四乙基秋蘭姆二硫醚等二硫醚類;二硫代胺基甲酸苄基二乙酯等二硫代胺基甲酸酯類;α-甲基苯乙烯二聚物等單體二聚物類;四溴化碳等鹵代烷類等。該等可單獨使用亦可併用2種以上。
該等中,就獲得性、抗交聯能力、聚合速度降低之程度較小等方面而言,適宜使用巰基羧酸類、巰基羧酸酯類、烷基硫醇類、巰基醇類、芳香族硫醇類、巰基異氰尿酸酯類等具有巰基之化合物。更佳為烷基 硫醇類、巰基羧酸類、巰基羧酸酯類,進而較佳為正十二烷基硫醇、巰基丙酸。
上述鏈轉移劑之使用量只要根據所使用之單體之種類或量、聚合溫度、聚合濃度等聚合條件、目標聚合物之分子量等進行適當設定即可,並無特別限定。例如為了獲得重量平均分子量為數千~數萬之聚合物,相對於上述單體成分100質量份適宜設為0.1~20質量份。更佳為0.5~15質量%。
關於上述聚合條件,作為聚合溫度,只要根據所使用之單體之種類或量、聚合起始劑之種類或量等進行適當設定即可,例如較佳為50~150℃,更佳為70~120℃。又,聚合時間亦可同樣地進行適當設定,例如較佳為1~6小時,更佳為2~5小時。
於上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物係使上述單體成分進行聚合所獲得之基底聚合物與具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物進行反應而獲得之聚合物(亦稱為側鏈含有雙鍵之聚合物)之情形時,作為具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物,可使用1種或2種以上。此種化合物中,作為聚合性雙鍵,例如可列舉(甲基)丙烯醯基、乙烯基、烯丙基、甲基烯丙基等,作為該化合物,適宜為具有該等之1種或2種以上者。其中,就反應性方面而言,較佳為(甲基)丙烯醯基。又,作為可與酸基鍵結之官能基,例如可列舉羥基、環氧基、氧雜環丁基、異氰酸酯基等,作為該化合物,適宜為具有該等之1種或2種以上者。其中,就變性處理反應之速度、耐熱性、分散性方面而言,較佳為環氧基(包含縮水甘油基)。
作為上述具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物,例如可列舉:(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-甲基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-乙基縮水甘油酯、乙烯基苄基縮水甘油醚、烯丙基 縮水甘油醚、(甲基)丙烯酸(3,4-環氧環己基)甲酯、乙烯基環氧環己烷等,可使用該等之1種或2種以上。其中,適宜使用具有環氧基及(甲基)丙烯醯基之化合物(單體)。
作為獲得上述側鏈含有雙鍵之聚合物之方法,例如可列舉如下方法:於使上述基底聚合物與具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物進行反應時,使該基底聚合物之酸基(較佳為羧基)之量比具有可與該酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物之量過多之方法;使上述基底聚合物與具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物進行反應後,進而使其與具有多元酸酐基之化合物進行反應之方法等。
為了確保良好之反應速度,並且防止凝膠化,使上述基底聚合物(較佳為具有羧基作為酸基之聚合物)與具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物進行反應之步驟較佳為於50~160℃之溫度範圍進行。更佳為70~140℃,進而較佳為90~130℃。又,為了提高反應速度,作為觸媒,可使用通常所使用之酯化或酯交換用之鹼性觸媒或酸性觸媒。其中,由於副反應少,故而較佳為使用鹼性觸媒。
作為上述鹼性觸媒,例如可列舉:二甲基苄胺、三乙胺、三正辛胺、四甲基乙二胺等三級胺;氯化四甲基銨、溴化四甲基銨、溴化四丁基銨、氯化正十二烷基三甲基銨等四級銨鹽;四甲基脲等脲化合物;四甲基胍等烷基胍;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等醯胺化合物;三苯基膦、三丁基膦等三級膦;溴化四苯基鏻、溴化苄基三苯基鏻等四級鏻鹽等,可使用該等之1種或2種以上。其中,就反應性、操作性或無鹵素等方面而言,較佳為二甲基苄胺、三乙胺、四甲基脲、三苯基膦。
上述觸媒之使用量相對於上述單體成分與具有可與酸基鍵結之官能基(例如環氧基等)及聚合性雙鍵之化合物之合計量100質量份,較佳為設為0.01~5.0質量份。更佳為0.1~3.0質量份。
又,為了防止凝膠化,使上述基底聚合物與具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物進行反應之步驟較佳為添加聚合抑制劑,並在含有分子狀氧之氣體之存在下進行。作為含有分子狀氧之氣體,通常使用利用氮氣等惰性氣體加以稀釋之空氣或氧氣,並吹入至反應容器內。
作為上述聚合抑制劑,可使用通常所使用之自由基聚合性單體用之聚合抑制劑,例如可列舉:對苯二酚、甲基對苯二酚、三甲基對苯二酚、第三丁基對苯二酚、對甲氧基苯酚、6-第三丁基-2,4-二甲苯酚、2,6-二-第三丁基苯酚、2,6-二-第三丁基-4-甲氧基苯酚、2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)等酚系抑制劑;有機酸銅鹽或酚噻等,可使用該等之1種或2種以上。其中,就低著色、聚合防止能力等方面而言,較佳為酚系抑制劑,就獲得性、經濟性而言,更佳為2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、對甲氧基苯酚、6-第三丁基-2,4-二甲苯酚、2,6-二-第三丁基苯酚。
作為上述聚合抑制劑之使用量,就確保充分之聚合防止效果、及製成硬化性樹脂組成物時之硬化性等觀點而言,相對於上述單體成分與具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物之合計量100質量份,較佳為0.001~1.0質量份。更佳為0.01~0.5質量份。
作為上述具有多元酸酐基之化合物,例如可列舉:琥珀酸酐、十二烯基琥珀酸、十五烯基琥珀酸、十八烯基琥珀酸、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、內亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基內亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、衣康酸酐、鄰苯二甲酸酐、戊二酸酐、鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐等,可使用該等之1種或2種以上。
上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物適宜為重量平均分子量為 2000~250000。藉由在此種範圍內,可發揮更良好之顯影性。更佳為3000~100000,進而較佳為4000~50000。再者,於上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物為高分子量(例如10000~50000)之情形時,有可獲得更高硬度之硬化物之傾向,藉由將酸值控制為較高(較佳為150mgKOH/g(含)以上200mgKOH/g(含)以下),而有變得易顯影之傾向。
聚合物之重量平均分子量例如可以下述般之方式求出。
於上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物為側鏈具有雙鍵之聚合物(即側鏈含有雙鍵之聚合物)之情形時,雙鍵當量較佳為200~10000。藉由在此種範圍內,使聚合物之保存穩定性成為更好者。更佳為200~5000,進而較佳為250~4000,尤佳為300~4000。
所謂雙鍵當量,係指相對於聚合物之雙鍵每1mol之聚合物溶液(亦稱為樹脂溶液)之固體成分之質量。此處所謂之聚合物溶液之固體成分之質量係指將上述單體成分之構成成分之質量與聚合抑制劑之質量加以合計者。可藉由用聚合物溶液之固體成分之質量除以聚合物之雙鍵量而求出。聚合物之雙鍵量可根據所投入之酸基與具有可鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物之量而求出。
又,本發明之硬化性樹脂組成物係選自由進一步含有具有羥基之聚合物的形態、及該(甲基)丙烯酸酯系聚合物進一步具有羥基的形態所構成之群中之至少1種形態者。藉由如此般於系中具有羥基而與藉由上述源自含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之結構單元之分解所產生之(甲基)丙烯酸之間產生酯交聯結構,因而可提供硬化性顯著提高、尤其透明性優異之硬化物。再者,於上述硬化性樹脂組成物進一步含有具有羥基之聚合物之同時,上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物亦可進而具有羥基。
