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TW201734061A - 含三嗪環聚合物及包含此之組成物 - Google Patents

含三嗪環聚合物及包含此之組成物 Download PDF

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Abstract

本發明藉由使用例如包含下述式[4]所表示般之重複單位構造之含三嗪環聚合物,而可取得高折射率且能形成微細圖型之薄膜。□

Description

含三嗪環聚合物及包含此之組成物
本發明係關於含三嗪環聚合物及包含此之組成物。
近年來在開發液晶顯示器、有機電致發光(EL)顯示器、觸控面板、光半導體(LED)元件、固體攝像元件、有機薄膜太陽電池、色素增感太陽電池、及有機薄膜電晶體(TFT)等之電子裝置之際,逐漸變得開始要求高機能性高分子材料。
作為所要求之具體特性,可舉出如1)耐熱性、2)透明性、3)高折射率、4)高溶解性、5)低體積收縮率、6)高溫高濕耐性、7)高膜硬度等。
有鑑於觀點,本發明者等既已發現包含具有三嗪環及芳香環之重複單位之聚合物具有高折射率,且聚合物單獨下即能達成高耐熱性、高透明性、高折射率、高溶解性、低體積收縮,且適宜作為製作電子裝置時之膜形成用組成物(專利文獻1)。
另一方面,在液晶表示元件之間隔器、絕緣 膜、保護膜等中,實施使用透明材料之圖型形成,至今為止在此用途上已提出諸多之負型感光性組成物。
尤其,近年來由於高精細液晶顯示器或行動電話用顯示器之需求提高,而逐漸變得要求直徑10μm以下之細小圖型。
又,在觸控面板中,為了提升透明電極之辨識性,而高折射率層之必要性提高,但若在電極配線部分存在有絕緣膜時,則會對應答性產生影響,故有必要從配線部分以100~1000μm之寬度去除絕緣層。
在該用途上所使用之既存材料在折射率之面上並不充分,又,難以維持透明性並同時使其折射率提升至超過1.7。
關於此點,上述專利文獻1之聚合物雖然在折射率之面上能達成要求,但在微細圖型之形成性之面上仍有改善之餘地。
尚且,專利文獻2雖已揭示含有含三嗪環聚合物之圖型形成用組成物,但此聚合物之折射率未滿1.7,故並不適合要求較高折射率之上述用途。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]國際公開第2010/128661號
[專利文獻2]日本特開2004-156001號公報
本發明係有鑑於上述情事所完成者,其目的在於提供能形成高折射率且透明性優異之薄膜,且亦能形成高折射率之微細圖型之含三嗪環聚合物及包含此之組成物。
本發明者等為了達成上述目的經過重複精心研討之結果,發現藉由以羧基取代芳基胺基封閉含三嗪環聚合物之三嗪環末端,即可取得能形成高折射率且透明性優異之薄膜,且亦能形成高折射率之微細圖型之含三嗪環聚合物,進而完成本發明。
即,本發明為提供以下者。
1.一種含三嗪環聚合物,其特徵為包含下述式(1)所表示之重複單位構造,且具有至少1個三嗪環末端,該三嗪環末端之至少一部分係被羧基取代芳基胺基所封閉;
{式中,R及R'係互相獨立表示氫原子、烷基、烷氧基、芳基、或芳烷基,Ar1表示選自式(2)~(13)所示之群之至少一種。
[式中,R1~R92係互相獨立表示氫原子、鹵素原子、磺酸基、碳數1~10之可具有分枝構造之烷基、或碳數1~10之可具有分枝構造之烷氧基,R93及R94表示氫原子或碳數1~10之可具有分枝構造之烷基,W1及W2係互相獨立表示單鍵、CR95R96(R95及R96係互相獨立表示氫原子或碳數1~10之可具有分枝構造之烷基(但,此等亦可一同形成環))、C=O、O、S、SO、SO2、或NR97(R97表示氫原子或碳數1~10之可具有分枝構造之烷基),X1及X2係互相獨立表示單鍵、碳數1~10之可具有分枝構造之伸烷基、或式(14)所示之基。
(式中,R98~R101係互相獨立表示氫原子、鹵素原子、磺酸基、碳數1~10之可具有分枝構造之烷基、或碳數1~10之可具有分枝構造之烷氧基,Y1及Y2係互相獨立表示單鍵或碳數1~10之可具有分枝構造之伸烷基)]。
2.如1之含三嗪環聚合物,其中前述羧基取代芳基胺基為式(15)所示者;
3.如2之含三嗪環聚合物,其中前述羧基取代芳基胺基為式(16)所示者;
4.如1~3中任一項之含三嗪環聚合物,其中前述Ar1為式(17)所示者;
5.一種含有三嗪系聚合物之組成物,其係包含如1~4中任一項之含三嗪環聚合物與有機溶劑。
6.如5之含有三嗪系聚合物之組成物,其中更包含交聯劑。
7.如6之含有三嗪系聚合物之組成物,其中前述交聯劑為多官能(甲基)丙烯酸化合物。
8.如6或7之含有三嗪系聚合物之組成物,其為硬化膜形成用或圖型形成用。
9.一種硬化膜,其係使如6或7之含有三嗪系聚合物之組成物硬化而成。
10.一種圖型,其係由如6或7之含有三嗪系聚合物之組成物所製作。
11.一種電子裝置,其係具備基材與形成於此基材上之如9之硬化膜。
12.一種光學構件,其係具備基材與形成於此基材上之如9之硬化膜。
13.一種電子裝置,其係具備基材與形成於此基材上之如10之圖型。
根據本發明,可形成高折射率且透明性優異 之薄膜,且藉由遮蔽,並進行曝光‧硬化後,將此鹼顯像等,而能形成微細圖型。
由本發明之組成物所製作之硬化膜或微細圖型由於能發揮由已交聯之含三嗪環聚合物所致之高耐熱性、高折射率、低體積收縮之特性,故可適宜利用於製作液晶顯示器、有機電致發光(EL)顯示器、觸控面板、光半導體(LED)元件、固體攝像元件、有機薄膜太陽電池、色素增感太陽電池、有機薄膜電晶體(TFT)、透鏡、稜鏡、照相機、望遠鏡、顯微鏡、半導體曝光裝置等時之一構件等,電子裝置或光學材料之領域。
尤其,由本發明之組成物所製作之硬化膜或微細圖型由於透明性高,且折射率亦高,故可改善ITO或銀奈米線等之透明導電膜之辨識性,且可抑制透明導電膜之劣化。
又,由本發明之組成物所製作之高折射率圖型可適宜使用在以防止上述觸控面板等之透明電極之透視、有機EL顯示器之光取出用途或黑色基質用途為首之要求高折射率圖型之用途上。
[圖1]實施例1-1所得之高分子化合物[4]之1H-NMR光譜圖。
[圖2]展示實施例1-1所得之高分子化合物[4]之TG-DTA測量結果之圖。
[圖3]實施例1-2所得之高分子化合物[4]之1H-NMR光譜圖。
[圖4]展示實施例1-2所得之高分子化合物[4]之TG-DTA測量結果之圖。
以下,更詳細說明關於本發明。
本發明之含三嗪環聚合物為包含下述式(1)所表示之重複單位構造者。
上述式中,R及R'係互相獨立表示氫原子、烷基、烷氧基、芳基、或芳烷基,但由更加提高折射率之觀點,以皆係氫原子為佳。
本發明中,烷基之碳數並非係受到特別限定者,以1~20為佳,在考慮到更加提高聚合物之耐熱性時,以碳數1~10為較佳,以1~3為更佳。又,其構造可為鏈狀、分枝狀、環狀之任意者。
