(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【0012】
一実施形態に係る硬化性樹脂組成物は、(A)スチレン系エラストマ、(B)重合性モノマ及び(C)重合開始剤を含有する。(B)重合性モノマが、(メタ)アクリロイルオキシ基及びシリコーン鎖を有するシリコーン化合物(以下「(メタ)アクリレート変性シリコーン化合物」ということがある。)を含む。この硬化性樹脂組成物は、活性光線の照射又は加熱によって、主として重合性モノマの重合反応によって硬化する。
【0013】
(A)スチレン系エラストマ
スチレン系エラストマとは、ハードセグメントとしてのポリスチレンと、ソフトセグメントとしてのポリエチレン、ポリブチレン、及びポリイソプレン等から選ばれる不飽和二重結合を含むジエン系エラストマとを含む共重合体であるエラストマである。
【0014】
スチレン系エラストマとしては、例えばJSR株式会社「ダイナロンSEBSシリーズ」、クレイトンポリマージャパン株式会社「クレイトンDポリマーシリーズ」、アロン化成株式会社「ARシリーズ」などを好適に用いることができる。
【0015】
スチレン系エラストマの中でも水素添加型スチレン系エラストマは、ソフトセグメントとしてのジエン系エラストマの不飽和二重結合に水素を付加反応させたものであり、これによれば耐候性向上などの効果が期待できるためさらに好ましい。
【0016】
水素添加型スチレン系エラストマとしては、例えばJSR株式会社「ダイナロンHSBRシリーズ」、クレイトンポリマージャパン株式会社「クレイトンGポリマーシリーズ」、旭化成ケミカルズ株式会社「タフテックシリーズ」などを好適に用いることができる。
【0017】
スチレン系エラストマの重量平均分子量は、塗膜性の観点から、30,000〜200,000であることが好ましく、50,000〜150,000であることがより好ましく、75,000〜125,000であることが特に好ましい。ここでの重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による標準ポリスチレン換算値であってもよい。
【0018】
(A)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の合計量に対して、50〜90質量%であることが好ましい。(A)成分の含有量が50質量%以上であると、より優れた可撓性が得られる傾向があり、(A)成分の含有量が90質量%以下であると、露光時に(A)成分が(B)成分の重合性化合物によって絡め込まれて容易に硬化物が形成され易い。以上の観点から、(A)成分の含有量は60〜90質量%であることがさらに好ましく、70〜90質量%であることが特に好ましい。
【0019】
(B)重合性モノマ
(B)成分の重合性モノマとしては、加熱又は紫外線などの照射によって重合する化合物であれば特に制限はないが、材料の選択性及び入手の容易さの観点から、例えばエチレン性不飽和基などの重合性基を有する化合物が好適である。ここで、重合性モノマとして、(メタ)アクリレート変性シリコーン化合物を用いることで、硬化性樹脂組成物を含む硬化性樹脂層が硬化して形成される可撓性樹脂層の可撓性を維持しながら、可撓性樹脂層のタックを低減できる。
【0020】
(メタ)アクリレート変性シリコーン化合物は、例えば下記一般式(1)で表される化合物であってもよい。
【化1】
【0021】
式(1)中のR
1及びR
2は、それぞれ独立に1価の有機基を示し、R
1又はR
2のうち少なくとも一方が(メタ)アクリロイルオキシ基を有する末端基である。nは1〜500の整数を示す。R
1及びR
2の両方が(メタ)アクリロイルオキシ基を有する末端基であってもよい。特に反応性の観点ではアクリロイルオキシ基が好ましく、R
1及びR
2の両方がアクリロイルオキシ基を有する末端基であることがさらに好ましい。(メタ)アクリロイルオキシ基を有する末端基(R
1,R
2)は、Si原子に直接結合した(メタ)アクリロイルオキシ基であってもよい。
【0022】
(メタ)アクリレート変性シリコーン化合物の市販品の例として、片末端型メタクリレート変性シリコーン(シリコーン鎖の片方の末端にメタクリロイルオキシ基を有する末端基が結合しているシリコーン化合物)である、信越化学工業株式会社製の「X−22−174ASX」、「X−22−174BX」、「KF−2012」、「X−22−2426」及び「X−22−2404」)、両末端型メタクリレート変性シリコーン(シリコーン鎖の両末端にそれぞれメタクリロイルオキシ基を有する末端基が結合しているシリコーン化合物)である、信越化学工業株式会社製の「X−22−164」、「X−22−164AS」、「X−22−164A」、「X−22−164B」、「X−22−164C」及び「X−22−164E」、並びに、両末端型アクリレート変性シリコーン(シリコーン鎖の両末端にそれぞれアクリロイルオキシ基を有する末端基が結合しているシリコーン化合物)である、信越化学工業株式会社製の「X−22−2445」、及びダイセル・オルネクス株式会社製の「EBECRYL350」が挙げられる。
【0023】
重合性モノマとして、(メタ)アクリレート変性シリコーン化合物を単独で用いてもよいが、種々の物性調整の観点から、(メタ)アクリレート変性シリコーン化合物とエチレン性不飽和基等の重合性基を有するその他の化合物とを併用してもよい。
【0024】