作為上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物進一步具有羥基之形態,如上所述,可較佳列舉:使下述單體成分進行聚合所獲得之基底聚合 物,該單體成份包含含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體、及具有羥基及聚合性雙鍵之單體,較佳為進一步包含具有酸基及聚合性雙鍵之單體;使該基底聚合物和具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵的化合物進行反應所獲得之側鏈含有雙鍵的聚合物。其中,較佳為後者之側鏈含有雙鍵之聚合物。
<具有羥基之聚合物>
於上述硬化性樹脂組成物除上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物以外進一步含有具有羥基之聚合物之情形時,作為該具有羥基之聚合物,只要為分子內具有羥基者,則並無特別限定。其中,就進一步提高顯影性之觀點而言,較佳為顯示出鹼可溶性之聚合物,適宜為分子內具有酸基之聚合物。關於酸基,如上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物中進行說明者,關於上述具有羥基之聚合物之酸值亦較佳為在上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物中所說明之適宜之範圍內。
作為上述具有羥基之聚合物,例如可較佳地列舉:使含有具有羥基及聚合性雙鍵之單體、較佳為進一步含有具有酸基及聚合性雙鍵之單體的單體成分進行聚合所獲得之基底聚合物;使該基底聚合物與具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物進行反應所獲得之側鏈含有雙鍵之聚合物。其中,較佳為後者之側鏈含有雙鍵的聚合物。
如此,上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物及/或具有羥基之聚合物為側鏈具有聚合性雙鍵之聚合物之形態包含於本發明之較佳形態中。
形成上述具有羥基之聚合物之單體成分中,具有羥基及聚合性雙鍵之單體、以及具有酸基及聚合性雙鍵之單體之較佳形態或具體例等如上所述,各單體可分別使用1種或2種以上。
關於上述具有羥基及聚合性雙鍵之單體的含有比例,例如相對於形成上述具有羥基之聚合物之單體成分之總量100質量%,較佳為1質 量%以上。更佳為5質量%以上,進而較佳為10質量%以上。又,較佳為90質量%以下,更佳為50質量%以下,進而較佳為25質量%以下。
上述具有酸基及聚合性雙鍵之單體之含有比例適宜為以使酸值成為上述較佳之範圍內之方式進行設定,例如相對於形成上述具有羥基之聚合物之單體成分的總量100質量%,較佳為具有酸基及聚合性雙鍵之單體的含有比例為5質量%以上。更佳為10質量%以上,進而較佳為20質量%以上。又,較佳為99質量%以下,更佳為85質量%以下,進而較佳為60質量%以下,尤佳為50質量%以下。
又,形成上述具有羥基之聚合物的單體成分除上述單體以外,亦可含有其他可共聚合之單體。作為其他單體,例如可較佳地使用除上述單體以外之N取代順丁烯二醯亞胺系單體、2,2'-(氧基二亞甲基)二丙烯酸二烷基酯系單體、(α-烯丙氧基甲基)丙烯酸烷基酯系單體、(甲基)丙烯酸酯系單體、芳香族乙烯系單體等之1種或2種以上。該等較佳形態或具體例等如上所述。
再者,其他單體之含有比例係於形成上述具有羥基之聚合物的單體成分之總量100質量%中,較佳為設為60質量%以下,更佳為設為50質量%以下。尤其是於含有N取代順丁烯二醯亞胺系單體之情形時,就耐熱性或硬度、有色材料分散性、顯影速度、透明性等觀點而言,該含有比例較佳為設為2~60質量%,更佳為2~50質量%,進而較佳為3~40質量%。
關於使上述單體成分進行聚合之方法、或使上述單體成分進行聚合所獲得之基底聚合物和具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物進行反應之方法如上所述。
上述硬化性樹脂組成物中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物及具有羥基之聚合物之含有比例只要根據用途或其他成分之摻合等進行適當設定即可,例如該等合計之固體成分含量(於不含具有羥基之聚合物之情形時, 意指僅(甲基)丙烯酸酯系聚合物之固體成分含量)相對於硬化性樹脂組成物之固體成分總量100質量%,較佳為5質量%以上。又,適宜為80質量%以下。藉由在此種範圍內,可更顯著地發揮本發明之效果。更佳為7~70質量%,進而較佳為10~60質量%。
再者,所謂「固體成分總量」意指形成硬化物之成分(硬化物之形成時揮發之溶劑等除外)之總量。
此處,於含有上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物與具有羥基之聚合物兩者之情形時,該等摻合比只要以使源自含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之結構單元藉由熱分解所產生之(甲基)丙烯酸與系中之羥基易進行酯交聯之方式設定摻合比即可,並無特別限定。例如適宜設為該等質量比((甲基)丙烯酸酯系聚合物/具有羥基之聚合物)=1~99/99~1。更佳為10~90/90~10。
<聚合性化合物>
又,上述硬化性樹脂組成物含有聚合性化合物。所謂聚合性化合物亦稱為聚合性單體,其係可藉由自由基、電磁波(例如紅外線、紫外線、X射線等)、電子束等活性能量線之照射等而聚合之具有聚合性不飽和鍵(亦稱為聚合性不飽和基)之低分子化合物。例如可列舉分子中具有1個聚合性不飽和基之單官能化合物與具有2個以上聚合性不飽和基之多官能化合物。
作為上述單官能之聚合性單體,例如於例示為上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物之單體成分中所較佳含有之其他單體之化合物中,可列舉N取代順丁烯二醯亞胺或(甲基)丙烯酸酯類;(甲基)丙烯醯胺類;不飽和單羧酸類;不飽和多元羧酸類;不飽和基與羧基之間經鏈延長之不飽和單羧酸類;不飽和酸酐類;芳香族乙烯基類;共軛二烯類;乙烯酯類;乙烯醚類;N-乙烯基化合物類;不飽和異氰酸酯類等。
作為上述多官能之聚合性單體,例如可列舉下述化合物等。乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、環己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A環氧烷二(甲基)丙烯酸酯、雙酚F環氧烷二(甲基)丙烯酸酯等2官能(甲基)丙烯酸酯化合物;三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷加成三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷加成二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷加成新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷加成二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷加成三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷加成二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷加成新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷加成二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、ε-己內酯加成三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、ε-己內酯加成二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、ε-己內酯加成新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、ε-己內酯加成二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等3官能以上之多官能(甲基)丙烯酸酯化合物;乙二醇二乙烯醚、二乙二醇二乙烯醚、聚乙二醇二乙烯醚、丙二醇二乙烯醚、丁二醇二乙烯醚、己二醇二乙烯醚、雙酚A環氧烷二乙烯醚、雙酚F環氧烷二乙烯醚、三羥甲基丙烷三乙烯醚、二-三羥甲基丙烷四乙烯醚、甘油三乙烯醚、新戊四醇四乙烯醚、二新戊四醇五乙烯醚、二新戊四醇六乙烯醚、環氧乙烷加成三羥甲基丙烷三乙烯醚、環氧乙烷加成二-三羥甲基丙烷四乙烯醚、環氧乙烷加成新戊四醇四乙烯醚、環氧乙烷加成二新戊四醇六乙烯醚等多官能乙烯醚類; (甲基)丙烯酸2-乙烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-乙烯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸1-甲基-2-乙烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙烯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸4-乙烯氧基丁酯、(甲基)丙烯酸4-乙烯氧基環己酯