CN105705547A - 感光性树脂组合物及其固化物、以及光学部件 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供可以通过涂布于被粘物表面并进行光照而迅速固化、从而形成具有优异的遮光性及粘接性的固化物的感光性树脂组合物。本发明涉及包含下述成分(A)、成分(B)及成分(C)的感光性树脂组合物。成分(A):至少包含具有脂环式环氧基且不具有酯键的化合物的阳离子聚合性化合物;成分(B):含有阳离子部和含硼原子的阴离子部的光阳离子聚合引发剂;成分(C):遮光性材料。
Description
技术领域
本发明涉及感光性树脂组合物及其固化物、以及光学部件。更具体而言,涉及能够通过涂布于透镜等光学部件并进行光照而形成可相对于上述光学部件保持优异的粘接力的遮光膜或遮光层的感光性树脂组合物及固化物、以及包含上述固化物的光学部件。本申请基于2013年9月18日在日本提出申请的日本特愿2013-192855号要求优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
目前,手机、智能电话等便携型电子设备的需求正不断扩大。在这样的电子设备中搭载有小型且薄型的摄像单元,上述摄像单元通常由固体摄像元件(CCD型图像传感器、CMOS型图像传感器等)、透镜等光学部件构成。并且,出于提高分辨率的目的而使用有多片透镜,在这多片透镜之间,出于防止由从外部侵入的不需要的光引起的重影(ghost)、杂光(flare)的目的而设置有遮光膜。
专利文献1中记载了一种遮光密封剂,其包含遮光性材料、环氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等具有不饱和双键的固化性树脂、聚合引发剂、及热固化剂。但是,所述遮光密封剂由于所含的遮光性材料会妨碍紫外线照射至固化性树脂内部,因此存在仅利用紫外线照射时固化速度慢、需要在紫外线照射之外实施长时间的加热处理等导致固化过于耗时的问题。
专利文献2中记载了一种遮光膜,其是使包含遮光性材料、环氧树脂、及胺类固化剂的遮光涂料固化而得到的。但是,所述遮光涂料也与专利文献1中记载的发明同样地,存在无法通过紫外线照射而迅速固化、需要在室温下干燥60分钟之后进一步于80℃加热120分钟等导致固化过于耗时的问题。另外,遮光膜是隔着粘接剂层而被贴合于透镜的,但伴随摄像单元的小型化、高性能化,还要求对这些加以简化。
进一步,在搭载于便携型电子设备中的摄像单元中,为了实现有效的安装,要求具备回流耐热性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-99027号公报
专利文献2:日本特开2011-186437号公报
发明内容
发明要解决的问题
因此,本发明的目的在于提供可以通过涂布于被粘物表面并进行光照而迅速固化、从而形成具有优异的遮光性及粘接性的固化物的感光性树脂组合物。
另外,本发明的其它目的在于提供通过涂布于被粘物表面并进行光照而迅速固化而形成具有优异的遮光性、粘接性及回流耐热性的固化物的感光性树脂组合物。
进一步,本发明的其它目的在于提供使上述感光性树脂组合物固化而得到的固化物、以及包含该固化物的光学部件。
解决问题的方法
本发明人等为解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,包含特定的阳离子聚合性化合物、特定的光阳离子聚合引发剂以及遮光性材料作为必要成分的感光性树脂组合物,可通过光照而迅速固化,从而形成具有优异的遮光性及粘接性的固化物。
另外,作为固化性化合物,如果在使用上述阳离子聚合性化合物的同时使用特定的含羟基化合物,则能够进一步提高固化性,进而能够提高粘接性(特别是相对于玻璃的粘接性);能够为所得固化物赋予挠性、由此可获得相对于被粘物表面形状的良好的追随性,即使供给至回流处理也能够防止从被粘物表面的剥离。
本发明是基于这些见解而完成的。
即,本发明提供包含下述成分(A)、成分(B)及成分(C)的感光性树脂组合物。
成分(A):至少包含具有脂环式环氧基且不具有酯键的化合物的阳离子聚合性化合物
成分(B):光阳离子聚合引发剂,其含有阳离子部和含硼原子的阴离子部
成分(C):遮光性材料
进一步,提供上述的感光性树脂组合物,其中,成分(A)中的具有脂环式环氧基且不具有酯键的化合物为下述式(a-1)所示的化合物。
[化学式1]
[式中,R1~R18相同或不同,表示氢原子、卤原子、任选包含氧原子或卤原子的烃基、或任选具有取代基的烷氧基。X表示单键或连结基团(包含酯键的连结基团除外)。]
进一步,提供上述的感光性树脂组合物,其中,成分(B)的阴离子部为下述式(1)所示的阴离子。
[化学式2]
[(R)nBF4-n]-(1)
[式(1)中,R表示1价烃基或1价的氟化烃基。n表示1~4的整数。]
进一步,提供上述的感光性树脂组合物,其中,成分(B)的阴离子部为下述式(2)所示的阴离子。
[化学式3]
[式(2)中,X1~X4相同或不同,表示0~5的整数,X1~X4的总和为1以上。]
进一步,提供上述的感光性树脂组合物,其中,成分(C)为炭黑。
另外,本发明提供一种固化物,其是使上述的感光性树脂组合物固化而得到的。
另外,本发明提供一种光学部件,其包含上述的固化物。
即,本发明如下所述。
[1]一种感光性树脂组合物,其包含下述成分(A)、成分(B)、及成分(C)。
成分(A):至少包含具有脂环式环氧基且不具有酯键的化合物(脂环式环氧化合物)的阳离子聚合性化合物;
成分(B):光阳离子聚合引发剂,其含有阳离子部和含硼原子的阴离子部;
成分(C):遮光性材料
[2]上述[1]所述的感光性树脂组合物,其中,成分(A)中的脂环式环氧化合物是一分子内具有1~6个脂环式环氧基的化合物。
[3]上述[1]或[2]所述的感光性树脂组合物,其中,成分(A)中的具有脂环式环氧基且不具有酯键的化合物(脂环式环氧化合物)是下述式(a-1)所示的化合物。
[化学式4]
[式中,R1~R18相同或不同,表示氢原子、卤原子、任选包含氧原子或卤原子的烃基、或任选具有取代基的烷氧基。X表示单键或连结基团(包含酯键的连结基团除外)。]
[4]上述[1]~[3]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,成分(A)中除了脂环式环氧化合物以外还包含其它阳离子聚合性化合物。
[5]上述[4]所述的感光性树脂组合物,其中,上述其它阳离子聚合性化合物为选自下组中的至少一种:脂环式环氧化合物以外的环氧化合物、分子内具有1个以上氧杂环丁基的化合物、及分子内具有1个以上乙烯基醚基的化合物。
[6]上述[5]所述的感光性树脂组合物,其中,脂环式环氧化合物以外的环氧化合物是后述的式(a-4)所示的化合物。
[7]上述[1]~[6]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,分子内包含酯键的环氧化合物的使用量为成分(A)总量(100重量%)的40重量%以下。
[8]上述[1]~[7]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,(iii)具有脂环式环氧基及酯键的化合物的含量(配合量)相对于成分(A)总量(100重量%)为0~12重量%。
[9]上述[1]~[8]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,脂环式环氧化合物的含量与具有脂环式环氧基及酯键的化合物的含量之差([脂环式环氧化合物的含量(重量份)]-[具有脂环式环氧基及酯键的化合物的含量(重量份)])大于0重量份。
[10]上述[1]~[9]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,成分(A)包含分子内具有1个以上氧杂环丁基的化合物。
[11]上述[1]~[10]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,感光性树脂组合物总量(100重量%)中的成分(A)的含量为20~99重量%。
[12]上述[1]~[11]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,感光性树脂组合物包含后述的成分(D)的情况下,该感光性树脂组合物总量(100重量%)中的成分(A)的含量为20~90重量%。
[13]上述[1]~[11]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,感光性树脂组合物不包含后述的成分(D)的情况下,该感光性树脂组合物总量(100重量%)中的固化性化合物的总量的含量(配合量)为75~99重量%。