併用するその他の化合物の具体例として、(メタ)アクリレート(アクリル酸エステル)、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルエステル、ビニルピリジン、ビニルアミド、及びアリール化ビニルが挙げられる。透明性の観点から、(メタ)アクリレート及びアリール化ビニルが好ましい。(メタ)アクリレートは、1官能、2官能又は多官能(3官能以上)のいずれでもよいが、十分な硬化性を得るためには2官能又は多官能の(メタ)アクリレートが好ましい。
【0025】
単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチルヘプチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、モノ(2-(メタ)アクリロイロキシエチル)スクシネートなどの脂肪族(メタ)アクリレート;シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、モノ(2-(メタ)アクリロイロキシエチル)テトラヒドロフタレート、モノ(2-(メタ)アクリロイロキシエチル)ヘキサヒドロフタレートなどの脂環式(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、o−ビフェニル(メタ)アクリレート、1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、p−クミルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、1−ナフトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ナフトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(o−フェニルフェノキシ)プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(1−ナフトキシ)プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(2−ナフトキシ)プロピル(メタ)アクリレートなどの芳香族(メタ)アクリレート;2−テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、N−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−N−カルバゾールなどの複素環式(メタ)アクリレート、これらのカプロラクトン変性体が挙げられる。これらの中でもスチレン系エラストマとの相溶性、また透明性及び耐熱性の観点から、脂肪族(メタ)アクリレート、及び芳香族(メタ)アクリレートが好ましい。
【0026】
2官能(メタ)アクリレートとしては、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、エトキシ化2−メチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレートなどの脂肪族(メタ)アクリレート;シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、プロポキシ化シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、エトキシ化トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、エトキシ化水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化水添ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化水添ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化水添ビスフェノールFジ(メタ)アクリレートなどの脂環式(メタ)アクリレート;エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAFジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ビスフェノールAFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化フルオレン型ジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化フルオレン型ジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化フルオレン型ジ(メタ)アクリレートなどの芳香族(メタ)アクリレート;エトキシ化イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレートなどの複素環式(メタ)アクリレート;これらのカプロラクトン変性体;ネオペンチルグリコール型エポキシ(メタ)アクリレートなどの脂肪族エポキシ(メタ)アクリレート;シクロヘキサンジメタノール型エポキシ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールF型エポキシ(メタ)アクリレートなどの脂環式エポキシ(メタ)アクリレート;レゾルシノール型エポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールF型エポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAF型エポキシ(メタ)アクリレート、フルオレン型エポキシ(メタ)アクリレートなどの芳香族エポキシ(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でもスチレン系エラストマとの相溶性、また透明性及び耐熱性の観点から、脂肪族(メタ)アクリレート、及び芳香族(メタ)アクリレートが好ましい。