、(甲基)丙烯酸5-乙烯氧基戊酯、(甲基)丙烯酸6-乙烯氧基己酯、(甲基)丙烯酸4-乙烯氧基甲基環己基甲酯、(甲基)丙烯酸對乙烯氧基甲基苯基甲酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(乙烯氧基乙氧基乙氧基乙氧基)乙酯等含有乙烯醚基之(甲基)丙烯酸酯類;乙二醇二烯丙醚、二乙二醇二烯丙醚、聚乙二醇二烯丙醚、丙二醇二烯丙醚、丁二醇二烯丙醚、己二醇二烯丙醚、雙酚A環氧烷二烯丙醚、雙酚F環氧烷二烯丙醚、三羥甲基丙烷三烯丙醚、二-三羥甲基丙烷四烯丙醚、甘油三烯丙醚、新戊四醇四烯丙醚、二新戊四醇五烯丙醚、二新戊四醇六烯丙醚、環氧乙烷加成三羥甲基丙烷三烯丙醚、環氧乙烷加成二-三羥甲基丙烷四烯丙醚、環氧乙烷加成新戊四醇四烯丙醚、環氧乙烷加成二新戊四醇六烯丙醚等多官能烯丙醚類;(甲基)丙烯酸烯丙酯等含有烯丙基之(甲基)丙烯酸酯類;異氰尿酸三(丙烯醯氧基乙基)酯、異氰尿酸三(甲基丙烯醯氧基乙基)酯、環氧烷加成異氰尿酸三(丙烯醯氧基乙基)酯、環氧烷加成異氰尿酸三(甲基丙烯醯氧基乙基)酯等多官能含有(甲基)丙烯醯基之異氰尿酸酯類;異氰尿酸三烯丙酯等多官能含有烯丙基之異氰尿酸酯類;甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯等藉由使多官能異氰酸酯與(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯等含有羥基之(甲基)丙烯酸酯類之反應所獲得之多官能(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯類;二乙烯基苯等多官能芳香族乙烯基類等。
上述聚合性化合物中,就進一步提高本發明之硬化性樹脂組 成物之硬化性之觀點而言,適宜使用多官能之聚合性化合物。於使用多官能之聚合性化合物作為聚合性化合物之情形時,作為其官能數,較佳為3以上,更佳為4以上,進而較佳為5以上。又,就進一步抑制硬化收縮之觀點而言,官能數較佳為10以下,更佳為8以下。
又,作為上述聚合性化合物之分子量並無特別限定,就操作之觀點而言,例如適宜為2000以下。
於使用多官能之聚合性化合物作為上述聚合性化合物之情形時,就反應性、經濟性、獲得性等觀點而言,該聚合性化合物中,適宜使用多官能(甲基)丙烯酸酯化合物、多官能(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯化合物、含有(甲基)丙烯醯基之異氰尿酸酯化合物等具有(甲基)丙烯醯基之化合物。更佳為多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,藉此,硬化性樹脂組成物成為感光性及硬化性更優異者,可獲得更進一步高硬度且高透明性之硬化物。進而較佳為使用3官能以上之多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
作為上述聚合性化合物之含有比例,除所使用之聚合性化合物或上述(甲基)丙烯酸酯系聚合物之種類以外,只要根據目的或用途等進行適當設定即可,就顯影性或製版性更優異之觀點而言,相對於硬化性樹脂組成物之固體成分總量100質量%,較佳為2質量%以上,又,適宜為80質量%以下。作為下限值,更佳為5質量%以上,進而較佳為8質量%以上,尤佳為10質量%以上,作為上限值,更佳為70質量%以下,進而較佳為50質量%以下,尤佳為30質量%以下,最佳為20質量%以下。
<光聚合起始劑>
上述硬化性樹脂組成物進而含有光聚合起始劑。作為光聚合起始劑,較佳為自由基聚合性之光聚合起始劑。所謂自由基聚合性之光聚合起始劑,係指藉由電磁波或電子束等活性能量線之照射而產生聚合起始自由基者,可使用1種或2種以上之通常所使用者。又,視需要亦可併用1種或2 種以上之光增感劑或光自由基聚合促進劑等。可與光聚合起始劑一併使用光增感劑及/或光自由基聚合促進劑,亦可不使用。即便不併用光增感劑及/或光自由基聚合促進劑亦可充分發揮本案發明之效果,但於併用之情形時進一步提高感度或硬化性。
作為上述光聚合起始劑,具體而言,例如可列舉下述化合物等。
2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基丙醯基)苄基]苯基}-2-甲基丙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎福啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎福啉基苯基)-丁酮-1、2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-嗎福啉基)苯基]-1-丁酮等烷基苯酮系化合物;二苯甲酮、4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、2-羧基二苯甲酮等二苯甲酮系化合物;安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚等安息香系化合物;9-氧硫、2-乙基9-氧硫、2-異丙基9-氧、2-氯9-氧硫、2,4-二甲基9-氧硫、2,4-二乙基9-氧硫 等9-氧硫系化合物;2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-對稱三、2-(4-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-對稱三、2-(4-乙氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-對稱三、2-(4-乙氧基羰基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-對稱三等鹵甲基化三系化合物;2-三氯甲基-5-(2'-苯并呋喃基)-1,3,4-二唑、2-三氯甲基-5-[β-(2'-苯并呋喃基)乙烯基]-1,3,4-二唑、4-二唑、2-三氯甲基-5-呋喃基-1,3,4-二唑等鹵甲基化二唑系化合物;2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑、 2,2'-雙(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑等聯咪唑系化合物;1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲醯肟)]、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯肟)等肟酯系化合物;雙(η 5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)鈦等二茂鈦系化合物;對二甲基胺基苯甲酸、對二乙基胺基苯甲酸等苯甲酸酯系化合物;9-苯基吖啶等吖啶系化合物等。
作為亦可與上述光聚合起始劑併用之光增感劑或光自由基聚合促進劑,例如可列舉:色素、香豆素色素、3-酮基香豆素系化合物、吡咯亞甲基色素等色素系化合物;4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸2-乙基己酯等二烷基胺基苯系化合物;2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并唑、2-巰基苯并咪唑等硫醇系氫供與體等。
上述光聚合起始劑之含量只要根據目的、用途等進行適當設定即可,並無特別限定,相對於光聚合起始劑以外之硬化性樹脂組成物之固體成分總量100質量份,適宜為0.1質量份以上。藉此,可獲得密合性更優異之硬化物,於高溫暴露後亦進一步充分抑制剝離。又,若考慮到與光聚合起始劑之分解物所造成之影響或經濟性等之平衡性,則較佳為30質量份以下。作為下限值,更佳為0.5質量份以上,進而較佳為1質量份以上,尤佳為2質量份以上,作為上限值,更佳為25質量份以下,進而較佳為20質量份以下。
上述光增感劑及光自由基聚合促進劑亦可未以上述方式加以使用,於使用之情形時,就硬化性、分解物所造成之影響及經濟性之平衡性之觀點而言,相對於硬化性樹脂組成物之固體成分總量100質量%,較佳為0.001~20質量%。更佳為0.01~15質量%,進而較佳為0.05~10質量%。
<其他成分>
-溶劑-
又,上述硬化性樹脂組成物適宜為含有溶劑。溶劑可較佳用作稀釋劑等。即,具體而言,其係適宜地用以如下目的者,且可溶解或分散硬化性樹脂組成物中之各含有成分的低黏度之有機溶劑或水,其目的在於:降低黏度而提高操作性、藉由乾燥而形成塗膜、作為有色材料之分散介質等。
作為上述溶劑,可使用通常所使用者,只要根據目的、用途進行適當選擇即可,並無特別限定,例如可列舉下述化合物等。該等可單獨使用亦可併用2種以上。
甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、第二丁醇等單醇類;乙二醇、丙二醇等二醇類;四氫呋喃、二烷等環狀醚類;乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚、3-甲氧基丁醇等二醇單醚類;乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇乙基甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚等二醇醚類;乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丁醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚乙酸酯、二丙二醇單乙醚乙酸酯、二丙二醇單丁醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基丁酯等二醇單醚之酯類;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙醯基乙酸甲酯、乙醯基乙酸乙酯等烷基酯類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮類;苯、 甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烴類;己烷、環己烷、辛烷等脂肪族烴類;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等醯胺類;水等。
作為上述溶劑之使用量,只要根據目的、用途進行適當設定即可,並無特別限定,較佳為使其於本發明之硬化性樹脂組成物之總量100質量%中含有10~90質量%。更佳為20~80質量%。
上述硬化性樹脂組成物根據應用其之各用途之要求特性,亦可進而含有例如1種或2種以上之有色材料(亦稱為著色劑);分散劑;耐熱提高劑;調平劑;顯影助劑;二氧化矽微粒子等無機微粒子;矽烷系、鋁系、鈦系等偶合劑;填料、環氧樹脂、酚樹脂、聚乙烯基苯酚等熱硬化性樹脂;多官能硫醇化合物等硬化助劑;塑化劑;聚合抑制劑;紫外線吸収劑;抗氧化劑;消光劑;消泡劑;抗靜電劑;滑澤劑;表面改質劑;觸變劑;觸變助劑;醌二疊氮化合物;多酚化合物;陽離子聚合性化合物;酸產生劑等。例如於將上述硬化性樹脂組成物使用於彩色濾光片用途之情形時,較佳為含有有色材料。如此,上述硬化性樹脂組成物進而含有有色材料之形態亦為本發明之較佳形態之一。又,含有選自由有色材料、分散劑、耐熱提高劑、調平劑、偶合劑及顯影助劑所構成之群中之至少1種之形態亦較為適宜。以下,對該等含有成分進行說明。
-有色材料-
作為上述有色材料,例如可適宜地使用顏料或染料。該等可單獨使用,或亦可組合使用2種以上。又,亦可將顏料與染料加以組合。例如於形成彩色濾光片之紅色、藍色、綠色像素之情形時,適宜地使用將藍與紫、綠與黃等有色材料加以組合而發揮出所要求之顏色特性之方法。又,於形成黑矩陣形成之情形時,亦可使用黑色之有色材料而形成。
上述顏料及染料中,例如就耐久性之方面而言,顏料(例如有機顏料或無機顏料)較為優異,又,例如就面板等之亮度提高之方面而言,染料 較為優異,因此,只要根據所要求之特性適宜選擇或併用該等即可。再者,顏料中,更佳為有機顏料。
作為上述顏料,例如可列舉:偶氮系顏料、酞菁系顏料、多環式顏料(例如喹吖啶酮系、苝系、紫環酮系、異吲哚啉酮系、異吲哚啉系、二系、硫代靛藍系、蒽醌系、喹酞酮系、金屬錯合物系、二酮基吡咯并吡咯系等)、染料色澱系顏料等有機顏料;白色-體質顏料(例如氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅、黏土、滑石、硫酸鋇、碳酸鈣等)、彩色顏料(例如鉻黃、鎘系、鉻紅、鎳鈦、鉻鈦、黃色氧化鐵、鐵丹、鉻酸鋅、鉛丹、群青、鐵藍、鈷藍、鉻綠、氧化鉻、釩酸鉍等)、黑色顏料(例如碳黑、骨黑、石墨、鐵黑、鈦黑等)、閃光材顏料(例如珍珠顏料、鋁顏料、青銅顏料等)、螢光顏料(例如硫化鋅、硫化鍶、鋁酸鍶等)等無機顏料。又,作為可使用之顏料之顏色,可列舉:黃色、紅色、紫色、藍色、綠色、褐色、黑色、白色等。
又,上述顏料根據目的或用途亦可進行松香處理、界面活性劑處理、樹脂系分散劑處理、顏料衍生物處理、氧化皮膜處理、二氧化矽塗佈、蠟塗佈等表面處理。
下述按顏色,根據染料索引(C.I.;The Society of Dyers and Colourists出版)編號表示上述顏料之具體例,但本發明之有色材料並不僅限定於該等。又,該等可以單獨使用,或亦可組合使用2種以上。下述「C.I.」意指染料索引,數字意指染料索引編號。
作為黃色顏料,例如可列舉:C.I.顏料黃1、顏料黃2、顏料黃3、顏料黃4、顏料黃5、顏料黃6、顏料黃7、顏料黃9、顏料黃10、顏料黃12、顏料黃13、顏料黃14、顏料黃15、顏料黃16、顏料黃17、顏料黃20、顏料黃24、顏料黃31、顏料黃32、顏料黃34、顏料黃35、顏料黃35:1、顏料黃36、顏料黃36:1、顏料黃37、顏料黃37:1、顏料黃40、 顏料黃41、顏料黃42、顏料黃43、顏料黃48、顏料黃49、顏料黃53、顏料黃55、顏料黃60、顏料黃61、顏料黃61:1、顏料黃62、顏料黃62:1、顏料黃63、顏料黃65、顏料黃71、顏料黃73、顏料黃74、顏料黃75、顏料黃77、顏料黃81、顏料黃83、顏料黃87、顏料黃93、顏料黃94、顏料黃95、顏料黃97、顏料黃98、顏料黃99、顏料黃100、顏料黃101、顏料黃104、顏料黃105、顏料黃106、顏料黃108、顏料黃109、顏料黃110、顏料黃111、顏料黃113、顏料黃114、顏料黃116、顏料黃117、顏料黃119、顏料黃120、顏料黃123、顏料黃124、顏料黃126、顏料黃127、顏料黃127:1、顏料黃128、顏料黃129、顏料黃130、顏料黃133、顏料黃134、顏料黃136、顏料黃138、顏料黃139、顏料黃142、顏料黃147、顏料黃148、顏料黃150、顏料黃151、顏料黃152、顏料黃153、顏料黃154、顏料黃155、顏料黃156、顏料黃157、顏料黃158、顏料黃159、顏料黃160、顏料黃161、顏料黃162、顏料黃163、顏料黃164、顏料黃165、顏料黃166、顏料黃167、顏料黃168、顏料黃169、顏料黃170、顏料黃172、顏料黃173、顏料黃174、顏料黃175、顏料黃176、顏料黃179、顏料黃180、顏料黃181、顏料黃182、顏料黃183、顏料黃184、顏料黃185、顏料黃188、顏料黃189、顏料黃190、顏料黃191、顏料黃191:1、顏料黃192、顏料黃193、顏料黃194、顏料黃195、顏料黃196、顏料黃197、顏料黃198、顏料黃199、顏料黃200、顏料黃202、顏料黃203、顏料黃204、顏料黃205、顏料黃206、顏料黃207、顏料黃208、顏料黃209、顏料黃209:1、顏料黃212、顏料黃213、顏料黃214、顏料黃215、顏料黃219等。
作為橙色顏料,例如可列舉:C.I.顏料橙1、顏料橙2、顏料橙3、顏料橙4、顏料橙5、顏料橙13、顏料橙15、顏料橙16、顏料橙17、顏料橙19、顏料橙20、顏料橙21、顏料橙22、顏料橙23、顏料橙24、顏料橙31、顏料橙34、顏料橙36、顏料橙38、顏料橙39、顏料橙40、顏料 橙43、顏料橙46、顏料橙48、顏料橙49、顏料橙51、顏料橙60、顏料橙61、顏料橙62、顏料橙64、顏料橙65、顏料橙67、顏料橙68、顏料橙69、顏料橙70、顏料橙71、顏料橙72、顏料橙73、顏料橙74、顏料橙75、顏料橙77、顏料橙78、顏料橙79、顏料橙81等。
作為紫色顏料,例如可列舉:C.I.顏料紫1、顏料紫1:1、顏料紫2、顏料紫2:2、顏料紫3、顏料紫3:1、顏料紫3:3、顏料紫5、顏料紫5:1、顏料紫13、顏料紫14、顏料紫15、顏料紫16、顏料紫17、顏料紫19、顏料紫23、顏料紫25、顏料紫27、顏料紫29、顏料紫31、顏料紫32、顏料紫36、顏料紫37、顏料紫38、顏料紫39、顏料紫42、顏料紫44、顏料紫47、顏料紫49、顏料紫50等。
作為紅色顏料,例如可列舉:C.I.顏料紅1、顏料紅2、顏料紅3、顏料紅4、顏料紅5、顏料紅6、顏料紅7、顏料紅8、顏料紅9、顏料紅10、顏料紅11、顏料紅12、顏料紅14、顏料紅15、顏料紅16、顏料紅17、顏料紅18、顏料紅21、顏料紅22、顏料紅23、顏料紅31、顏料紅32、顏料紅37、顏料紅38、顏料紅40、顏料紅41、顏料紅42、顏料紅47、顏料紅48、顏料紅48:1、顏料紅48:2、顏料紅48:3、顏料紅48:4、顏料紅48:5、顏料紅49、顏料紅49:1、顏料紅49:2、顏料紅50:1、顏料紅52、顏料紅52:1、顏料紅52:2、顏料紅53、顏料紅53:1、顏料紅53:2、顏料紅53:3、顏料紅54、顏料紅57、顏料紅57:1、顏料紅57:2、顏料紅58、顏料紅58:2、顏料紅58:4、顏料紅60、顏料紅60:1、顏料紅63、顏料紅63:1、顏料紅63:2、顏料紅64、顏料紅64:1、顏料紅68、顏料紅69、顏料紅81、顏料紅81:1、顏料紅81:2、顏料紅81:3、顏料紅81:4、顏料紅83、顏料紅88、顏料紅89、顏料紅90:1、顏料紅95、顏料紅97、顏料紅101、顏料紅101:1、顏料紅102、顏料紅104、顏料紅105、顏料紅106、顏料紅108、顏料紅108:1、顏料紅109、顏料紅112、 顏料紅113、顏料紅114、顏料紅122、顏料紅123、顏料紅136、顏料紅144、顏料紅146、顏料紅147、顏料紅149、顏料紅150、顏料紅151、顏料紅164、顏料紅166、顏料紅168、顏料紅169、顏料紅170、顏料紅171、顏料紅172、顏料紅173、顏料紅174、顏料紅175、顏料紅176、顏料紅177、顏料紅178、顏料紅179、顏料紅180、顏料紅181、顏料紅182、顏料紅183、顏料紅184、顏料紅185、顏料紅187、顏料紅188、顏料紅190、顏料紅193、顏料紅194、顏料紅200、顏料紅202、顏料紅206、顏料紅207、顏料紅208、顏料紅209、顏料紅210、顏料紅211、顏料紅213、顏料紅214、顏料紅215、顏料紅216、顏料紅220、顏料紅221、顏料紅224、顏料紅226、顏料紅230、顏料紅231、顏料紅232、顏料紅233、顏料紅235、顏料紅236、顏料紅237、顏料紅238、顏料紅239、顏料紅242、顏料紅243、顏料紅245、顏料紅247、顏料紅248、顏料紅249、顏料紅250、顏料紅251、顏料紅253、顏料紅254、顏料紅255、顏料紅256、顏料紅257、顏料紅258、顏料紅259、顏料紅260、顏料紅262、顏料紅263、顏料紅264、顏料紅265、顏料紅266、顏料紅267、顏料紅268、顏料紅269、顏料紅270、顏料紅271、顏料紅272、顏料紅273、顏料紅274、顏料紅275、顏料紅276、顏料紅279等。