[14]上述[1]~[13]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,成分(A)总量(100重量%)中的脂环式环氧化合物的含量为20~90重量%。
[15]上述[4]~[14]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,成分(A)总量(100重量%)中的其它阳离子聚合性化合物的含量为10~80重量%。
[16]上述[5]~[15]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,成分(A)总量(100重量%)中的分子内具有1个以上氧杂环丁基的化合物的含量为1~80重量%。
[17]上述[1]~[16]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,成分(B)的阴离子部为上述式(1)[式(1)中,R表示1价烃基或1价的氟化烃基。n表示1~4的整数。]所示的阴离子。
[18]上述[1]~[17]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,成分(B)的阴离子部为上述式(2)[式(2)中,X1~X4相同或不同,表示0~5的整数,X1~X4的总和为1以上。]所示的阴离子。
[19]上述[1]~[18]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,相对于成分(A)100重量份,成分(B)的含量为0.1~30重量份。
[20]上述[1]~[19]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,成分[C]的平均粒径(基于动态光散射测定法)为5~500nm。
[21]上述[1]~[20]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,相对于固化性成分的总量(包含成分(D)的情况下,为成分(A)和成分(D)的总量)100重量份,成分(C)的含量为0.5~50重量份。
[22]上述[1]~[21]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,相对于感光性树脂组合物的总量(100重量%),成分(C)的含量(配合量)为0.5~20重量%。
[23]上述[1]~[22]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,成分(C)为炭黑。
[24]上述[1]~[23]中任一项所述的感光性树脂组合物,其进一步包含下述成分(D)。
成分(D):分子量为500以上的含羟基化合物
[25]上述[24]所述的感光性树脂组合物,其中,成分(D)的1分子内含有的羟基数为2个以上。
[26]上述[24]或[25]所述的感光性树脂组合物,其中,成分(D)为选自下组中的至少一种:分子内具有聚碳酸酯骨架的含羟基化合物、分子内具有聚酯骨架的含羟基化合物、及分子内具有聚二烯骨架的含羟基化合物。
[27]上述[24]~[26]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,作为成分(D),组合含有分子内具有聚碳酸酯骨架的含羟基化合物和分子内具有聚二烯骨架的含羟基化合物。
[28]上述[24]~[27]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,感光性树脂组合物中包含的固化性成分的总量(包含成分(D)的情况下,为成分(A)和成分(D)的总量)(100重量%)中的成分(D)的配合量为5~80重量%。
[29]上述[27]或[28]所述的感光性树脂组合物,其中,分子内具有聚碳酸酯骨架的含羟基化合物和分子内具有聚二烯骨架的含羟基化合物的使用比例[前者/后者(重量比)]为1/99~99/1。
[30]上述[1]~[29]中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,25℃时的粘度为100~100000mPa·s。
[31]一种固化物,其是使[1]~[30]中任一项所述的感光性树脂组合物固化而得到的。
[32]上述[31]所述的固化物,其中,以200mW/cm2照射了15秒钟紫外线时的粘接力(对玻璃板)为1MPa以上。
[33]上述[31]或[32]所述的固化物,其厚度20μm的成形体(固化物)的遮光率为85%以上。
[34]上述[31]~[33]中任一项所述的固化物,其厚度10μm的成形体(固化物)的总透光率为0~1.5%。
[35]上述[31]~[34]中任一项所述的固化物,其玻璃化转变温度(Tg)为70~250℃。
[36]上述[31]~[35]中任一项所述的固化物,其在25℃时的储能弹性模量为0.1~10GPa。
[37]一种光学部件,其包含[31]~[36]中任一项所述的固化物。
[38]上述[37]所述的光学部件,其中,固化物的厚度(例如,遮光膜或遮光层的厚度)为50μm以下。
发明的效果
本发明的感光性树脂组合物由于具有上述构成,因此,在涂布于被粘物表面并进行光照时可迅速固化而形成具有优异的遮光性及粘接性的固化物。另外,本发明的感光性树脂组合物特别是在包含分子量为500以上的含羟基化合物的情况下,在涂布于被粘物表面并进行光照时可迅速固化而形成具有优异的遮光性、粘接性及回流耐热性的固化物。因此,如果将本发明的感光性树脂组合物用作粘接剂,则可通过涂布在构成电子设备的摄像单元的多片透镜之间并进行光照而迅速地将透镜和透镜进行粘接/固定,同时,可以在透镜和透镜之间形成遮光层,进而能够实现在电路基板等上的利用焊锡回流焊的安装。因此,如果将本发明的感光性树脂组合物用于电子设备的制造,则能够缩短作业工序,从而能够使生产性显著提高。此外,以往是隔着粘接剂层将遮光膜贴合于透镜,但如果使用本发明的感光性树脂组合物,则能够形成兼具遮光膜和粘接剂层的功能的固化物,因此能够实现摄像单元的进一步简化。
具体实施方式
本发明的感光性树脂组合物包含下述成分(A)、成分(B)及成分(C)作为必要成分。进一步,从回流耐热性的观点出发,本发明的感光性树脂组合物优选包含后述的成分(D)。
成分(A):至少包含具有脂环式环氧基且不具有酯键的化合物的阳离子聚合性化合物
成分(B):光阳离子聚合引发剂,其含有阳离子部和含硼原子的阴离子部
成分(C):遮光性材料
(成分(A))
本发明的成分(A)是感光性树脂组合物中包含的固化性成分(固化性化合物)之一,至少包含一分子内具有1个以上脂环式环氧基且不具有酯键的化合物(以下也称为“脂环式环氧化合物”)的阳离子聚合性化合物。需要说明的是,本说明书中,所述“脂环式环氧基”,是构成脂环的相邻2个碳原子与1个氧原子共同形成环而成的基团。上述脂环式环氧化合物的固化性优异。
作为上述脂环式环氧基,可列举例如:由构成环己烷环的相邻2个碳原子和氧原子构成的环氧基等。
上述脂环式环氧化合物为一分子内具有1个以上(例如1~6个)脂环式环氧基即可,其中优选具有2~5个、特别优选具有2个。
作为上述脂环式环氧化合物,可列举例如:下述式(a-1)所示的化合物。式中,R1~R18相同或不同,表示氢原子;卤原子;任选包含氧原子或卤原子的烃基;或任选具有取代基的烷氧基。X表示单键或连结基团(包含酯键的连结基团除外)。
[化学式5]
作为R1~R18中的卤原子,可列举例如:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作为R1~R18中的烃基,可列举例如:脂肪族烃基(烷基、烯基、炔基等)、脂环式烃基、芳香族烃基、以及由它们中的2个以上键合而成的基团。
作为上述烷基,可列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、己基、辛基、异辛基、癸基、十二烷基等C1-20烷基(优选为C1-10烷基、特别优选为C1-4烷基)等。作为上述烯基,可列举例如:乙烯基、烯丙基、甲基烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、5-己烯基等C2-20烯基(优选为C2-10烯基、特别优选为C2-4烯基)等。作为上述炔基,可列举例如:乙炔基、丙炔基等C2-20炔基(优选为C2-10炔基、特别优选为C2-4炔基)等。
作为上述脂环式烃基,可列举例如:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环十二烷基等C3-12环烷基;环己烯基等C3-12环烯基;双环庚基、双环庚烯基等C4-15桥环式烃基等。
作为上述芳香族烃基,可列举例如:苯基、萘基等C6-14芳基(优选为C6-10芳基)等。