作為烷基之具體例,可舉出如甲基、乙基、n-丙基、異丙基、環丙基、n-丁基、異丁基、s-丁基、t-丁基、環丁基、1-甲基-環丙基、2-甲基-環丙基、n-戊 基、1-甲基-n-丁基、2-甲基-n-丁基、3-甲基-n-丁基、1,1-二甲基-n-丙基、1,2-二甲基-n-丙基、2,2-二甲基-n-丙基、1-乙基-n-丙基、環戊基、1-甲基-環丁基、2-甲基-環丁基、3-甲基-環丁基、1,2-二甲基-環丙基、2,3-二甲基-環丙基、1-乙基-環丙基、2-乙基-環丙基、n-己基、1-甲基-n-戊基、2-甲基-n-戊基、3-甲基-n-戊基、4-甲基-n-戊基、1,1-二甲基-n-丁基、1,2-二甲基-n-丁基、1,3-二甲基-n-丁基、2,2-二甲基-n-丁基、2,3-二甲基-n-丁基、3,3-二甲基-n-丁基、1-乙基-n-丁基、2-乙基-n-丁基、1,1,2-三甲基-n-丙基、1,2,2-三甲基-n-丙基、1-乙基-1-甲基-n-丙基、1-乙基-2-甲基-n-丙基、環己基、1-甲基-環戊基、2-甲基-環戊基、3-甲基-環戊基、1-乙基-環丁基、2-乙基-環丁基、3-乙基-環丁基、1,2-二甲基-環丁基、1,3-二甲基-環丁基、2,2-二甲基-環丁基、2,3-二甲基-環丁基、2,4-二甲基-環丁基、3,3-二甲基-環丁基、1-n-丙基-環丙基、2-n-丙基-環丙基、1-異丙基-環丙基、2-異丙基-環丙基、1,2,2-三甲基-環丙基、1,2,3-三甲基-環丙基、2,2,3-三甲基-環丙基、1-乙基-2-甲基-環丙基、2-乙基-1-甲基-環丙基、2-乙基-2-甲基-環丙基、2-乙基-3-甲基-環丙基等。
上述烷氧基之碳數並非係受到特別限定者,以1~20為佳,在考慮到更加提高聚合物之耐熱性時,以碳數1~10為較佳,以1~3為更佳。又,其烷基部分之構造可為鏈狀、分枝狀、環狀之任意者。
作為烷氧基之具體例,可舉出如甲氧基、乙 氧基、n-丙氧基、異丙氧基、n-丁氧基、異丁氧基、s-丁氧基、t-丁氧基、n-戊氧基、1-甲基-n-丁氧基、2-甲基-n-丁氧基、3-甲基-n-丁氧基、1,1-二甲基-n-丙氧基、1,2-二甲基-n-丙氧基、2,2-二甲基-n-丙氧基、1-乙基-n-丙氧基、n-己氧基、1-甲基-n-戊氧基、2-甲基-n-戊氧基、3-甲基-n-戊氧基、4-甲基-n-戊氧基、1,1-二甲基-n-丁氧基、1,2-二甲基-n-丁氧基、1,3-二甲基-n-丁氧基、2,2-二甲基-n-丁氧基、2,3-二甲基-n-丁氧基、3,3-二甲基-n-丁氧基、1-乙基-n-丁氧基、2-乙基-n-丁氧基、1,1,2-三甲基-n-丙氧基、1,2,2-三甲基-n-丙氧基、1-乙基-1-甲基-n-丙氧基、1-乙基-2-甲基-n-丙氧基等。
上述芳基之碳數並非係受到特別限定者,以6~40為佳,在考慮更加提高聚合物之耐熱性時,以碳數6~16為佳,以6~13為較佳。
作為芳基之具體例,可舉出如苯基、o-氯苯基、m-氯苯基、p-氯苯基、o-氟苯基、p-氟苯基、o-甲氧基苯基、p-甲氧基苯基、p-硝基苯基、p-氰基苯基、α-萘基、β-萘基、o-聯苯基、m-聯苯基、p-聯苯基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基等。
芳烷基之碳數並非係受到特別限定者,以碳數7~20為佳,其烷基部分可為直鏈、分枝、環狀之任意者。
作為其具體例,可舉出如苄基、p-甲基苯基甲基、m-甲基苯基甲基、o-乙基苯基甲基、m-乙基苯基甲基、p-乙 基苯基甲基、2-丙基苯基甲基、4-異丙基苯基甲基、4-異丁基苯基甲基、α-萘基甲基等。
上述Ar1表示選自式(2)~(13)所示之群之至少一種。
上述R1~R92係互相獨立表示氫原子、鹵素原子、磺酸基、碳數1~10之可具有分枝構造之烷基、或碳數1~10之可具有分枝構造之烷氧基,R93及R94表示氫原子或碳數1~10之可具有分枝構造之烷基,W1及W2係互相獨立表示單鍵、CR95R96(R95及R96係互相獨立表示氫原子或碳數1~10之可具有分枝構造之烷基(但,此等亦可一同形成環))、C=O、O、S、SO、SO2、或NR97(R97表示氫原子或碳數1~10之可具有分枝構造之烷 基)。
作為鹵素原子,可舉出如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
尚且,作為烷基、烷氧基,可舉出如與上述相同者。
又,X1及X2係互相獨立表示單鍵、碳數1~10之可具有分枝構造之伸烷基、或式(14)所示之基。
上述R98~R101係互相獨立表示氫原子、鹵素原子、磺酸基、碳數1~10之可具有分枝構造之烷基、或碳數1~10之可具有分枝構造之烷氧基,Y1及Y2係互相獨立表示單鍵或碳數1~10之可具有分枝構造之伸烷基。作為此等鹵素原子、烷基、烷氧基,可舉出如與上述相同者。
作為碳數1~10之可具有分枝構造之伸烷基,可舉出如亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基等。
尤其,Ar1係以式(2)、(5)~(13)所示之至少一種為佳,以式(2)、(5)、(7)、(8)、(11)~(13)所示之至少一種為較佳。作為上述式(2)~(13)所表示之芳基之具體例,可舉出如下述式所示 者,但並非係受限於此等者。
此等之中,由於可取得較高折射率之聚合物,故以下述式所示之芳基為較佳。
尤其,在考慮到更加提高含三嗪環聚合物對光阻溶劑等之安全性高之溶劑之溶解性時,Ar1係以式(17)所示之m-伸苯基為佳。
尚且,本發明之含三嗪環聚合物中,從提升使用此所得之薄膜或硬化膜對鹼顯像液之溶解性之觀點,其三嗪環末端之至少一部分係受到羧基取代芳基胺基所封閉。
作為此芳基,可舉出如與上述例示之基相同者,特別係以苯基為佳。
芳基上之羧基之數並非係受到特別限定者,在考慮到鹼顯像液中之顯像性及對有機溶劑之溶解性之平衡時,適宜為1個。
由此等之觀點,本發明中係以式(15)所示之羧基取代苯基胺基為佳,以式(16)所示之在胺基之間位具有羧基之苯基胺基為較佳。
本發明中之含三嗪環聚合物之重量平均分子量並非係受到特別限定者,以500~500,000為佳,更佳為500~100,000,在由更加提升耐熱性並且降低收縮率之觀點,以2,000以上為佳,在從更加提高溶解性且使取得溶液之黏度降低之觀點,以50,000以下為佳,以30,000以下為較佳,以10,000以下為更佳。
尚且,本發明中之重量平均分子量係藉由凝膠滲透層析(以下稱為GPC)之分析所致之以標準聚苯乙烯換算而 得之平均分子量。
本發明之含三嗪環聚合物(超分枝聚合物)係能依據上述專利文獻1所揭示之手法進行製造。
例如,如下述反應流程1所示般,含三嗪環聚合物(19)係可使三嗪化合物(18)、及芳基二胺基化合物(20)在適當有機溶劑中進行反應而得。
(式中,X係互相獨立表示鹵素原子)。
上述反應中,芳基二胺基化合物(20)之添加比只要係能取得目的之聚合物,皆為任意者,但相對於三嗪化合物(18)1當量,以二胺基化合物(20)0.01~10當量為佳,以1~5當量為較佳。
芳基二胺基化合物(20)係可純淨地添加,亦可添加溶解於有機溶劑而成之溶液,在考慮到操作之容易度或反應之控制容易度等時,後者之手法較為合適。
反應溫度係在由所使用之溶劑之融點至溶劑之沸點為止之範圍內適宜設定即可,特別係以-30~150℃程度為佳,以-10~100℃為較佳。
