JP5830978B2 - Siloxane resin composition and method for producing the same, cured film obtained by curing the same, optical article having the same, and solid-state imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、シロキサン系樹脂組成物およびその製造方法、それを硬化してなる硬化膜ならびにそれを有する光学物品および固体撮像素子に関する。本発明のシロキサン系樹脂組成物は、固体撮像素子用マイクロレンズアレイをはじめとする光学レンズ、太陽電池、液晶、有機EL(electroluminescence)、プラズマディスプレイ、LED(Light emitting diode)照明素子の平坦化膜、絶縁膜、保護膜、反射防止膜、反射防止フィルム、反射防止板、光学フィルターなどに好適に用いられる。 The present invention relates to a siloxane-based resin composition and a method for producing the same, a cured film obtained by curing the composition, an optical article having the cured film, and a solid-state imaging device. The siloxane-based resin composition of the present invention is a flattening film for optical lenses including microlens arrays for solid-state imaging devices, solar cells, liquid crystals, organic EL (electroluminescence), plasma displays, and LED (Light emitting diode) lighting devices. It is suitably used for insulating films, protective films, antireflection films, antireflection films, antireflection plates, optical filters, and the like.
電荷結合素子:CCD(charge coupled devices)や相補形金属酸化膜半導体:CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサなどの固体撮像素子、あるいはディスプレイ用基板、各種反射防止膜などにおいては、各種レンズ材料や平坦化膜などの様々なコーティング材料が用いられる。これらのコーティング材料には、透明性、適切な屈折率などの光学特性に加え、耐熱性、低温加工性など多くの特性が求められる。こうした要求に対し、シロキサン化合物を含む樹脂組成物が好適であることが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、反射率低減を目的にフッ素原子を有するシロキサンや低屈折率の微粒子を含む樹脂組成物や硬化膜をポーラスな構造にすることも知られている。(例えば、特許文献2、3、4参照)
こうした用途に用いられるコーティング材料は、大小様々な段差を有する下地や基板上に塗布されることが多い。このため、前記の特性に加え、下地段差を完全に被覆し、塗布ムラを生じないといった性能が求められ、従来のシロキサン化合物を含む樹脂組成物で、特にスピナーを用いた塗布方法における基板との濡れ性不良の改良、塗布厚みの不均一性などの塗布ムラ等の塗膜性を改良することも知られている。(例えば、特許文献5、6参照)
特に、固体撮像素子用マイクロレンズの平坦化膜は、凹凸の大きいマイクロレンズを平
坦化する特性を有し、さらにマイクロレンズの集光効率向上のため、さらなる低屈折率化が強く望まれている。しかしながら、これら両方の特性を満たす良好な平坦化膜は知られていない。
Charge coupled devices: CCD (charge coupled devices) and complementary metal oxide semiconductors: CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) Image sensors and other solid-state image sensors, display substrates, various anti-reflection films, and other lens materials Various coating materials such as a flattening film and the like are used. These coating materials are required to have many properties such as heat resistance and low-temperature workability in addition to optical properties such as transparency and an appropriate refractive index. It is known that a resin composition containing a siloxane compound is suitable for such a demand (for example, see Patent Document 1). It is also known to make a porous structure a resin composition or a cured film containing siloxane having fluorine atoms and low refractive index fine particles for the purpose of reducing the reflectance. (For example, see Patent Documents 2, 3, and 4)
In many cases, the coating material used for such applications is applied on a base or a substrate having various steps. For this reason, in addition to the above-mentioned characteristics, a performance that completely covers the base step and does not cause uneven coating is required, and a resin composition containing a conventional siloxane compound, particularly with a substrate in a coating method using a spinner. It is also known to improve coating properties such as coating unevenness such as improvement in wettability failure and uneven coating thickness. (For example, see Patent Documents 5 and 6)
In particular, the planarization film of a microlens for a solid-state imaging device has a characteristic of planarizing a microlens with large irregularities, and further lowering the refractive index is strongly desired for improving the light collection efficiency of the microlens. . However, a good planarization film that satisfies both of these characteristics is not known.
また、近年、さまざまなシロキサン系化合物が、各種用途に於いて用いられているが、クリーンな環境下での塗液の安定性を確保する必要がある。特に常温(室温)条件下での長期使用においても異物発生がない、塗膜性が変化しないことが重要である。これに対し、従来のシロキサン系コーティング材料は、長期の室温保管による異物発生や膜の光学特性変化等の課題を有していた。 In recent years, various siloxane compounds have been used in various applications, but it is necessary to ensure the stability of the coating solution in a clean environment. In particular, it is important that no foreign matter is generated and the coating property does not change even during long-term use under normal temperature (room temperature) conditions. On the other hand, conventional siloxane-based coating materials have problems such as generation of foreign matters and changes in optical properties of films due to long-term storage at room temperature.
本発明は、特定の溶剤を含有するシロキサン系樹脂組成物において、塗布ムラなく塗布可能であり、および塗液安定性に優れたシロキサン系樹脂組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a siloxane-based resin composition containing a specific solvent, which can be applied without application unevenness and has excellent coating solution stability.
(A)(a−1)溶剤の存在下で(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物を加水分解後に縮合反応させたシロキサン系樹脂、(B)溶剤を含有するシロキサン系樹脂組成物であって、シロキサン系樹脂組成物中の(B)溶剤が(B−1)一般式(4)で表される化合物であって1気圧での沸点が130〜180℃である溶剤および(B−2)一般式(4)で表される化合物であって沸点が190〜300℃である溶剤を含有し、(B−1)と(B−2)の溶剤の重量%比が、(B−1)/(B−2)=99/1〜40/60であることを特徴とするシロキサン系樹脂組成物。
(R1)Si(R2)a(OR6)3−a (1)
(R1はフッ素の数が3〜13のフルオロアルキル基を表し、R2は水素または炭素数1〜12の炭化水素基を表す。R6は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表し、複数のR1、R2、R6はそれぞれ同一でも異なっていても良く、aは0または1である。)
(R3)bSi(OR7)4−b (2)
(R3は水素または炭素数が1〜12の炭化水素基を表す。R7は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表し、複数のR3、R7はそれぞれ同一でも異なっていても良く、bは0、1または2である。)
R4Si(R5)c(OR8)3−c (3)
(R4は(メタ)アクリル基、メルカプト基、エポキシ基、グリシドキシ基、カルボン酸無水物基、アミノ基、イソシアネート基、ウレア基またはこれらの置換基を有する炭素数1〜10までの1価の有機基を表し、R5は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表す。R8は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表し、複数のR4、R5、R8はそれぞれ同一でも異なっていても良く、cは0または1である。)
(A) (a-1) A siloxane system obtained by subjecting a silane compound of the general formula (1) and the general formula (2) and / or the general formula (3) to a condensation reaction after hydrolysis in the presence of a solvent. Resin, (B) A siloxane-based resin composition containing a solvent, wherein the (B) solvent in the siloxane-based resin composition is a compound represented by (B-1) general formula (4) and has 1 atm. A solvent having a boiling point of 130 to 180 ° C. and (B-2) a compound represented by the general formula (4) having a boiling point of 190 to 300 ° C., and (B-1) and ( A siloxane-based resin composition, wherein the weight percentage ratio of the solvent of B-2) is (B-1) / (B-2) = 99/1 to 40/60 .
(R 1 ) Si (R 2 ) a (OR 6 ) 3-a (1)
(R 1 represents a fluoroalkyl group having 3 to 13 fluorine atoms, R 2 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and R 6 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. And a plurality of R 1 , R 2 and R 6 may be the same or different, and a is 0 or 1.)
(R 3 ) b Si (OR 7 ) 4-b (2)
(R 3 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. R 7 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of R 3 and R 7 are the same or different. And b is 0, 1 or 2.)
R 4 Si (R 5 ) c (OR 8 ) 3-c (3)
(R 4 is a (meth) acryl group, mercapto group, epoxy group, glycidoxy group, carboxylic anhydride group, amino group, isocyanate group, urea group or a monovalent group having 1 to 10 carbon atoms having these substituents. Represents an organic group, R 5 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 8 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of R 4 , R 5 , R 8 may be the same or different, and c is 0 or 1.)
(R9、R10は水素、炭素数1〜12のアルキル基、アセチル基または芳香族基を表す。R11は水素またはメチル基を表す。eは0、1または2であり、dは1から3までの整数である。)
また、本発明は、上記シロキサン系樹脂組成物を硬化してなる硬化膜を有する光学物品である。
(R 9 and R 10 represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an acetyl group, or an aromatic group. R 11 represents hydrogen or a methyl group. E is 0, 1 or 2, and d is 1. An integer from 1 to 3.)
Moreover, this invention is an optical article which has a cured film formed by hardening | curing the said siloxane resin composition.
また、本発明は、(A)(a−1)溶剤、(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物を20〜110℃で1〜180分間混合して(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物を加水分解し、次に50℃以上(a−1)溶剤の沸点(℃)以下で1〜100時間混合して(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物の加水分解物を縮合して(A)シロキサン系樹脂を得て、次に得られた(A)シロキサン系樹脂および(B)溶剤を混合することを特徴とするシロキサン系樹脂組成物の製造方法であって、(B)溶剤が(B−1)一般式(4)で表される化合物であって1気圧での沸点が130〜180℃の溶剤および(B−2)一般式(4)で表される化合物であって沸点が190〜300℃である溶剤を含有し、(B−1)と(B−2)の溶剤の重量%比が、(B−1)/(B−2)=99/1〜40/60であることを特徴とするシロキサン系樹脂組成物の製造方法である。 Further, the present invention provides (A) (a-1) a solvent, (a-2) a silane compound of the general formula (1) and the general formula (2) and / or the general formula (3) at 20 to 110 ° C. ˜180 minutes to mix (a-2) to hydrolyze the silane compound of general formula (1) and general formula (2) and / or general formula (3), then 50 ° C. or higher (a-1) of the solvent (A-2) by condensing the hydrolyzate of the silane compound of the general formula (1) and the general formula (2) and / or the general formula (3) by mixing at a boiling point (° C.) or lower for 1 to 100 hours (A ) Obtaining a siloxane-based resin, and then mixing the obtained (A) siloxane-based resin and (B) solvent, wherein (B) the solvent is ( B-1) A compound represented by the general formula (4) having a boiling point of 130 to 180 ° C. at 1 atm. A solvent and (B-2) a compound represented by the general formula (4) contain a solvent having a boiling point of 190-300 ° C., the weight% ratio of solvent (B-1) and (B-2) There is a method for producing a sheet Rokisan resin composition, which is a (B-1) / (B -2) = 99 / 1~40 / 60.
本発明によれば、塗布ムラなく塗布可能な、塗膜性および塗液安定性に優れたシロキサン系樹脂組成物を提供することができるため、例えば、固体撮像素子用マイクロレンズをはじめとする光学レンズ、太陽電池、液晶、有機EL、プラズマディスプレイ、LED照明素子の平坦化膜、反射防止膜などに好適に用いることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a siloxane-based resin composition excellent in coating properties and coating liquid stability that can be applied without uneven application. For example, an optical system including a microlens for a solid-state imaging device It can be suitably used for a lens, a solar cell, a liquid crystal, an organic EL, a plasma display, a flattening film, an antireflection film, etc. of an LED illumination element.
以下に本発明について具体的に説明する。 The present invention will be specifically described below.
本発明のシロキサン系樹脂組成物は、(A)(a−1)溶剤の存在下で(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物を加水分解後に縮合反応させたシロキサン系樹脂、(B)溶剤を含有するシロキサン系樹脂組成物であって、(B)溶剤が、(B−1)一般式(4)で表される化合物であって1気圧での沸点が130〜180℃である溶剤および(B−2)一般式(4)で表される化合物であって沸点が190〜300℃である溶剤を含有することを特徴とするシロキサン系樹系脂組成物である。これにより塗液安定性が良くかつ低屈折率性の硬化膜が得ることができる。また塗布ムラのない平坦化性も良好となる。 The siloxane-based resin composition of the present invention comprises (A) (a-1) a silane compound represented by (a-2) general formula (1) and general formula (2) and / or general formula (3) in the presence of a solvent. A siloxane-based resin obtained by condensation reaction after hydrolysis, (B) a siloxane-based resin composition containing a solvent, wherein (B) the solvent is a compound represented by (B-1) general formula (4) And a solvent having a boiling point of 130 to 180 ° C. at 1 atm and a compound represented by (B-2) general formula (4) and having a boiling point of 190 to 300 ° C. This is a siloxane-based resin composition. As a result, a cured film having good coating liquid stability and low refractive index can be obtained. Further, the flatness without coating unevenness is also good.
本発明の(a−1)溶剤は、(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物によって限定されず、シロキサン系樹脂組成物の安定性、濡れ性、揮発性などを考慮して選択することが好ましい。また、後述の(E)シリカ微粒子の分散性良好な溶剤を用いることがより好ましい。溶剤は2種類以上用いることも可能である。溶剤の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−2−ブタノール、3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノール、1−t−ブトキシ−2−プロパノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジ−t−ブチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ―n―ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ―t―ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジ―n―ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ―t―ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルなどのエーテル類;メチルエチルケトン、アセチルアセトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、2−ヘプタノンなどのケトン類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類;エチルアセテート、プロピルアセテート、ブチルアセテート、イソブチルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,3−ブチレングリコールアセテート、シクロヘキサノールアセテート、1,6−ヘキサンジオールアセテート、トリアセチンなどのアセテート類;トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの芳香族あるいは脂肪族炭化水素のほか、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。本発明においては、(a−1)溶剤として、一般式(4)で表される化合物であって、1気圧での沸点が130〜180℃であることが好ましい。縮合反応時に副生する水、アルコールを沸点差を利用し、容易に除去できるためである。具体的には、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ―n―ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ―t―ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルを用いることがより好ましい。さらに好ましくは、ヒドロキシル基構造を含有する溶剤が、塗液の安定性、塗液から作製される塗膜の塗膜性(塗布ムラがない)、引火点(薬液の安全性)の観点から好ましい。具体的には、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルが挙げられる。また、これら以外の溶剤との混合溶剤を用いてもよい。 The (a-1) solvent of the present invention is not limited by the silane compound of (a-2) general formula (1) and general formula (2) and / or general formula (3), and the stability of the siloxane-based resin composition It is preferable to select in consideration of property, wettability, volatility and the like. Further, it is more preferable to use a solvent having good dispersibility of (E) silica fine particles described later. Two or more kinds of solvents can be used. Specific examples of the solvent include, for example, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, t-butanol, pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 3-methyl-2-butanol, 3-methyl- Alcohols such as 3-methoxy-1-butanol, 1-t-butoxy-2-propanol, diacetone alcohol; glycols such as ethylene glycol and propylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono Propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-t-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, Pyrene glycol monopropyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol mono-t-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol di-t -Butyl ether, diethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dipropyl ether, dipropylene glycol di-n-butyl ether, dipropylene glycol di-t-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene Glycol monoethyl ether, dipropylene glycol Nopropyl ether, dipropylene glycol mono-n-butyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, Diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol di-t-butyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, Ethers such as triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monopropyl ether, triethylene glycol mono-n-butyl ether; methyl ethyl ketone, acetyl acetone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl Ketones such as ketone, cyclopentanone and 2-heptanone; Amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; Ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene Glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol Rumonomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, propylene glycol diacetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, 1 , 3-butylene glycol acetate, cyclohexanol acetate, 1,6-hexanediol acetate, acetates such as triacetin; aromatic or aliphatic hydrocarbons such as toluene, xylene, hexane, cyclohexane, γ-butyrolactone, N- Examples thereof include methyl-2-pyrrolidone and dimethyl sulfoxide. In the present invention, (a-1) the solvent is a compound represented by the general formula (4), and the boiling point at 1 atm is preferably 130 to 180 ° C. This is because water and alcohol by-produced during the condensation reaction can be easily removed using the difference in boiling points. Specifically, propylene glycol mono-t-butyl ether, ethylene glycol mono-t-butyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene Glycol monopropyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dipropyl ether, dipropylene glycol di-n-butyl ether, dipropylene glycol di-t-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol Monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene Glycol mono -n- butyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monopropyl ether, it is more preferable to use tripropylene glycol mono -n- butyl ether. More preferably, a solvent containing a hydroxyl group structure is preferable from the viewpoints of the stability of the coating solution, the coating properties of the coating film prepared from the coating solution (no coating unevenness), and the flash point (safety of the chemical solution). . Specifically, propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl Examples include ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol mono-n-butyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monopropyl ether, and tripropylene glycol mono-n-butyl ether. Moreover, you may use a mixed solvent with solvents other than these.