另外,作为在由选自上述的脂肪族烃基、脂环式烃基及芳香族烃基中的基团中的2个以上键合而成的基团中,由脂肪族烃基与脂环式烃基键合而成的基团,可列举例如:环己基甲基等C3-12环烷基-C1-20烷基;甲基环己基等C1-20烷基-C3-12环烷基等。作为由脂肪族烃基和芳香族烃基键合而成的基团,可列举例如:苄基、苯乙基等C7-18芳烷基(特别是C7-10芳烷基);肉桂基等C6-14芳基-C2-20烯基;甲苯基等C1-20烷基取代C6-14芳基;苯乙烯基等C2-20烯基取代C6-14芳基等。
作为R1~R18中的任选包含氧原子或卤原子的烃基,可列举:上述烃基中的至少1个氢原子被具有氧原子的基团或具有卤原子的基团取代而成的基团等。作为上述具有氧原子的基团,可列举例如:羟基;氢过氧基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基等C1-10烷氧基;烯丙氧基等C2-10烯氧基;任选具有选自C1-10烷基、C2-10烯基、卤原子及C1-10烷氧基中的取代基的C6-14芳氧基(例如,甲苯氧基、萘氧基等);苄氧基、苯乙氧基等C7-18芳烷氧基;乙酰氧基、丙酰氧基、(甲基)丙烯酰氧基、苯甲酰氧基等C1-10酰氧基;甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基等C1-10烷氧基羰基;任选具有选自C1-10烷基、C2-10烯基、卤原子及C1-10烷氧基中的取代基的C6-14芳氧基羰基(例如,苯氧基羰基、甲苯氧基羰基、萘氧基羰基等);苄氧基羰基等C7-18芳烷氧基羰基;缩水甘油氧基等含环氧基基团团;乙基氧杂环丁氧基等含氧杂环丁基基团;乙酰基、丙酰基、苯甲酰基等C1-10酰基;异氰酸基;磺基;氨基甲酰基;氧代基;这些基团中的2个以上经由或不经由C1-10亚烷基等键合而成的基团等。作为上述具有卤原子的基团,可列举例如:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作为R1~R18中的烷氧基,可列举例如:甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基等C1-10烷氧基。
作为上述烷氧基所任选具有的取代基,可列举例如:卤原子、羟基、C1-10烷氧基、C2-10烯氧基、C6-14芳氧基、C1-10酰氧基、巯基、C1-10烷硫基、C2-10烯硫基、C6-14芳硫基、C7-18芳烷硫基、羧基、C1-10烷氧基羰基、C6-14芳氧基羰基、C7-18芳烷氧基羰基、氨基、单或二C1-10烷基氨基、C1-10酰基氨基、含环氧基基团、含氧杂环丁基基团、C1-10酰基、氧代基、以及这些基团中的2个以上经由或不经由C1-10亚烷基等键合而成的基团等。
作为R1~R18,其中优选氢原子。
上述式(a-1)中的X表示单键或连结基团(具有1个以上原子的2价基团)。但包含酯键的基团不包括在上述连结基团中。作为上述连接基团,可列举例如:2价烃基、羰基、醚键、酰胺基、以及由这些基团中的多个连接而成的基团等。作为上述2价烃基,可列举例如:亚甲基、甲基亚甲基、二甲基亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基等直链或分支状的C1-18亚烷基;1,2-亚环戊基、1,3-亚环戊基、环戊叉、1,2-亚环己基、1,3-亚环己基、1,4-亚环己基、环己叉等2价的C3-12亚环烷基、及2价的C3-12环烷叉等。
作为上述式(a-1)所示的化合物,其中,从空间位阻小、可通过光照而使固化反应迅速进行方面出发,优选3,4,3',4'-二环氧基联环己烷。
作为上述脂环式环氧化合物,此外可列举例如下述式(a-2)所示的化合物、下述式(a-3)所示的化合物。
[化学式6]
[化学式7]
上述式(a-2)中的R19~R30表示:氢原子;卤原子;任选包含氧原子或卤原子的烃基;或任选具有取代基的烷氧基。需要说明的是,R19~R30各自可以相同,也可以不同。作为上述R19~R30的具体例,可列举与式(a-1)中的R1~R18相同的基团。其中,作为R19~R30,优选氢原子,特别优选R19~R30全部为氢原子。
上述式(a-3)中的R31~R42表示:氢原子;卤原子;任选包含氧原子或卤原子的烃基;或任选具有取代基的烷氧基。需要说明的是,R31~R42各自可以相同,也可以不同。作为上述R31~R42的具体例,可列举与式(a-1)中的R1~R18相同的基团。其中,作为R31~R42,优选氢原子,特别优选R31~R42全部为氢原子。
其中,作为上述脂环式环氧化合物,优选式(a-1)所示的化合物。
上述脂环式环氧化合物可通过例如将对应的烯烃化合物(具有与脂环式环氧化合物所具有的脂环式环氧基个数相同的碳-碳不饱和双键的烯烃化合物)的碳-碳不饱和双键进行环氧化而制造。环氧化反应可通过公知或惯用的方法实施。作为上述脂环式环氧化合物,也可以使用市售的脂环式环氧化合物。
例如,上述式(a-1)所示的化合物可通过将式(a-1')所示的烯烃进行环氧化而制造。需要说明的是,式(a-1')中的R1~R18、X与式(a-1)中的R1~R18、X相同。
[化学式8]
另外,上述式(a-2)所示的化合物例如可通过将式(a-2')所示的烯烃(具有环辛二烯骨架的不饱和化合物)进行氧化(环氧化)而制造。需要说明的是,式(a-2')中的R19~R30与式(a-2)中的相同。
[化学式9]
另外,上述式(a-3)所示的化合物例如可通过将式(a-3')所示的烯烃(具有四氢化茚骨架的不饱和化合物)进行氧化(环氧化)而制造。需要说明的是,式(a-3')中的R31~R42与式(a-3)中的相同。
[化学式10]
作为可用于环氧化反应的环氧化剂,可使用公知或惯用的氧化剂(例如,有机过氧羧酸类、氢过氧化物类等)。作为上述有机过氧羧酸类,可列举例如:过氧甲酸、过氧乙酸、过氧丙酸、过氧苯甲酸、过氧三氟乙酸、过氧邻苯二甲酸等。作为上述氢过氧化物类,可列举例如:过氧化氢、叔丁基氢过氧化物、枯烯氢过氧化物等。
成分(A)中,脂环式环氧化合物可以单独使用1种,或将2种以上组合使用。
成分(A)中除了上述脂环式环氧化合物以外还可以包含其它阳离子聚合性化合物。作为其它阳离子聚合性化合物,可列举:上述脂环式环氧化合物以外的环氧化合物、分子内具有1个以上氧杂环丁基的化合物、分子内具有1个以上乙烯基醚基的化合物等。这些化合物可以单独使用1种,或将2种以上组合使用。
作为上述脂环式环氧化合物以外的环氧化合物,可列举例如:分子内具有脂环结构的环氧化合物;双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物等芳香族缩水甘油醚类环氧化合物;脂肪族多元醇的单或多缩水甘油醚等脂肪族缩水甘油醚类环氧化合物;缩水甘油基酯类环氧化合物;缩水甘油基胺类环氧化合物等。需要说明的是,脂环式环氧化合物以外的环氧化合物不包括相当于后述的成分(D)的化合物。
另外,上述分子内具有脂环结构的环氧化合物包括:(i)脂环上直接以单键键合有环氧基的化合物(例如,下述式(a-4)所示的化合物)、(ii)将芳香族缩水甘油醚类环氧化合物氢化而得到的氢化芳香族缩水甘油醚类环氧化合物、及(iii)具有脂环式环氧基及酯键的化合物等。
[化学式11]
式(a-4)中的R'表示从p元醇的结构式中去除p个-OH而成的基团。另外,p、n分别表示自然数。p优选为1~6,n优选为1~30。作为p元醇[R'-(OH)p],可列举例如:2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇等C1-15多元醇。p为2以上的情况下,外侧的括号内的基团中的n可以相同也可以不同。作为上述式(a-4)所示的化合物,可优选使用2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙基)环己烷加成物[例如,商品名“EHPE3150”、(株)Daicel制]等。
进一步,作为上述(ii)将芳香族缩水甘油醚类环氧化合物氢化而得到的氢化芳香族缩水甘油醚类环氧化合物,可列举例如:将芳香族缩水甘油醚类环氧化合物氢化而得到的氢化芳香族缩水甘油醚类环氧化合物(氢化芳香族缩水甘油醚类环氧化合物)等。作为上述氢化芳香族缩水甘油醚类环氧化合物,可列举例如:2,2-双[4-(2,3-环氧丙氧基)环己基]丙烷、2,2-双[3,5-二甲基-4-(2,3-环氧丙氧基)环己基]丙烷、这些化合物的多聚体等双酚A型环氧化合物经氢化而成的化合物(氢化双酚A型环氧化合物);双[邻,邻-(2,3-环氧丙氧基)环己基]甲烷、双[邻,对-(2,3-环氧丙氧基)环己基]甲烷、双[对,对-(2,3-环氧丙氧基)环己基]甲烷、双[3,5-二甲基-4-(2,3-环氧丙氧基)环己基]甲烷、这些化合物的多聚体等双酚F型环氧化合物经氢化而成的化合物(氢化双酚F型环氧化合物);氢化联苯酚型环氧化合物;氢化苯酚线性酚醛型环氧化合物;氢化甲酚线性酚醛型环氧化合物;双酚A的氢化甲酚线性酚醛型环氧化合物;氢化萘型环氧化合物;由三苯酚甲烷得到的环氧化合物的氢化环氧化合物等。其中,特别优选双酚A型环氧化合物经氢化而成的环氧化合物。作为上述氢化芳香族缩水甘油醚类环氧化合物,还可以使用市售品,例如,能够获取商品名“YX8000”(三菱化学(株)制)等。