作為藍色顏料,例如可列舉:C.I顏料藍1、顏料藍1:2、顏料藍9、顏料藍14、顏料藍15、顏料藍15:1、顏料藍15:2、顏料藍15:3、顏料藍15:4、顏料藍15:5、顏料藍15:6、顏料藍16、顏料藍17、顏料藍17:1、顏料藍19、顏料藍24、顏料藍24:1、顏料藍25、顏料藍26、顏料藍27、顏料藍28、顏料藍29、顏料藍33、顏料藍35、顏料藍36、顏料藍56、顏料藍56:1、顏料藍60、顏料藍61、顏料藍61:1、顏料藍62、顏料藍63、顏料藍66、顏料藍67、顏料藍68、顏料藍71、顏料藍72、顏料藍73、顏料藍74、顏料藍75、顏料藍76、顏料藍78、顏料藍79、顏料藍80等。
作為綠色顏料,例如可列舉:C.I.顏料綠1、顏料綠2、顏料綠4、顏料綠7、顏料綠8、顏料綠10、顏料綠13、顏料綠15、顏料綠17、顏料綠18、顏料綠19、顏料綠26、顏料綠36、顏料綠45、顏料綠48、顏料綠50、顏料綠51、顏料綠54、顏料綠55、顏料綠58等。
作為褐色顏料,例如可列舉:C.I.顏料棕5、顏料棕6、顏料棕23、顏料棕24、顏料棕25、顏料棕32、顏料棕41、顏料棕42等。
作為黑色顏料,例如可列舉:苯胺黑、碳黑、燈黑、骨黑、黑鐵、鈦黑、C.I.顏料黑1、顏料黑6、顏料黑7、顏料黑9、顏料黑10、顏料黑11、顏料黑12、顏料黑13、顏料黑20、顏料黑31、顏料黑32、顏料黑34等。作為白色顏料,例如可列舉:C.I.顏料白1、顏料白2、顏料白4、顏料白5、顏料白6、顏料白7、顏料白11、顏料白12、顏料白18、顏料白19、顏料白21、顏料白22、顏料白23、顏料白26、顏料白27、顏料白28等。
作為上述染料,例如可使用日本特開2010-9033號公報、日本特開2010-211198公報、日本特開2009-51896號公報、日本特開2008-50599號公報中所記載之有機染料。其中,較佳為偶氮系染料、蒽醌系染料、酞菁系染料、醌亞胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。
上述有色材料之含有比例(即顏料及染料之合計比例)可根據目的、用途進行適當設定,該有色材料之含有比例之較佳範圍係相對於硬化性樹脂組成物之固體成分總量100質量%為3~70質量%。更佳為5~60質量%,進而較佳為10~50質量%。
-分散劑-
所謂上述分散劑,係具有對有色材料之相互作用部位與對分散介質(例如溶劑或黏合劑樹脂)之相互作用部位,且具有使有色材料對分散介質之分散加以穩定化之作用者,通常被分為樹脂型分散劑(例如高分子分散 劑)、界面活性劑(例如低分子分散劑)、色素衍生物。本發明之硬化性樹脂組成物適宜為一併含有有色材料與分散劑。再者,作為分散劑(即樹脂型分散劑、界面活性劑及/或色素衍生物),可使用通常所使用之分散劑。又,作為分散劑,可單獨使用1種者,或亦可組合使用2種以上。
作為上述樹脂型分散劑,例如可列舉:聚胺酯(polyurethane)、聚丙烯酸酯等聚羧酸酯;不飽和聚醯胺、聚羧酸、聚羧酸胺鹽、聚羧酸銨鹽、聚羧酸烷基胺鹽、聚矽氧烷、長鏈聚胺基醯胺磷酸鹽、含氫基之聚羧酸酯、藉由使聚(低級伸烷基亞胺)與具有游離羧基之聚酯進行反應所形成之醯胺或其鹽;(甲基)丙烯酸-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-順丁烯二酸共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯啶酮、聚酯系、改質聚丙烯酸酯、環氧乙烷/聚環氧丙烷加成物等。
又,作為上述樹脂型分散劑之結構,可尤佳地使用如主鏈具有對有色材料之相互作用部位之錨定鏈且接枝鏈係具有對分散介質之相互作用性之相溶性鏈之類的接枝結構之樹脂、或者錨定鏈與相溶性鏈成為嵌段結構之樹脂。
若列舉上述樹脂型分散劑之商品名,則例如可列舉如下者。但是,並不限定於該等。
可列舉:EFKA-46、EFKA-47、EFKA-48、EFKA-745、EFKA-1101、EFKA-1120、EFKA-1125、EFKA-4008、EFKA-4009、EFKA-4046、EFKA-4047、EFKA-4520、EFKA-4540、EFKA-4550、EFKA-6750、EFKA-4010、EFKA-4015、EFKA-4020、EFKA-4050、EFKA-4055、EFKA-4060、EFKA-4080、EFKA-4300、EFKA-4330、EFKA-4400、EFKA-4401、EFKA-4402、EFKA-4403、EFKA-4406、EFKA-4800、EFKA-5010、EFKA-5044、EFKA-5244、EFKA-5054、EFKA-5055、EFKA-5063、EFKA-5064、EFKA-5065、EFKA-5066、EFKA-1210、EFKA-2150、KS860、KS873N、 7004、1813、1860、1401、1200、550、EDAPLAN 470、472、480、482、K-SPERSE 131、1525070、5207(以上為EFKA ADDITIVES公司製造);Anti-Terra-U、Anti-Terra-U100、Anti-Terra-204、Anti-Terra-205、Anti-Terra-P、Disperbyk-101、102、103、106、108、109、110、111、112、151、160、161、162、163、164、166、182、P-104、P-104S、P105、220S、203、204、205、2000、2001、9075、9076、9077(以上為BYK-Chemie公司製造);SOLSPERSE 3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、20000、22000、24000、24000GR、26000、28000(以上為Japan Lubrisol公司製造);Disperlon 7301、325、374、234、1220、2100、2200、KS260、KS273N、152MS(以上為楠本化成公司製造);Ajisper PB-711、821、822、880、PN-411、PA-111(以上為Ajinomoto Fine-Techno公司製造);KP系列(信越化學工業公司製造);Polyflow系列(共榮社化學公司製造);Megaface系列(DIC公司製造);Disperaid系列(Sannopco公司製造)等。
作為上述界面活性劑,例如可列舉:聚氧乙烯烷基醚硫酸鹽、十二烷基苯磺酸鈉、烷基萘磺酸鈉、烷基二苯醚二磺酸鈉、月桂基硫酸單乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸銨、硬脂酸鈉、月桂基硫酸鈉等陰離子性界面活性劑;聚氧乙烯油醚、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯壬基苯醚、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯、聚乙二醇單月桂酸酯等非離子性界面活性劑;烷基四級銨鹽或該等之環氧乙烷加成物等陽離子性界面活性劑;烷基二甲基胺基乙酸甜菜鹼等烷基甜菜鹼、烷基咪唑啉等兩性界面活性劑等。
所謂上述色素衍生物係色素中導入有官能基之結構之化合物,作為官能基,例如可列舉:磺酸基、磺醯胺基及其四級鹽、二烷基胺基、羥基、羧基、醯胺基、鄰苯二甲醯亞胺基等。作為成為母體之色素之結構,例如可列舉:偶氮系、蒽醌系、喹酞酮系、酞菁系、喹吖啶酮系、 苯并咪唑酮系、異吲哚啉系、二系、陰丹士林系、苝系、二酮基吡咯并吡咯系等。
上述分散劑(即樹脂型分散劑、界面活性劑及/或色素衍生物)之含有比例只要根據目的或用途進行適當設定即可,就分散穩定性、耐久性(耐熱性、耐光性、耐候性等)及透明性之平衡性之觀點而言,例如相對於硬化性樹脂組成物之固體成分總量100質量%,較佳為0.01~60質量%。更佳為0.1~50質量%,進而較佳為0.3~40質量%。
-耐熱提高劑-
上述耐熱提高劑可較佳用以提高耐熱性或強度。作為耐熱提高劑,例如適宜為N-(烷氧基甲基)三聚氰胺化合物、具有2個以上環氧基或氧雜環丁基之化合物等。尤其是於使用上述硬化性樹脂組成物作為感光性間隔件用抗蝕劑、保護膜用透明抗蝕劑或層間絕緣膜用抗蝕劑之情形時,較佳為使用該等。
-調平劑-
上述調平劑可較佳用以提高調平性。作為調平劑,較佳為氟系、矽系之界面活性劑。
-偶合劑-