作為有機溶劑,可使用在此種反應中通常使 用之各種溶劑,可舉出例如,四氫呋喃、二噁烷、二甲亞碸;N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、四甲基脲、六甲基磷醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-哌啶酮、N,N-二甲基伸乙基脲、N,N,N’,N’-四甲基丙二酸醯胺、N-甲基己內醯胺、N-乙醯基吡咯啶、N,N-二乙基乙醯胺、N-乙基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基丙酸醯胺、N,N-二甲基異丁基醯胺、N-甲基甲醯胺、N,N’-二甲基伸丙基脲等之醯胺系溶劑、及此等之混合溶劑。
其中亦以N,N-二甲基甲醯胺、二甲亞碸、N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、及此等之混合系統為佳,特別係以N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮為適宜。
又,上述反應流程1之反應中,在聚合時或聚合後亦可添加通常使用之各種之鹼。
作為此鹼之具體例,可舉出如碳酸鉀、氫氧化鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、乙氧基化鈉、乙酸鈉、碳酸鋰、氫氧化鋰、氧化鋰、乙酸鉀、氧化鎂、氧化鈣、氫氧化鋇、磷酸三鋰、磷酸三鈉、磷酸三鉀、氟化銫、氧化鋁、氨、n-丙基胺、三甲基胺、三乙基胺、二異丙基胺、二異丙基乙基胺、N-甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基-N-甲基哌啶、吡啶、4-二甲基胺基吡啶、N-甲基嗎啉等。
相對於三嗪化合物(18)1當量,鹼之添加量係以1~100當量為佳,以1~10當量為較佳。尚且,此等之鹼係亦可作成水溶液後使用。
取得之聚合物中係以不殘留原料成分為佳,但若不損及本發明之效果,亦可殘留一部分原料。
反應結束後,生成物係可藉由再沉法等而容易純化。
如以上所述,本發明之含三嗪環聚合物係具有至少一個三嗪環末端,且該三嗪環末端之至少一部分係受到羧基取代芳基胺基所封閉。
作為此末端封閉方法,採用公知之方法即可,例如使用賦予末端封閉基之末端封閉劑即胺基安息香酸等之具有羧基之芳基胺化合物處理藉由上述手法取得之含三嗪環聚合物(19)即可。
此時,末端封閉劑之使用量係相對於聚合反應所未使用之多餘之源自三嗪化合物之鹵素原子1當量,以0.05~10當量程度為佳,以0.1~5當量為較佳,以0.5~2當量為更佳。
作為反應溶劑或反應溫度,可舉出如與上述反應流程1所述者相同之條件,又,末端封閉劑係可與芳基二胺基化合物(20)同時添加。
尚且,亦可將上述羧基取代芳基胺化合物與不具有取代基之芳基胺化合物一同使用,以2種類以上之基進行末端封閉。
本發明中,作為特別適宜之含三嗪環聚合物,可舉出如式(21)~(24)所示者,但並非係受限於此等者。
(式中,R、R'、R1~R4表示與上述相同意義。)
(式中,R1~R4表示與上述相同意義。)
上述本發明之含三嗪環聚合物係可與交聯劑一同地適合使用作為膜形成用組成物或圖型形成用組成物。
作為交聯劑,只要係具有能與上述含三嗪環聚合物反應之取代基之化合物,即無特別限定。
作為此種化合物,可舉出如,具有羥甲基、甲氧基甲基等之交聯形成取代基之三聚氰胺系化合物、取代脲系化合物、含有環氧基或環氧丙烷基等之交聯形成取代基之化合物、含有封端化異氰酸根基之化合物、具有酸酐之化合物、具有(甲基)丙烯醯基之化合物、酚醛塑料(Phenoplast)化合物等,在從耐熱性或保存安定性之觀點,以含有環氧基、封端異氰酸酯基、(甲基)丙烯醯基之化合物為佳,特別係以具有封端異氰酸酯基之化合物,或即使不使用起始劑仍可賦予能光硬化之組成物之多官能環氧化合物及/或多官能(甲基)丙烯酸化合物為佳。
尚且,此等化合物在使用於聚合物之末端處理時,只要具有至少一個交聯形成取代基即可,在使用於聚合物彼此之交聯處理時,則必須具有至少2個交聯形成取代基。
作為多官能環氧化合物,只要係一分子中具有2個以上環氧基者,即無特別限定。
作為其具體例,可舉出如參(2,3-環氧基丙基)異三聚氰酸酯、1,4-丁二醇二環氧丙基醚、1,2-環氧基-4-(環氧基乙基)環己烷、丙三醇三環氧丙基醚、二乙二醇二環氧丙基醚、2,6-二環氧丙基苯基環氧丙基醚、1,1,3-參[p-(2,3-環氧基丙氧基)苯基]丙烷、1,2-環己烷二羧酸二環氧丙基酯、4,4’-亞甲基雙(N,N-二環氧丙基苯胺)、3,4-環氧基環己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯、三羥甲基乙烷三環氧丙基醚、雙酚-A-二環氧丙基醚、季戊四醇聚環氧丙基醚等。
又,作為市售品,亦可使用如具有至少2個環氧基之環氧樹脂之YH-434、YH434L(東都化成(股)製)、具有環氧環己烷構造之環氧樹脂之Epolead GT-401、同GT-403、同GT-301、同GT-302、Ceroxide 2021、同3000(戴爾化學工業(股)製)、雙酚A型環氧樹脂之Epikote(現為jER)1001、同1002、同1003、同1004、同1007、同1009、同1010、同828(以上,日本環氧樹脂(股)製)、雙酚F型環氧樹脂之Epikote(現為jER)807(日本環氧樹脂(股)製)、苯酚酚醛型環氧樹脂之Epikote(現為jER)152、同154(以上,日本環氧樹脂(股)製)、EPPN201、同202(以上,日本化藥(股)製)、甲酚酚醛型環氧樹脂之EOCN-102、同103S、同104S、同1020、同1025、同1027(以上,日本化藥(股)製)、Epikote(現為jER)180S75(日本環氧樹脂(股)製)、脂環式環氧樹脂之Denacol EX-252 (長瀨化學(股)製)、CY175、CY177、CY179(以上,CIBA-GEIGY A.G製)、Araldite CY-182、同CY-192、同CY-184(以上,CIBA-GEIGY A.G製)、Epiclon200、同400(以上,DIC(股)製)、Epikote(現為jER)871、同872(以上,日本環氧樹脂(股)製)、ED-5661、ED-5662(以上,賽拉尼斯塗料(股)製)、脂肪族聚環氧丙基醚之Denacol 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(長瀨化學(股)製)等。
作為多官能(甲基)丙烯酸化合物,只要係一分子中具有2個以上(甲基)丙烯醯基者,即無特別限定。
作為其具體例,可舉出如乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化丙三醇三丙烯酸酯、乙氧基化丙三醇三甲基丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四甲基丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六丙烯酸酯、聚丙三醇單環氧乙烷聚丙烯酸酯、聚丙三醇聚乙二醇聚丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、 季戊四醇三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、1,6-已二醇二丙烯酸酯、1,6-已二醇二甲基丙烯酸酯、多元酸變性丙烯酸寡聚物等。