作为上述(iii)具有脂环式环氧基及酯键的化合物,具体可列举例如下述式(a-5)所示的化合物等。
[化学式12]
上述式(a-5)中的R43~R60表示:氢原子;卤原子;任选包含氧原子或卤原子的烃基;或任选具有取代基的烷氧基。需要说明的是,R43~R60各自可以相同,也可以不同。作为上述R43~R60的具体例,可列举与式(a-1)中的R1~R18相同的基团。其中,作为R43~R60,优选为氢原子,特别优选R43~R60全部为氢原子。
上述式(a-5)中的Y表示包含酯键的连结基团(包含1个以上原子的2价基团)。作为上述包含酯键的连结基团,可列举例如:酯基(酯键本身);2价烃基、羰基、醚键、酰胺基、由这些中的多个连结而成的基团等连结基团(具有1个以上原子的2价基团)中的1个以上经由1个以上酯键连结而成的基团(包含酯键的2价基团)等。
作为上述式(a-5)所示的化合物,具体可列举例如下述式(a-5-1)~(a-5-7)所示的化合物等。需要说明的是,下述式(a-5-4)中的m表示1~30的整数。下述式(a-5-6)、(a-5-7)中的n1~n6分别表示1~30的整数。
[化学式13]
[化学式14]
作为上述脂环式环氧化合物以外的环氧化合物,其中,从固化性优异、可得到具有优异耐热性、耐光性及耐水性的固化物的方面考虑,优选分子内具有脂环结构且不具有芳环结构及酯键的环氧化合物。使用分子内包含酯键的环氧化合物作为上述脂环式环氧化合物以外的环氧化合物的情况下,分子内包含酯键的环氧化合物的使用量优选为成分(A)总量(100重量%)的40重量%以下(优选为30重量%以下、特别优选低于10重量%、最优选低于5重量%)。分子内包含酯键的环氧化合物的含量高于上述范围时,存在导致固化性降低、所得固化物的耐热性降低的倾向。另外,由于分子内包含酯键的环氧化合物容易发生水解,因此存在所得固化物的耐水性降低的倾向。
上述(iii)具有脂环式环氧基及酯键的化合物的含量(配合量)没有特殊限定,但优选相对于成分(A)总量(100重量%)为12重量%以下(例如,0~12重量%)、更优选为8重量%以下、进一步优选为5重量%以下、特别优选为3重量%以下。含量超过12重量%时,根据固化物的形状、厚度等不同,有时会导致感光性树脂组合物的固化性变得不充分。
特别是,本发明的感光性树脂组合物包含上述(iii)具有脂环式环氧基及酯键的化合物的情况下,脂环式环氧化合物的含量(重量份)和(iii)具有脂环式环氧基及酯键的化合物的含量(重量份)满足下述式的关系(脂环式环氧化合物的含量比(iii)具有脂环式环氧基及酯键的化合物的含量多)。
[脂环式环氧化合物的含量]>[(iii)具有脂环式环氧基及酯键的化合物的含量]
即,脂环式环氧化合物的含量与(iii)具有脂环式环氧基及酯键的化合物的含量之差([脂环式环氧化合物的含量(重量份)]-[(iii)具有脂环式环氧基及酯键的化合物的含量(重量份)])优选大于0重量份、更优选为5重量份以上、进一步优选为10重量份以上。上述差为0重量份以下的情况下,可能导致感光性树脂组合物的固化性降低,容易引发固化不良。
作为上述分子内具有1个以上氧杂环丁基的化合物,可列举例如:3,3-双(乙烯氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(羟基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-[(苯氧基)甲基]氧杂环丁烷、3-乙基-3-(己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(氯甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(氯甲基)氧杂环丁烷、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]苯、双([1-乙基(3-氧杂环丁基)]甲基)醚、4,4'-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基甲基]联环己烷、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基甲基]环己烷、1,4-双([(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基]甲基)苯、3-乙基-3-([(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基)氧杂环丁烷、苯二亚甲基双氧杂环丁烷等。本发明中,还可以使用例如商品名“ARONOXETANEOXT221”、“ARONOXETANEOXT121”(以上由东亚合成(株)制)等市售品。
作为上述分子内具有1个以上乙烯基醚基的化合物,可列举例如:2-羟基乙基乙烯基醚、3-羟基丙基乙烯基醚、2-羟基丙基乙烯基醚、2-羟基异丙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、3-羟基丁基乙烯基醚、2-羟基丁基乙烯基醚、3-羟基异丁基乙烯基醚、2-羟基异丁基乙烯基醚、1-甲基-3-羟基丙基乙烯基醚、1-甲基-2-羟基丙基乙烯基醚、1-羟基甲基丙基乙烯基醚、4-羟基环己基乙烯基醚、1,6-己二醇单或二乙烯基醚、1,4-环己烷二甲醇单或二乙烯基醚、1,3-环己烷二甲醇单或二乙烯基醚、1,2-环己烷二甲醇单或二乙烯基醚、对二甲苯二醇单或二乙烯基醚、间二甲苯二醇单或二乙烯基醚、邻二甲苯二醇单或二乙烯基醚、二乙二醇单或二乙烯基醚、三乙二醇单或二乙烯基醚、四乙二醇单或二乙烯基醚、五乙二醇单或二乙烯基醚、低聚乙二醇单或二乙烯基醚、聚乙二醇单或二乙烯基醚、二丙二醇单或二乙烯基醚、三丙二醇单或二乙烯基醚、四丙二醇单或二乙烯基醚、五丙二醇单或二乙烯基醚、低聚丙二醇单或二乙烯基醚、聚丙二醇单或二乙烯基醚、及它们的衍生物等。
作为本发明的感光性树脂组合物中的成分(A),从提高初期粘接力的观点出发,特别优选在含有上述脂环式环氧化合物的同时、含有分子内具有1个以上氧杂环丁基的化合物。
本发明的感光性树脂组合物总量(100重量%)中的成分(A)的含量没有特殊限定,优选为20~99重量%、更优选为25~98重量%。特别是,在本发明的感光性树脂组合物包含成分(D)的情况下,该感光性树脂组合物总量(100重量%)中的成分(A)的含量例如为20~90重量%左右、优选为25~80重量%、特别优选为30~70重量%。成分(A)的含量低于上述范围时,存在导致固化性降低、容易引发固化不良的倾向。另一方面,成分(A)的含量高于上述范围时,存在导致固化物缺乏挠性、在回流工序中容易发生剥离的倾向。另外,本发明的感光性树脂组合物不包含成分(D)的情况下,该感光性树脂组合物总量(100重量%)中的固化性化合物的总量的含量(配合量)没有特殊限定,但优选为75~99重量%、更优选为80~98重量%。含量低于75重量%时,可能导致固化物的粘接性等物性变得不充分。另一方面,含量超过99重量%时,由于成分(C)的比例变少,因此可能导致固化物无法发挥出充分的遮光性。
另外,成分(A)总量(100重量%)中的上述脂环式环氧化合物的含量例如为20~90重量%左右、优选为25~85重量%、特别优选为30~80重量%、进一步优选为30~70重量%。脂环式环氧化合物的含量低于上述范围时,存在导致固化性降低、容易引发固化不良的倾向。另一方面,脂环式环氧化合物的含量超过上述范围时,存在导致固化物缺乏挠性、在回流工序中容易发生剥离的倾向。
此外,成分(A)总量(100重量%)中的其它阳离子聚合性化合物的含量例如为10~80重量%左右、优选为15~75重量%、特别优选为20~70重量%、最优选为30~70重量%。特别是,成分(A)总量(100重量%)中的分子内具有1个以上氧杂环丁基的化合物的含量例如为1~80重量%左右、优选为3~75重量%、特别优选为5~70重量%、最优选为10~70重量%。在上述范围内含有其它阳离子聚合性化合物(特别是、分子内具有1个以上氧杂环丁基的化合物)时,可以使初期固化速度提高,能够形成固化性优异的固化物。另一方面,其它阳离子聚合性化合物的含量过量的情况下,存在导致固化物的强度变弱、耐冲击性降低的倾向。
(成分(B))
作为本发明的成分(B)的光阳离子聚合引发剂是通过光照而产生阳离子种、从而引发感光性树脂组合物中包含的阳离子聚合性化合物等的固化反应的化合物,其是含有阳离子部、和含硼原子(硼元素)的阴离子部的光阳离子聚合引发剂。