上述偶合劑可較佳用以提高密合性。作為偶合劑,較佳為矽烷系之偶合劑,例如可列舉:環氧系、甲基丙烯酸系、胺基系之矽烷偶合劑。其中,較佳為環氧系之矽烷偶合劑。
-顯影助劑-
上述顯影助劑可較佳用以提高顯影性。作為顯影助劑,例如適宜為(甲基)丙烯酸、乙酸、丙酸等單羧酸類;順丁烯二酸、反丁烯二酸、琥珀酸、四氫鄰苯二甲酸、偏苯三甲酸等多元羧酸類;順丁烯二酸酐、酐琥珀酸、四氫鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐等羧酸酐類等。
作為上述硬化性樹脂組成物之製造方法,並無特別限定,例如可藉由使用各種混合機或分散機將上述含有成分進行混合分散而製備。混合、分散步驟並無特別限定,只要藉由通常之方法進行即可。又,亦可進而包含通常所實施之其他步驟。再者,於上述硬化性樹脂組成物含有有色材料之情形時,適宜為經由有色材料之分散處理步驟進行製造。
作為上述有色材料之分散處理步驟,例如可列舉如下方法:首先稱取各規定量之有色材料(較佳為有機顏料)、分散劑及溶劑,使用漆面調節機、珠磨機、輥磨機、球磨機、噴射磨機、均質機、捏合機、摻和機等分散機,使有色材料進行微粒子分散而製成液狀有色材料分散液(亦稱為研磨漿)。較佳為先利用輥磨機、捏合機、摻和機等進行混練分散處理,再利用填充有0.01~1mm之珠粒之珠磨機等介質研磨機進行微分散處理。可於所獲得之研磨漿中添加另外所預先攪拌混合之含有(甲基)丙烯酸酯系聚合物、聚合性單體、及光聚合起始劑、以及視需要之溶劑或調平劑等之組成物(較佳為透明液)並進行混合,製成均勻之分散溶液,獲得硬化性樹脂組成物。
再者,所獲得之硬化性樹脂組成物較佳為藉由過濾器等進行過濾處理,去除微細之灰塵。
[硬化物]
本發明之硬化性樹脂組成物,如上所述,其係提供感光性或硬化性尤其優異,且顯影性、耐溶劑性、與基板(基材)之密合性、耐熱性及透明性等基本性能優異之硬化物者。又,此種硬化物係圖像形成性及表面平滑性亦優異,例如顯影後無未曝光部之殘渣或乏光等者。又,使此種上述硬化性樹脂組成物硬化而成之硬化物亦為本發明之一。
上述硬化物(硬化膜)之膜厚(厚度)適宜為0.1~20μm。藉此,可充分滿足使用上述硬化物之構件等或顯示裝置等之低背化要求。 更佳為0.5~10μm,進而較佳為0.5~8μm。
上述硬化物可較佳使用於例如液晶顯示裝置或固體攝像元件等中所使用之彩色濾光片、油墨、印刷版、印刷配線板、半導體元件、光阻等各種光學構件或電氣-電子機器等之用途。其中,較佳為使用於彩色濾光片。又,如此般地使用上述硬化性樹脂組成物而成之彩色濾光片、即具體而言於基板上具有上述硬化物之彩色濾光片亦為本發明之一。以下,對彩色濾光片進一步說明。
<彩色濾光片>
本發明之彩色濾光片係由基板上具有上述硬化物之形態構成。
上述彩色濾光片中,藉由本發明之硬化性樹脂組成物所形成之硬化物,尤其適宜作為例如黑矩陣或需要進行如紅色、綠色、藍色、黃色等各像素之著色的片段,亦適宜作為感光性間隔件、保護層、配向控制用阻隔壁等並非必需要著色的片段。
作為上述彩色濾光片所使用之基板,例如可列舉:白板玻璃、藍板玻璃、鹼強化玻璃、經二氧化矽塗佈之藍板玻璃等玻璃基板;由聚酯、聚碳酸酯、聚烯烴、聚碸、環狀烯烴之開環聚合物或其氫化物等熱塑性樹脂所構成之片材、膜或基板;由環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱硬化性樹脂所構成之片材、膜或基板;鋁板、銅板、鎳板、不鏽鋼板等金屬基板;陶瓷基板;具有光電轉換元件之半導體基板;表面包含有色材料層之玻璃基板(例如LCD用彩色濾光片)等由各種材料所構成之構件等。其中,就耐熱性之方面而言,較佳為玻璃基板或由耐熱性樹脂所構成之片材、膜或基板。又,上述基板適宜為透明基板。
又,亦可對上述基材視需要進行電暈放電處理、臭氧處理、利用矽烷偶合劑等之化學藥品處理等。
<彩色濾光片之製造方法>
為了獲得上述彩色濾光片,例如適宜為採用如下製造方法:對每一顏色之像素採用如下步驟並對各顏色反覆進行與此相同之方法,該步驟包括:於基板上配置上述硬化性樹脂組成物之步驟(亦稱為配置步驟)、對配置於該基板上之硬化性樹脂組成物照射光之步驟(亦稱為光照射步驟)、藉由顯影液進行顯影處理之步驟(亦稱為顯影步驟)、及進行加熱處理之步驟(亦稱為加熱步驟)之方法。再者,各顏色之像素形成順序並無特別限定。
-配置步驟(較佳為塗佈步驟)-
上述配置步驟適宜為藉由塗佈而進行。作為於基板上塗佈上述硬化性樹脂組成物之方法,例如可列舉:旋轉塗佈、狹縫塗佈、輥式塗佈、流延塗佈等,亦可較佳使用任一方法。
又,於上述配置步驟中,適宜為於基板上塗佈上述硬化性樹脂組成物後對塗膜進行乾燥。塗膜之乾燥例如可使用加熱板、IR)烘箱、對流烘箱等進行。乾燥條件根據所含之溶劑成分之沸點、硬化成分之種類、膜厚、乾燥機之性能等進行適當選擇,通常適宜為於50~160℃之溫度下進行10秒~300秒。
-光照射步驟-
於上述光照射步驟中,作為所使用之活性光線之光源,例如使用氙氣燈、鹵素燈、鎢絲燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、中壓水銀燈、低壓水銀燈、碳弧燈、螢光燈等燈光源;氬離子雷射、YAG雷射、準分子雷射、氮氣雷射、氦鎘雷射、半導體雷射等雷射光源等。又,作為曝光機之方式,可列舉鄰近方式、鏡面投影方式、步進方式,可較佳使用鄰近方式。
再者,於活性能量光線之照射步驟中,根據用途亦可經由既定之光罩圖案照射活性能量光線。於該情形時,曝光部硬化而使硬化部不溶或難溶於顯影液。
-顯影步驟-
上述顯影步驟係於上述光照射步驟後藉由顯影液進行顯影處理,去除未曝光部而形成圖案之步驟。藉此,可獲得經圖案化之硬化膜。顯影處理通常係於10~50℃之顯影溫度下利用浸漬顯影、噴霧顯影、毛刷顯影、超音波顯影等方法而實施。
於上述顯影步驟中所使用之顯影液只要為溶解本發明之硬化性樹脂組成物者,則並無特別限定,通常可使用有機溶劑或鹼性水溶液,亦可使用該等之混合物。再者,於使用鹼性水溶液作為顯影液之情形時,較佳為顯影後用水進行清洗。
作為上述顯影液之適宜之有機溶劑,例如可列舉醚系溶劑或醇系溶劑等。具體而言,例如可列舉:二烷基醚類、乙二醇單烷基醚類、乙二醇二烷基醚類、二乙二醇二烷基醚類、三乙二醇二烷基醚類、烷基苯醚類、芳烷基苯醚類、二芳香族醚類、異丙醇、苄醇等。
於上述鹼性水溶液中,除鹼劑以外,視需要亦可含有界面活性劑、有機溶劑、緩衝劑、染料、顏料等。作為該情形時之有機溶劑,可列舉適宜作為上述顯影液之有機溶劑等。
作為上述鹼劑,例如可列舉:矽酸鈉、矽酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉等無機鹼劑;三甲胺、二乙胺、異丙胺、正丁胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨等胺類,該等可單獨亦可組合2種以上。
作為上述界面活性劑,例如可列舉:聚氧乙烯烷基醚類、聚氧乙烯烷基酯類、山梨醇酐酸烷基酯類、單甘油酯烷基酯類等非離子系界面活性劑;烷基苯磺酸鹽類、烷基萘磺酸鹽類、烷基硫酸鹽類、烷基磺酸鹽類、磺基琥珀酸酯鹽類等陰離子性界面活性劑;烷基甜菜鹼類、胺基酸類等兩性界面活性劑等,該等可單獨亦可組合2種以上。
-加熱步驟-
上述加熱步驟係於上述顯影步驟後藉由煅燒而使曝光部(硬化部)進一步硬化之步驟(亦稱為後硬化步驟)。例如可列舉:使用高壓水銀燈等光源,例如以0.5~5J/cm2之光量進行後曝光之步驟;或例如於60~260℃之溫度下歷時10秒~120分鐘進行後加熱之步驟等。藉由實施此種後硬化步驟,可使經圖案化之硬化膜的硬度及密合性更牢固。又,藉由該加熱步驟,上述硬化性樹脂組成物所含之(甲基)丙烯酸酯系聚合物之結構單元的一部分(即,源自含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之一部分的部分)被分解,故而可提高硬化性及耐溶劑性。
藉由上述加熱步驟所獲得之硬化膜(即,將上述硬化性樹脂組成物熱硬化所獲得之硬化膜)之膜厚適宜為0.1~20μm。藉由使用本發明之硬化性樹脂組成物,可提供膜厚經充分降低之硬化膜。更佳為0.5~10μm,進而較佳為0.5~8μm。
再者,若將加熱前之塗膜之膜厚設為100%,則藉由上述加熱步驟所獲得之塗膜(即硬化膜)之膜厚適宜為90%以下。更佳為80%以下,進而較佳為70%以下。
於上述加熱步驟中,加熱溫度適宜為150℃以上。藉此,源自上述含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之一部分的部分被更有效地分解,故而可進一步實現硬化性及耐溶劑性之提高。更佳為160℃以上,進而較佳為170℃以上,尤佳為180℃以上。又,較佳為設為260℃以下,更佳為250℃以下。
於上述加熱步驟中之加熱時間並無特別限定,例如適宜為設為5~60分鐘。又,加熱方法亦無特別限定,例如可使用加熱板、對流烘箱、高頻加熱機等加熱機器而進行。
[顯示裝置]
又,本發明亦為使用上述彩色濾光片所構成之顯示裝置。
再者,又,於本發明之適宜之實施形態中亦包含具有藉由上述硬化性樹脂組成物所形成之硬化物之顯示裝置用構件及顯示裝置。藉由上述硬化性樹脂組成物所形成之硬化物(硬化膜)係較為穩定,對基材等之密合性優異且為高硬度,並且顯示出高平滑性,具有高透射率者,故而尤其適宜作為透明構件,又,亦可用作各種顯示裝置中之保護膜或絕緣膜。
作為上述顯示裝置,例如適宜為液晶顯示裝置、固體攝像元件、觸控面板式顯示裝置等。