加水分解反応時に使用する(a−1)溶剤の量は、シロキサン系樹脂組成物中の全シロキサン化合物100重量部に対して、50重量部以上が好ましく、80重量部以上がより好ましい。一方、上限は1000重量部以下が好ましく、500重量部以下がより好ましい。溶剤量を上記範囲とすることで反応の制御がし易くなり、溶剤可溶の樹脂を容易に得ることができる。 The amount of the solvent (a-1) used during the hydrolysis reaction is preferably 50 parts by weight or more, and more preferably 80 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the total siloxane compound in the siloxane-based resin composition. On the other hand, the upper limit is preferably 1000 parts by weight or less, and more preferably 500 parts by weight or less. By controlling the amount of the solvent within the above range, the reaction can be easily controlled, and a solvent-soluble resin can be easily obtained.
ここで、全シロキサン化合物量とは、アルコキシシラン化合物、その加水分解物およびその縮合物の全てを含む量のことを言い、具体的には、シロキサン系樹脂組成物をアルミ皿に量り取り、200℃のオーブンで2時間加熱した後の残渣成分の重量のことをいう。 Here, the total amount of the siloxane compound means an amount including all of the alkoxysilane compound, its hydrolyzate and its condensate. Specifically, the siloxane-based resin composition is weighed into an aluminum dish, and 200 This refers to the weight of the residual component after being heated in an oven at 2 ° C. for 2 hours.
また、(a−1)溶剤に引火点の高い溶剤を用いると、シロキサン系樹脂組成物の引火点が高くなり、作業性が向上するので好ましい。引火点を高くする為の溶剤としては、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルの使用が好ましい。 Moreover, it is preferable to use a solvent having a high flash point as the solvent (a-1) because the flash point of the siloxane-based resin composition is increased and workability is improved. Solvents for increasing the flash point include propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono-n-butyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol The use of monoethyl ether is preferred.
反応終了後に、さらに溶剤を添加することにより、シロキサン系樹脂として適切な濃度に調整することも好ましい。また、加水分解後に、生成アルコールなどを加熱および/または減圧下にて適量を留出させて除去し、その後好適な溶剤を添加してもよい。 After completion of the reaction, it is also preferable to adjust the concentration to an appropriate level as a siloxane-based resin by adding a solvent. In addition, after hydrolysis, a suitable amount of the produced alcohol may be removed by distillation under heating and / or reduced pressure, and then a suitable solvent may be added.
加水分解反応は、溶剤中、酸触媒および水を1〜180分かけて添加した後、20〜110℃で1〜180分反応させることが好ましい。このような条件で加水分解反応を行うことにより、急激な反応を抑制することができる。反応温度は、より好ましくは40〜105℃である。加水分解反応の溶剤として、沸点が130〜180℃かつ表面張力が28mN/m以下、さらに好ましくは、26.6mN/m以下の溶剤を用いることが、塗液から作製される塗膜性(塗布ムラがない)点から好ましい。 The hydrolysis reaction is preferably carried out at 20 to 110 ° C. for 1 to 180 minutes after adding an acid catalyst and water in a solvent over 1 to 180 minutes. By performing the hydrolysis reaction under such conditions, a rapid reaction can be suppressed. The reaction temperature is more preferably 40 to 105 ° C. The use of a solvent having a boiling point of 130 to 180 ° C. and a surface tension of 28 mN / m or less, more preferably 26.6 mN / m or less, as a solvent for the hydrolysis reaction is a coating property produced from a coating solution (coating This is preferable from the viewpoint of no unevenness.
加水分解反応は、酸触媒の存在下で行うことが好ましい。酸触媒としては、塩酸、酢酸、蟻酸、硝酸、蓚酸、塩酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、多価カルボン酸あるいはその無水物、イオン交換樹脂などの酸触媒が挙げられ、特に蟻酸、酢酸またはリン酸を含む酸性水溶液が好ましい。これら酸触媒の含有量は、加水分解反応時に使用される(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物100重量部に対して、好ましくは0.05重量部以上、より好ましくは0.1重量部以上であり、また、好ましくは10重量部以下、より好ましくは5重量部以下である。上記範囲内の酸触媒を用いて加水分解反応を行うことにより、反応を容易に制御することができる。 The hydrolysis reaction is preferably performed in the presence of an acid catalyst. Examples of the acid catalyst include hydrochloric acid, acetic acid, formic acid, nitric acid, oxalic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, polyphosphoric acid, polyvalent carboxylic acid or anhydride thereof, ion exchange resin, and the like, particularly formic acid, acetic acid or An acidic aqueous solution containing phosphoric acid is preferred. The content of these acid catalysts is preferably relative to 100 parts by weight of the silane compound of the general formula (1) and the general formula (2) and / or the general formula (3) used during the hydrolysis reaction. Is 0.05 parts by weight or more, more preferably 0.1 parts by weight or more, and preferably 10 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less. By performing the hydrolysis reaction using an acid catalyst within the above range, the reaction can be easily controlled.
加水分解における各種条件は、反応スケール、反応容器の大きさ、形状などを考慮して設定すればよい。たとえば酸濃度、反応温度、反応時間などを適切な範囲に設定することによって、目的とする用途に適した物性を得ることができる。 Various conditions in the hydrolysis may be set in consideration of the reaction scale, the size and shape of the reaction vessel. For example, by setting the acid concentration, reaction temperature, reaction time, and the like within appropriate ranges, physical properties suitable for the intended application can be obtained.
また、加水分解反応に用いる水は、イオン交換水が好ましい。水の量は任意に選択可能であるが、アルコキシシラン化合物1モルに対して、1.0〜4.0モルの範囲で用いることが好ましい。 The water used for the hydrolysis reaction is preferably ion exchange water. The amount of water can be arbitrarily selected, but it is preferably used in the range of 1.0 to 4.0 mol with respect to 1 mol of the alkoxysilane compound.
(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物の加水分解反応により加水分解物であるシラノール化合物を得た後、シラノール化合物を取り出すことなく、反応液を、50℃以上(a−1)溶剤の沸点(℃)以下で1〜100時間混合して、縮合反応を行うことでシロキサン系樹脂を得ることができる。シロキサン系樹脂の重合度を上げるために、再加熱もしくは塩基触媒の添加を行うことも可能である。 (A-2) After obtaining the silanol compound which is a hydrolyzate by the hydrolysis reaction of the silane compound of General formula (1) and General formula (2) and / or General formula (3), without taking out a silanol compound A siloxane-based resin can be obtained by mixing the reaction liquid at 50 ° C. or more and (a-1) the boiling point (° C.) of the solvent for 1 to 100 hours and performing a condensation reaction. In order to increase the degree of polymerization of the siloxane-based resin, it is possible to reheat or add a base catalyst.
本発明のシロキサン系樹脂組成物に用いられる(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物について説明する。
(R1)Si(R2)a(OR6)3−a (1)
R1はフッ素の数が3〜13のフルオロアルキル基を表す。R1は硬化膜の用途に応じて適切なものを選ぶことができる。例えば、硬化膜の屈折率をより小さくするためにはフッ素の数が9〜13の範囲で選ぶこともできる。硬化膜の硬度を維持しつつ屈折率を小さくするためには、フッ素の数が3〜5の範囲であることが好ましい。R2は水素または炭素数が1〜12の炭化水素基を表す。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、p−スチリル基、ビニル基、アリル基が好ましい。R6は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表し、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、n−ブチル基またはsec−ブチル基であることが好ましい。R6は、加水分解反応の容易さや原料入手の観点から、メチル基またはエチル基であることがより好ましい。また複数のR1、R2、R6はそれぞれ同一でも異なっていても良い。またaは0または1である。
(R3)bSi(OR7)4−b (2)
R3は水素または炭素数1〜12の炭化水素基を表す。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、p−スチリル基、ビニル基、アリル基が好ましい。R3は硬化膜の用途に応じて適切なものを選ぶことができる。例えば、硬化膜の硬度向上には炭素数1〜8の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは1〜3である。R7は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表し、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、n−ブチル基またはsec−ブチル基であることが好ましい。R7は、加水分解反応の容易さや原料入手の観点から、メチル基またはエチル基が好ましい。また複数のR3、R7はそれぞれ同一でも異なっていても良い。またbは0、1または2である。
R4Si(R5)c(OR8)3−c (3)
R4は(メタ)アクリル基、メルカプト基、エポキシ基、グリシドキシ基、カルボン酸無水物基、アミノ基、イソシアネート基、ウレア基またはこれらの置換基を有する炭素数1〜10までの1価の有機基を表す。硬化膜の用途に応じて適切なものを選ぶことができる。R5は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表す。例えば、硬化膜の向上には炭素数1〜3の範囲であることが好ましい。R8は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表し、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、n−ブチル基またはsec−ブチル基であることが好ましい。R8は、加水分解反応の容易さや原料入手の観点から、メチル基またはエチル基が好ましい。複数のR4、R5、R8はそれぞれ同一でも異なっていても良い。またcは0または1である。
The silane compound represented by (a-2) general formula (1) and general formula (2) and / or general formula (3) used in the siloxane-based resin composition of the present invention will be described.
(R 1 ) Si (R 2 ) a (OR 6 ) 3-a (1)
R 1 represents a fluoroalkyl group having 3 to 13 fluorine atoms. R 1 can be selected appropriately depending on the use of the cured film. For example, in order to make the refractive index of the cured film smaller, the number of fluorines can be selected in the range of 9-13. In order to reduce the refractive index while maintaining the hardness of the cured film, the number of fluorine is preferably in the range of 3-5. R 2 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. For example, methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, phenyl, p-styryl, vinyl, and allyl are preferred. R 6 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and is preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a t-butyl group, an n-butyl group, or a sec-butyl group. R 6 is more preferably a methyl group or an ethyl group from the viewpoint of easy hydrolysis reaction and availability of raw materials. A plurality of R 1 , R 2 and R 6 may be the same or different. A is 0 or 1.
(R 3 ) b Si (OR 7 ) 4-b (2)
R 3 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. For example, methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, phenyl, p-styryl, vinyl, and allyl are preferred. R 3 can be selected appropriately depending on the use of the cured film. For example, the hardness of the cured film is preferably in the range of 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms. R 7 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and may be hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, t-butyl group, n-butyl group or sec-butyl group. preferable. R 7 is preferably a methyl group or an ethyl group from the viewpoint of ease of hydrolysis reaction and availability of raw materials. A plurality of R 3 and R 7 may be the same or different. B is 0, 1 or 2.
R 4 Si (R 5 ) c (OR 8 ) 3-c (3)
R 4 is a (meth) acryl group, mercapto group, epoxy group, glycidoxy group, carboxylic anhydride group, amino group, isocyanate group, urea group or a monovalent organic having 1 to 10 carbon atoms having these substituents. Represents a group. An appropriate one can be selected according to the use of the cured film. R 5 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. For example, in order to improve the cured film, the range of 1 to 3 carbon atoms is preferable. R 8 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and may be hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, t-butyl group, n-butyl group or sec-butyl group. preferable. R 8 is preferably a methyl group or an ethyl group from the viewpoint of easy hydrolysis reaction and availability of raw materials. A plurality of R 4 , R 5 and R 8 may be the same or different. C is 0 or 1.
一般式(1)〜(3)で表されるアルコキシシラン化合物の具体例を以下に示す。 Specific examples of the alkoxysilane compound represented by the general formulas (1) to (3) are shown below.
一般式(1)で表される3官能性シラン化合物としては、例えば、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、パーフルオロプロピルトリメトキシシラン、パーフルオロプロピルトリエトキシシラン、パーフルオロペンチルトリメトキシシラン、パーフルオロペンチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリプロポキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリイソプロポキシシランなどが挙げられる。
一般式(1)で表される2官能性シラン化合物としては、例えば、トリフルオロプロピルメチルジメトキシシラン、トリフルオロプロピルメチルジエトキシシラン、トリフルオロプロピルメチルジプロポキシシラン、トリフルオロプロピルメチルジイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルエチルジメトキシシラン、トリフルオロプロピルエチルジエトキシシラン、トリフルオロプロピルビニルジメトキシシラン、トリフルオロプロピルビニルジエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルメチルジメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルメチルジメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルメチルジエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルメチルジプロポキシシラン、トリデカフルオロオクチルメチルジイソプロポキシシランなどが挙げられる。
Examples of the trifunctional silane compound represented by the general formula (1) include trifluoromethyltrimethoxysilane, trifluoromethyltriethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltriethoxysilane, and perfluoropropyl. Trimethoxysilane, perfluoropropyltriethoxysilane, perfluoropentyltrimethoxysilane, perfluoropentyltriethoxysilane, tridecafluorooctyltrimethoxysilane, tridecafluorooctyltriethoxysilane, tridecafluorooctyltripropoxysilane, tri Examples include decafluorooctyltriisopropoxysilane.
Examples of the bifunctional silane compound represented by the general formula (1) include trifluoropropylmethyldimethoxysilane, trifluoropropylmethyldiethoxysilane, trifluoropropylmethyldipropoxysilane, and trifluoropropylmethyldiisopropoxysilane. , Trifluoropropylethyldimethoxysilane, trifluoropropylethyldiethoxysilane, trifluoropropylvinyldimethoxysilane, trifluoropropylvinyldiethoxysilane, heptadecafluorodecylmethyldimethoxysilane, tridecafluorooctylmethyldimethoxysilane, tridecafluoro Octylmethyldiethoxysilane, tridecafluorooctylmethyldipropoxysilane, tridecafluorooctylmethyldiisopropoxysilane Etc., and the like.
一般式(2)で表される3官能性シラン化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−t−ブトキシシラン、メチルトリ−sec−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、1−ナフチルトリメトキシシラン、2−ナフチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシランなどが挙げられる。 Examples of the trifunctional silane compound represented by the general formula (2) include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, and methyltri-t. -Butoxysilane, methyltri-sec-butoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, pentyltrimethoxysilane, cyclopentyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane , Octadecyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, 1-naphthi Trimethoxysilane, 2-naphthyltrimethoxysilane, heptadecafluorodecyltrimethoxysilane, heptadecafluorodecyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, allyltrimethoxysilane, etc. Can be mentioned.