作为上述光阳离子聚合引发剂的阳离子部,可列举公知或惯用的光阳离子聚合引发剂所具有的阳离子,没有特殊限定,可列举例如:锍离子、碘离子、硒离子、铵离子、离子、过渡金属络合物离子等。
作为上述锍离子,可列举例如:三苯基锍、三对甲苯基锍、三邻甲苯基锍、三(4-甲氧基苯基)锍、1-萘基二苯基锍、2-萘基二苯基锍、三(4-氟苯基)锍、三-1-萘基锍、三-2-萘基锍、三(4-羟基苯基)锍、二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍、4-(对甲苯硫基)苯基二(对苯基)锍、[1,1'-联苯]-4-基[4-(1,1'-联苯)-4-基硫基苯基]苯基锍等三芳基锍;二苯基苯酰甲基锍、二苯基4-硝基苯酰甲基锍、二苯基苄基锍、二苯基甲基锍等二芳基锍;苯基甲基苄基锍、4-羟基苯基甲基苄基锍、4-甲氧基苯基甲基苄基锍等单芳基锍;二甲基苯酰甲基锍、苯酰甲基四氢噻吩、二甲基苄基锍等三烷基锍等。
作为上述碘离子,可列举例如:二苯基碘、二对甲苯基碘、双(4-十二烷基苯基)碘、双(4-甲氧基苯基)碘等。
作为上述硒离子,可列举例如:三苯基硒、三对甲苯基硒、三邻甲苯基硒、三(4-甲氧基苯基)硒、1-萘基二苯基硒等三芳基硒;二苯基苯酰甲基硒、二苯基苄基硒、二苯基甲基硒等二芳基硒;苯基甲基苄基硒等单芳基硒;二甲基苯酰甲基硒等三烷基硒等。
作为上述铵离子,可列举例如:四甲基铵、乙基三甲基铵、二乙基二甲基铵、三乙基甲基铵、四乙基铵、三甲基正丙基铵、三甲基正丁基铵等四烷基铵;N,N-二甲基吡咯烷鎓、N-乙基-N-甲基吡咯烷鎓等吡咯烷鎓;N,N'-二甲基咪唑啉鎓、N,N'-二乙基咪唑啉鎓等咪唑啉鎓;N,N'-二甲基四氢嘧啶鎓、N,N'-二乙基四氢嘧啶鎓等四氢嘧啶鎓;N,N-二甲基吗啉鎓、N,N-二乙基吗啉鎓等吗啉鎓;N,N-二甲基哌啶鎓、N,N-二乙基哌啶鎓等哌啶鎓;N-甲基吡啶鎓、N-乙基吡啶鎓等吡啶鎓;N,N'-二甲基咪唑鎓等咪唑鎓;N-甲基喹啉鎓等喹啉鎓;N-甲基异喹啉鎓等异喹啉鎓;苄基苯并噻唑鎓等噻唑鎓;苄基吖啶鎓等吖啶鎓等。
作为上述离子,可列举例如:四苯基、四对甲苯基、四(2-甲氧基苯基)等四芳基;三苯基苄基等三芳基;三乙基苄基、三丁基苄基、四乙基、四丁基、三乙基苯酰甲基等四烷基等。
作为上述过渡金属络合物离子,可列举例如:(η5-环戊二烯基)(η6-甲苯)Cr+、(η5-环戊二烯基)(η6-二甲苯)Cr+等铬络合物阳离子;(η5-环戊二烯基)(η6-甲苯)Fe+、(η5-环戊二烯基)(η6-二甲苯)Fe+等铁络合物阳离子等。
作为成分(B)的光阳离子聚合引发剂的阴离子部为包含硼原子的阴离子即可,没有特殊限定,可列举例如:BF4 -、下述式(1)所示的阴离子等。
[化学式15]
[(R)nBF4-n]-(1)
上述式(1)中,R表示1价烃基或1价的氟化烃基。作为1价烃基,可列举例如:脂肪族烃基[例如,烷基、烯基、炔基等];脂环式烃基[例如,环烷基、环烯基、桥环式烃基等];芳香族烃基[例如,苯基、萘基等芳基等];由脂肪族烃基、脂环式烃基及芳香族烃基中的2种以上连结而形成的1价烃基[例如,环烷基-烷基、芳烷基、烷基取代芳基(甲苯基等)等]。作为1价的氟化烃基,可列举上述的1价烃基中的部分或全部氢原子被氟原子取代而成的基团,具体可列举例如:氟代烷基、氟代芳基、氟代烷基取代芳基等。需要说明的是,n为2以上的整数的情况下,多个R可以相同,也可以不同。
上述式(1)中,n表示1~4的整数。其中,作为n,优选为2~4的整数,更优选为3或4。
作为上述阴离子部,更具体而言,可列举例如:BF4 -、[B(C6H5)4]-、[(C6H5)B(C6F5)3]-、[(C6H5)B(C6H3(CF3)2)3]-[=苯基三(三氟甲基)苯基硼酸根]等。
其中,作为上述阴离子部,优选为包含硼原子同时包含氟原子的阴离子[具体是指例如上述的BF4 -、R的至少1个(优选为2~4个、更优选为3或4个)为1价氟化烃基的式(1)所示的化合物等],更优选为下述式(2)所示的阴离子。
[化学式16]
[式(2)中,X1~X4(X1、X2、X3及X4)相同或不同,表示0~5的整数,全部(X1~X4)的总和为1以上。]
作为上述阴离子部,特别优选为式(2)所示的阴离子、更优选为[B(C6F5)4]-[=四(五氟苯基)硼酸根]。
作为成分(B)的光阳离子聚合引发剂,具体可优选使用例如:二苯基[4-(苯硫基苯基)]锍四(五氟苯基)硼酸盐、[1,1'-联苯]-4-基[4-(1,1'-联苯)-4-基硫基苯基]苯基锍四(五氟苯基)硼酸盐等。
需要说明的是,作为成分(B)的光阳离子聚合引发剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为成分(B)的含量,相对于成分(A)100重量份,例如为0.1~30重量份左右、优选为0.3重量份以上、更优选为0.5~25重量份、进一步优选为1~20重量份、特别优选为1.5~15重量份、最优选为1.5~10重量份。成分(B)的含量低于上述范围时,存在固化性降低的倾向。另一方面,成分(B)的含量高于上述范围时,存在组合物的保存稳定性降低的倾向。
本发明的感光性树脂组合物也可以包含一般的用于提高光阳离子聚合引发剂的灵敏度的敏化剂(光敏剂)。作为上述敏化剂,可使用公知或惯用的敏化剂,没有特殊限定,可列举例如:胺类化合物(三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙胺、二乙胺等)、噻吨酮、噻吨酮的衍生物(2-氯噻吨酮等)、蒽醌、蒽醌的衍生物、蒽、蒽的衍生物、苝、苝的衍生物、芘、芘的衍生物、吖啶、吖啶的衍生物(吖啶橙等)、二苯甲酮、苯偶姻异丙基醚、苯并芘等。需要说明的是,上述敏化剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。上述敏化剂的含量(配合量)没有特殊限定,但优选相对于感光性树脂组合物中包含的成分(A)总量100重量份为10重量份以下、更优选为3重量份以下。
(成分(C))
本发明的成分(C)为遮光性材料,是分散在感光性树脂组合物及其固化物中而赋予遮光性的材料。本发明中,可优选使用颜料、染料等。
作为上述颜料,可列举例如:无机颜料[炭黑、氧化铬、氧化铁、钛黑、乙炔黑、灯黑、骨炭、石墨、铁黑、铜铬系黑、铜铁锰系黑、钴铁铬系黑、氧化钌、石墨、金属微粒、金属氧化物微粒、复合氧化物微粒、金属硫化物微粒、金属氮化物微粒等黑色无机颜料]、有机颜料[苝黑、花青黑、苯胺黑等黑色有机颜料;将显色为红、蓝、绿、紫、黄色、青色或品红等的颜料(例如,偶氮系颜料、酞菁系颜料、喹吖啶酮系颜料、苯并咪唑酮系颜料、异吲哚满酮系颜料、二噁嗪系颜料、阴丹士林系颜料、苝系颜料等)中的2种以上混色而得到的经过了仿真黑色化的混色有机颜料等];炭黑、钛黑等无机颜料的表面被树脂等有机材料包覆而成的颜料等。这些颜料可以单独使用1种,或将2种以上组合使用。
作为上述染料,可列举例如:偶氮系染料、蒽醌系染料、酞菁系染料、醌亚胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。这些染料可以单独使用1种,或将2种以上组合使用。
作为成分(C),其中,从分散性、遮光性、耐久性优异的方面出发,优选为颜料(特别优选为炭黑)。
作为遮光性材料的平均粒径(基于动态光散射测定法),优选为例如5~500nm左右。平均粒径高于上述范围时,存在遮光性降低的倾向。另一方面,平均粒径低于上述范围时,存在容易发生凝聚、难以实现高分散的倾向。
相对于固化性成分的总量(包含成分(D)的情况下,为成分(A)和成分(D)的总量)100重量份,成分(C)的含量例如为0.5~50重量份左右、优选为1~30重量份、特别优选为3~20重量份。需要说明的是,本发明的感光性树脂组合物中的成分(C)的含量(配合量)没有特殊限定,优选相对于感光性树脂组合物的总量(100重量%)为0.5~20重量%、更优选为1.0~15重量%、进一步优选为1.5~10重量%。成分(C)的含量低于上述范围时,存在无法获得充分的遮光性的倾向。另一方面,成分(C)的含量高于上述范围时,存在导致组合物的粘度上升、作业性下降的倾向。
(成分(D))
本发明的感光性树脂组合物可以进一步包含下述成分(D)。包含成分(D)的情况下,可起到下述作用:固化促进作用,相对于玻璃等的粘接性改善作用,以及赋予所得固化物以挠性、使其相对于被粘物的表面形状良好地追随、从而改善与被粘物的粘接性的作用。
成分(D):分子量为500以上的含羟基化合物
成分(D)的1分子内含有的羟基数没有特殊限定,优选为2个以上、特别优选为2个。