再者,於使用上述硬化物(硬化膜)作為顯示裝置用構件之情形時,該構件可為由上述硬化膜所構成之膜狀之單層或多層之構件,或亦可為該單層或多層之構件中進而組合有其他層之構件,又,亦可為構成中包含上述硬化膜之構件。
由於本發明之硬化性樹脂組成物係如上述般之構成,故而可穩定地發揮硬化性或硬化後之耐溶劑性、與基板(基材)之密合性、耐熱性及透明性等各種物性,保存穩定性優異,可用於彩色濾光片等各種用途。因此,具有藉由此種硬化性樹脂組成物所形成之硬化物(硬化膜)之彩色濾光片及顯示裝置於光學領域或電機、電子領域非常有用。
以下列舉實施例進一步詳細說明本發明,但本發明並不僅限定於該等實施例。再者,只要無特別規定,則「份」意指「質量份」。
於下述合成例等中,各種物性等係以下述方式進行測定。
<重量平均分子量>
以聚苯乙烯作標準物質,以四氫呋喃作為溶析液,並利用藉由HLC-8220GPC(Tosoh公司製造)、管柱:TSK gel Super HZM-M(Tosoh公司製造)之GPC(凝膠滲透層析)法測定重量平均分子量。
<固體成分>
於鋁杯中量取聚合物溶液(亦稱為樹脂溶液或聚合物溶液)約1g,加入丙酮約3g並使其溶解後,於常溫下進行自然乾燥。並且,使用熱風乾燥機(Espec公司製造,商品名:PHH-101),於真空下、以140℃乾燥1.5小時後,於乾燥器內放置冷卻,測定質量。根據該質量減少量計算聚合物溶液之固體成分(質量%)。
<酸值>
準確稱量樹脂溶液3g,並溶解於丙酮90g與水10g之混合溶劑中,使用0.1N之KOH水溶液作為滴定液,藉由自動滴定裝置(平沼產業公司製造,商品名:COM-555)測定聚合物溶液之酸值,根據溶液之酸值與溶液之固體成分求出固體成分每1g之酸值(AV)。
<硬化性樹脂組成物之吸光度>
將硬化性樹脂組成物旋轉塗佈於5cm見方之玻璃基板上,於80℃乾燥3分鐘後,利用高壓水銀燈以100mJ進行曝光,於220℃進行30分鐘熱處理,獲得膜厚5μm之薄膜。其後,25℃下浸漬於1-甲基-2-吡咯啶酮20g中2小時,利用分光光度計UV3100(島津製作所公司製造)測定自塗膜所溶出之1-甲基-2-吡咯啶酮之色相,求出450nm之吸光度。
合成例1
樹脂溶液1(BzMI-CHMA-t-BMA-MAA共聚物溶液)之合成
於具備溫度計、攪拌機、氣體導入管、冷卻管及滴加槽導入口之反應槽中,添加丙二醇單甲醚乙酸酯844.57g並進行氮氣置換,其後,進行加熱 而升溫至90℃。另一方面,準備於作為滴加槽(A)之燒杯中攪拌混合有N-苄基順丁烯二醯亞胺50g、甲基丙烯酸環己酯125g、甲基丙烯酸第三丁酯225g、甲基丙烯酸100g及過氧化(2-乙基己酸)第三丁酯(日本油脂公司製造「Perbutyl O」)10g而成者,並準備於滴加槽(B)中攪拌混合有正十二烷基硫醇21g、丙二醇單甲醚乙酸酯84g而成者。於反應槽之溫度成為90℃後,一面保持同一溫度一面自滴加槽開始滴加,進行聚合3小時。滴加結束後保持90℃ 30分鐘,其後,升溫至115℃,進行90分鐘熟化。
對所獲得之聚合物溶液進行分析,結果重量平均分子量為7800,酸值為129mgKOH/g,樹脂固體成分為35.0質量%。
合成例2
樹脂溶液2(BzMI-CHMA-HEMA-MAA共聚物溶液)之合成
於具備溫度計、攪拌機、氣體導入管、冷卻管及滴加槽導入口之反應槽中,添加丙二醇單甲醚乙酸酯844.57g並進行氮氣置換,其後,進行加熱而升溫至90℃。另一方面,準備於作為滴加槽(A)之燒杯中攪拌混合有N-苄基順丁烯二醯亞胺50g、甲基丙烯酸環己酯250g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯100g、甲基丙烯酸100g及過氧化(2-乙基己酸)第三丁酯(日本油脂公司製造「Perbutyl O」)10g而成者,並準備於滴加槽(B)中攪拌混合有正十二烷基硫醇21g、丙二醇單甲醚乙酸酯84g而成者。於反應槽之溫度成為90℃後,一面保持同一溫度一面自滴加槽開始滴加,進行聚合3小時。滴加結束後保持90℃ 30分鐘,其後,升溫至115℃,進行90分鐘熟化。
對所獲得之聚合物溶液進行分析,結果重量平均分子量為7700,酸值為129mgKOH/g,樹脂固體成分為35.0質量%。
合成例3
樹脂溶液3(側鏈含有雙鍵之共聚物;BzMI-t-BA-AA//GMA共聚物溶液)之合成
於具備溫度計、攪拌機、氣體導入管、冷卻管及滴加槽導入口之反應槽中,添加丙二醇單甲醚1006.67g並進行氮氣置換,其後,進行加熱而升溫至90℃。另一方面,準備於作為滴加槽(A)之燒杯中攪拌混合有N-苄基順丁烯二醯亞胺20g、丙烯酸第三丁酯250g、丙烯酸230g及過氧化(2-乙基己酸)第三丁酯(日本油脂公司製造「Perbutyl O」)10g而成者,並準備於滴加槽(B)中攪拌混合有正十二烷基硫醇40g、丙二醇單甲醚160g而成者。於反應槽之溫度成為90℃後,一面保持同一溫度一面自滴加槽開始滴加,進行聚合3小時。滴加結束後保持90℃ 30分鐘,其後,升溫至115℃,進行90分鐘熟化。
其後,將氣體導入管之氮氣變更為氧氣/氮氣混合氣體(氧氣/氮氣=5/95vol%),添加作為抑制劑之2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)(川口化學公司製造,「Antage w-400」)1.34g、及作為觸媒之三乙胺2.68g並進行攪拌混合後,添加作為加成化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯393.74g,升溫至115℃進行加成反應,8小時後,於利用GC(氣相層析法)分析所得之殘存GMA量成為0.5質量%以下時結束反應,獲得側鏈具有自由基聚合性雙鍵之含酸基之共聚物之聚合物溶液。
對所獲得之聚合物溶液進行分析,結果重量平均分子量為6800,酸值為58mgKOH/g,樹脂固體成分為39.0質量%。
合成例4
樹脂溶液4(側鏈含有雙鍵之共聚物;BzMI-CHA-HEA-AA//GMA共聚物溶液)之合成
於具備溫度計、攪拌機、氣體導入管、冷卻管及滴加槽導入口之反應槽中,添加丙二醇單甲醚1006.67g並進行氮氣置換,其後,進行加熱而升溫至90℃。另一方面,準備於作為滴加槽(A)之燒杯中攪拌混合有N-苄基順丁烯二醯亞胺20g、丙烯酸環己酯150g、丙烯酸2-羥基乙酯100g、 丙烯酸230g及過氧化(2-乙基己酸)第三丁酯(日本油脂公司製造「Perbutyl O」)10g而成者,並準備於滴加槽(B)中攪拌混合有正十二烷基硫醇40g、丙二醇單甲醚160g而成者。於反應槽之溫度成為90℃後,一面保持同一溫度一面自滴加槽開始滴加,進行聚合3小時。滴加結束後保持90℃ 30分鐘,其後,升溫至115℃,進行90分鐘熟化。
其後,將氣體導入管之氮氣變更為氧氣/氮氣混合氣體(氧氣/氮氣=5/95vol%),添加作為抑制劑之2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)(川口化學公司製造,「Antage w-400」)1.34g、及作為觸媒之三乙胺2.68g並進行攪拌混合後,添加作為加成化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯393.74g,升溫至115℃進行加成反應,8小時後,於利用GC(氣相層析法)分析所得之殘存GMA量成為0.5質量%以下時結束反應,獲得側鏈具有自由基聚合性雙鍵之含酸基之共聚物之聚合物溶液。
對所獲得之聚合物溶液進行分析,結果重量平均分子量為6800,酸值為58mgKOH/g,樹脂固體成分為39.0質量%。
合成例5
樹脂溶液5(BzMI-CHMA-t-BMA-HEMA-MAA共聚物溶液)之合成
於具備溫度計、攪拌機、氣體導入管、冷卻管及滴加槽導入口之反應槽中,添加丙二醇單甲醚乙酸酯844.57g並進行氮氣置換,其後,進行加熱而升溫至90℃。另一方面,準備於作為滴加槽(A)之燒杯中攪拌混合有N-苄基順丁烯二醯亞胺50g、甲基丙烯酸環己酯125g、甲基丙烯酸第三丁酯125g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯100g、甲基丙烯酸100g及過氧化(2-乙基己酸)第三丁酯(日本油脂公司製造「Perbutyl O」)10g而成者,並準備於滴加槽(B)中攪拌混合有正十二烷基硫醇21g、丙二醇單甲醚乙酸酯84g而成者。於反應槽之溫度成為90℃後,一面保持同一溫度一面自滴加槽 開始滴加,進行聚合3小時。滴加結束後保持90℃ 30分鐘,其後,升溫至115℃,進行90分鐘熟化。
對所獲得之聚合物溶液進行分析,結果重量平均分子量為7700,酸值為133mgKOH/g,樹脂固體成分為35.0質量%。
合成例6
樹脂溶液6(側鏈含有雙鍵之共聚物;BzMI-t-BA-HEA-AA//GMA共聚物溶液)之合成
於具備溫度計、攪拌機、氣體導入管、冷卻管及滴加槽導入口之反應槽中,添加丙二醇單甲醚1006.67g並進行氮氣置換,其後,進行加熱而升溫至90℃。另一方面,準備於作為滴加槽(A)之燒杯中攪拌混合有N-苄基順丁烯二醯亞胺20g、丙烯酸第三丁酯150g、丙烯酸2-羥基乙酯100g、丙烯酸230g及過氧化(2-乙基己酸)第三丁酯(日本油脂公司製造「Perbutyl O」)10g而成者,並準備於滴加槽(B)中攪拌混合有正十二烷基硫醇40g、丙二醇單甲醚160g而成者。於反應槽之溫度成為90℃後,一面保持同一溫度一面自滴加槽開始滴加,進行聚合3小時。滴加結束後保持90℃ 30分鐘,其後,升溫至115℃,進行90分鐘熟化。