一般式(2)で表される2官能性シラン化合物としては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシランなどが挙げられる。これらのうち、得られる塗布膜に可とう性を付与させる目的には、ジメチルジアルコキシシランが好ましく用いられる。 Examples of the bifunctional silane compound represented by the general formula (2) include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, methylvinyldimethoxysilane, methylvinyldi Examples thereof include ethoxysilane and cyclohexylmethyldimethoxysilane. Of these, dimethyl dialkoxysilane is preferably used for the purpose of imparting flexibility to the resulting coating film.
一般式(2)で表される4官能性シラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなどが挙げられる。 Examples of the tetrafunctional silane compound represented by the general formula (2) include tetramethoxysilane and tetraethoxysilane.
一般式(3)で表される3官能性シラン化合物としては、例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリルオキシトリメトキシシラン、γ−アクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ−n−ブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ−t−ブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ−sec−ブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシ−t−ブチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシ−t−ブチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシ−t−ブチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリプロポキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリ−t−ブトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリ−n−ブトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリ−sec−ブトキシシラン、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリエトキシシラン、4−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリメトキシシラン、4−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、などが挙げられる。 Examples of the trifunctional silane compound represented by the general formula (3) include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, and γ-acrylic. Oxytrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, α-glycidoxyethyltrimethoxysilane, α-glycidoxyethyltriethoxysilane, β-glycidoxyethyltrimethoxysilane, β-glycidoxyethyltriethoxysilane, α-glycidoxypropyltrimethoxysilane, α-glycidoxypropyltriethoxysilane, β-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β-glycidoxy Propyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltripropoxysilane, γ-glycidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycid Xylpropyltri-n-butoxysilane, γ-glycidoxypropyltri-t-butoxysilane, γ-glycidoxypropyltri-sec-butoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, α-glycidoxy Butyltrimethoxysilane, α-glycidoxy-t-butyltriethoxysilane, α-glycidoxy-t-butyltriethoxysilane, α-glycidoxy-t-butyltriethoxysilane, β-glycidoxybutyltrimethoxysilane, β- Glycidoxybutyl triethoxy , Γ-glycidoxybutyltrimethoxysilane, γ-glycidoxybutyltriethoxysilane, δ-glycidoxybutyltrimethoxysilane, δ-glycidoxybutyltriethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) Methyltrimethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) methyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltripropoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltri-t-butoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltri-n-butoxysilane, 2- ( 3,4-epoxycyclohexyl) eth Rutri-sec-butoxysilane, 3- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, 3- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltriethoxysilane, 4- (3,4-epoxycyclohexyl) butyltrimethoxy Silane, 4- (3,4-epoxycyclohexyl) butyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, Examples include 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl succinic anhydride, and 3-ureidopropyltriethoxysilane.
一般式(3)で表される2官能性シラン化合物としては、例えばγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、グリシドキシメチルジメトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルジメトキシシラン、などが挙げられる。 Examples of the bifunctional silane compound represented by the general formula (3) include γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-acryloxypropylmethyldiethoxysilane, and γ-methacrylic. Oxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, glycidoxymethyldimethoxysilane, glycidoxymethylmethyldiethoxysilane, α-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, α-glycidoxyethylmethyldi Ethoxysilane, β-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxyethylmethyldiethoxysilane, α-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, α-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β-g Sidoxypropylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldipropoxysilane, β-glycidoxypropylmethyldibutoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxyethoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinyl Examples include dimethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinyldiethoxysilane, and 3-methacryloxypropyldimethoxysilane.
本発明において、一般式(1)で表されるアルコキシシラン化合物および、一般式(2)〜(3)のいずれか1種以上で表されるアルコキシシラン化合物は、硬化膜の用途に応じて、一般式(2)、(3)の両方を組み合わせることもできるし、その他のアルコキシシラン化合物を組み合わせで用いてもよい。一般式(1)で表されるアルコキシシラン化合物および、一般式(2)〜(3)のいずれか1種以上で表されるアルコキシシラン化合物由来のシロキサン樹脂中の好ましい比率としては、シロキサン系樹脂中のSi原子を100モル%として、一般式(1)で表されるアルコキシシラン化合物由来のSi原子が、1〜70モル%、好ましくは5〜60モル%、さらに好ましくは10〜50モル%である。一般式(2)で表されるアルコキシシラン化合物由来のSi原子が、5〜90モル%、好ましくは、20〜80モル%、さらに好ましくは、30〜70モル%である。一般式(3)で表されるアルコキシシラン化合物由来のSi原子が、1〜50モル%、好ましくは、2〜30モル%、さらに好ましくは、3〜20モル%である。 In the present invention, the alkoxysilane compound represented by the general formula (1) and the alkoxysilane compound represented by any one or more of the general formulas (2) to (3) Both general formulas (2) and (3) may be combined, or other alkoxysilane compounds may be used in combination. A preferred ratio of the alkoxysilane compound represented by the general formula (1) and the siloxane resin derived from the alkoxysilane compound represented by any one or more of the general formulas (2) to (3) is a siloxane-based resin. The Si atom derived from the alkoxysilane compound represented by the general formula (1) is 1 to 70 mol%, preferably 5 to 60 mol%, more preferably 10 to 50 mol%, based on 100 mol% of the Si atom. It is. The Si atom derived from the alkoxysilane compound represented by the general formula (2) is 5 to 90 mol%, preferably 20 to 80 mol%, and more preferably 30 to 70 mol%. The Si atom derived from the alkoxysilane compound represented by the general formula (3) is 1 to 50 mol%, preferably 2 to 30 mol%, and more preferably 3 to 20 mol%.
本発明の一般式(1)で表されるシラン化合物はフッ素原子を含有する有機基を有するため、シロキサン系樹脂組成物から得られる硬化膜の屈折率を下げ、撥水性を付与することができる。フッ素原子を含有する有機基の例としては、トリフルオロメチル基、トリフルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロペンチル基、トリデカフルオロオクチル基などが挙げられる。フッ素原子含有量を増やすことで屈折率の低い膜が得られることから、シロキサン系樹脂組成物の全固形分に対して2重量%以上、より好ましくは3重量%以上、さらに好ましくは4重量%以上のフッ素原子を含有することが好ましい。固体撮像素子用オンチップマイクロレンズパターンの平坦化膜には、マイクロレンズの集光効率向上の観点から、屈折率の低い材料を用いることが好ましい。このため、該用途には、フッ素原子を含有する有機基を含有し、かつ芳香環を含有しないアルコキシシラン化合物を用いることが好ましい。ただし、フッ素原子を多くシロキサン系樹脂組成物に導入すると、その撥水性のために、塗膜を形成時に、塗布ムラが一般的に発生する。そのため、フッ素原子の導入量は、40重量%以下、より好ましくは、30重量%以下、さらに好ましくは、20重量%以下であることが好ましい。 Since the silane compound represented by the general formula (1) of the present invention has an organic group containing a fluorine atom, the refractive index of the cured film obtained from the siloxane-based resin composition can be lowered and water repellency can be imparted. . Examples of the organic group containing a fluorine atom include a trifluoromethyl group, a trifluoropropyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoropentyl group, and a tridecafluorooctyl group. Since a film having a low refractive index can be obtained by increasing the fluorine atom content, it is 2% by weight or more, more preferably 3% by weight or more, further preferably 4% by weight, based on the total solid content of the siloxane-based resin composition. It is preferable to contain the above fluorine atoms. For the flattening film of the on-chip microlens pattern for the solid-state imaging device, it is preferable to use a material having a low refractive index from the viewpoint of improving the light collection efficiency of the microlens. For this reason, it is preferable to use the alkoxysilane compound which contains the organic group containing a fluorine atom, and does not contain an aromatic ring for this use. However, when a large amount of fluorine atoms are introduced into the siloxane-based resin composition, coating unevenness generally occurs during the formation of a coating film because of its water repellency. Therefore, the amount of fluorine atoms introduced is preferably 40% by weight or less, more preferably 30% by weight or less, and still more preferably 20% by weight or less.
また、硬化膜の硬度を向上させるためには、一般式(2)で表されるシラン化合物が3官能アルコキシシラン化合物であることが好ましい。例えば、一般式(2)において、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシランなどが好ましく用いられる。 Moreover, in order to improve the hardness of a cured film, it is preferable that the silane compound represented by General formula (2) is a trifunctional alkoxysilane compound. For example, in the general formula (2), methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane and the like are preferably used.
さらに、基板との塗膜性、密着性向上の目的で、一般式(2)または(3)で表されるシラン化合物が3官能アルコキシシラン化合物であることが好ましい。例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、p−スチリルシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物が好ましい。 Furthermore, it is preferable that the silane compound represented by the general formula (2) or (3) is a trifunctional alkoxysilane compound for the purpose of improving coating properties and adhesion to the substrate. For example, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, p-styrylsilane, 3-aminopropyltrimethoxy Silane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, and 3-trimethoxysilylpropyl succinic anhydride are preferred.
本発明のシロキサン系樹脂組成物は、シロキサン硬化膜を形成するため、全固形分中の(A)シロキサン系樹脂の含有量が10〜100質量%であることが好ましい。より好ましくは30〜99質量%である。この範囲内であることにより、より塗膜性および塗布安定性に優れたシロキサン系樹脂組成物を得ることができる。 Since the siloxane-based resin composition of the present invention forms a siloxane cured film, the content of the (A) siloxane-based resin in the total solid content is preferably 10 to 100% by mass. More preferably, it is 30-99 mass%. By being in this range, it is possible to obtain a siloxane-based resin composition having more excellent coating properties and coating stability.
本発明のシロキサン系樹脂組成物の(B)溶剤は、(B−1)一般式(4)で表される化合物であって、1気圧での沸点が130〜180℃である溶剤および(B−2)一般式(4)で表される化合物であって、沸点が190℃〜300℃である2種の溶剤を含有する。固形分が適当な濃度となるよう(B)溶剤を用いて濃度を調整する。濃度に特に制限はないが、例えば、スピンコートにより膜形成を行う場合には、固形分濃度を5〜85重量%とするのが一般的である。本発明のシロキサン系樹脂組成物で用いる(B)溶剤以外の、他の溶剤を1種以上含有してもかまわない。この場合、(B)溶剤の含有量は、全溶剤中20重量%以上であることが好ましく、50重量%以上であることがより好ましく、80重量%以上であることがさらに好ましい。(B)溶剤は、(a−1)の溶剤と同じであってもよいし、違っていてもよい。 The (B) solvent of the siloxane-based resin composition of the present invention is (B-1) a compound represented by the general formula (4), a solvent having a boiling point of 130 to 180 ° C. at 1 atm and (B -2) It is a compound represented by General formula (4), Comprising: Two types of solvents whose boiling point is 190 to 300 degreeC are contained. The concentration is adjusted using the solvent (B) so that the solid content has an appropriate concentration. The concentration is not particularly limited, but for example, when film formation is performed by spin coating, the solid content concentration is generally 5 to 85% by weight. In addition to the solvent (B) used in the siloxane-based resin composition of the present invention, one or more other solvents may be contained. In this case, the content of the solvent (B) is preferably 20% by weight or more in the total solvent, more preferably 50% by weight or more, and further preferably 80% by weight or more. (B) The solvent may be the same as or different from the solvent of (a-1).
(B−1)一般式(4)で表される化合物であって、1気圧での沸点が130〜180℃である溶剤および(B−2)一般式(4)で表される化合物であって、沸点が190℃〜300℃である溶剤の2種の溶剤を含有することで、塗布ムラが良好となる。好ましくは、(B−2)の溶剤は、沸点が200℃〜280℃、さらに好ましくは、210℃〜260℃である。
(B−1)と(B−2)の溶剤の重量%比は、(B−1)/(B−2)=99/1〜40/60、好ましくは、97/3〜55/45、さらに好ましくは、95/5〜65/35、さらに好ましくは、95/5〜75/25である。(B−1)の溶剤が99重量%以上、または、(B−2)の溶剤が60重量%以上であると塗布ムラが発生する恐れがある。
(B-1) A compound represented by the general formula (4), a solvent having a boiling point of 130 to 180 ° C. at 1 atm, and (B-2) a compound represented by the general formula (4). In addition, the coating unevenness is improved by containing two kinds of solvents having a boiling point of 190 ° C. to 300 ° C. Preferably, the solvent (B-2) has a boiling point of 200 ° C. to 280 ° C., more preferably 210 ° C. to 260 ° C.
The weight percent ratio of the solvent of (B-1) to (B-2) is (B-1) / (B-2) = 99/1 to 40/60, preferably 97/3 to 55/45, More preferably, it is 95/5 to 65/35, and more preferably 95/5 to 75/25. If the solvent (B-1) is 99% by weight or more, or the solvent (B-2) is 60% by weight or more, coating unevenness may occur.
(B−1)一般式(4)で表される化合物であって、1気圧での沸点が130〜180℃である溶剤の具体例としてエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、3−メトキシブタノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテルが挙げられ、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルおよびエチレングリコールモノエチルエーテルから選ばれた1種以上であることが好ましい。さらに好ましくは、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルおよびエチレングリコールモノエチルエーテルであることが好ましい。 (B-1) A compound represented by the general formula (4), and specific examples of the solvent having a boiling point of 130 to 180 ° C. at 1 atmosphere include ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3- Methoxybutyl acetate, 3-methoxybutanol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-t-butyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene Glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol mono-t-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether , Dipropylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, propylene glycol mono-t-butyl ether, ethylene glycol mono-t-butyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, One or more selected from propylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether are preferred. More preferably, ethylene glycol mono-t-butyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether And ethylene glycol monoethyl ether.
(B−2)一般式(4)で表される化合物であって、沸点が190℃〜300℃である溶剤の具体例として、下記の溶剤が挙げられる。エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジ−t−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ―n―ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ―t―ブチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジ―n―ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ―t―ブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーエル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、1,3−ブチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、トリエチレングリコール。
より好ましくは、一般式(4)中のR9またはR10が炭素数3以上のアルキル基であることがよく、具体的には、エチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジ−t−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ―n―ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ―t―ブチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジ―n―ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ―t―ブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーエル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテートが挙げられる。
(B-2) Specific examples of the solvent represented by the general formula (4) and having a boiling point of 190 ° C. to 300 ° C. include the following solvents. Ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol di-t-butyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dipropyl ether, dipropylene glycol di-n-butyl ether, dipropylene glycol di-t- Butyl ether, dipropylene glycol propyl methyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol mono-n-butyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether , Tripropylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol Cole mono-n-butyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol di-t-butyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol Mono-n-butyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monopropyl ether, triethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol butyl methyl ether, 1,3-butylene glycol, diethylene Glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 1,3-butylene glycol diacetate, propylene glycol diacetate, triethylene Glycol.
More preferably, R 9 or R 10 in the general formula (4) is preferably an alkyl group having 3 or more carbon atoms, specifically, ethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol di-t-butyl ether. , Dipropylene glycol dipropyl ether, dipropylene glycol di-n-butyl ether, dipropylene glycol di-t-butyl ether, dipropylene glycol propyl methyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol mono-n-butyl ether, tri Propylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol di- -Butyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol monopropyl ether, triethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol butyl methyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol mono Examples thereof include propyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, and 1,3-butylene glycol diacetate.