又,多官能(甲基)丙烯酸化合物係能作為市售品取得,作為其具體例,可舉出如,NK酯A-200、同A-400、同A-600、同A-1000、同A-9300(異三聚氰酸參(2-丙烯醯氧基乙基))、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、A-DPH、同A-TMPT、同A-DCP、同A-HD-N、同TMPT、同DCP、同NPG、同HD-N、同A-DPH-48E、同A-DPH-96E、NK Oligo U-15HA、NK Polymer Vanaresin GH-1203(以上,新中村化學工業(股)製)、KAYARAD(註冊商標)DPHA、同NPGDA、同PET30、同DPEA-12、同PEG400DA、同THE-330、同RP-1040、DN-0075(以上,日本化藥(股)製)、AronixM-210、同M-303、同M-305、同M-306、同M-309、同M-306、同M-310、同M- 313、同M-315、同M-321、同M-350、同M-360、同M-400、同M-402、同M-403、同M-404、同M-405、同M-406、同M-408、同M-450、同M-452、同M-460(以上,東亞合成(股)製)、DPGDA、HDDA、TPGDA、HPNDA、PETIA、PETRA、TMPTA、TMPEOTA、EBECRYL11、同40、同135、同140、同145、同150、同180、同1142、同204、同205、同210、同215、同220、同230、同244、同245、同265、同270、同280/15IB、同284、同294/25HD、同303、同436、同438、同446、同450、同524、同525、同600、同605、同645、同648、同767、同770、同800、同810、同811、同812、同846、同851、同852、同853、同860、同884、同885、同1259、同1290、同1606、同1830、同1870、同3500、同3603、同3608、同3700、同3701、同3702、同3703、同3708、同4820、同4858、同5129、同6040、同8210、同8454、同8301R、同8307、同8311、同8402、同8405、同8411、同8465、同8701、同8800、同8804、同8807、同9270、同9227EA、同936、KRM8200、同8200AE、同7735、同8296、同08452、同8904、同8528、同8912、OTA480、IRR214-K、同616、同679、同742、同793、PEG400DA-D(ACA)Z200M、同Z230AA,同Z250、同Z251、同Z300、同Z320、同Z254F(以上,DAICEL-ALLNEX(股)製)等。
上述多元酸變性丙烯酸寡聚物係亦能作為市售品取得,作為其具體例,可舉出如AronixM-510、520(以上,東亞合成(股)製)等。
作為酸酐化合物,只要係使2分子之羧酸脫水縮合而成之羧酸酐,即並非係受到特別限定者,作為其具體例,可舉出如無水酞酸、四氫無水酞酸、六輕無水酞酸、甲基四氫無水酞酸、甲基六輕無水酞酸、無水納迪克酸、無水甲基納迪克酸、無水馬來酸、無水琥珀酸、辛基無水琥珀酸、十二烯基無水琥珀酸等之分子內具有1個之酸酐基者;1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、苯均四酸酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫-1-萘琥珀酸二酐、雙環[3.3.0]辛烷-2,4,6,8-四羧酸二酐、5-(2,5-二氧代四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯基四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐等之分子內具有2個酸酐基者。
作為含有封端化異氰酸酯之化合物,只要於一分子中具有異氰酸酯基(-NCO)受到適當之保護基所封端之封端化異氰酸酯基2個以上,且暴露於熱硬化之際之高溫時,保護基(封端部分)進行熱解離而脫離,產生之異氰酸酯基在與樹脂之間引起交聯反應者,即並非係受到特別限定者,可舉出例如,一分子中具有2個以上(尚且,此等基可為相同者,又亦可為各自相異者)下述式所 示之基之化合物。
(式中,Rb表示封端部之有機基)。
此種化合物係例如可使一分子中具有2個以上異氰酸酯基之化合物與適當封端劑進行反應而得。
作為一分子中具有2個以上異氰酸酯基之化合物,可舉出例如異佛爾酮二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、亞甲基雙(4-環己基異氰酸酯)、三甲基六亞甲基二異氰酸酯之聚異氰酸酯,或此等之二聚物、三聚物、及,此等與二醇類、三醇類、二胺類、或三胺類之反應物等。
作為封端劑,可舉出例如,甲醇、乙醇、異丙醇、n-丁醇、2-乙氧基己醇、2-N,N-二甲基胺基乙醇、2-乙氧基乙醇、環己醇等之醇類;酚、o-硝基酚、p-氯酚、o-、m-或p-甲酚等之酚類;ε-己內醯胺等之內醯胺類、丙酮肟、甲基乙基酮肟、甲基異丁基酮肟、環己酮肟、苯乙酮肟、二苯甲酮肟等之肟類;吡唑、3,5-二甲基吡唑、3-甲基吡唑等之吡唑類;十二硫醇、苯硫醇等之硫醇類等。
含有封端化異氰酸酯之化合物係亦能作為市售品取得,作為其具體例,可舉出如Takenate(註冊商標)B-830、B-815N、B-842N、B-870N、B-874N、B-882N、B-7005、B-7030、B-7075、B-5010(以上,三井化學聚胺基甲酸酯(股)製)、Duranate(註冊商標)17B- 60PX、同TPA-B80E、同MF-B60X、同MF-K60X、同E402-B80T(以上,旭化成化學(股)製)、Karenz MOI-BM(註冊商標)(以上,昭和電工(股)製)TRIXENE BI7950、同7951、同7960、同7961、同7982、同7990、同7991、同7992(註冊商標)(以上,Baxenden Chemical公司製)等。
作為胺基塑料(aminoplast)化合物,只要係一分子中具有2個以上甲氧基亞甲基者,即無別特限定,可舉出例如六甲氧基甲基三聚氰胺CYMEL(註冊商標)303、四丁氧基甲基乙炔脲同1170、四甲氧基甲基苯胍胺同1123(以上,日本氰特工業(股)製)等之Cymel系列、甲基化三聚氰胺樹脂之Nikalac(註冊商標)MW-30HM、同MW-390、同MW-100LM、同MX-750LM、甲基化脲樹脂之同MX-270、同MX-280、同MX-290(以上,(股)三和化學製)等之Nikalac系列等之三聚氰胺系化合物。
作為環氧丙烷化合物,只要係一分子中具有2個以上環氧丙烷基者,即無特別限定,可舉出如例如,含有環氧丙烷基之OXT-221、OX-SQ-H、OX-SC(以上,東亞合成(股)製)等。