其後,將氣體導入管之氮氣變更為氧氣/氮氣混合氣體(氧氣/氮氣=5/95vol%),添加作為抑制劑之2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)(川口化學公司製造,「Antage w-400」)1.34g、及作為觸媒之三乙胺2.68g並進行攪拌混合後,添加作為加成化合物之甲基丙烯酸縮水甘油酯393.74g,升溫至115℃進行加成反應,8小時後,於利用GC(氣相層析法)分析所得之殘存GMA量成為0.5質量%以下時結束反應,獲得側鏈具有自由基聚合性雙鍵之含酸基之共聚物之聚合物溶液。
對所獲得之聚合物溶液進行分析,結果重量平均分子量為6800,酸值為58mgKOH/g,樹脂固體成分為39.0質量%。
合成例7
樹脂溶液7(MMA-MAA共聚物溶液)之合成
於具備溫度計、攪拌機、氣體導入管、冷卻管及滴加槽導入口之反應槽中,添加丙二醇單甲醚乙酸酯844.57g並進行氮氣置換,其後,進行加熱而升溫至90℃。另一方面,準備於作為滴加槽(A)之燒杯中攪拌混合有甲基丙烯酸甲酯400g、甲基丙烯酸100g及過氧化(2-乙基己酸)第三丁酯(日本油脂公司製造「Perbutyl O」)10g而成者,並準備於滴加槽(B)中攪拌混合有正十二烷基硫醇21g、丙二醇單甲醚乙酸酯84g而成者。於反應槽之溫度成為90℃後,一面保持同一溫度一面自滴加槽開始滴加,進行聚合3小時。滴加結束後保持90℃ 30分鐘,其後,升溫至115℃,進行90分鐘熟化。
對所獲得之聚合物溶液進行分析,結果重量平均分子量為7700,酸值為133mgKOH/g,樹脂固體成分為35.0質量%。
合成例8
樹脂溶液8(BzMI-t-BMA-HEMA-MAA共聚物溶液)之合成
於具備溫度計、攪拌機、氣體導入管、冷卻管及滴加槽導入口之反應槽中,添加丙二醇單甲醚乙酸酯874.57g並進行氮氣置換,其後,進行加熱而升溫至90℃。另一方面,準備於作為滴加槽(A)之燒杯中攪拌混合有N-苄基順丁烯二醯亞胺50g、甲基丙烯酸第三丁酯235g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯100g、甲基丙烯酸115g及過氧化(2-乙基己酸)第三丁酯(日本油脂公司製造「Perbutyl O」)10g而成者,並準備於滴加槽(B)中攪拌混合有正十二烷基硫醇6g、丙二醇單甲醚乙酸酯54g而成者。於反應槽之溫度成為90℃後,一面保持同一溫度一面自滴加槽開始滴加,進行聚合3小時。滴加結束後保持90℃ 30分鐘,其後升溫至115℃,進行90分鐘熟成。
對所獲得之聚合物溶液進行分析,結果重量平均分子量為15500,酸值 為150mgKOH/g,樹脂固體成分為35.0質量%。
合成例9
樹脂溶液9(MD-t-BMA-HEMA-MAA共聚物溶液)之合成
於具備溫度計、攪拌機、氣體導入管、冷卻管及滴加槽導入口之反應槽中,添加丙二醇單甲醚乙酸酯844.57g並進行氮氣置換,其後,進行加熱而升溫至90℃。另一方面,準備於作為滴加槽(A)之燒杯中攪拌混合有2,2'-[氧基雙(亞甲基)]雙-2-丙烯酸二甲酯(MD)50g、甲基丙烯酸第三丁酯250g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯100g、甲基丙烯酸100g及過氧化(2-乙基己酸)第三丁酯(日本油脂公司製造「Perbutyl O」)10g而成者,並準備於滴加槽(B)中攪拌混合有正十二烷基硫醇15g、丙二醇單甲醚乙酸酯84g而成者。於反應槽之溫度成為90℃後,一面保持同一溫度一面自滴加槽開始滴加,進行聚合3小時。滴加結束後保持90℃ 30分鐘,其後,升溫至115℃,進行90分鐘熟化。
對所獲得之聚合物溶液進行分析,結果重量平均分子量為12000,酸值為133mgKOH/g,樹脂固體成分為35.0質量%。
合成例10
樹脂溶液10(AMA-t-BMA-HEMA-MAA共聚物溶液)之合成
於具備溫度計、攪拌機、氣體導入管、冷卻管及滴加槽導入口之反應槽中,添加丙二醇單甲醚乙酸酯844.57g並進行氮氣置換,其後,進行加熱而升溫至90℃。另一方面,準備於作為滴加槽(A)之燒杯中攪拌混合有(α-烯丙氧基甲基)丙烯酸甲酯(AMA)50g、甲基丙烯酸第三丁酯250g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯100g、甲基丙烯酸100g及過氧化(2-乙基己酸)第三丁酯(日本油脂公司製造「Perbutyl O」)10g而成者,並準備於滴加槽(B)中攪拌混合有正十二烷基硫醇15g、丙二醇單甲醚乙酸酯84g而成者。於反應槽之溫度成為90℃後,一面保持同一溫度一面自滴加槽開始滴加,進 行聚合3小時。滴加結束後保持90℃ 30分鐘,其後,升溫至115℃,進行90分鐘熟化。
對所獲得之聚合物溶液進行分析,結果重量平均分子量為12300,酸值為132mgKOH/g,樹脂固體成分為35.2質量%。
表1中表示樹脂溶液1~10之詳細內容。
再者,關於表1中之構成樹脂之單體之摻合量,構成基底聚合物之各單體之數值記載的是將該等總量設為100質量%時之各摻合比例(質量%)。又,於合成例4及6中,對該基底聚合物所加成之GMA(具有可與酸基鍵結之官能基及聚合性雙鍵之化合物)之數值係以使具有酸基與聚合性雙鍵之單體(於該情形時為AA)之羧酸量進行加成之GMA比例之形式記載,並藉由「GMA摻合比例(與GMA加成之AA摻合比例(質量%))={GMA之莫耳量(mol)/AA之莫耳量(mol)}×AA摻合比例(質量%)」求出。例如於合成例4中,基底聚合物(100質量%)中之AA係以46質量%構成,並使該46質量%(3191mmol)之AA與2769mmol之GMA加成,藉此,將該GMA之摻合比例(質量%)規定為「40」。
表1中之符號如下所述。
BzMI:N-苄基順丁烯二醯亞胺
MD:2,2'-[氧基雙(亞甲基)]雙-2-丙烯酸二甲酯
AMA:(α-烯丙氧基甲基)丙烯酸甲酯
MMA:甲基丙烯酸甲酯
CHMA:甲基丙烯酸環己酯
CHA:丙烯酸環己酯
t-BMA:甲基丙烯酸第三丁酯
t-BA:丙烯酸第三丁酯
HEMA:甲基丙烯酸2-羥基乙酯
HEA:丙烯酸2-羥基乙酯
MAA:甲基丙烯酸
AA:丙烯酸
GMA:甲基丙烯酸縮水甘油酯
製作例1
顏料分散體1之製作
將丙二醇單甲醚乙酸酯12.9份、作為分散劑之Disperlon DA-7301 0.4份、作為有色材料之C.I.顏料綠36(Monastral Green 6Y-CL,Heubach公司製造)2.25份、及C.I.顏料黃150(Yellow Pigment E4GN-GT,Lanxess公司製造)1.5份加以混合,利用塗料振盪器分散3小時,藉此,獲得顏料分散體1。
實施例1
將樹脂溶液1 1.0份、樹脂溶液2 1.0份、作為自由基聚合性化合物之二新戊四醇六丙烯酸酯0.70份、作為自由基聚合性光聚合起始劑之Irgacure 369(Ciba Specialty Chemicals公司製造)0.35份、顏料分散體1 7.88份、作為溶 劑之丙二醇單甲醚乙酸酯6.57份加以混合,獲得硬化性樹脂組成物1。若對該硬化性樹脂組成物1測定吸光度,則為1.6×10-2
實施例2~8、比較例1~7
設為表2及3所示之摻合,除此以外,利用與實施例1相同之方式獲得各硬化性樹脂組成物2~15後,測定各吸光度。將結果示於表2及3。
根據表2及3之結果,確認出下述內容。
可知實施例1與比較例1、2、5及6、實施例2與比較例3及4、實施例3、6、7、8及比較例7、實施例4與比較例3及4係分別於相同之條件下獲得硬化物並測定吸光度之例,若將該等分別加以比較,則與實施例相比,比較例均吸光度顯著較大,硬化物之透明性較差。此處,若硬化性樹脂組成物之硬化性或耐溶劑性不充分,則起因於有色材料溶出而引起硬化物之吸光度增大,因此,根據表2及3之結果可知,與實施例相比,比較例之硬化性樹脂組成物之硬化性及耐溶劑性不充分。又,雖未示於表中,但實施例中所獲得之硬化物均為顯影性或與基板之密合性、耐熱性等各種物性亦優異者。

Claims (6)

  1. 一種硬化性樹脂組成物,含有(甲基)丙烯酸酯系聚合物、聚合性化合物及光聚合起始劑,其特徵在於:該(甲基)丙烯酸酯系聚合物係具有源自含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體之結構單元的聚合物,該硬化性樹脂組成物係選自由進一步含有具有羥基之聚合物的形態、及該(甲基)丙烯酸酯系聚合物進一步具有羥基的形態所構成之群中的至少1種形態。
  2. 如申請專利範圍第1項之硬化性樹脂組成物,其中,該含有三級碳之(甲基)丙烯酸酯系單體具有鄰接於(甲基)丙烯醯基之氧原子與三級碳原子鍵結的結構。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之硬化性樹脂組成物,其中,該(甲基)丙烯酸酯系聚合物及/或具有羥基之聚合物係側鏈具有聚合性雙鍵之聚合物。
  4. 一種硬化物,其係使申請專利範圍第1至3項中任一項之硬化性樹脂組成物硬化而成。
  5. 一種彩色濾光片,於基板上具有申請專利範圍第4項之硬化物。
  6. 一種顯示裝置,其係使用申請專利範圍第5項之彩色濾光片而構成。
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