成分(D)的分子量为500以上、优选为500~100000、特别优选为1000~80000、最优选为1500~50000。成分(D)的分子量低于上述范围时,存在导致赋予挠性的效果降低的倾向。另一方面,成分(D)的分子量高于上述范围时,存在导致组合物的粘度上升、作业性降低的倾向。另外,成分(D)的数均分子量优选为500以上、更优选为500~100000、特别优选为1000~80000、最优选为1500~50000。成分(D)的数均分子量低于上述范围时,存在导致赋予挠性的效果降低的倾向。另一方面,成分(D)的数均分子量高于上述范围时,存在导致组合物的粘度上升、作业性降低的倾向。
作为成分(D)的分子量500以上的含羟基化合物,可列举例如:分子内具有聚碳酸酯骨架的含羟基化合物、分子内具有聚酯骨架的含羟基化合物、分子内具有聚二烯骨架的含羟基化合物等。这些化合物可以单独使用1种,或将2种以上组合使用。
分子内具有聚碳酸酯骨架的含羟基化合物可利用光气法、或碳酸二烷基酯(例如,碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等)或二苯基碳酸酯与多元醇的酯交换反应(参照日本特开昭62-187725号、日本特开平2-175721号、日本特开平2-49025号、日本特开平3-220233号、日本特开平3-252420号公报)等合成。
作为在上述酯交换反应中使用的多元醇,可列举例如:1,6-己二醇、乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,12-十二碳二醇、聚丁二烯二醇、新戊二醇、四亚甲基二醇、丙二醇、二丙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、1,3-二羟基丙酮、己二醇、1,2,6-己三醇、二(三羟甲基)丙烷、三羟甲基乙烷、三羟甲基辛烷、季戊四醇等。另外,还可以使用酯二醇(三菱瓦斯化学(株)制)、聚酯多元醇、聚醚多元醇。
作为分子内具有聚碳酸酯骨架的含羟基化合物,可作为市售品而获取例如:商品名“PlaccelCD205”、“PlaccelCD205PL”、“PlaccelCD205HL”、“PlaccelD210”、“PlaccelCD210PL”、“PlaccelCD210HL”、“PlaccelCD220”、“PlaccelCD220PL”、“PlaccelCD220HL”、“PlaccelCD220EC”、“PlaccelCD221T”(以上由(株)Daicel制)、商品名“UM-CARB90(1/3)”、“UM-CARB90(1/1)”、“UC-CARB100”(以上由宇部兴产(株)制)等。
分子内具有聚酯骨架的含羟基化合物可通过使多元醇与羧酸(多元羧酸、羟基羧酸等)反应而合成。此外,也可以通过使内酯类进行开环聚合而合成。
作为成为上述分子内具有聚酯骨架的含羟基化合物的原料的多元醇,可列举与可在上述酯交换反应中使用的多元醇相同的例子。
作为成为上述分子内具有聚酯骨架的含羟基化合物的原料的羧酸,可列举例如:草酸、己二酸、癸二酸、富马酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、壬二酸、柠檬酸、2,6-萘二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、柠康酸、1,10-癸烷二羧酸、甲基六氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、均苯四酸酐、偏苯三酸酐、乳酸、苹果酸、羟基乙酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸等。
作为上述内酯类,可列举例如:ε-己内酯、δ-戊内酯、γ-丁内酯等。
作为上述分子内具有聚酯骨架的含羟基化合物,可作为市售品而获取例如:商品名“Placcel205U”、“PlaccelL205AL”、“PlaccelL208AL”、“PlaccelL212AL”、“PlaccelL220AL”、“PlaccelL230AL”、“Placcel220ED”、“Placcel220EC”、“Placcel220EB”、“Placcel303”、“Placcel305”、“Placcel308”、“Placcel312”、“PlaccelL312AL”、“Placcel320”、“PlaccelL320AL”、“Placcel320ML”、“Placcel410”、“Placcel410D”、“PlaccelP3403”、“PlaccelE227”、“PlaccelDC2009”、“PlaccelDC2016”、“PlaccelDC2209”(以上由(株)Daicel制)、或商品名“KurarayPolyolP-510”(Kuraray(株)制)等。
作为分子内具有聚酯骨架的含羟基化合物,其中,从能够为固化物赋予挠性的方面考虑,优选使用使内酯类进行开环聚合而得到的含羟基化合物(特别是具有使己内酯进行开环聚合而形成的骨架的含羟基化合物)。
作为上述分子内具有聚二烯骨架的含羟基化合物,可列举例如:具有聚丁二烯骨架、聚异戊二烯骨架的分子链的两末端具有羟基的化合物、上述具有聚丁二烯骨架、聚异戊二烯骨架的分子链的两末端具有羟基的化合物的双键的一部分经环氧化而成的化合物等。
作为上述分子内具有聚二烯骨架的含羟基化合物,可作为市售品而获取例如:商品名“EPOLEADPB3600”((株)Daicel制)、商品名“Polyip”(出光兴产(株)制)等。
作为本发明中的成分(D),其中,从能够为固化物赋予挠性和强韧性的方面出发,优选组合含有分子内具有聚碳酸酯骨架的含羟基化合物和分子内具有聚二烯骨架的含羟基化合物。
本发明的感光性树脂组合物中包含的固化性成分的总量(包含成分(D)的情况下,为成分(A)和成分(D)的总量)(100重量%)中的成分(D)的配合量例如为5~80重量%左右、优选为10~70重量%、特别优选为15~60重量%。成分(D)的配合量低于上述范围时,存在导致所得固化物的挠性降低、相对于被粘物表面的密合性降低、实施回流处理时容易发生剥离的倾向。另一方面,成分(D)的配合量高于上述范围时,存在导致所得固化物的耐冲击性、透明性、耐热性、耐湿性降低的倾向。
另外,组合使用分子内具有聚碳酸酯骨架的含羟基化合物和分子内具有聚二烯骨架的含羟基化合物作为成分(D)的情况下,作为其使用比例[前者/后者(重量比)],例如为1/99~99/1左右。
[热聚合引发剂]
本发明的感光性树脂组合物中,作为聚合引发剂,除了成分(B)以外,还可以进一步包含热聚合引发剂。作为上述热聚合引发剂,可使用公知或惯用的热聚合引发剂(可通过加热而引发阳离子聚合性化合物的聚合反应的化合物),可列举例如可通过加热而产生阳离子种、由此引发聚合的热阳离子聚合引发剂等。需要说明的是,热聚合引发剂可以单独使用1种,或将2种以上组合使用。
作为上述热阳离子聚合引发剂,可列举例如:芳基重氮盐、芳基碘盐、芳基锍盐、丙二烯(アレン)-离子络合物等。另外,作为上述热阳离子聚合引发剂,还可以使用例如:铝、钛等金属与乙酰乙酸或二酮类的螯合化合物和三苯基硅烷醇等硅烷醇形成的化合物,或铝、钛等金属与乙酰乙酸或二酮类的螯合化合物和双酚S等酚类形成的化合物等。作为上述热阳离子聚合引发剂,还可以使用例如:商品名“PP-33”、“CP-66”、“CP-77”((株)ADEKA制);商品名“FC-509”(3M制);商品名“UVE1014”(G.E.制);商品名“SunAidSI-60L”、“SunAidSI-80L”、“SunAidSI-100L”、“SunAidSI-110L”、“SunAidSI-150L”(三新化学工业(株)制);商品名“CG-24-61”(CibaJapan制)等市售品。
在下述情况下,由于能够通过加热处理(退火)而使固化反应进一步进行,因此使用上述热聚合引发剂(与成分(B)组合使用)是有效的:例如,仅通过光照难以使固化反应充分进行的情况,特别是形成较厚的固化物的情况(即,难以对感光性树脂组合物的整个范围有效地进行光照的情况)等。关于加热处理的优选条件,如后所述。
本发明的感光性树脂组合物中的热聚合引发剂的含量(配合量)没有特殊限定,但优选相对于感光性树脂组合物中包含的成分(A)总量100重量份为0.001~10重量份、更优选为0.01~5重量份、进一步优选为0.1~3重量份。含量低于0.001重量份时,特别是在要形成较厚的固化物的情况下等,有时容易引发固化不良。另一方面,含量超过10重量份时,有时会导致固化物的耐热性等物性降低、或在成本方面存在不利。需要说明的是,将2种以上热聚合引发剂组合使用的情况下,优选将该热聚合引发剂的总量控制于上述范围。
[抗氧化剂]
本发明的感光性树脂组合物中除了上述成分以外,还可以进一步包含抗氧化剂。作为上述抗氧化剂,可使用公知或惯用的抗氧化剂,没有特殊限定,可列举例如:酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂等。需要说明的是,抗氧化剂可以单独使用1种,或将2种以上组合使用。