酚醛塑料(Phenoplast)化合物係於一分子中具有2個以上羥基亞甲基,且若暴露於熱硬化之際之高溫時,在與本發明之聚合物之間藉由脫水縮合反應而進行交聯反應者。
作為酚醛塑料(Phenoplast)化合物,可舉出例如,2,6-二羥基甲基-4-甲基酚、2,4-二羥基甲基-6-甲基酚、雙(2-羥基-3-羥基甲基-5-甲基苯基)甲烷、雙(4-羥基-3-羥基甲基-5-甲基苯基)甲烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二羥基甲基苯基)丙烷、雙(3-甲醯基-4-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基-2,5-二甲基苯基)甲醯基甲烷、α,α-雙(4-羥基-2,5-二甲基苯基)-4-甲醯基甲苯等。
酚醛塑料(Phenoplast)化合物係亦能作為市售品取得,作為其具體例,可舉出如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(股)製)等。
可抑制因配合交聯劑配合所造成之折射率降低,且硬化反應會快速進行之觀點,此等之中以多官能(甲基)丙烯酸化合物為合適,其中由於與含三嗪環聚合物之相溶性優異,故以下述具有異三聚氰酸骨架之多官能(甲基)丙烯酸化合物為較佳。
作為具有此種骨架之多官能(甲基)丙烯酸化合物,可舉出例如NK酯A-9300、同A-9300-1CL(皆為新中村化學工業(股)製)。
(式中,R111~R113係互相獨立為於末端具有至少一個(甲基)丙烯醯基之一價有機基。)
又,從更加提升硬化速度,且提高取得之硬化膜之耐溶劑性及耐酸性、耐鹼性之觀點,以單獨或組合2種以上25℃下為液體且其黏度為5000mPa‧s以下,較佳為1~3000mPa‧s,更佳為1~1000mPa‧s,較更佳為1~500mPa‧s之多官能(甲基)丙烯酸化合物(以下稱為低黏度交聯劑),或,與上述具有異三聚氰酸骨架之多官能(甲基)丙烯酸化合物組合來使用為適宜。
此種低黏度交聯劑係亦能作為市售品取得,例如,在上述多官能(甲基)丙烯酸化合物之中,可舉出如NK酯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,新中村化學工業(股)製)等之(甲基)丙烯醯基間之鏈長較長之交聯劑。
並且,在考慮到亦使取得之硬化膜之耐鹼性提升時,適宜將NK酯A-GLY-20E(新中村化學工業(股)製)、及同ATM-35E(新中村化學工業(股)製)之至少一者,與上述具有異三聚氰酸骨架之多官能(甲基)丙烯酸化合物予以組合使用。
又,在PET或聚烯烴膜等之保護膜上層合由本發明之含三嗪環聚合物所構成之薄膜,介隔保護膜進行 光照射時,薄膜層合膜中也不會受到氧阻礙而可取得良好之硬化性。此時,由於保護膜在硬化後有剝離之必要,故以使用賦予良好剝離性薄膜之多元酸變性丙烯酸寡聚物為佳。
上述交聯劑係可單獨使用,亦可組合2種以上使用。交聯劑之使用量係相對於含三嗪環聚合物100質量份,以1~100質量份為佳,在考慮到溶劑耐性時,其下限係以2質量份為佳,較佳為5質量份,並且在考慮到控制折射率時,其上限係以20質量份為佳,較佳為15質量份。
本發明之組成物中亦可配合對應個別交聯劑之起始劑。尚且,如以上所述,在使用多官能環氧化合物及/或多官能(甲基)丙烯酸化合物作為交聯劑時,即便不使用起始劑,光硬化仍會進行而賦予硬化膜,但在此情況即便使用起始劑亦無礙。
將多官能環氧化合物使用作為交聯劑時,可使用光酸發生劑或光鹼產生劑。
作為光酸發生劑,從公知者適宜選擇使用即可,可使用例如,重氮鹽、鋶鹽或錪鹽等之鎓鹽衍生物。
作為其具體例,可舉出如苯基重氮鎓六氟磷酸鹽、4-甲氧基苯基重氮鎓六氟銻酸鹽、4-甲基苯基重氮鎓六氟磷酸鹽等之芳基重氮鹽;二苯基錪六氟銻酸鹽、二(4-甲基苯基)錪六氟磷酸鹽、二(4-tert-丁基苯基)錪六氟磷酸鹽等之二芳基錪鹽;三苯基鋶六氟銻酸鹽、參(4-甲氧基 苯基)鋶六氟磷酸鹽、二苯基-4-硫苯氧基苯基鋶六氟銻酸鹽、二苯基-4-硫苯氧基苯基鋶六氟磷酸鹽、4,4'-雙(二苯基二氫硫基)苯基硫醚-雙六氟銻酸鹽、4,4'-雙(二苯基二氫硫基)苯基硫醚-雙六氟磷酸鹽、4,4'-雙[二(β-羥基乙氧基)苯基二氫硫基]苯基硫醚-雙六氟銻酸鹽、4,4'-雙[二(β-羥基乙氧基)苯基二氫硫基]苯基硫醚-雙-六氟磷酸鹽、4-[4'-(苄醯基)苯硫基]苯基-二(4-氟苯基)鋶六氟銻酸鹽、4-[4'-(苄醯基)硫苯基]苯基-二(4-氟苯基)鋶六氟磷酸鹽等之三芳基鋶鹽等。
此等鎓鹽亦可使用市售品,作為其具體例,可舉出如San-aid SI-60、SI-80、SI-100、SI-60L、SI-80L、SI-100L、SI-L145、SI-L150、SI-L160、SI-L110、SI-L147(以上,三新化學工業(股)製)、UVI-6950、UVI-6970、UVI-6974、UVI-6990、UVI-6992(以上,Union Carbide公司製)、CPI-100P、CPI-100A、CPI-200K、CPI-200S(以上,San-Apro(股)製)、Adeka OptomerSP-150、SP-151、SP-170、SP-171(以上,旭電化工業(股)製)、Irgacure 261(BASF公司製)、CI-2481、CI-2624、CI-2639、CI-2064(以上,日本曹達(股)製)、CD-1010、CD-1011、CD-1012(以上,Sartomer公司製)、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,翠化學(股)製)、PCI-061T、PCI-062T、PCI-020T、PCI-022T(以上,日本化藥(股)製)、IBPF、IBCF(三和化學(股)製)等。
另一方面,作為光鹼產生劑,亦係從公知者適宜選擇使用即可,可使用例如,Co-胺錯合物系、肟羧酸酯系、胺甲酸酯系、四級銨鹽系光鹼產生劑等。
作為具體例,可舉出如2-硝基苄基環己基胺甲酸酯、三苯基甲醇、O-胺甲醯基羥基醯胺、O-胺甲醯基肟、[[(2,6-二硝基苄基)氧基]羰基]環己基胺、雙[[(2-硝基苄基)氧基]羰基]己烷1,6-二胺、4-(甲硫基苄醯基)-1-甲基-1-嗎啉基乙烷、(4-嗎啉基苄醯基)-1-苄基-1-二甲基胺基丙烷、N-(2-硝基苄基氧基羰基)吡咯啶、六氨鈷(III)參(三苯基甲基硼酸鹽)、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮、2,6-二甲基-3,5-二乙醯基-4-(2’-硝基苯基)-1,4-二氫吡啶、2,6-二甲基-3,5-二乙醯基-4-(2’,4’-二硝基苯基)-1,4-二氫吡啶等。
又,光鹼產生劑亦可使用市售品,作為具體例,可舉出如TPS-OH、NBC-101、ANC-101(皆為製品名,翠化學(股)製)等。
在使用光酸或鹼發生劑時,相對於多官能環氧化合物100質量份,以在0.1~15質量份之範圍內使用為佳,較佳為在1~10質量份之範圍內。