(B−1)一般式(4)で表される化合物であって、1気圧での沸点が130〜180℃である溶剤は、さらに、表面張力が28mN/m以下の溶剤が塗膜性の観点から好ましい。例えば、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル(沸点:153℃、表面張力:26mN/m)、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテル(沸点:151℃、表面張力:24mN/m)、エチレングリコールモノエチルエーテル(沸点:135℃、表面張力:28mN/m)、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(沸点:171℃、表面張力:27mN/m)、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(沸点:150℃、表面張力:25.9mN/m)、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(沸点:170℃、表面張力:26.3mN/m)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(沸点:175℃、表面張力:26.3mN/m)などである。より塗布ムラのない平坦化性が優れるものとして、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルを挙げることができる。(B−1)、(B−2)以外の他の溶剤と組み合わせてもよい。 (B-1) A compound represented by the general formula (4) having a boiling point of 130 to 180 ° C. at 1 atm, and a solvent having a surface tension of 28 mN / m or less is a coating property. It is preferable from the viewpoint. For example, ethylene glycol mono-t-butyl ether (boiling point: 153 ° C., surface tension: 26 mN / m), propylene glycol mono-t-butyl ether (boiling point: 151 ° C., surface tension: 24 mN / m), ethylene glycol monoethyl ether ( Boiling point: 135 ° C., surface tension: 28 mN / m), ethylene glycol mono-n-butyl ether (boiling point: 171 ° C., surface tension: 27 mN / m), propylene glycol monopropyl ether (boiling point: 150 ° C., surface tension: 25. 9 mN / m), propylene glycol mono-n-butyl ether (boiling point: 170 ° C., surface tension: 26.3 mN / m), dipropylene glycol dimethyl ether (boiling point: 175 ° C., surface tension: 26.3 mN / m), etc. . More excellent flatness without coating unevenness include propylene glycol mono-t-butyl ether, ethylene glycol mono-t-butyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, and dipropylene glycol dimethyl ether. Can be mentioned. You may combine with other solvents other than (B-1) and (B-2).
表面張力は、KRUSS社製自動表面張力計 K11 にて白金プレート法により測定することができる。測定条件は下記の通りである。Measuring speed(測定速度):3mm/分、Immersion depth(プレートを浸漬させる深さ):10mm、Sensitivity (プレートが液面を検知する感度):0.0015g。 The surface tension can be measured by a platinum plate method with an automatic surface tension meter K11 manufactured by KRUSS. The measurement conditions are as follows. Measuring speed (measurement speed): 3 mm / min, Immersion depth (depth at which the plate is immersed): 10 mm, Sensitivity (sensitivity at which the plate detects the liquid level): 0.0015 g.
本発明のシロキサン系樹脂組成物における(B)溶剤の含有量は、(A)シロキサン系樹脂100重量部に対して、30重量部以上が好ましく、50重量部以上が好ましい。一方、9900重量部以下が好ましく、5000重量部以下がより好ましい。 The content of the (B) solvent in the siloxane-based resin composition of the present invention is preferably 30 parts by weight or more and more preferably 50 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the (A) siloxane-based resin. On the other hand, it is preferably 9900 parts by weight or less, and more preferably 5000 parts by weight or less.
本発明のシロキサン系樹脂組成物は、塗膜性向上のために、(C)(メタ)アクリル系界面活性剤を含有してもよい。(C)(メタ)アクリル系界面活性剤としては、下記一般式(6)構造を含むポリマーを挙げられる。 The siloxane-based resin composition of the present invention may contain a (C) (meth) acrylic surfactant for improving coating properties. (C) As a (meth) acrylic-type surfactant, the polymer containing the following general formula (6) structure is mentioned.
(R15、R16、R17、R18は、水素、またはメチル基、R19はアルキル基、R20はポリエステル基、R21はポリエーテル基、R22はアミン塩であり、l,m,n,oは0から100000までの整数であり、l,m,n,oは同時に0にならない。)
(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物と併せて用いると、塗膜性がより向上し、後述する、ウエハ中央から外側に筋状にできる“ストリエーション”のムラ、スピンコーターの真空チャック部にできる“チャック跡”のムラ、搬送用ワイヤーのためにホットプレート部がないために生じる“ワイヤー跡”が低減する。
(R 15 , R 16 , R 17 , R 18 are hydrogen or a methyl group, R 19 is an alkyl group, R 20 is a polyester group, R 21 is a polyether group, R 22 is an amine salt, , N, o are integers from 0 to 100,000, and l, m, n, o are not 0 at the same time.)
(A-2) When used in combination with the silane compound of the general formula (1) and the general formula (2) and / or the general formula (3), the coating property is further improved, and the streaks from the wafer center to the outside, which will be described later. The unevenness of “striation” that can be formed, the unevenness of “chuck trace” that can be formed in the vacuum chuck portion of the spin coater, and the “wire trace” that occurs because there is no hot plate portion for the transfer wire are reduced.
(C)(メタ)アクリル系界面活性剤の市販品としては、BYK−350,352,356,361N、380N、381、392、394、154(ビックケミー・ジャパン(株)製)、ディスロールAQ−3,ディスロールDE12−T、テクスノールRS−811、(日本乳化剤(株)製)、ポリフローNo.7、ポリフローNo.50E、ポリフローNo.50EHF、ポリフローNo54N、ポリフローNo.75、ポリフローNo.77、ポリフローNo.85、ポリフローNo.85HF、ポリフローNo.90、ポリフローNo.90D−50、ポリフローNo.95、ポリフローNo.PW−95、ポリフローNo.99C(共栄社化学(株))などが挙げられる。好ましくは、ノニオン系界面活性剤(一般式(5)のo=0)がよく、BYK−350,352,356,361N、380N、381、392、394(ビックケミー・ジャパン(株)製)、ポリフローNo.7、ポリフローNo.50E、ポリフローNo.50EHF、ポリフローNo.75、ポリフローNo.77、ポリフローNo.85、ポリフローNo.85HF、ポリフローNo.90、ポリフローNo.90D−50、ポリフローNo.95、ポリフローNo.PW−95、ポリフローNo.99C(共栄社化学(株))がよい。
本発明のシロキサン系樹脂組成物をスピンコーターで塗布する際には、異物の発生、塗布ムラを抑制するためにはBYK−350,352,356,361Nが好ましく用いられる。
(C) Examples of commercially available (meth) acrylic surfactants include BYK-350, 352, 356, 361N, 380N, 381, 392, 394, 154 (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.), Disroll AQ- 3, Disoll DE12-T, Texnol RS-811 (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), Polyflow No. 7, Polyflow No. 50E, Polyflow No. 50EHF, Polyflow No. 54N, Polyflow No. 75, Polyflow No. 77, Polyflow No. 85, Polyflow No. 85HF, Polyflow No. 90, polyflow no. 90D-50, Polyflow No. 95, Polyflow No. PW-95, Polyflow No. 99C (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.). Preferably, a nonionic surfactant (o = 0 in the general formula (5)) is good, and BYK-350, 352, 356, 361N, 380N, 381, 392, 394 (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.), Polyflow No. 7, Polyflow No. 50E, Polyflow No. 50EHF, Polyflow No. 75, Polyflow No. 77, Polyflow No. 85, Polyflow No. 85HF, Polyflow No. 90, polyflow no. 90D-50, Polyflow No. 95, Polyflow No. PW-95, Polyflow No. 99C (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) is good.
When applying the siloxane-based resin composition of the present invention with a spin coater, BYK-350, 352, 356, 361N is preferably used in order to suppress the generation of foreign substances and coating unevenness.
また本発明のシロキサン系樹脂組成物は他の界面活性剤を添加してもよい。他の界面活性剤の種類に特に制限はなく、例えば、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤などを用いることができる。 Moreover, you may add another surfactant to the siloxane-type resin composition of this invention. There is no restriction | limiting in particular in the kind of other surfactant, For example, a fluorine-type surfactant, a silicone type surfactant, a polyalkylene oxide type surfactant etc. can be used.
フッ素系界面活性剤の具体的な例としては、1,1,2,2−テトラフロロオクチル(1,1,2,2−テトラフロロプロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサエチレングリコール(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、オクタプロピレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10−デカフロロドデカン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロデカン、N−[3−(パーフルオロオクタンスルホンアミド)プロピル]−N,N′−ジメチル−N−カルボキシメチレンアンモニウムベタイン、パーフルオロアルキルスルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル−N−エチルスルホニルグリシン塩、リン酸ビス(N−パーフルオロオクチルスルホニル−N−エチルアミノエチル)、モノパーフルオロアルキルエチルリン酸エステルなどの末端、主鎖および側鎖の少なくとも何れかの部位にフルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基を有する化合物からなるフッ素系界面活性剤を挙げることができる。また、市販品としては、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、エフトップEF301、同303、同352(新秋田化成(株)製)、フロラードFC−430、同FC−431(住友スリーエム(株)製))、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭硝子(株)製)、BM−1000、BM−1100(裕商(株)製)、NBX−15、FTX−218((株)ネオス製)などのフッ素系界面活性剤を挙げることができる。 Specific examples of the fluorosurfactant include 1,1,2,2-tetrafluorooctyl (1,1,2,2-tetrafluoropropyl) ether, 1,1,2,2-tetrafluorooctyl. Hexyl ether, octaethylene glycol di (1,1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexaethylene glycol (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, octapropylene glycol di (1 , 1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexapropylene glycol di (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, sodium perfluorododecylsulfonate, 1,1,2,2 , 8,8,9,9,10,10-decafluorododecane, 1,1,2,2,3,3-hexafluorodecane, N- [3- (Perful Looctanesulfonamido) propyl] -N, N′-dimethyl-N-carboxymethyleneammonium betaine, perfluoroalkylsulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl-N-ethylsulfonylglycine salt, bis (N-par) phosphate Fluorosurfactant comprising a compound having a fluoroalkyl or fluoroalkylene group in at least one of the terminal, main chain and side chain, such as fluorooctylsulfonyl-N-ethylaminoethyl) and monoperfluoroalkylethyl phosphate ester An agent can be mentioned. Commercially available products include MegaFuck F142D, F172, F173, and F183 (above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Ftop EF301, 303, and 352 (made by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.). ), FLORARD FC-430, FC-431 (manufactured by Sumitomo 3M)), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, Fluorine such as SC-105, SC-106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), BM-1000, BM-1100 (manufactured by Yusho Co., Ltd.), NBX-15, FTX-218 (manufactured by Neos Co., Ltd.) There may be mentioned system surfactants.
シリコーン系界面活性剤の市販品としては、SH28PA、SH7PA、SH21PA、SH30PA、ST94PA(いずれも東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)、BYK−333(ビックケミー・ジャパン(株)製)などが挙げられる。 Examples of commercially available silicone surfactants include SH28PA, SH7PA, SH21PA, SH30PA, ST94PA (all manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), BYK-333 (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.), and the like. It is done.
ポリアルキレンオキシド系界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジステアレートなどが挙げられる。 Examples of polyalkylene oxide surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene distearate and the like.
界面活性剤の含有量は、シロキサン系樹脂組成物中0.0001〜1重量%が好ましくより好ましくは、0.003〜0.5重量%、さらに好ましくは、0.01〜0.2重量%である。これらは、1種あるいは2種以上使用してもよい。本発明のシロキサン系樹脂組成物の塗膜性に関しては、(メタ)アクリル系界面活性剤を用いるのが好ましい。 The content of the surfactant is preferably 0.0001 to 1% by weight in the siloxane-based resin composition, more preferably 0.003 to 0.5% by weight, and still more preferably 0.01 to 0.2% by weight. It is. These may be used alone or in combination of two or more. Regarding the coating properties of the siloxane-based resin composition of the present invention, it is preferable to use a (meth) acrylic surfactant.
本発明のシロキサン系樹脂組成物は、塗膜性向上のための安定化剤として、(D)一般式(5)で表される化合物を含有することが好ましい。(D)一般式(5)で表される化合物を含有することで、シラノールの縮合反応を抑制し、異物発生の低減や保存安定性を向上させることができる。 The siloxane-based resin composition of the present invention preferably contains (D) a compound represented by the general formula (5) as a stabilizer for improving coating properties. (D) By containing the compound represented by the general formula (5), the condensation reaction of silanol can be suppressed, and the generation of foreign matter and the storage stability can be improved.
(R12、R13は水素、炭素数1〜12のアルキル基、アセチル基または芳香族基を表す。R14は水素またはメチル基を表す。fは0、1または2であり、gは、4から100までの整数である。)
(D)ポリアルキレングリコールは、シロキサン系樹脂組成物の安定性を向上させる点で用いられる。例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリブチレンオキサイド構造を有するもの等が挙げられる。具体的にはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールやそれらのブロックエーテル組成物が挙げられる。なかでも、ジオール型のポリアルキレングリコールであるポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールが好ましい。重量平均分子量はシラン化合物の種類や塗布方法、硬化条件などにより選択されるべきであるが、重量平均分子量200以上20000以下のものが好ましい。硬化膜の平坦性の点から重量平均分子量200以上2000以下がさらに好ましく、低温硬化性、加工性の点から重量平均分子量200以上600以下がさらに好ましい。重量平均分子量は水酸基価から求められる重量平均分子量で表される。
(R 12 and R 13 represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an acetyl group, or an aromatic group. R 14 represents hydrogen or a methyl group. F is 0, 1 or 2, and g is An integer from 4 to 100.)
(D) Polyalkylene glycol is used in terms of improving the stability of the siloxane-based resin composition. Examples thereof include polyethylene oxide, polypropylene oxide, polytetramethylene oxide, and those having a polybutylene oxide structure. Specific examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, and block ether compositions thereof. Of these, diol-type polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol are preferable. The weight average molecular weight should be selected according to the type of silane compound, the coating method, the curing conditions, etc., but those having a weight average molecular weight of 200 to 20000 are preferred. A weight average molecular weight of 200 or more and 2000 or less is more preferable from the viewpoint of flatness of the cured film, and a weight average molecular weight of 200 or more and 600 or less is more preferable from the viewpoint of low temperature curability and workability. A weight average molecular weight is represented by the weight average molecular weight calculated | required from a hydroxyl value.