作为上述酚系抗氧化剂,可列举例如:2,6-二叔丁基对甲酚、丁基化羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基对乙基苯酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂酯等一元酚类;2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2′-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4′-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4′-丁叉双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、3,9-双[1,1-二甲基-2-{β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}乙基]2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一碳烷等双酚类;1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、四-[亚甲基-3-(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、双[3,3′-双(4′-羟基-3′-叔丁基苯基)丁酸]乙二醇酯、1,3,5-三(3′,5′-二叔丁基-4′-羟基苄基)-均三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、生育酚等高分子型酚类等。
作为上述磷系抗氧化剂,可列举例如:亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯基异癸酯、亚磷酸苯基二异癸酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、二异癸基季戊四醇亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、环新戊烷四基双(十八烷基)亚磷酸酯、环新戊烷四基双(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、环新戊烷四基双(2,4-二叔丁基-4-甲基苯基)亚磷酸酯、双[2-叔丁基-6-甲基-4-{2-(十八烷氧基羰基)乙基}苯基]氢亚磷酸酯等亚磷酸酯类;9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物等氧杂磷杂菲氧化物类等。
作为上述硫系抗氧化剂,可列举例如:3,3’-硫代二丙酸二月桂酯、3,3’-硫代二丙酸二肉豆蔻酯、3,3’-硫代二丙酸二硬脂酯等。
本发明的感光性树脂组合物中的抗氧化剂的含量(配合量)没有特殊限定,相对于感光性树脂组合物中包含的成分(A)总量100重量份,优选为0.001~15重量份、更优选为0.01~10重量份、进一步优选为0.1~5重量份。如果含量低于0.001重量份,则根据用途不同,有时会导致对氧化等劣化的抑制变得不充分。另一方面,如果含量超过15重量份,则可能导致固化物的耐热性等物性降低、或在成本方面存在不利。需要说明的是,在组合使用2种以上抗氧化剂的情况下,优选将该抗氧化剂的总量控制于上述范围。
本发明的感光性树脂组合物中除了上述成分以外,还可以在不破坏本发明的效果的范围内含有其它成分。作为其它成分,可使用例如:分子量低于500的含羟基化合物(例如,二乙二醇等)、消泡剂、流平剂、偶联剂(例如,硅烷偶联剂等)、表面活性剂、无机填充剂、阻燃剂、紫外线吸收剂、离子吸附体、荧光体、脱模剂、颜料分散剂、分散助剂等惯用的添加剂。
其它成分的含量(含有2种以上的情况下为其总量)为感光性树脂组合物总量(100重量%)的10重量%以下程度。
本发明的感光性树脂组合物例如可以通过将上述成分(A)~(C)、以及根据需要的其它成分以给定比例进行搅拌、混合,并根据需要在真空下进行脱泡来制备。为了提高成分(C)(特别是颜料)的分散性,可进行基于周知的方法(例如,使用球磨机、砂磨机、珠磨机、三辊磨机、涂料振动机、超声波、鼓泡式均化器等进行分散的方法)的分散处理。
本发明的感光性树脂组合物在25℃时的粘度没有特殊限定,优选为100~100000mPa·s、更优选为500~10000mPa·s、进一步优选为1000~8000mPa·s。粘度不在上述范围内时,操作变得困难,可能导致固化物(遮光膜等)的生产性降低。需要说明的是,25℃时的粘度例如可使用流变仪(商品名“PhysicaUDS-200”、AntonPaar公司制)和锥板(圆锥直径:16mm、锥角=0度),在温度:25℃、转速:20rpm的条件下进行测定。
(固化物)
本发明的感光性树脂组合物可通过进行光照、使该感光性树脂组合物中的成分(A)的阳离子聚合反应(在进一步包含成分(D)的情况下,为成分(A)与成分(D)的反应)进行而形成固化物。作为用于使该聚合反应进行的光(活性能量射线),没有特殊限定,可以使用例如红外线、可见光、紫外线、X射线、电子束、α射线、β射线、γ射线等中的任意光线。其中,从操作性优异方面考虑,优选紫外线。
形成固化物时的光的照射条件可根据所照射的光的种类、能量、所形成的固化物的形状、大小等而适当调整,没有特殊限定,例如,在照射紫外线的情况下,优选使其照射强度为例如0.1~1000mW/cm2程度(更优选为1~500mW/cm2),照射时间为例如1~120秒左右、优选为3~60秒。需要说明的是,光的照射可使用例如高压水银灯、超高压水银灯、氙灯、碳弧、金属卤化物灯、太阳光、LED灯、激光等。
本发明的感光性树脂组合物由于具有上述构成,因此即使含有能够赋予充分的遮光性的量的成分(C),其固化速度也非常快,可通过进行光照而迅速固化,固化性优异,能够形成遮光性及粘接性优异的固化物。因此,具有优异的初期粘接力,在以200mW/cm2进行15秒钟的紫外线照射时的粘接力(对玻璃板)例如为1MPa以上、优选为5MPa以上。
本发明的感光性树脂组合物的固化反应可通过实施加热处理(退火)而得到进一步的促进。上述加热处理可以在任何时候实施,例如,可以在进行光照之后实施,也可以在进行光照的同时实施。加热处理的条件可根据例如要形成的固化物的形状、大小等适当调整,没有特殊限定,可优选采用加热温度40~250℃(更优选为60~200℃)、加热时间1~480分(更优选为3~120分)的条件。需要说明的是,在上述加热处理中,加热温度可以恒定、也可以连续地或阶段性地改变。
另外,将本发明的感光性树脂组合物固化而得到的固化物具有高遮光性,其厚度20μm的成形体(固化物)的遮光率优选为例如85%以上、进一步优选为90%以上、特别优选为95%以上、最优选为96%以上。需要说明的是,遮光率可以如下地算出:将厚度20μm的固化物作为试验片,除了使用D65光源作为光源以外基于JISK7105(1981年)测定该试验片的总透光率,并由下式而计算出遮光率。
遮光率[%]=100[%]-总透光率[%]
就上述固化物而言,例如,厚度10μm的成形体(固化物)的总透光率优选为1.5%以下(例如,0~1.5%)、更优选为1.0%以下、进一步优选为0.5%以下。需要说明的是,上述总透光率例如可以如下地求出:在玻璃板上形成厚度10μm的层状的固化物(遮光膜)并将其作为试验片,除了使用D65光源作为光源以外基于JISK7105(1981年)测定该试验片的总透光率,由此求出总透光率。
上述固化物的玻璃化转变温度(Tg)没有特殊限定,优选为70℃以上(例如,70~250℃)、更优选为80℃以上、进一步优选为90℃以上、特别优选高于100℃,根据用途不同,也可以为130℃以上。玻璃化转变温度低于70℃时,根据用途不同,有时会导致耐久性(耐热性)不足。需要说明的是,固化物的玻璃化转变温度例如可基于JISK7244-1~7、作为动态粘弹性测定(DMA)[例如,升温速度5℃/分]中的tanδ的峰值温度而测定。需要说明的是,固化物的玻璃化转变温度例如可根据固化性成分(成分(A)、成分(D))的组成等加以控制。
上述固化物的25℃下的储能弹性模量没有特殊限定,优选为0.1~10GPa、更优选为1~5GPa、特别优选大于(高于)1.5GPa。25℃下的储能弹性模量低于0.1GPa时,根据用途不同,有时会导致耐久性不足。另一方面,25℃下的储能弹性模量超过10GPa时,根据用途不同,有时会导致柔软性不足。需要说明的是,固化物的储能弹性模量例如可基于JISK7244-1~7、通过动态粘弹性测定(DMA)[例如,升温速度5℃/分]进行测定。需要说明的是,固化物的储能弹性模量例如可根据固化性成分(成分(A)、成分(D))的组成等加以控制。