尚且,因應必要,相對於多官能環氧化合物100質量份,亦可以1~100質量份之量配合環氧樹脂硬化劑。
另一方面,在使用多官能(甲基)丙烯酸化合物時,可使用光自由基聚合起始劑。
作為光自由基聚合起始劑係從公知者適宜選擇使用即可,可舉出例如,苯乙酮類、二苯甲酮類、米希勒之苄醯基苯甲酸酯、戊醯肟酯、肟酯類、單硫化四甲基秋蘭姆及噻噸酮類等。
特別係以光開裂型之光自由基聚合起始劑為佳。光開裂型之光自由基聚合起始劑係記載於最新UV硬化技術(159頁、發行人:高薄一弘、發行所:(股)技術情報協會、1991年發行)。
作為市售之光自由基聚合起始劑,可舉出例如BASF公司製商品名:Irgacure 127、184、369、379、379EG、651、500、754、819、903、907、784、2959、CGI1700、CGI1750、CGI1850、CG24-61、OXE01、OXE02、Darocure 1116、1173、MBF、BASF公司製商品名:Lucirin TPO、UCB公司製商品名:Ubecryl P36、Fratelli Lamberti公司製商品名:Ethacure KIP150、KIP65LT、KIP100F、KT37、KT55、KTO46、KIP75/B等。
在使用光自由基聚合起始劑時,相對於多官能(甲基)丙烯酸酯化合物100質量份,以在0.1~200質量份之範圍內使用為佳,以在1~150質量份之範圍內使用為較佳。
以對本發明之組成物添加各種溶劑而使含三嗪環聚合物溶解後使用為佳。
作為溶劑,可舉出例如,水、甲苯、p-茬、o-茬、m-茬、乙基苯、苯乙烯、乙二醇二甲基醚、丙二醇單甲基醚、乙二醇單甲基醚、丙二醇、丙二醇單乙基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單異丙基醚、乙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、丙二醇單丁基醚、乙二醇單丁基醚、二乙二醇二乙基醚、二丙二醇單甲基醚、二乙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二乙二醇單乙基醚、三乙二醇二甲基醚、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇、1-辛醇、乙二醇、己二醇、丙二醇、1-甲氧基-2-丁醇、環己醇、二丙酮醇、糠醇、四氫糠基醇、丙二醇、苄基醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、γ-丁內酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丙基酮、二乙基酮、甲基異丁基酮、甲基正丁基酮、環戊酮、環己酮、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丁酯、乙酸正丁酯、乳酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、tert-丁醇、烯丙醇、正丙醇、2-甲基-2-丁醇、異丁醇、正丁醇、2-甲基-1-丁醇、1-戊醇、2-甲基-1-戊醇、2-乙基己醇、1-甲氧基-2-丙醇、四氫呋喃、1,4-二噁烷、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、N-甲基吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、二甲亞碸、N-環己基-2-吡咯啶酮等,此等係可單獨使用,亦可混合2種以上使用。
於此之際,組成物中之固體成分濃度只要係在不對保存安定性造成影響之範圍,即無特別限定,因應目的之膜之厚度適宜設定即可。具體而言,從溶解性及保存安定性之觀點,以固體成分濃度0.1~50質量%為佳,較佳為0.1~40質量%。
在不損及本發明之效果範圍內,本發明之組成物中亦可包含含三嗪環聚合物、交聯劑及溶劑以外之其他成分,可包含例如調平劑、界面活性劑、矽烷耦合劑、聚合禁止劑、防氧化劑、防銹劑、離型劑、塑化劑、消泡劑、增稠劑、分散劑、防帶電劑、沉降防止劑、顏料、染料、紫外線吸收劑、光安定劑、無機微粒子等之添加劑。
作為界面活性劑,可舉出例如,聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂醯基醚、聚氧乙烯鯨蠟基醚、聚氧乙烯油醯基醚等之聚氧乙烯烷基醚類;聚氧乙烯辛基酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚等之聚氧乙烯烷基烯丙基醚類;聚氧乙烯‧聚氧丙烯嵌段共聚物類;花楸丹單月桂酸酯、花楸丹單棕櫚酸酯、花楸丹單硬脂酸酯、花楸丹單油酸酯、花楸丹三油酸酯、花楸丹三硬脂酸酯等之花楸丹脂肪酸酯類;聚氧乙烯花楸丹單月桂酸酯、聚氧乙烯花楸丹單棕櫚酸酯、聚氧乙烯花楸丹單硬脂酸酯、聚氧乙烯花楸丹三油酸酯、聚氧乙烯花楸丹三硬脂酸酯等之聚氧乙烯花楸丹脂肪酸酯類等之非離子系界面活性劑、商品名EftopEF301、EF303、EF352(三菱材料電子化成(股)製(原(股)Jemco製))、商品名MegafacF171、F173、R-08、R-30、R- 40、R-41、F-114、F-410、F-430、F-444、F-477、F-552、F-553、F-554、F-555、F-556、F-557、F-558、F-559、F-561、F-562、RS-75、RS-72-K、RS-76-E、RS-76NS、RS-77(DIC(股)製)、Fluorad FC430、FC431(住友3M(股)製)、商品名Asahiguard AG710、Surflon S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(股)製)等之氟系界面活性劑、有機矽氧烷聚合物KP341(信越化學工業(股)製)、BYK-302、BYK-307、BYK-322、BYK-323、BYK-330、BYK-333、BYK-370、BYK-375、BYK-378(BYK Chemie Japan(股)製)等。
此等界面活性劑係可單獨使用,亦可將2種以上組合使用。界面活性劑之使用量係相對於含三嗪環聚合物100質量份,以0.0001~5質量份為佳,以0.001~1質量份為較佳,以0.01~0.5質量份為更佳。
作為無機微粒子,可舉出例如選自由Be、Al、Si、Ti、V、Fe、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Sb、Ta、W、Pb、Bi及Ce所成群之1種或2種以上之金屬之氧化物、硫化物或氮化物,尤其係適宜為此等之金屬氧化物。尚且,無機微粒子係可單獨使用,亦可將2種以上組合使用。
作為金屬氧化物之具體例,可舉出如Al2O3、ZnO、TiO2、ZrO2、Fe2O3、Sb2O5、BeO、ZnO、SnO2、CeO2、SiO2、WO3等。
又,將複數之金屬氧化物使用作為複合氧化物亦為有效。複合氧化物係指在微粒子之製造段階中混合2種以上之無機氧化物而成者。例如,可舉出TiO2與ZrO2、TiO2與ZrO2與SnO2、ZrO2與SnO2之複合氧化物等。