(D)ポリアルキレングリコールの市販品としては、例えば、和光純薬(株)製ポリプロピレングリコール(PPG−400(分子量:400)、PPG−1000(分子量:1000)、PPG−2000(分子量:2000)、PPG−4000(分子量:4000))、三洋化成工業社製(商品名:ニューポールPP、ニューポールGP、PEG−200,300,400,600,1000,1500,1540,2000,4000N,4000S,6000P,6000S,10000,13000,20000,20000P)、日油社製(商品名:ユニオールD−250,400,700,1000,1200,2000,4000、ユニオールTG−330,1000,2000,3000,4000、ユニオールPB−500,700,1000,2000)等を挙げることができる。シロキサン系樹脂組成物の種類に合わせて、分子量や添加量を調整することができる。(D)ポリアルキレングリコールの使用量は(A)シロキサン系樹脂100重量部に対して、0.05重量部以上50重量部以下が好ましく、1重量部以上30重量部以下、さらに好ましくは、1重量部以上10重量部以下がより好ましい。シロキサン系樹脂組成物に用いる(B)溶剤の種類や固形分濃度により、適宜調整することがより好ましい。(D)ポリアルキレングリコール量を上記範囲とすることで表面平滑性の制御がし易くなり、安定性が向上したシロキサン系樹脂組成物が得やすい。 (D) As a commercial item of polyalkylene glycol, for example, polypropylene glycol (PPG-400 (molecular weight: 400), PPG-1000 (molecular weight: 1000), PPG-2000 (molecular weight: 2000) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. , PPG-4000 (molecular weight: 4000)), manufactured by Sanyo Chemical Industries Co., Ltd. (trade names: New Pole PP, New Pole GP, PEG-200, 300, 400, 600, 1000, 1500, 1540, 2000, 4000N, 4000S, 6000P, 6000S, 10000, 13000, 20000, 20000P), manufactured by NOF Corporation (trade names: UNIOR D-250, 400, 700, 1000, 1200, 2000, 4000, UNIOR TG-330, 1000, 2000, 3000, 4000) , UNIOR PB- 00,700,1000,2000), and the like. The molecular weight and addition amount can be adjusted according to the type of siloxane-based resin composition. The amount of (D) polyalkylene glycol used is preferably 0.05 to 50 parts by weight, preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 100 parts by weight of (A) siloxane-based resin. More preferred is 10 parts by weight or more. It is more preferable to adjust appropriately according to the kind of (B) solvent used for a siloxane-type resin composition, and solid content concentration. (D) By controlling the amount of polyalkylene glycol within the above range, the surface smoothness can be easily controlled, and a siloxane-based resin composition with improved stability can be easily obtained.
本発明には、(E)シリカ微粒子を含有することが屈折率調整の観点から好ましい。(E)シリカ微粒子は本発明のシロキサン系樹脂組成物に添加することもできるが、(E)シリカ微粒子および(a−1)溶剤の存在下で(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物を加水分解後に縮合反応させた(E)シリカ微粒子との複合シロキサン系樹脂とすることが相溶性の観点から好ましい。(E)シリカ微粒子は数平均粒子径が1〜200nmであることが好ましい。可視光透過率の高い硬化膜を得るためには、数平均粒子径1〜120nmであることがより好ましい。中でも、中空を有するシリカ微粒子の場合は数平均粒子径30〜100nmであることがより好ましい。1nm以上であれば低屈折率性が十分となり、200nm以下であれば反射が十分抑制され、膜の硬度が十分高くなる。(E)シリカ微粒子の数平均粒子径は、ガス吸着法や動的光散乱法、X線小角散乱法、透過型電子顕微鏡や走査型電子顕微鏡により粒子径を直接測定する方法などにより測定することができる。本発明における数平均粒子径とは、動的光散乱法により測定した値をいう。 In the present invention, it is preferable to contain (E) silica fine particles from the viewpoint of adjusting the refractive index. (E) Silica fine particles can also be added to the siloxane-based resin composition of the present invention. (E) In the presence of silica fine particles and (a-1) solvent, (a-2) general formula (1) and general From the viewpoint of compatibility, it is preferable to use a composite siloxane-based resin with (E) silica fine particles obtained by subjecting the silane compound of the formula (2) and / or the general formula (3) to a condensation reaction after hydrolysis. (E) The silica fine particles preferably have a number average particle diameter of 1 to 200 nm. In order to obtain a cured film having a high visible light transmittance, the number average particle diameter is more preferably 1 to 120 nm. Among these, in the case of silica fine particles having a hollow, the number average particle diameter is more preferably 30 to 100 nm. If it is 1 nm or more, the low refractive index is sufficient, and if it is 200 nm or less, reflection is sufficiently suppressed and the hardness of the film is sufficiently high. (E) The number average particle diameter of the silica fine particles should be measured by a gas adsorption method, a dynamic light scattering method, an X-ray small angle scattering method, a method of directly measuring the particle size with a transmission electron microscope or a scanning electron microscope, and the like. Can do. The number average particle diameter in the present invention refers to a value measured by a dynamic light scattering method.
本発明で用いる(E)シリカ微粒子は内部が多孔質および/または中空を有するシリカ微粒子や、内部が多孔質でなく、かつ中空を有しないシリカ微粒子が挙げられる。これら(E)シリカ微粒子のうち、コーティング膜の低屈折率化には、内部が多孔質および/または中空を有するシリカ微粒子が好ましい。内部が多孔質でなく、かつ中空を有しないシリカ微粒子は、粒子自体の屈折率が1.45〜1.5であるため、期待される低屈折率化効果は小さい。一方、内部が多孔質および/または中空を有するシリカ微粒子は、粒子自体の屈折率が1.2〜1.4であるため、低屈折率化効果が大きい。つまり、内部が多孔質および/または中空を有するシリカ微粒子は優れた硬度を付与でき、かつ低屈折率性を付与できる点で好ましく用いられる。 Examples of the (E) silica fine particles used in the present invention include silica fine particles having a porous and / or hollow inside, and silica fine particles having a non-porous inside and having no hollow. Among these (E) silica fine particles, silica fine particles having a porous and / or hollow interior are preferred for reducing the refractive index of the coating film. Silica fine particles which are not porous inside and do not have a hollow have a refractive index of 1.45 to 1.5, so that the expected effect of lowering the refractive index is small. On the other hand, silica fine particles having a porous and / or hollow interior have a large refractive index reduction effect because the refractive index of the particles themselves is 1.2 to 1.4. That is, silica fine particles having a porous and / or hollow interior are preferably used in that they can impart excellent hardness and low refractive index properties.
本発明で好適に使用される内部に中空を有するシリカ微粒子とは、外殻によって包囲された中空部を有するシリカ微粒子のことをいう。また本発明で使用される内部が多孔質であるシリカ微粒子とは、粒子表面や内部に多数の空洞部を有するシリカ微粒子のことをいう。これらのうち、透明被膜の硬度を考慮した場合、粒子自体の強度が高い中空を有するシリカ微粒子が好ましい。(E)シリカ微粒子自体の屈折率は1.2〜1.4であることが好ましく、1.2〜1.35であることがより好ましい。なお、これらの(E)シリカ微粒子は、特許第3272111号公報、特開2001−233611号公報に開示されている方法によって製造できる。またこのような(E)シリカ微粒子としては、例えば特開2001−233611号公報に開示されているものや、特許第3272111号公報等に示された一般に市販されているものを挙げることもできる。 The silica fine particle having a hollow inside preferably used in the present invention refers to a silica fine particle having a hollow portion surrounded by an outer shell. Further, the silica fine particles having a porous interior used in the present invention are silica fine particles having a large number of cavities on the surface or inside of the particles. Among these, when the hardness of the transparent coating is taken into consideration, silica fine particles having hollow with high strength of the particles themselves are preferable. (E) The refractive index of the silica fine particle itself is preferably from 1.2 to 1.4, more preferably from 1.2 to 1.35. These (E) silica fine particles can be produced by the methods disclosed in Japanese Patent No. 3272111 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-233611. Examples of such (E) silica fine particles include those disclosed in JP-A No. 2001-233611 and those generally commercially available as disclosed in Japanese Patent No. 3272111.
(E)シリカ微粒子の屈折率は以下の方法で測定することができる。(E)シリカ微粒子の含有率を0質量%、20質量%、30質量%、40質量%、50質量%に調製した固形分濃度10%のマトリックス樹脂と(E)シリカ微粒子の混合溶液サンプルを作製し、それぞれ、シリコンウェハー上に、厚さが0.3〜1.0μmとなるように、スピンコーターを用いて塗布し、ついで200℃のホットプレートで5分間、加熱、乾燥させ、コーティング膜を得る。次に例えばエリプソメータ(大塚電子(株)社製)を用いて波長633nmでの屈折率を求め、(E)シリカ微粒子100質量%の値を外挿して求めることができる。 (E) The refractive index of silica fine particles can be measured by the following method. (E) A mixed solution sample of a matrix resin having a solid content concentration of 10% and (E) silica fine particles prepared so that the content of silica fine particles is 0% by mass, 20% by mass, 30% by mass, 40% by mass, and 50% by mass. Each was prepared and applied onto a silicon wafer using a spin coater so that the thickness was 0.3 to 1.0 μm, and then heated and dried on a hot plate at 200 ° C. for 5 minutes to form a coating film. Get. Next, for example, the refractive index at a wavelength of 633 nm can be obtained using an ellipsometer (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), and (E) the value of 100% by mass of silica fine particles can be extrapolated.
内部が多孔質および/または中空を有するシリカ微粒子をコーティング材料中に導入することは、コーティング材料から得られる膜の屈折率を最適化することができるだけでなく、膜の硬度を高めることができるため好ましい。 Introducing silica fine particles having a porous and / or hollow interior into the coating material not only can optimize the refractive index of the film obtained from the coating material, but also increase the hardness of the film. preferable.
内部が多孔質でなく、かつ中空を有しないシリカ微粒子とは、例えば、粒子径12nmのイソプロパノールを分散剤としたIPA−ST、粒子径12nmのメチルイソブチルケトンを分散剤としたMIBK−ST、粒子径45nmのイソプロパノールを分散剤としたIPA−ST−L、粒子径100nmのイソプロパノールを分散剤としたIPA−ST−ZL(以上、商品名、日産化学工業(株)製)、粒子径12nmのγ−ブチロラクトンを分散剤としたオスカル101、粒子径60nmのγ−ブチロラクトンを分散剤としたオスカル105、粒子径120nmのジアセトンアルコールを分散剤としたオスカル106(以上、商品名、日揮触媒化成工業(株)製)が挙げられる。なお、中空の有無については、TEM(走査型電子顕微鏡)写真により粒子断面像によって確認できる。 Silica fine particles that are not porous inside and have no hollow are, for example, IPA-ST using 12-nm-diameter isopropanol as a dispersant, MIBK-ST using 12-nm methyl isobutyl ketone as a dispersant, particles IPA-ST-L using isopropanol having a diameter of 45 nm as a dispersant, IPA-ST-ZL using isopropanol having a particle diameter of 100 nm as a dispersant (trade name, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), γ having a particle diameter of 12 nm -Oscar 101 using butyrolactone as a dispersant, Oscar 105 using γ-butyrolactone having a particle diameter of 60 nm as a dispersant, Oscar 106 using diacetone alcohol having a particle diameter of 120 nm as a dispersant (trade name, JGC Catalysts & Chemicals ( Co., Ltd.). In addition, the presence or absence of a hollow can be confirmed by a particle cross-sectional image by a TEM (scanning electron microscope) photograph.
市販されている(E)シリカ微粒子の例としては、オルガノシリカゾルの“OSCAL”(日揮触媒化成工業(株)製)、コロイダルシリカ“スノーテックス”、オルガノシリカゾル(日産化学工業(株)製)、高純度コロイダルシリカ、高純度オルガノゾル“クォートロン”(扶桑化学工業(株))などが挙げられる。 Examples of commercially available (E) silica fine particles include “OSCAL” of organosilica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.), colloidal silica “Snowtex”, organosilica sol (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), Examples include high-purity colloidal silica and high-purity organosol “Quartron” (Fuso Chemical Co., Ltd.).
また、低屈折率の硬化膜を得るには、中空シリカ微粒子を含有することが好ましい。中空の有無については、TEM(走査型電子顕微鏡)写真により粒子断面像によって確認できる。(E)シリカ微粒子の含有量に特に制限はなく、用途によって適当な量とすることができるが、シロキサン系樹脂組成物の全固形分の1〜70重量%程度とするのが一般的である。 In order to obtain a cured film having a low refractive index, it is preferable to contain hollow silica fine particles. The presence or absence of a hollow can be confirmed by a particle cross-sectional image by a TEM (scanning electron microscope) photograph. (E) There is no restriction | limiting in particular in content of a silica fine particle, Although it can be made into a suitable quantity with a use, it is common to set it as about 1 to 70 weight% of the total solid of a siloxane-type resin composition. .
本発明のシロキサン系樹脂組成物は、樹脂組成物の硬化を促進させる、あるいは硬化を容易にする各種の硬化剤を含有してもよい。硬化剤の具体例としては、窒素含有有機物、シリコーン樹脂硬化剤、各種金属アルコレート、各種金属キレート化合物、イソシアネート化合物およびその重合体、メラミン樹脂、多官能アクリル樹脂、尿素樹脂などがあり、これらを1種類、ないし2種類以上含有してもよい。なかでも、硬化剤の安定性、得られた塗布膜の加工性などから金属キレート化合物が好ましく用いられる。 The siloxane-based resin composition of the present invention may contain various curing agents that accelerate the curing of the resin composition or facilitate the curing. Specific examples of the curing agent include nitrogen-containing organic substances, silicone resin curing agents, various metal alcoholates, various metal chelate compounds, isocyanate compounds and polymers thereof, melamine resins, polyfunctional acrylic resins, urea resins, and the like. You may contain 1 type or 2 or more types. Of these, metal chelate compounds are preferably used in view of the stability of the curing agent and the processability of the obtained coating film.
金属キレート化合物としては、チタニウムキレート化合物、ジルコニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物およびマグネシウムキレート化合物が挙げられる。これらの金属キレート化合物は、金属アルコキシドにキレート化剤を反応させることにより容易に得ることができる。キレート化剤の例としては、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタンなどのβ−ジケトン;アセト酢酸エチル、ベンゾイル酢酸エチルなどのβ−ケト酸エステルなどを挙げることができる。金属キレート化合物の好ましい具体的な例としては、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセテートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)などのアルミニウムキレート化合物、エチルアセトアセテートマグネシウムモノイソプロピレート、マグネシウムビス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテートマグネシウムモノソプロピレート、マグネシウムビス(アセチルアセトネート)などのマグネシウムキレート化合物が挙げられる。 Examples of the metal chelate compound include a titanium chelate compound, a zirconium chelate compound, an aluminum chelate compound, and a magnesium chelate compound. These metal chelate compounds can be easily obtained by reacting a metal alkoxide with a chelating agent. Examples of chelating agents include β-diketones such as acetylacetone, benzoylacetone, and dibenzoylmethane; β-keto acid esters such as ethyl acetoacetate and ethyl benzoylacetate. Preferable specific examples of the metal chelate compound include ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate), alkyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum monoacetyl acetate bis (ethyl acetoacetate), aluminum tris Examples include aluminum chelate compounds such as acetylacetonate), and magnesium chelate compounds such as ethyl acetoacetate magnesium monoisopropylate, magnesium bis (ethylacetoacetate), alkyl acetoacetate magnesium monosopropylate, and magnesium bis (acetylacetonate). .
硬化剤の含有量は、シロキサン系樹脂組成物中の全シロキサン化合物100重量部に対して、好ましくは0.1重量部以上、より好ましくは0.5重量部以上であり、一方、好ましくは10重量部以下、より好ましくは6重量部以下である。ここで、全シロキサン化合物量とは、アルコキシシラン化合物、その加水分解物およびその縮合物の全てを含む量のことを言い、具体的には、シロキサン系樹脂組成物をアルミ皿に量り取り、200℃のオーブンで2時間加熱した後の残渣成分の重量のことをいう。 The content of the curing agent is preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.5 parts by weight or more, with respect to 100 parts by weight of the total siloxane compound in the siloxane-based resin composition. It is 6 parts by weight or less, more preferably 6 parts by weight or less. Here, the total amount of the siloxane compound means an amount including all of the alkoxysilane compound, its hydrolyzate and its condensate. Specifically, the siloxane-based resin composition is weighed into an aluminum dish, and 200 This refers to the weight of the residual component after being heated in an oven at 2 ° C. for 2 hours.