【0027】
3官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの脂肪族(メタ)アクリレート;エトキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレートなどの複素環式(メタ)アクリレート;これらのカプロラクトン変性体;フェノールノボラック型エポキシ(メタ)アクリレート、クレゾールノボラック型エポキシ(メタ)アクリレートなどの芳香族エポキシ(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でもスチレン系エラストマとの相溶性、また透明性及び耐熱性の観点から、脂肪族(メタ)アクリレート及び芳香族(メタ)アクリレートが好ましい。
【0028】
以上例示した化合物の中から、単独または2種類以上を選択し、上述の(メタ)アクリレート変性シリコーン化合物と組み合わせて使用することができる。さらにその他の重合性モノマと組み合わせることもできる。(B)成分の全量に対する(メタ)アクリレート変性シリコーン化合物の割合は、例えば10〜100質量%、又は20〜100質量%であってもよい。
【0029】
(B)成分の重合性モノマの含有量は、(A)成分及び(B)成分の合計量に対して、10〜50質量%であることが好ましい。重合性モノマの含有量が10質量%以上であると、(A)スチレン系エラストマとともに硬化することが容易となる。重合性モノマの含有量が50質量%以下であれば、特に優れた強度及び可撓性を有する硬化物が形成され易い。以上の観点から、重合性モノマの含有量は10〜40質量%であることがさらに好ましい。
【0030】
(C)重合開始剤
(C)成分の重合開始剤としては、加熱又は紫外線などの照射によって重合を開始させるものであれば特に制限はない。例えば(B)成分の重合性化合物としてエチレン性不飽和基を有する化合物を用いる場合、重合開始剤としては熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤などが挙げられる。硬化速度が速く常温硬化が可能なことから、光ラジカル重合開始剤が好ましい。
【0031】
熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド、メチルシクロヘキサノンパーオキシドなどのケトンパーオキシド;1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンなどのパーオキシケタール;p−メンタンヒドロパーオキシドなどのヒドロパーオキシド;α、α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキシド、t−ブチルクミルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシドなどのジアルキルパーオキシド;オクタノイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ステアリルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシドなどのジアシルパーオキシド;ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシカーボネートなどのパーオキシカーボネート;t−ブチルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウリレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテートなどのパーオキシエステル;2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2’−ジメチルバレロニトリル)などのアゾ化合物が挙げられる。これらの中で、硬化性、透明性、及び耐熱性の観点から、ジアシルパーオキシド、パーオキシエステル及びアゾ化合物が好ましい。
【0032】
光ラジカル重合開始剤としては、例えば2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オンなどのベンゾインケタール;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オンなどのα−ヒドロキシケトン;2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、1,2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オンなどのα−アミノケトン;1−[(4−フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタジオン−2−(ベンゾイル)オキシムなどのオキシムエステル;ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドなどのホスフィンオキシド;2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体などの2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;ベンゾフェノン、N,N,N’,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、N,N,N’,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン化合物;2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベンズアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、2−メチル−1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルアントラキノンなどのキノン化合物;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテルなどのベンゾインエーテル;ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾインなどのベンゾイン化合物;ベンジルジメチルケタールなどのベンジル化合物;9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9、9’−アクリジニルヘプタン)などのアクリジン化合物:N−フェニルグリシン、クマリンが挙げられる。
【0033】
2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体において、2つのトリアリールイミダゾール部位のアリール基の置換基は、同一で対称な化合物を与えてもよく、相違して非対称な化合物を与えてもよい。ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン化合物と3級アミンとを組み合わせてもよい。
【0034】
これらの中で、硬化性、透明性、及び耐熱性の観点から、α−ヒドロキシケトン、及びホスフィンオキシドが好ましい。
【0035】
以上例示した熱ラジカル重合開始剤及び光ラジカル重合開始剤は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。さらに、適切な増感剤と組み合わせて用いることもできる。
【0036】
(C)成分の重合開始剤の含有量は、(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対して、0.1〜10質量%であることが好ましい。重合開始剤の含有量が0.1質量部以上であると、十分に硬化が進行し易い傾向がある。重合開始剤の含有量が10質量部以下であると十分な光透過性が特に得られ易い。以上の観点から、重合開始剤の含有量は0.3〜7質量部であることがさらに好ましく、0.5〜5質量部であることが特に好ましい。
【0037】
この他に必要に応じて、硬化性樹脂組成物中には、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、可視光吸収剤、着色剤、可塑剤、安定剤、充填剤などのいわゆる添加剤を本発明の効果を実質的に損なわない割合で添加してもよい。
【0038】
一実施形態に係る硬化性樹脂組成物は、好適な有機溶剤を用いて希釈し、樹脂ワニスとして使用してもよい。ここで用いる有機溶剤としては、該樹脂組成物を溶解し得るものであれば特に制限はない。具体例としては、トルエン、キシレン、メシチレン、クメン、p−シメンなどの芳香族炭化水素;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどの環状エーテル;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノンなどのケトン;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの炭酸エステル;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどのアミドが挙げられる。これらの中で、溶解性及び沸点の観点から、トルエン、N,N−ジメチルアセトアミドが好ましい。これらの有機溶剤は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。樹脂ワニス中の固形分濃度(有機溶剤以外の成分の濃度)は、樹脂ワニスの全量を基準として、通常20〜80質量%であることが好ましい。
【0039】
一実施形態に係る樹脂フィルムは、上記実施形態に係る硬化性樹脂組成物を含む樹脂層又はその硬化物を備える。樹脂フィルムが基材フィルムを更に備え、基材フィルム上に樹脂層又はその硬化物が設けられていてもよい。そのような樹脂フィルムは、例えば、硬化性樹脂組成物及び溶剤を含有する樹脂ワニスを基材フィルムに塗布し、塗膜から溶媒を除去することにより、容易に製造することができる。
【0040】
樹脂フィルムの樹脂層の厚みについては特に限定されないが、乾燥後の厚みで、通常は5〜1000μmであることが好ましい。樹脂層の厚みが5μm以上であると、樹脂層及びその硬化物の十分な強度が得られ易い。樹脂層の厚みが1000μm以下であると、乾燥が十分に行えるため樹脂層中の残留溶媒量が増えることなく、樹脂層の硬化物を加熱したときの発泡が抑制される。