並且,亦可為上述金屬之化合物。例如,可舉出ZnSb2O6、BaTiO3、SrTiO3、SrSnO3等。此等化合物係可單獨使用或可將2種以上混合使用,亦可更與上述之氧化物混合使用。
尚且,上述其他成分係可在調製本發明之組成物時之任意步驟中添加。
本發明之膜形成用組成物係塗佈於基材上,其後因應必要進行加熱使溶劑蒸發後,進行加熱或光照射而可作成所欲之硬化膜。
組成物之塗佈方法為任意,可採用例如旋轉塗佈法、浸漬法、淋塗法、噴墨法、噴嘴配送法、噴霧法、棒塗法、凹版塗佈法、狹縫塗佈法、輥塗法、轉印印刷法、刷毛塗佈、刮刀塗佈法、氣刀塗佈法等之方法。
又,作為基材,可舉出如成膜有矽、銦錫氧化物(ITO)之玻璃、成膜有銦鋅氧化物(IZO)之玻璃、聚對酞酸乙二酯(PET)、塑料、玻璃、石英、陶瓷等所構成之基材等,亦可使用具有可撓性之可撓性基材。
燒成溫度在使溶劑蒸發之目的並無特別限定,可在例如110~400℃下進行。
作為燒成方法,並非係受到特別限定者,例如,使用 加熱板或烤箱,在大氣、氮等之惰性氣體、真空中等之適當環境下使其蒸發即可。
燒成溫度及燒成時間係選擇適合目的之電子裝置之製程步驟之條件即可,且選擇取得之膜之物性值會適合電子裝置之要求特性般之燒成條件即可。
光照射時之條件亦並無特別限定,因應所使用之含三嗪環聚合物及交聯劑,採用適宜照射能量及時間即可。
又,在對上述組成物進行光照射製作硬化膜之際,經由遮罩進行光照射後,藉由以顯像液進行顯像而能形成微細圖型。
此時,曝光後之顯像係可將曝光樹脂浸漬於例如有機溶劑顯像液或水性顯像液中來實施。
作為有機溶劑顯像液之具體例,可舉出如PGME、PGMEA、PGME與PGMEA之混合溶劑、NMP、γ-丁內酯、DMSO等,另一方面,作為水性顯像液之具體例,可舉出如碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲基銨等之鹼水溶液。
在作成負型之圖型形成用組成物時,對上述組成物亦可更配合含環氧乙烷環化合物,與光硬化型觸媒。
作為含環氧乙烷環化合物,可舉出如於分子內具有環氧乙烷環1個以上者,較佳係具有2個以上者,作為其具體例,可舉出如環氧丙基醚型環氧樹脂、環氧丙基酯型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、環氧基變性聚丁二烯樹脂、環 氧丙烷化合物等。此等係可單獨使用,亦可將2種以上組合使用。
含環氧乙烷環化合物之配合量並非係受到特別限定者,相對於含三嗪環聚合物100質量份,可作成10~400質量份程度。
作為光硬化型觸媒,可舉出如光陽離子產生劑。作為光陽離子產生劑之具體例,可舉出如三苯基鋶六氟磷酸鹽、三苯基鋶六氟銻酸鹽等之三芳基鋶鹽;三芳基硒酸鹽;二苯基錪六氟磷酸鹽、二苯基錪六氟銻酸鹽等之二芳基錪鹽等。此等係可單獨使用,亦可將2種以上組合使用。
光硬化型觸媒之配合量並非係受到特別限定者,相對於含三嗪環聚合物100質量份,可作成0.1~100質量份程度。
上述負型圖型形成用組成物之調製法並非係受到特別限定者,以任意順序配合各成分進行調製即可。又,此時可使用上述溶劑。
上述組成物藉由上述手法進行塗佈後,例如可使用紫外光等在1~4000mj/cm2下進行光照射使其硬化。光照射可使用高壓水銀燈、金屬鹵素燈、氙氣燈、LED、雷射光等之公知之各種手法進行。
尚且,因應必要,在曝光前後亦可在110~180℃程度下進行加熱。
曝光後之顯像係可將曝光樹脂浸漬於上述有機溶劑顯 像液或水性顯像液中來進行。
另一方面,在作成正型之圖型形成用組成物時,對上述組成物亦可更配合疊氮化合物。
作為疊氮化合物,以具有1,2-萘醌二疊氮基1個以上,較佳具有2個以上之化合物為理想,作為其具體例,可舉出如2,3,4-三羥基-二苯甲酮與1,2-萘醌-(2)-二疊氮-5-磺酸之酯等之1,2-萘醌二疊氮磺酸衍生物等。
含環氧乙烷化合物之配合量並非係受到特別限定者,相對於含三嗪環聚合物100質量份,可作成4~60質量份程度。
上述正型圖型形成用組成物之調製法亦並非係受到特別限定者,以任意順序配合各成分進行調製即可。又,此時可使用上述溶劑。
上述組成物藉由上述手法進行塗佈後,例如可藉由上述光照射法,將紫外光等以1~2000mj/cm2下進行光照射使其硬化。於此情況,亦可因應必要於曝光前後在110~180℃程度下進行加熱。
曝光後之顯像係可將曝光樹脂浸漬於上述有機溶劑顯像液或水性顯像液中來進行。
上述各圖型形成用組成物中因應必要亦可添加各種添加劑。作為添加劑,可舉出如苄基-4-羥基苯基甲基鋶六氟銻酸鹽、1-萘基甲基-4-羥基苯基甲基鋶六氟銻酸鹽、4-羥基苯基二甲基鋶甲基硫酸鹽等之熱陽離子產生劑;2,5-二乙基噻噸酮、蒽、9,10-乙氧基蒽等之光增感 劑,或上述膜形成用組成物中所例示之添加劑。
藉由以上操作所得之本發明之硬化膜或微細圖型由於可達成高耐熱性、高折射率、及低體積收縮,故可適宜利用在製作液晶顯示器、有機電致發光(EL)顯示器、觸控面板、光半導體(LED)元件、固體攝像元件、有機薄膜太陽電池、色素增感太陽電池、有機薄膜電晶體(TFT)、透鏡、稜鏡照相機、望遠鏡、顯微鏡、半導體曝光裝置等時之一構件等,電子裝置或光學材料領域上。
尤其,由本發明之組成物所製作之硬化膜或微細圖型由於透明性高且折射率亦高,故可改善ITO或銀奈米線等之透明導電膜之辨識性,且可抑制透明導電膜之劣化。
作為透明導電膜,以具有ITO膜、IZO膜、金屬奈米粒子、金屬奈米線、金屬奈米網等之導電性奈米構造之透明導電膜為佳,以具有導電性奈米構造之透明導電膜為較佳。構成導電性奈米構造之金屬並無特別限定,可舉出如銀、金、銅、鎳、鉑、鈷、鐵、鋅、釕、銠、鈀、鎘、鋨、銥、此等之合金等。即,以具有銀奈米粒子、銀奈米線、銀奈米網、金奈米粒子、金奈米線、金奈米網、銅奈米粒子、銅奈米線、銅奈米網等之透明導電膜為佳,特別係以具有銀奈米線之透明導電膜為佳。
又,由本發明之組成物所製作之高折射率圖型可適宜使用在以防止上述觸控面板等之透明電極之透視、有機EL顯示器之光取出用途或黑色基質用途為首之要求高折射率圖型之用途。
〔實施例〕
以下,列舉實施例及比較例,更具體地說明本發明,但本發明並非係受到下述實施例所限定者。尚且,實施例所用之各測量裝置係如以下所述。
[1H-NMR]
裝置:Varian NMR System 400NB(400MHz)
JEOL-ECA700(700MHz)
測量溶劑:DMSO-d6
基準物質:四甲基矽燒(TMS)(δ0.0ppm)
[橢圓偏光計]
裝置:J.A.Woollam Japan製多入射角分光橢圓偏光計VASE
[示差熱天秤(TG-DTA)]
裝置:(股)理學製TG-8120
昇溫速度:10℃/分鐘
測量溫度:25℃-750℃
[電子顯微鏡]
日本電子(股)製電子顯微鏡S-4800
[1]含三嗪環聚合物之合成 [實施例1-1]高分子化合物[4]之合成