また、シロキサン化合物は酸により硬化が促進されるので、熱酸発生剤等の硬化触媒を含有することも好ましい。熱酸発生剤としては、スルフォニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルフォニウム塩、トリアリールセレニウム塩等の各種オニウム塩系化合物、スルフォン酸エステル、ハロゲン含有化合物等が挙げられる。 Further, since curing of the siloxane compound is accelerated by an acid, it is also preferable to contain a curing catalyst such as a thermal acid generator. Examples of the thermal acid generator include various onium salt compounds such as sulfonium salts, aromatic diazonium salts, diaryliodonium salts, triarylsulfonium salts, and triarylselenium salts, sulfonate esters, and halogen-containing compounds.
具体例として、スルフォニウム塩としては、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルフォニウム トリフレート(試作品「W」 三新化学工業(株)製)、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルフォニウム トリフレート(試作品「O」 三新化学工業(株)製)、2−メチルベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルフォニウム トリフレート(試作品「N」 三新化学工業(株)製)、4−メチルベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルフォニウム トリフレート、4−ヒドロキシフェニルメチル−1−ナフチルメチルスルフォニウム トリフレート、4−メトキシカルボニルオキシフェニルジメチルスルフォニウム トリフレート(試作品「J」 三新化学工業(株)製)、ベンジル−4−メトキシカルボニルオキシフェニルメチルスルフォニウム トリフレート(試作品「T」 三新化学工業(株)製)、4−アセトキシフェニルベンジルメチルスルフォニウム トリフレート(試作品「U」 三新化学工業(株)製)、4−アセトキシフェニルメチル−4−メチルベンジルスルフォニウム トリフレート、4−アセトキシフェニルジメチルスルフォニウム トリフレート(試作品「V」 三新化学工業(株)製)、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルフォニウム ヘキサフルオロフォスフェート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロフォスフェート、2−メチルベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロフォスフェート、4−メチルベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロフォスフェート、4−ヒドロキシフェニルメチル−1−ナフチルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロフォスフェート、4−メトキシカルボニルオキシフェニルジメチルスルフォニウム ヘキサフルオロフォスフェート、ベンジル−4−メトキシカルボニルオキシフェニルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロフォスフェート、4−アセトキシフェニルベンジルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロフォスフェート(試作品「A」 三新化学工業(株)製)、4−アセトキシフェニルメチル−4−メチルベンジルスルフォニウム ヘキサフルオロフォスフェート、4−アセトキシフェニルジメチルスルフォニウム ヘキサフルオロフォスフェート(商品名「SI−150」 三新化学工業(株)製)、「SI−180L」(三新化学工業(株)製)、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルフォニウム ヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロアンチモネート、2−メチルベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−メチルベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−ヒドロキシフェニルメチル−1−ナフチルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−メトキシカルボニルオキシフェニルジメチルスルフォニウム ヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−4−メトキシカルボニルオキシフェニルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルベンジルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルメチル−4−メチルベンジルスルフォニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルジメチルスルフォニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルジメチルスルフォニウム ヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルフォニウム ヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。 Specific examples of sulfonium salts include 4-hydroxyphenyldimethylsulfonium triflate (prototype “W” manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) and benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium triflate (prototype). “O” manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), 2-methylbenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium triflate (prototype “N” manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), 4-methylbenzyl-4 -Hydroxyphenylmethylsulfonium triflate, 4-hydroxyphenylmethyl-1-naphthylmethylsulfonium triflate, 4-methoxycarbonyloxyphenyldimethylsulfonium triflate (prototype "J" Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. ), Benzyl-4-methoxycarbonyloxypheny Methylsulfonium triflate (prototype “T” manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium triflate (prototype “U” manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), 4 -Acetoxyphenylmethyl-4-methylbenzylsulfonium triflate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium triflate (prototype "V" manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), 4-hydroxyphenyldimethylsulfonium hexa Fluorophosphate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluorophosphate, 2-methylbenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluorophosphate, 4-methylbenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfoniumXafluorophosphate, 4-hydroxyphenylmethyl-1-naphthylmethylsulfonium hexafluorophosphate, 4-methoxycarbonyloxyphenyldimethylsulfonium hexafluorophosphate, benzyl-4-methoxycarbonyloxyphenylmethylsulfonium Hexafluorophosphate, 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium hexafluorophosphate (prototype “A”, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), 4-acetoxyphenylmethyl-4-methylbenzylsulfonium hexafluorophos Fate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium hexafluorophosphate (trade name “SI-150” manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), “SI-180L” (three Chemical Industry Co., Ltd.), 4-hydroxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, 2-methylbenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexa Fluoroantimonate, 4-methylbenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-hydroxyphenylmethyl-1-naphthylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-methoxycarbonyloxyphenyldimethylsulfonium Hexafluoroantimonate, benzyl-4-methoxycarbonyloxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxypheny Benzylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenylmethyl-4-methylbenzylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium hexa Examples include fluoroantimonate and benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate.
芳香族ジアゾニウム塩としては、クロロベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロフォスフェイト、ジメチルアミノベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロアンチモネ−ト、ナフチルジアゾニウムヘキサフルオロフォスフェイト、ジメチルアミノナフチルジアゾニウムテトラフルオロボレート等が挙げられる。 Examples of the aromatic diazonium salt include chlorobenzene diazonium hexafluorophosphate, dimethylaminobenzenediazonium hexafluoroantimonate, naphthyldiazonium hexafluorophosphate, dimethylaminonaphthyldiazonium tetrafluoroborate and the like.
ジアリールヨードニウム塩としては、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネ−ト、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロフォスフェイト、ジフェニルヨードニウムトリフレート、4,4´−ジ−t−ブチル−ジフェニルヨードニウムトリフレート、4,4´−ジ−t−ブチル−ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4,4´−ジ−t−ブチル−ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロフォスフェイト等が挙げられる。 Diaryliodonium salts include diphenyliodonium tetrafluoroborate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, diphenyliodonium hexafluorophosphate, diphenyliodonium triflate, 4,4′-di-t-butyl-diphenyliodonium triflate, 4 4,4′-di-t-butyl-diphenyliodonium tetrafluoroborate, 4,4′-di-t-butyl-diphenyliodonium hexafluorophosphate, and the like.
トリアリールスルフォニウム塩としては、トリフェニルスルフォニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロフォスフェイト、トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネ−ト、トリ(p−クロロフェニル)スルフォニウムテトラフルオロボレート、トリ(p−クロロフェニル)スルフォニウムヘキサフルオロフォスフェイト、トリ(p−クロロフェニル)スルフォニウムヘキサフルオロアンチモネ−ト、4−t−ブチルトリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロフォスフェイト等が挙げられる。 Examples of triarylsulfonium salts include triphenylsulfonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, tri (p-chlorophenyl) sulfonium tetrafluoroborate, triphenylsulfone. (P-chlorophenyl) sulfonium hexafluorophosphate, tri (p-chlorophenyl) sulfonium hexafluoroantimonate, 4-t-butyltriphenylsulfonium hexafluorophosphate and the like.
トリアリールセレニウム塩としては、トリフェニルセレニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルセレニウムヘキサフルオロフォスフェイト、トリフェニルセレニウムヘキサフルオロアンチモネ−ト、ジ(クロロフェニル)フェニルセレニウムテトラフルオロボレート、ジ(クロロフェニル)フェニルセレニウムヘキサフルオロフォスフェイト、ジ(クロロフェニル)フェニルセレニウムヘキサフルオロアンチモネ−ト等が挙げられる。 Triaryl selenium salts include triphenyl selenium tetrafluoroborate, triphenyl selenium hexafluorophosphate, triphenyl selenium hexafluoroantimonate, di (chlorophenyl) phenyl selenium tetrafluoroborate, di (chlorophenyl) phenyl selenium hexafluoro Examples thereof include phosphate, di (chlorophenyl) phenyl selenium hexafluoroantimonate, and the like.
スルフォン酸エステル化合物としては、ベンゾイントシレート、p−ニトロベンジル−9,10−エトキシアントラセンー2−スルフォネート、2−ニトロベンジルトシレート、2,6−ジニトロベンジルトシレート、2,4−ジニトロベンジルトシレート等が挙げられる。 Examples of the sulfonic acid ester compounds include benzoin tosylate, p-nitrobenzyl-9,10-ethoxyanthracene-2-sulfonate, 2-nitrobenzyl tosylate, 2,6-dinitrobenzyl tosylate, 2,4-dinitrobenzyl tosylate. Rate and the like.
ハロゲン含有化合物としては、2−クロロ−2−フェニルアセトフェノン、2,2´,4´−トリクロロアセトフェノン、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4´−メトキシ−1´−ナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、ビス−2−(4−クロロフェニル)−1,1,1−トリクロロエタン、ビス−1−(4−クロロフェニル)−2,2,2−トリクロロエタノール、ビス−2−(4−メトキシフェニル)−1,1,1−トリクロロエタン等が挙げられる。 Examples of halogen-containing compounds include 2-chloro-2-phenylacetophenone, 2,2 ′, 4′-trichloroacetophenone, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) ) -S-triazine, 2- (4'-methoxy-1'-naphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, bis-2- (4-chlorophenyl) -1,1,1- Trichloroethane, bis-1- (4-chlorophenyl) -2,2,2-trichloroethanol, bis-2- (4-methoxyphenyl) -1,1,1-trichloro Ethane and the like.
その他、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミジルトリフレート(商品名「NDI−105」 みどり化学(株)製)、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミジル トシレート(商品名「NDI−101」 みどり化学(株)製)、4−メチルフェニルスルフォニルオキシイミノ−α−(4−メトキシフェニル)アセトニトリル(商品名「PAI−101」 みどり化学(株)製)、トリフルオロメチルスルフォニルオキシイミノ−α−(4−メトキシフェニル)アセトニトリル(商品名「PAI−105」 みどり化学(株)製)、9−カンファースルフォニルオキシイミノ α−4−メトキシフェニルアセトニトリル(商品名「PAI−106」 みどり化学(株)製)、1,8−ナフタルイミジル ブタンスルフォネート(商品名「NAI−1004」 みどり化学(株)製)、1,8−ナフタルイミジル トシレート(商品名「NAI−101」 みどり化学(株)製)、1,8−ナフタルイミジル トリフレート(商品名「NAI−105」 みどり化学(株)製)、1,8−ナフタルイミジル ノナフルオロブタンスルフォネート(商品名「NAI−109」 みどり化学(株)製)等の熱酸発生剤も例として挙げることができる。 In addition, 5-norbornene-2,3-dicarboxyimidyl triflate (trade name “NDI-105” manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.), 5-norbornene-2,3-dicarboxyimidyl tosylate (trade name “NDI”) -101 "Midori Chemical Co., Ltd.), 4-methylphenylsulfonyloxyimino-α- (4-methoxyphenyl) acetonitrile (trade name" PAI-101 "Midori Chemical Co., Ltd.), trifluoromethylsulfonyloxyimino -Α- (4-Methoxyphenyl) acetonitrile (trade name “PAI-105” manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.), 9-camphorsulfonyloxyimino α-4-methoxyphenylacetonitrile (trade name “PAI-106” Midori Chemical ( 1,8-naphthalimidyl butane sulfonate (trade) Product name “NAI-1004” manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.), 1,8-naphthalimidyl tosylate (trade name “NAI-101” manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.), 1,8-naphthalimidyl triflate (trade name “NAI-105”) Thermal acid generators such as “Midori Chemical Co., Ltd.” and 1,8-naphthalimidyl nonafluorobutane sulfonate (trade name “NAI-109” manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.) can also be mentioned as examples.
また、本発明のシロキサン系樹脂組成物に感光性を付与するため、各種感光剤を含有してもよい。例えば、キノンジアジド系感光剤などを含有する場合、露光部をテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液などのアルカリ水溶液で溶解することで、ポジのレリーフパターンを得ることができる。また、光架橋剤や光酸発生剤などを含有することでネガ感光性を付与することができる。 Moreover, in order to provide photosensitivity to the siloxane-type resin composition of this invention, you may contain various photosensitive agents. For example, when a quinonediazide photosensitizer is contained, a positive relief pattern can be obtained by dissolving the exposed portion with an alkaline aqueous solution such as an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution. Moreover, negative photosensitivity can be provided by containing a photocrosslinking agent or a photoacid generator.
本発明のシロキサン系樹脂組成物に感光性を付与した場合は、フォトリソグラフィにより任意のパターンを形成することができる。パターン形成プロセスの例としては、次の方法が挙げられる。本発明のシロキサン系樹脂組成物を塗布し、80℃〜130℃程度の任意の温度で加熱乾燥する。次いで、任意の露光光源を用いてパターン露光を行う。露光後、任意の現像液で現像を行い、所望のパターンを得る。パターン形成後、加熱硬化を行うことで硬化膜のパターンを得ることができる。このプロセスにおいて、露光後に必要に応じて露光後ベークを行ってもよい。露光光源に制限はなく、i線、g線、h線等の紫外線や、KrF(波長248nm)レーザー、ArF(波長193nm)レーザー等を用いることができる。 When photosensitivity is imparted to the siloxane-based resin composition of the present invention, an arbitrary pattern can be formed by photolithography. The following method is mentioned as an example of a pattern formation process. The siloxane-based resin composition of the present invention is applied and dried by heating at an arbitrary temperature of about 80 ° C to 130 ° C. Next, pattern exposure is performed using an arbitrary exposure light source. After the exposure, development is performed with an arbitrary developer to obtain a desired pattern. After the pattern formation, a cured film pattern can be obtained by heat curing. In this process, post-exposure baking may be performed as necessary after exposure. The exposure light source is not limited, and ultraviolet rays such as i-line, g-line, and h-line, KrF (wavelength 248 nm) laser, ArF (wavelength 193 nm) laser, and the like can be used.
本発明のシロキサン系樹脂組成物には、必要に応じて、粘度調整剤、界面活性剤、安定化剤、着色剤、ガラス質形成剤などを含有してもよい。 The siloxane-based resin composition of the present invention may contain a viscosity modifier, a surfactant, a stabilizer, a colorant, a glassy forming agent, and the like as necessary.
本発明のシロキサン系樹脂組成物は、例えば、(A)(a−1)溶剤、(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物を20〜110℃で1〜180分間混合して(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物を加水分解し、次に50℃以上(a−1)溶剤の沸点(℃)以下で1〜100時間混合して(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物の加水分解物を縮合して(A)シロキサン系樹脂を得て、次に得られた(A)シロキサン系樹脂および(B)溶剤を混合することにより製造することができ、(B)溶剤が(B−1)一般式(4)で表される化合物であって1気圧での沸点が130〜180℃の溶剤および(B−2)一般式(4)で表される化合物であって沸点が190〜300℃である溶剤を含有することを要する。 The siloxane-based resin composition of the present invention includes, for example, (A) (a-1) solvent, (a-2) general formula (1), and silane compounds represented by general formula (2) and / or general formula (3). (A-2) Hydrolysis of the silane compound of the general formula (1) and the general formula (2) and / or the general formula (3) by mixing at 20 to 110 ° C. for 1 to 180 minutes, and then 50 ° C. or more ( a-1) Mixing for 1 to 100 hours below the boiling point (° C.) of the solvent (a-2) Hydrolyzate of silane compound of general formula (1) and general formula (2) and / or general formula (3) Can be produced by mixing (A) a siloxane-based resin and then mixing the obtained (A) siloxane-based resin and (B) solvent, and (B) the solvent is (B-1 ) A compound represented by the general formula (4) having a boiling point of 130 to 180 ° C. at 1 atm. Agent and (B-2) boiling a compound represented by the general formula (4) requires that a solvent is from 190 to 300 ° C..