例如,将本发明的感光性树脂组合物涂布于光学部件的给定位置,其后,如果进行光照,则能够迅速固化而形成遮光膜或遮光层。感光性树脂组合物的涂布可通过分配(dispense)、转印(凹版印刷)等公知或惯用的方法而实施。上述遮光膜或遮光层的形状可适当选择,没有特殊限定。
就本发明的感光性树脂组合物而言,除了形成上述遮光膜或遮光层的用途以外,还可以用于例如印刷油墨、喷墨油墨、光掩模制作材料、印刷用校样制作用材料、抗蚀剂、阻焊剂、等离子体显示面板的间隔板、电介质图案、电极(导体电路)图案、电子部件的布线图案、导电糊、导电膜、相机的壳体与基板(插入体等)之间的贴合等各种用途。
本发明的感光性树脂组合物可以通过光照而迅速、廉价、且简便地形成具有高遮光性的固化物。因此,可以使用本发明的感光性树脂组合物来形成遮光膜,并使用粘接剂将所得遮光膜贴合于构成摄像单元的多片透镜间,但如果使用本发明的感光性树脂组合物作为粘接剂,则可以通过涂布于构成电子设备的摄像单元的多片透镜间并进行光照而迅速地将透镜和透镜粘接/固定,同时可以在透镜和透镜间形成遮光层。进一步,在本发明的感光性树脂组合物特别是含有成分(D)的情况下,由该感光性树脂组合物固化而得到的固化物(例如,遮光膜、遮光层)具有回流耐热性,因此能够实现在电路基板等上的利用回流焊的安装。由此,能够缩短作业工序,能够使生产性取得飞跃性的提高。进一步,还能够实现摄像单元的进一步简化。
(光学部件)
本发明的光学部件由于包含由本发明的感光性树脂组合物形成的具有高遮光性的固化物(例如以遮光膜或遮光层的形式包含),因此能够发挥出优异的品质。
上述光学部件中的固化物的厚度(例如,遮光膜或遮光层的厚度)可根据光学部件的种类、尺寸、形状等而适当选择,例如为50μm以下程度。由于本发明的固化物是使用上述感光性树脂组合物而形成的,因此,即使较厚(例如,大于100μm的厚度,更具体而言,也包括具有300μm以上(特别是500μm以上)厚度的情况),也不会发生由感光性树脂组合物的固化不良引起的问题(例如,粘接力降低、耐热性降低、发生表面粘附等)。
作为上述光学部件,可列举公知或惯用的光学部件,例如,可列举手机、智能电话等便携型电子设备等领域中的透镜、固体摄像元件(CCD图像传感器、CMOS图像传感器等)、触控面板、液晶显示器、等离子体显示面板、LED组件、各种电子部件等。上述光学部件中,以遮光膜或遮光层的形式包含本发明的固化物的情况下,该遮光膜或遮光层例如可以作为透镜间(透镜以外的部分)、透镜的一部分的遮光区域、滤色片的着色图案的间隔部或周边部分的遮光区域、LED组件中的遮光区域等而形成。
实施例
以下,结合实施例对本发明进行更为具体的说明,但本发明并不受这些实施例的限定。
实施例1~4、比较例1、2
按照表1所示的配合组成(单位:重量份)将各成分(固化性成分、光阳离子聚合引发剂、遮光性材料)进行配合,并利用自转公转型混合机进行搅拌/混合,由此得到了均一的感光性树脂组合物。对于得到的感光性树脂组合物,利用以下方法进行了测定及评价。所得测定结果及评价结果如表1所示。
(1-1)遮光性的评价
使用涂敷器将上述中得到的感光性树脂组合物以20μm的厚度涂布在玻璃上。接着,对于所涂布的感光性树脂组合物,使用紫外线照射装置(UV或UV-LED照射装置)照射紫外线[照射强度:200mW/cm2、累积照射量(累积光量):3000mJ/cm2、照射时间:15秒],制作了固化物(固化树脂)。
使用上述得到的玻璃和固化物的叠层体作为遮光性评价用样品,测定该遮光性评价用样品的总透光率,并由下式算出遮光率,对遮光性进行了评价。
遮光率[%]=100[%]-总透光率[%]
需要说明的是,总透光率使用浊度计(日本电色工业(株)制、商品名“NDH2000”)进行了测定。
(1-2)初期粘接性的评价
首先,将实施有厚度10μm的印刷的玻璃板(松浪硝子工业(株)制、Rline载玻片、产品编号RCS-01;以下简称为“玻璃板”)以印刷部成为上面的方式进行配置,在距离印刷有点(dot)的一侧的端部1cm的部位涂布了上述得到的感光性树脂组合物2mg。接着,盖上另一片玻璃板,使得该玻璃板的印刷部与涂布液(涂布的感光性树脂组合物)相接、并使2片玻璃板的重合宽度达到2cm左右,将重合的部分用夹具加以固定。此时,感光性树脂组合物在2片玻璃板之间润开至直径1mm左右,厚度达到了18~22μm。其后,对于该感光性树脂组合物,使用紫外线照射装置(UV或UV-LED照射装置)照射紫外线[照射强度:200mW/cm2、累积照射量(累积光量):3000mJ/cm2、紫外线照射时间:15秒],使感光性树脂组合物固化,制作了粘接性评价用样品。
针对上述粘接性评价用样品,使用TensilonRTF-1350(A&D公司制),测定了由感光性树脂组合物的固化物(厚度:18~22μm)带来的玻璃板的剪切方向的粘接强度(初期粘接力)(MPa),评价了初期粘接性。
需要说明的是,在初期粘接力强、测定时发生了玻璃板的断裂的情况下,在表1中记作“>15”(即,超过15MPa的值)。另一方面,在上述条件下即使照射紫外线感光性树脂组合物也不发生固化、无法进行初期粘接力的测定的情况下,在表1中记作“未固化”。
[表1]
如上所示,如果使用满足本发明的规定的感光性树脂组合物(实施例1~4中得到的感光性树脂组合物),则在照射紫外线时会显示出优异的固化性(迅速固化),可得到具有所期望的遮光性、且具有优异的粘接性的固化物(遮光膜)。
需要说明的是,实施例及比较例中使用的成分如下所述。
<固化性成分(固化性化合物)>
(阳离子聚合性化合物)
EHPE3150:2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙基)环己烯加成物、(株)Daicel制
3,4,3',4'-二环氧基联环己烷
OXT221:3-乙基-3-([(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基)氧杂环丁烷、商品名“ARONOXETANEOXT221”、东亚合成(株)制
PB3600:环氧化聚丁二烯、商品名“EPOLEADPB3600”、(株)Daicel制
(分子量为500以上的含羟基化合物)
CD220PL:聚碳酸酯二醇、数均分子量:2000、商品名“PlaccelCD220PL”、(株)Daicel制
<光阳离子聚合引发剂>
b-1:二苯基[4-(苯硫基苯基)]锍四(五氟苯基)硼酸盐
b-2:[1,1'-联苯]-4-基[4-(1,1'-联苯)-4-基硫基苯基]苯基锍四(五氟苯基)硼酸盐
b-3:二苯基[4-(苯硫基苯基)]锍六氟磷酸盐
<遮光性材料>
炭黑:平均粒径24nm、商品名“MA100R”、三菱化学(株)制
工业实用性
本发明的感光性树脂组合物特别优选用于形成光学部件中的遮光膜或遮光层的用途。另外,本发明的感光性树脂组合物还可以用于例如印刷油墨、喷墨油墨、光掩模制作材料、印刷用校样制作用材料、抗蚀剂、阻焊剂、等离子体显示面板的间隔板、电介质图案、电极(导体电路)图案、电子部件的布线图案、导电糊、导电膜、相机的壳体与基板(插入体等)之间的贴合等各种用途。
Claims (7)
1.一种感光性树脂组合物,其包含下述成分(A)、成分(B)及成分(C),
成分(A):至少包含具有脂环式环氧基且不具有酯键的化合物的阳离子聚合性化合物;
成分(B):光阳离子聚合引发剂,其含有阳离子部和含硼原子的阴离子部;
成分(C):遮光性材料。
2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,成分(A)中的具有脂环式环氧基且不具有酯键的化合物为下述式(a-1)所示的化合物,
式中,R1~R18相同或不同,表示氢原子、卤原子、任选包含氧原子或卤原子的烃基、或任选具有取代基的烷氧基,X表示单键或连结基团(包含酯键的连结基团除外)。
3.根据权利要求1或2所述的感光性树脂组合物,其中,成分(B)的阴离子部为下述式(1)所示的阴离子,
[(R)nBF4-n]-(1)
式(1)中,R表示1价烃基或1价的氟化烃基,n表示1~4的整数。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,成分(B)的阴离子部为下述式(2)所示的阴离子,
式(2)中,X1~X4相同或不同,表示0~5的整数,X1~X4的总和为1以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,成分(C)为炭黑。
6.一种固化物,其是使权利要求1~5中任一项所述的感光性树脂组合物固化而得到的。
7.一种光学部件,其包含权利要求6所述的固化物。
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