在氮下對500mL四口燒瓶添加m-伸苯基二胺(mPDA)[2](13.01g、0.12mol、AminoChem公司製),使其溶解於N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)145.32g,降溫至0℃以下。其後,以使系統內溫度保持在0℃以下之方式分次少量添加2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪[1](18.47g、0.1mol、德固賽製),並攪拌1小時。對500mL四口燒瓶將DMAc 145.62g滴入至預先加溫至90℃之燒瓶。滴入後,在90℃下反應2小時,使DMAc 102.17g溶解於3-胺基安息香酸[3](41.17g、0.3mol、東京化成工業(股)製)並予以滴入,且攪拌3小時。其後,降溫至室溫,滴入n-丙基胺17.7g,停止聚合。
將取得之反應液滴入於離子交換水1599g而進行再沉澱。過濾取得之沉澱物,使過濾物再分散於四氫呋喃292g,又再沉澱於離子交換水1744g中。其後,使藉由過濾而取得之生成物在120℃下乾燥8小時,而得到目的之高分子化合物[4]24.30g(以下,HTDC-1)。
HTDC-1之1H-NMR光譜之測量結果係如圖1所示。取得之HTDC-1為具有式(1)所表示之構造單位之化合物。
將實施例1-1取得之HTDC-1 10.00mg放入鉑容器,藉由TG-DTA在昇溫速度15℃/min下進行測量,5%重量減少為379.5℃。其結果係如圖2所示。
[實施例1-2]低分子量高分子化合物[4]之合成
除了將mPDA[2]之使用量變更成10.87g(0.1mol)以外,進行與實施例1-1相同之操作,而取得目的之高分子化合物[4]23.79g(以下,HTDC-2)。
HTDC-2之1H-NMR光譜之測量結果係如圖3所示。取得之HTDC-2為具有式(1)所表示之構造單位之化合物。
將實施例1-2取得之HTDC-2 5.200mg放入鉑容器,藉由TG-DTA在昇溫速度15℃/min下進行測量,5%重量減少為248.8℃。其結果係如圖4所示。
[2]被膜之製作 [實施例2-1]
對樣本瓶加入實施例1-1取得之HTDC-1 4.00g,其後加入丙二醇單甲基醚(PGME)/n-丙基胺/離子交換水 (72.25質量份/12.25質量份/15質量份)之混合溶劑16.00g,而取得20質量%之聚合物溶液(以下、HTDC-1-M)。
以PGME將取得之HTDC-1-M稀釋成10質量%,藉由旋轉塗佈法以膜厚700nm為目標製作塗膜,在100℃之加熱板上燒成3分鐘而取得被膜。測量取得之被膜折射率為1.772(@550nm)。
[實施例2-2]
對樣本瓶加入實施例1-2取得之HTDC-2 4.00g,其後加入丙二醇單甲基醚(PGME)/n-丙基胺/離子交換水(72.25質量份/12.25質量份/15質量份)之混合溶劑16.00g,而取得20質量%之聚合物溶液(以下,HTDC-2-M)。
以PGME將取得之HTDC-2-M稀釋成10質量%,藉由旋轉塗佈法以膜厚300nm為目標製作塗膜,在100℃之加熱板上燒成3分鐘而取得被膜。測量取得之被膜折射率為1.740(@550nm)。
[3]鹼溶解性
使實施例1-1及1-2取得之高分子化合物10mg溶解於大量之1%碳酸鈉水溶液後,在目視下全部皆為可溶,故得知可作為因鹼水溶液而能顯像之光微影材料。
[4]交聯劑添加組成物之調製以及圖型形成及硬化膜之製作 [實施例3-1]
對實施例1-1取得之HTDC-1 0.81g添加多官能丙烯酸酯(A-BPE-4、新中村化學工業(股)製)0.162g、多官能丙烯酸酯(A-DPH-48E、新中村化學工業(股)製)0.162g、光自由基起始劑(IrgacureOXE01、BASF公司製)0.065g、調平劑(MegafacR-40、0.004g、DIC(股)製)、N-甲基-2-吡咯啶酮6.16g、及PGME2.64g,而調製成固體成分12質量%之圖型形成用之交聯劑添加組成物10g。
使用0.20μm之過濾器過濾此組成物,使用旋轉塗佈機塗佈於玻璃基板上後,在加熱板上以120℃燒成120秒而形成塗膜。藉由紫外線照射裝置MA6(SUSS公司製),經由光罩對此塗膜照射在365nm下之照射量為1500mJ/cm2之紫外線。其後,浸漬於23℃之0.8質量%之氫氧化鉀水溶液120秒進行顯像,又以超純水進行流水洗淨。顯像後,在150℃下進行乾燥1分後,無殘渣地將500μm之線予以解析。在鈉燈下進行目視觀察時,在玻璃基板上已形成之硬化膜上並未發現異物。
[實施例3-2]
與實施例3-1進行相同操作,製作成交聯劑添加組成物及塗膜。塗膜之紫外線照射後之膜厚為412nm。對此塗 膜測量550nm之折射率為1.729。
並且,以與實施例3-1相同之方法進行顯像而形成圖型。顯像後之膜厚為385nm。對此顯像膜測量550nm之折射率為1.723。
藉此,可確認在顯像前後之殘膜率為93%,且折射率亦無變化。

Claims (13)

  1. 一種含三嗪環聚合物,其特徵為包含下述式(1)所表示之重複單位構造,且具有至少1個三嗪環末端,該三嗪環末端之至少一部分係被羧基取代芳基胺基所封閉; {式中,R及R'係互相獨立表示氫原子、烷基、烷氧基、芳基、或芳烷基,Ar1表示選自式(2)~(13)所示之群之至少一種; [式中,R1~R92係互相獨立表示氫原子、鹵素原子、磺酸基、碳數1~10之可具有分枝構造之烷基、或碳數 1~10之可具有分枝構造之烷氧基,R93及R94表示氫原子或碳數1~10之可具有分枝構造之烷基,W1及W2係互相獨立表示單鍵、CR95R96(R95及R96係互相獨立表示氫原子或碳數1~10之可具有分枝構造之烷基(但,此等亦可一同形成環))、C=O、O、S、SO、SO2、或NR97(R97表示氫原子或碳數1~10之可具有分枝構造之烷基),X1及X2係互相獨立表示單鍵、碳數1~10之可具有分枝構造之伸烷基、或式(14)所示之基; (式中,R98~R101係互相獨立表示氫原子、鹵素原子、磺酸基、碳數1~10之可具有分枝構造之烷基、或碳數1~10之可具有分枝構造之烷氧基,Y1及Y2係互相獨立表示單鍵或碳數1~10之可具有分枝構造之伸烷基)]。
  2. 如請求項1之含三嗪環聚合物,其中前述羧基取代芳基胺基為式(15)所示者;
  3. 如請求項2之含三嗪環聚合物,其中前述羧基取代芳基胺基為式(16)所示者;
  4. 如請求項1~3中任一項之含三嗪環聚合物,其中前述Ar1為式(17)所示者;
  5. 一種含有三嗪系聚合物之組成物,其係包含如請求項1~4中任一項之含三嗪環聚合物與有機溶劑。
  6. 一種如請求項5之含有三嗪系聚合物之組成物,其中更包含交聯劑。
  7. 如請求項6之含有三嗪系聚合物之組成物,其中前述交聯劑為多官能(甲基)丙烯酸化合物。
  8. 如請求項6或7之含有三嗪系聚合物之組成物,其為硬化膜形成用或圖型形成用。
  9. 一種硬化膜,其係使如請求項6或7之含有三嗪 系聚合物之組成物硬化而成。
  10. 一種圖型,其係由如請求項6或7之含有三嗪系聚合物之組成物所製作。
  11. 一種電子裝置,其係具備基材,與形成於此基材上之如請求項9之硬化膜。
  12. 一種光學構件,其係具備基材,與形成於此基材上之如請求項9之硬化膜。
  13. 一種電子裝置,其係具備基材,與形成於此基材上之如請求項10之圖型。
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