本発明のコーティング材料から得られる硬化後の硬化膜の屈折率は、1.20〜1.45であることが好ましい。さらに好ましくは1.28〜1.42である。この範囲であると、屈折率が1.5〜2.0の高屈折率層を下層とした条件の場合、層表面と層界面での入射光と反射光が有効に干渉しあうことによって、視野に入る反射光を低減することができる。また、硬化膜の膜厚は、通常は50〜200nm、さらに好ましくは70〜150nmが好ましい。段差膜の場合は、膜上に上記の膜厚みで被覆されることが好ましい。 The refractive index of the cured film obtained from the coating material of the present invention is preferably 1.20 to 1.45. More preferably, it is 1.28 to 1.42. In this range, in the case where the high refractive index layer having a refractive index of 1.5 to 2.0 is the lower layer, incident light and reflected light at the layer surface and the layer interface effectively interfere with each other, Reflected light entering the field of view can be reduced. The thickness of the cured film is usually 50 to 200 nm, more preferably 70 to 150 nm. In the case of a step film, it is preferable that the film is covered with the film thickness described above.
本発明で用いる(E)シリカ微粒子は(A)シロキサン系樹脂中、10質量%〜70質量%含まれているのが好ましい。10質量%以上であれば、粒子の中空による低屈折率化効果がより大きくなり、また70質量%以下であれば、粒子の凝集などが起こりにくく、得られる硬化膜表面が十分均一となり硬化膜の硬度の低下、白化による透過率の低下、屈折率の不均一性を引き起こすことが少なくなる。 It is preferable that (E) silica fine particle used by this invention is contained in 10 mass%-70 mass% in (A) siloxane type resin. If it is 10% by mass or more, the effect of lowering the refractive index due to the hollowness of the particles becomes larger, and if it is 70% by mass or less, the aggregation of the particles hardly occurs, and the resulting cured film surface becomes sufficiently uniform and the cured film It is less likely to cause a decrease in hardness, a decrease in transmittance due to whitening, and a nonuniformity in refractive index.
硬化後の硬化膜の屈折率を1.20〜1.45にするには、内部が多孔質および/または中空を有するシリカ微粒子の添加量をシロキサン系樹脂組成物中の全シロキサン化合物量に対し10質量%〜70質量%にし、さらに(a−2)一般式(1)ならびに一般式(2)および/または一般式(3)のシラン化合物の各量をそれぞれ調節することにより、目的の屈折率を得ることができる。1.20〜1.45であれば高屈折率層との屈折率差が適度な値となり、より良好な反射防止性が得られる。 In order to set the refractive index of the cured film after curing to 1.20 to 1.45, the addition amount of silica fine particles having a porous and / or hollow interior with respect to the total amount of siloxane compounds in the siloxane-based resin composition By adjusting each amount of the silane compound of (a-2) general formula (1) and general formula (2) and / or general formula (3) to 10 mass% to 70 mass%, the desired refraction Rate can be obtained. If it is 1.20 to 1.45, the refractive index difference from the high refractive index layer becomes an appropriate value, and better antireflection properties can be obtained.
なお全シロキサン化合物量とは、アルコキシシラン化合物、その加水分解物およびその縮合物の全てを含む量のことを言い、具体的には、シロキサン系樹脂組成物をアルミ皿に量り取り、200℃のオーブンで2時間加熱した後の残渣成分の重量のことをいう。 The total amount of the siloxane compound means an amount including all of the alkoxysilane compound, its hydrolyzate and its condensate. Specifically, the siloxane-based resin composition is weighed on an aluminum dish and heated at 200 ° C. This refers to the weight of the residual component after heating in an oven for 2 hours.
本発明のシロキサン系樹脂組成物を基材上に塗布して塗布膜を作製し、これを加熱して乾燥、硬化させることにより硬化膜を形成することができる。 A cured film can be formed by applying the siloxane-based resin composition of the present invention on a substrate to prepare a coating film, and heating and drying and curing the coating film.
本発明におけるシロキサン系樹脂組成物の塗布方法としては、マイクログラビアコーティング、スピンコーティング、スリットコーティング、ディップコーティング、カーテンフローコーティング、ロールコーティング、スプレーコーティング、流し塗り法などを好ましく用いることができる。 As a method for applying the siloxane-based resin composition in the present invention, microgravure coating, spin coating, slit coating, dip coating, curtain flow coating, roll coating, spray coating, flow coating, and the like can be preferably used.
加熱および乾燥条件は、適用される基材、および樹脂組成物によって決定されるべきだ
が、通常は室温以上、800℃以下の温度で、0.5〜240分間の処理を行うことが好
ましい。硬化温度は100〜800℃がより好ましく、さらに好ましくは150〜400
℃である。また、減圧下で加熱、乾燥を行ってもよい。使用する溶剤の種類により、第1段階の加熱として70℃以上200℃未満の温度で1分〜30分加熱した後、第2段階の加熱として150℃以上800℃以下で加熱する2段階加熱を行うことも、得られた硬化膜の耐熱性向上、屈折率安定性の点で好ましく用いることができる。
The heating and drying conditions should be determined depending on the substrate to be applied and the resin composition, but it is usually preferable to perform the treatment for 0.5 to 240 minutes at a temperature of room temperature to 800 ° C. The curing temperature is more preferably from 100 to 800 ° C, still more preferably from 150 to 400.
° C. Moreover, you may heat and dry under reduced pressure. Depending on the type of solvent used, the first stage heating is performed at a temperature of 70 ° C. or higher and lower than 200 ° C. for 1 to 30 minutes, and then the second stage heating is performed at 150 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. It can also be preferably used in terms of improving the heat resistance and refractive index stability of the obtained cured film.
塗布膜および硬化後の膜厚に特に制限はないが、ともに0.001〜100μmの範囲
が一般的である。
Although there is no restriction | limiting in particular in the coating film and the film thickness after hardening, Both the range of 0.001-100 micrometers is common.
本発明のシロキサン系樹脂組成物により形成された硬化膜は、固体撮像素子などに形成されるオンチップマイクロレンズ、反射防止膜に使われるハードコート層、半導体装置のバッファコート、平坦化材、液晶ディスプレイの保護膜のほか、層間絶縁膜、導波路形成用材料、位相シフター用材料、各種保護膜など各種光学物品として用いることができる。フッ素原子を含有する場合には高い透明性と低い屈折率を発現することから、固体撮像素子のオンチップマイクロレンズ上に形成される平坦化膜や各種反射防止膜として好ましく用いられる。このような用途においては、硬化膜の屈折率は1.50以下が好ましく、1.45以下がより好ましい。例えば、特開2003−86778記載の半導体装置において、層内レンズの上に本発明のシロキサン系樹脂組成物を塗布、硬化させて平坦化膜とし、該平坦化膜上にカラーフィルタ、保護膜、外部マイクロレンズ等を順次形成することで集光効率の高い固体撮像素子を形成することができる。また、いずれの用途においても、膜厚1μmの硬化膜の、波長400nmにおける透過率は95%以上であることが好ましく、98%以上であることがより好ましい。 The cured film formed from the siloxane-based resin composition of the present invention includes an on-chip microlens formed on a solid-state imaging device, a hard coat layer used for an antireflection film, a buffer coat of a semiconductor device, a planarizing material, a liquid crystal In addition to the protective film of the display, it can be used as various optical articles such as an interlayer insulating film, a waveguide forming material, a phase shifter material, and various protective films. When it contains a fluorine atom, it exhibits high transparency and a low refractive index, and is therefore preferably used as a planarizing film or various antireflection films formed on the on-chip microlens of the solid-state imaging device. In such applications, the refractive index of the cured film is preferably 1.50 or less, and more preferably 1.45 or less. For example, in a semiconductor device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-86778, the siloxane-based resin composition of the present invention is applied on an inner lens and cured to form a planarizing film, and a color filter, a protective film, A solid-state imaging device with high light collection efficiency can be formed by sequentially forming external microlenses and the like. In any application, the transmittance at a wavelength of 400 nm of a cured film having a thickness of 1 μm is preferably 95% or more, and more preferably 98% or more.
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、各実施例における特性評価は以下の方法により行った。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the characteristic evaluation in each Example was performed with the following method.
1.硬化膜の作製
4インチウエハーに、シロキサン系樹脂組成物を700rpm(10秒)続いて、1100rpm(30秒)にてスピーンコーター(1H−360S(ミカサ(株))製)にて塗布し、ついでホットプレ−ト(大日本スクリーン製造(株)製SCW−636)を用いて、120℃で3分プリベークして塗布膜を得た。この塗布膜を、空気雰囲気下のホットプレート上で230℃で5分加熱し、膜厚0.5μmの硬化膜を得た。
1. Preparation of cured film A 4-inch wafer was coated with a siloxane-based resin composition at 700 rpm (10 seconds), followed by 1100 rpm (30 seconds) with a spine coater (1H-360S (Mikasa Co., Ltd.)). Using a hot plate (SCW-636 manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.), it was prebaked at 120 ° C. for 3 minutes to obtain a coating film. This coating film was heated on a hot plate in an air atmosphere at 230 ° C. for 5 minutes to obtain a cured film having a thickness of 0.5 μm.
2.塗液安定性(欠陥密度)
クラス1000のクリーンルーム内で、シロキサン系樹脂組成物を0.2μmΦのポリプロピレン製シリンジフィルターを用いてろ過し、クリーンボトルにボトル詰めした。この溶液を4インチシリコーンウェハー上に1mL塗布し、700rpm(10秒)続いて、1100rpm(30秒)にてスピーンコーター(1H−360S(ミカサ(株))製)にて塗布し、ついでホットプレ−ト(大日本スクリーン製造(株)製SCW−636)を用いて、120℃で3分プリベークして、表面異物評価用塗膜を得た。表面異物の有無を表面異物測定装置(日立電子エンジニアリング社製:商品名 LS−5000)を用いて観察し、0.27μm以上の異物をカウントし、欠陥密度(個/cm2)で表した。欠陥密度0〜0.4(個/cm2)であれば、良好である。
2. Coating liquid stability (defect density)
In a class 1000 clean room, the siloxane-based resin composition was filtered using a 0.2 μmφ polypropylene syringe filter and bottled in a clean bottle. 1 mL of this solution was applied onto a 4-inch silicone wafer, and then applied with a spine coater (1H-360S (Mikasa Co., Ltd.)) at 700 rpm (10 seconds), followed by 1100 rpm (30 seconds), and then a hot plate. Was used for pre-baking at 120 ° C. for 3 minutes to obtain a coating film for evaluating surface foreign matter. The presence or absence of surface foreign matter was observed using a surface foreign matter measuring apparatus (manufactured by Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd .: trade name: LS-5000), and foreign matters having a size of 0.27 μm or more were counted and represented by defect density (pieces / cm 2 ). A defect density of 0 to 0.4 (pieces / cm 2 ) is satisfactory.
上記評価を、シロキサン系樹脂組成物を得た直後に行った場合の値を、欠陥密度(初期)とした。また、上述のろ過したシロキサン系樹脂組成物を23℃にて、1週間、1ヶ月間保存した後に行った場合の値を、欠陥密度(1週間後、1ヶ月後)とした。 The value when the above evaluation was performed immediately after obtaining the siloxane-based resin composition was defined as the defect density (initial). Moreover, the value at the time of performing after filtering the above-mentioned filtered siloxane-type resin composition at 23 degreeC for 1 week and 1 month was made into the defect density (1 week later, 1 month later).
3.塗膜性について
2.塗液安定性試験で用いたシリコンウエハー上に作製した膜について、ナトリウムランプ下で目視観察し、塗膜性を調べた。項目として、ウエハ中央から外側に筋状にできる“ストリエーション”のムラ、スピンコーターの真空チャック部にできる“チャック跡”のムラ、搬送用ワイヤーのためにホットプレート部がないために生じる“ワイヤー跡”のムラを観察した。評価基準は以下のとおりである。
◎:ムラがなし
○:ムラがわずかに確認できる
△:ムラが一部確認できる
×:全面に確認できる。
3. 1. About coating properties The film produced on the silicon wafer used in the coating liquid stability test was visually observed under a sodium lamp to examine the coating properties. Items include "streaks" irregularities that can be streaked from the center of the wafer to the outside, "chuck traces" irregularities that can be formed on the vacuum chuck of the spin coater, and the "wire" that occurs because there is no hot plate for the transfer wire. The unevenness of the “trace” was observed. The evaluation criteria are as follows.
◎: No unevenness ○: Slight unevenness can be confirmed Δ: Unevenness can be partially confirmed ×: Can be confirmed over the entire surface
4.屈折率、膜厚
1.で得られた硬化膜について、エリプソメータ(大塚電子(株)社製)を用い、室温23℃での波長632.8nmにおける屈折率を測定した。この時に膜厚も同時に測定した。
4). Refractive index, film thickness Using the ellipsometer (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the refractive index at a wavelength of 632.8 nm at a room temperature of 23 ° C. was measured. At this time, the film thickness was also measured.
5.透過率の測定
5cm角のガラス基板上に1.と同様に硬化膜を作製した(ただし、スピンコート条件を調整し、膜厚1μmとなる条件とした。)硬化膜について、紫外−可視分光光度計UV−260(島津製作所(株)製)を用いて、400nmの透過率を測定した。
5. Measurement of transmittance 1. On a 5 cm square glass substrate. A cured film was prepared in the same manner as described above (however, the spin coating conditions were adjusted so that the film thickness was 1 μm). For the cured film, an ultraviolet-visible spectrophotometer UV-260 (manufactured by Shimadzu Corporation) was used. Used to measure the transmittance at 400 nm.
6.引火点の測定
得られたシロキサン系樹脂組成物を用いて、JIS K 2265−1 タグ密閉方にて測定した。
6). Measurement of flash point Using the obtained siloxane-based resin composition, the flash point was measured in a JIS K 2265-1 tag sealing method.
7.密着性試験
1.で得られた4インチシリコーンウェハー上の硬化膜において、カッターにて1mm間隔に縦に10本、それと垂直となるように10本、1x1mmの四角が100マスできるように、碁盤目状にカットし、その後、スコッチテープにより、テープ剥離試験を行った。膜剥がれ面積が0%の場合:5B、膜剥がれ面積が0より大きく5%の未満の場合:4B、膜剥がれが5%以上20未満%の場合:3B、剥がれが20%以上50未満%の場合:2B、剥がれが50以上の場合:1Bとした。
7). Adhesion test In the cured film on a 4-inch silicone wafer obtained in step 10, cut with a cutter into 10 grids vertically at 1 mm intervals, 10 so as to be perpendicular to it, and 100 squares of 1 × 1 mm squares. Thereafter, a tape peeling test was performed using a scotch tape. When the film peeling area is 0%: 5B, when the film peeling area is larger than 0 and less than 5%: 4B, when the film peeling is 5% or more and less than 20%: 3B, peeling is 20% or more and less than 50% Case: 2B, when peeling is 50 or more: 1B.