【0041】
基材フィルムとしては、特に制限はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン;ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホン、又は液晶ポリマのフィルムが挙げられる。これらの中で、柔軟性及び強靭性の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、又はポリスルホンのフィルムが好ましい。
【0042】
基材フィルムの厚みは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、3〜250μmであることが好ましい。厚みが3μm以上であるとフィルム強度が十分であり、厚みが250μm以下であると十分な柔軟性が得られる。以上の観点から、厚みは5〜200μmであることがさらに好ましく、7〜150μmであることが特に好ましい。樹脂層との剥離性向上の観点から、シリコーン系化合物、含フッ素化合物などにより離型処理が施されたフィルムを必要に応じて用いてもよい。
【0043】
基材フィルム上に形成された樹脂層に、必要に応じて保護フィルムを貼り付け、基材フィルム、樹脂層及び保護フィルムからなる3層構造としてもよい。
【0044】
保護フィルムとしては、特に制限はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンのフィルムが挙げられる。これらの中で、柔軟性及び強靭性の観点から、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンのフィルムが好ましい。樹脂層との剥離性向上の観点から、シリコーン系化合物、含フッ素化合物などにより離型処理が施されたフィルムを必要に応じて用いてもよい。
【0045】
カバーフィルムの厚みは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、10〜250μmであることが好ましい。厚みが10μm以上であるとフィルム強度が十分であり、厚みが250μm以下であると十分な柔軟性が得られる。以上の観点から、厚みが15〜200μmであることがさらに好ましく、20〜150μmであることが特に好ましい。
【0046】
樹脂フィルムは、例えばロール状に巻き取ることによって容易に保存することができる。ロール状のフィルムを好適なサイズに切り出して、切り出されたシートを保存することもできる。
【0047】
樹脂層を硬化することによって、硬化性樹脂組成物の硬化物を含む可撓性樹脂層が形成することができる。
【0048】
可撓性樹脂層(樹脂層の硬化物)のタックは、20kPa以下であることが好ましい。取り扱い性の観点からは、タックは15kPaであることがさらに好ましく、12kPaであることが特に好ましい。タックが20kPa以下であれば、可撓性樹脂層同士が接触しても、容易に剥がすことができる。逆に30kPaでは、一度フィルム同士が貼り付くと剥がすのは容易ではない。
【0049】
ここでの可撓性樹脂層のタックは、樹脂層を硬化して形成される厚さ100μmの可撓性樹脂層について、株式会社レスカ製タッキング試験機「TAC−II」を用い、直径5.1mmのプローブ(材質:SUS304)にて、押し込み荷重1N、押し込み速度120mm/分、押し込み時間1秒、引き上げ速度600mm/分、測定温度25℃の条件にて計測した値である。
【0050】
可撓性樹脂層(樹脂層の硬化物)の弾性率は、0.1MPa以上1000MPa以下であることが好ましい。弾性率が0.1MPa以上1000MPa以下であると、樹脂フィルム又は可撓性樹脂層としての取り扱い性及び可撓性の点て特に優れた特性を得ることができる。この観点から、可撓性樹脂層の弾性率は0.3MPa以上100MPa以下であることがさらに好ましく、0.5MPa以上50MPa以下であることが特に好ましい。
【0051】
可撓性樹脂層(樹脂層の硬化物)の破断伸び率は、100%以上であることが好ましい。100%以上であれば十分な伸縮性を得ることができる。この観点から、300%以上であることがさらに好ましく、500%以上であることが特に好ましい。
【0052】
ここでの弾性率及び破断伸び率は、引張試験によって測定される値であり、その測定条件の詳細は実施例において後述される。
【0053】
可撓性樹脂層(樹脂層の硬化物)は、応力によって変形した後に高い回復率を示すことが好ましい。ここで回復率(%)は、チャックで保持された測定サンプルの1回目の引張試験で加えた変位量(又はひずみ)をX、その後、チャックを初期位置に一反戻し、再度引張試験を行ったときに荷重が掛かり始める時点の変位量とXとの差をYとしたとき、R=(Y/X)×100で示されるRを指す。初期長さ(チャック間の距離)は50mm、変位量Xは25mm(ひずみ50%)であってもよい。
図1は、回復率の測定例を示す応力−ひずみ曲線である。可撓性樹脂層の回復率は、80%以上であることが好ましい。回復率が80%以上であれば繰り返しの使用に対して特に高い耐性を発揮することができる。同様の観点から、回復率は85%以上であることがさらに好ましく、90%以上であることが特に好ましい。
【0054】