実施例1
メチルトリメトキシシラン 81.7g(0.60mol)、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン 65.5g(0.30mol)、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン 24.6g(0.10mol)、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(PNB、1気圧での沸点:170℃、表面張力:26.3mN/m)150.8gを反応容器に入れ、この溶液に、水55.8gおよびリン酸0.86gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温80℃で1.0時間加熱撹拌して、加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温120℃でさらに2時間加熱撹拌した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液1(固形分40重量%)を得た。
Example 1
Methyltrimethoxysilane 81.7 g (0.60 mol), 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane 65.5 g (0.30 mol), 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane 24. 60.8 g (0.10 mol), 150.8 g of propylene glycol mono-n-butyl ether (PNB, boiling point at 1 atm: 170 ° C., surface tension: 26.3 mN / m) were placed in a reaction vessel, 0.8 g and phosphoric acid 0.86 g were added dropwise with stirring so that the reaction temperature did not exceed 40 ° C. After the dropping, a distillation apparatus was attached to the flask, and the resulting solution was heated and stirred at a bath temperature of 80 ° C. for 1.0 hour, and reacted while distilling off the methanol produced by hydrolysis. Thereafter, the solution was further heated and stirred at a bath temperature of 120 ° C. for 2 hours and then cooled to room temperature to obtain a polymer solution 1 (solid content: 40% by weight).
得られたポリマー溶液1を2.91g取り、PNB5.81gおよびジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(DPNB) 0.89gを加え、PNBとDPNBが90/10となるように加えた。さらに、硬化剤としてアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート(AL−D) 0.05g加えて攪拌し、クラス1000のクリーンルーム内で、シロキサン系樹脂組成物を0.2μmΦのポリプロピレン製シリンジフィルターを用いてろ過し、クリーンボトルにボトル詰めし、シロキサン系樹脂組成物1を得た。 2.91 g of the obtained polymer solution 1 was taken, 5.81 g of PNB and 0.89 g of dipropylene glycol mono-n-butyl ether (DPNB) were added, and PNB and DPNB were added so as to be 90/10. Further, 0.05 g of alkyl acetoacetate aluminum diisopropylate (AL-D) was added as a curing agent and stirred, and the siloxane-based resin composition was filtered using a 0.2 μmφ polypropylene syringe filter in a class 1000 clean room. Then, it was bottled in a clean bottle to obtain a siloxane-based resin composition 1.
得られたシロキサン系樹脂組成物1を用いて、上述の通り、塗液安定性(欠陥密度) 塗膜性、屈折率、透過率、引火点および密着性試験の測定を行った。結果を表3に示す。 Using the obtained siloxane-based resin composition 1, the coating liquid stability (defect density), coating properties, refractive index, transmittance, flash point, and adhesion test were measured as described above. The results are shown in Table 3.
その他、実施例1以外で用いた化合物を下記に示す。 In addition, the compounds used other than Example 1 are shown below.
<溶剤>
エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル(ETB、沸点:153℃、表面張力:26mN/m)、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテル(PTB、沸点:151℃、表面張力:24mN/m)、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(TPNB、沸点:274℃)、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(DPNB、沸点:229℃)、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル(DPNP、沸点:212℃)
<(メタ)アクリル系界面活性剤>
BYK−352、356(ビックケミー社製)、ポリフロー77(共栄社化学(株))
<その他界面活性剤>
BYK−333(シロキサン系界面活性剤、ビックケミー社製)、FTX−218(フッ素系界面活性剤(株)ネオス製)
<アルキレングリコール>
ポリプロピレングリコール400(和光純薬(株)製、分子量400(PPG−400))、ポリプロピレングリコール1000(和光純薬(株)製、分子量1000(PPG−1000))、ポリプロピレングリコール2000(和光純薬(株)製、分子量2000(PPG−2000))、ポリプロピレングリコール4000(和光純薬(株)製、分子量4000(PPG−4000))
<硬化剤>
アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)(Al-A)
実施例2〜24、比較例1〜5
(a−1)溶剤、シロキサン化合物、溶剤((B−1)、(B−2)、その他の溶剤)、界面活性剤、(D)アルキレングリコール、(E)シリカ微粒子、硬化剤を表1、2の通りとした以外は実施例1と同様にしてシロキサン系樹脂組成物を得た。得られた各シロキサン系樹脂組成物を用いて、実施例1と同様にして測定した結果を表3、4に示す。
<Solvent>
Ethylene glycol mono-t-butyl ether (ETB, boiling point: 153 ° C., surface tension: 26 mN / m), propylene glycol mono-t-butyl ether (PTB, boiling point: 151 ° C., surface tension: 24 mN / m), tripropylene glycol monomethyl Ether (TPNB, boiling point: 274 ° C), dipropylene glycol mono-n-butyl ether (DPNB, boiling point: 229 ° C), dipropylene glycol monopropyl ether (DPNP, boiling point: 212 ° C)
<(Meth) acrylic surfactant>
BYK-352, 356 (manufactured by Big Chemie), Polyflow 77 (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
<Other surfactants>
BYK-333 (siloxane-based surfactant, manufactured by Big Chemie), FTX-218 (fluorine-based surfactant, manufactured by Neos)
<Alkylene glycol>
Polypropylene glycol 400 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight 400 (PPG-400)), polypropylene glycol 1000 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight 1000 (PPG-1000)), polypropylene glycol 2000 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd. ( Co., Ltd., molecular weight 2000 (PPG-2000)), polypropylene glycol 4000 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight 4000 (PPG-4000))
<Curing agent>
Aluminum tris (acetylacetonate) (Al-A)
Examples 2-24, Comparative Examples 1-5
(A-1) Solvents, siloxane compounds, solvents ((B-1), (B-2), other solvents), surfactants, (D) alkylene glycol, (E) silica fine particles, curing agents are shown in Table 1. A siloxane-based resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the procedure was as described in 2. Tables 3 and 4 show the results obtained by measuring in the same manner as in Example 1 using the obtained siloxane-based resin compositions.
実施例25
シリカ微粒子(日揮触媒化成(株)社製、スルーリア 4110、シリカ固形分20.5重量%、中空シリカ微粒子、数平均粒子径80nm)200.0g、メチルトリメトキシシラン 34.9g(0.26mol)、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン 37.3g(0.17mol)、3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン 5.5g(0.02mol)、PNB 350gを反応容器に入れ、この溶液に、水49.4gおよびリン酸0.78gを、撹拌しながら、反応温度が40℃を越えないように滴下した。滴下後、フラスコに蒸留装置を取り付け、得られた溶液をバス温80℃で1.0時間加熱撹拌して、加水分解により生成したメタノールを留去しつつ反応させた。その後、溶液をバス温120℃でさらに2時間加熱撹拌し、副生成した水を留去した後、室温まで冷却し、ポリマー溶液25(固形分23重量%)を得た。
Example 25
Silica fine particles (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd., Surria 4110, silica solid content 20.5% by weight, hollow silica fine particles, number average particle size 80 nm) 200.0 g, methyltrimethoxysilane 34.9 g (0.26 mol) 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane 37.3 g (0.17 mol), 3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane 5.5 g (0.02 mol) and PNB 350 g were put in a reaction vessel. While stirring, 49.4 g of water and 0.78 g of phosphoric acid were added dropwise to the solution so that the reaction temperature did not exceed 40 ° C. After the dropping, a distillation apparatus was attached to the flask, and the resulting solution was heated and stirred at a bath temperature of 80 ° C. for 1.0 hour, and reacted while distilling off the methanol produced by hydrolysis. Thereafter, the solution was further heated and stirred at a bath temperature of 120 ° C. for 2 hours to distill off by-produced water and then cooled to room temperature to obtain a polymer solution 25 (solid content: 23% by weight).
なお、シリカ微粒子中のシリカ固形分20.5重量%であるため、シリカ微粒子固形分は200g×20.5/100=41gとなる。また、シロキサン樹脂成分の合計量は34.9g+37.3g+5.5g=77.7gであるが、加水分解後の脱水縮合等により水等が失われるため、シロキサン樹脂成分由来の固形分は46gとなった。そのため、シリカ微粒子成分由来の固形分とシロキサン樹脂成分由来の固形分の重量比は47:53(シリカ重量比率(47重量%))となる。 Since the silica solid content in the silica fine particles is 20.5% by weight, the silica fine particle solid content is 200 g × 20.5 / 100 = 41 g. The total amount of the siloxane resin component is 34.9 g + 37.3 g + 5.5 g = 77.7 g. However, water and the like are lost due to dehydration condensation after hydrolysis, and the solid content derived from the siloxane resin component is 46 g. It was. Therefore, the weight ratio of the solid content derived from the silica fine particle component and the solid content derived from the siloxane resin component is 47:53 (silica weight ratio (47 wt%)).
ポリマー溶液25 10.07gを、PNB8.09gおよびジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(DPNB) 1.76gを加え、PNBとDPNBが90/10となるように加えた。さらに、硬化剤としてアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート(AL−D) 0.069g、BYK−352 0.014g加えて攪拌した。その後、クラス1000のクリーンルーム内で、シロキサン系樹脂組成物を0.2μmΦのポリプロピレン製シリンジフィルターを用いてろ過し、クリーンボトルにボトル詰めし、シロキサン系樹脂組成物25を得た。 10.07 g of polymer solution 25 was added so that 8.09 g of PNB and 1.76 g of dipropylene glycol mono-n-butyl ether (DPNB) were added, and PNB and DPNB were 90/10. Further, 0.069 g of alkyl acetoacetate aluminum diisopropylate (AL-D) and 0.014 g of BYK-352 were added as a curing agent and stirred. Thereafter, the siloxane-based resin composition was filtered using a 0.2 μmφ polypropylene syringe filter in a class 1000 clean room, and bottled in a clean bottle to obtain a siloxane-based resin composition 25.
シロキサン系樹脂組成物25を用いて、実施例1と同様にして測定した結果を表4に示す。 Table 4 shows the results of measurement using the siloxane-based resin composition 25 in the same manner as in Example 1.
実施例26〜31、比較例6
(a−1)溶剤、シロキサン化合物、溶剤((B−1)、(B−2)、その他の溶剤)、界面活性剤、(D)アルキレングリコール、(E)シリカ微粒子、硬化剤を表2の通りとした以外は実施例1と同様にしてシロキサン系樹脂組成物を得た。得られた各シロキサン系樹脂組成物を用いて、実施例1と同様にして測定した結果を表4に示す。
Examples 26-31, Comparative Example 6
Table 2 shows (a-1) solvent, siloxane compound, solvent ((B-1), (B-2), other solvents), surfactant, (D) alkylene glycol, (E) silica fine particles, and curing agent. A siloxane-based resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the procedure was as described above. Table 4 shows the results of measurement performed in the same manner as in Example 1 using the obtained siloxane-based resin compositions.
なお実施例、比較例で得られた各シロキサン系樹脂組成物の構成について表1、2に示した。 In addition, it showed to Table 1, 2 about the structure of each siloxane-type resin composition obtained by the Example and the comparative example.
本発明のシロキサン系樹脂組成物は、段差を有する基板上にも塗布ムラなく塗布可能で、下地段差の被覆性が良好である。得られた塗布膜を硬化して得られた硬化膜は、固体撮像素子用マイクロレンズアレイをはじめとする光学レンズ、液晶や有機ELディスプレイのTFT用平坦化膜、反射防止膜、反射防止フィルム、反射防止板、光学フィルターなどとして好適に用いることができる。 The siloxane-based resin composition of the present invention can be applied even on a substrate having a level difference without application unevenness, and the coverage of the base level difference is good. The cured film obtained by curing the obtained coating film is an optical lens including a microlens array for a solid-state imaging device, a planarization film for TFTs of liquid crystal and organic EL displays, an antireflection film, an antireflection film, It can be suitably used as an antireflection plate, an optical filter or the like.
Claims (11)
(R1)Si(R2)a(OR6)3−a (1)
(R1はフッ素の数が3〜13のフルオロアルキル基を表し、R2は水素または炭素数1〜12の炭化水素基を表す。R6は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表し、複数のR1、R2、R6はそれぞれ同一でも異なっていても良く、aは0または1である。)
(R3)bSi(OR7)4−b (2)
(R3は水素または炭素数が1〜12の炭化水素基を表す。R7は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表し、複数のR3、R7はそれぞれ同一でも異なっていても良く、bは0、1または2である。)
R4Si(R5)c(OR8)3−c (3)
(R4は(メタ)アクリル基、メルカプト基、エポキシ基、グリシドキシ基、カルボン酸無水物基、アミノ基、イソシアネート基、ウレア基またはこれらの置換基を有する炭素数1〜10までの1価の有機基を表し、R5は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表す。R8は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表し、複数のR4、R5、R8はそれぞれ同一でも異なっていても良く、cは0または1である。)
(R 1 ) Si (R 2 ) a (OR 6 ) 3-a (1)
(R 1 represents a fluoroalkyl group having 3 to 13 fluorine atoms, R 2 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and R 6 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. And a plurality of R 1 , R 2 and R 6 may be the same or different, and a is 0 or 1.)
(R 3 ) b Si (OR 7 ) 4-b (2)
(R 3 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. R 7 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of R 3 and R 7 are the same or different. And b is 0, 1 or 2.)
R 4 Si (R 5 ) c (OR 8 ) 3-c (3)
(R 4 is a (meth) acryl group, mercapto group, epoxy group, glycidoxy group, carboxylic anhydride group, amino group, isocyanate group, urea group or a monovalent group having 1 to 10 carbon atoms having these substituents. Represents an organic group, R 5 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 8 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of R 4 , R 5 , R 8 may be the same or different, and c is 0 or 1.)
(R1)Si(R2)a(OR6)3−a (1)
(R1はフッ素の数が3〜13のフルオロアルキル基を表し、R2は水素または炭素数1〜12の炭化水素基を表す。R6は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表し、複数のR1、R2、R6はそれぞれ同一でも異なっていても良く、aは0または1である。)
(R3)bSi(OR7)4−b (2)
(R3は水素または炭素数が1〜12の炭化水素基を表す。R7は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表し、複数のR3、R7はそれぞれ同一でも異なっていても良く、bは0、1または2である。)
R4Si(R5)c(OR8)3−c (3)
(R4は(メタ)アクリル基、メルカプト基、エポキシ基、グリシドキシ基、カルボン酸無水物基、アミノ基、イソシアネート基、ウレア基およびこれらの置換基を有する炭素数1〜10までの1価の有機基を表し、R5は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表す。R8は水素または炭素数が1〜10の炭化水素基を表し、複数のR4、R5、R8はそれぞれ同一でも異なっていても良く、cは0または1である。)
(R 1 ) Si (R 2 ) a (OR 6 ) 3-a (1)
(R 1 represents a fluoroalkyl group having 3 to 13 fluorine atoms, R 2 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and R 6 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. And a plurality of R 1 , R 2 and R 6 may be the same or different, and a is 0 or 1.)
(R 3 ) b Si (OR 7 ) 4-b (2)
(R 3 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. R 7 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of R 3 and R 7 are the same or different. And b is 0, 1 or 2.)
R 4 Si (R 5 ) c (OR 8 ) 3-c (3)
(R 4 is a (meth) acryl group, mercapto group, epoxy group, glycidoxy group, carboxylic acid anhydride group, amino group, isocyanate group, urea group, and monovalent monovalent carbon atoms having 1 to 10 carbon atoms having these substituents. Represents an organic group, R 5 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 8 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of R 4 , R 5 , R 8 may be the same or different, and c is 0 or 1.)
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