可撓性樹脂層(樹脂層の硬化物)の全光線透過率は、全光線透過率が80%以上、Yellowness Indexが5.0以下、ヘイズが5.0%以下であることが好ましい。これら光学特性であると特に優れた透明性が得られる。同様の観点から、全光線透過率が85%以上、Yellowness Indexが4.0以下、ヘイズが4.0%以下であることがさらに好ましく、全光線透過率が90%以上、Yellowness Indexが3.0以下、ヘイズが3.0%以下であることが特に好ましい。これら光学特性は、分光ヘイズメータ(日本電色工業株式会社製分光ヘイズメータ「SH7000」)で測定される。
【0055】
本実施形態の可撓性樹脂組成物は、例えば、ウェアラブル機器用可撓性樹脂封止材、または可撓性樹脂基材として好適である。本実施形態の樹脂フィルムは、例えば、ウェアラブル機器用樹脂封止フィルム、または樹脂基材フィルムとして好適である。
【0056】
(半導体装置)
図2は、一実施形態に係る半導体装置を模式的に示す断面図である。
図2に示す半導体装置100は、可撓性を有する可撓性基板1と、回路部品2と、可撓性樹脂層3とで構成される回路基板を備える。可撓性基板1は、例えば、フレキシブル基板である。回路部品2は、可撓性基板1上に実装されている。可撓性樹脂層3は、樹脂硬化物層であり、上述の硬化性樹脂組成物又はこれから形成された樹脂層を硬化させることにより形成される。可撓性樹脂層3は、可撓性基板1及び回路部品2を封止しながら、回路基板の表面を保護している。
【0057】
可撓性基板1の構成材料は、目的に応じて用いられる。可撓性基板1の構成材料としては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ビスマレイミド樹脂、エポキシ樹脂及びポリエチレングリコール樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましい。この中でも、伸縮性に更に優れる観点から、シロキサン構造又は脂肪族エーテル構造又はジエン構造を有するポリイミド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、長鎖アルキル鎖(例えば、炭素数1〜20のアルキル鎖)を有するビスマレイミド樹脂、エポキシ樹脂、及び、ロタキサン構造を有するポリエチレングリコール樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種がより好ましい。さらに、伸縮性に更に優れる観点から、シロキサン構造又は脂肪族エーテル構造又はジエン構造を有するポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、及び、長鎖アルキル鎖を有するビスマレイミド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種が特に好ましい。可撓性基板1の構成材料は、1種を単独で、又は、2種以上を組み合わせて用いることができる。可撓性基板1が、上述の硬化性樹脂組成物又はこれから形成された樹脂層の硬化物であってもよい。
【0058】
回路部品2は、例えば、メモリーチップ、発光ダイオード(LED)、RFタグ(RFID)、温度センサ、加速度センサ等の、半導体素子を含む実装部品である。1種類の回路部品2が実装されていてもよく、2種類以上の回路部品2が混在して実装されていてもよい。また、回路部品2は、1個が実装されていてもよく、複数個が実装されていてもよい。
【0059】
以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
(工程1:実装工程)
まず、
図3に示すように、可撓性基板1の上に回路部品2を実装する。1種類の回路部品2が実装されていてもよく、2種類以上の回路部品2が混在して実装されていてもよい。また、回路部品2は、1個が実装されていてもよく、複数個が実装されていてもよい。
【0060】
(工程2:封止工程)
次に、可撓性基板1及び回路部品2を封止部材としての樹脂組成物又は樹脂フィルムで封止する。可撓性基板1及び回路部品2は、例えば、樹脂フィルムを可撓性基板1に積層すること、樹脂組成物を可撓性基板1に印刷すること、又は、樹脂組成物に可撓性基板1を浸漬し、乾燥することにより封止することができる。封止は、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート、印刷法又はディッピング法等によって行うことができる。この中でも、Roll to Rollのプロセスで使用できるものが製造工程を短縮できる点から好ましい。
【0061】
加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等による封止工程では、減圧下で樹脂フィルムを積層することが好ましい。封止時においては、樹脂組成物又は樹脂フィルムを50〜170℃に加熱することが好ましく、圧着圧力は、0.1〜150MPa程度(1〜1500kgf/cm
2程度)が好ましい。これらの条件には特に制限はない。
【0062】
(工程3:硬化工程)
封止工程において可撓性基板1及び回路部品2を樹脂組成物又は樹脂フィルムで封止した後、これらを硬化させることにより可撓性樹脂層3を形成し、可撓性樹脂層3を有する回路基板を得る。これにより、
図1に示される半導体装置100が得られる。硬化としては、加熱による熱硬化、又は、露光による光硬化を行うことができる。回路部品2の耐熱性の観点から、熱硬化であれば低温で硬化する樹脂組成物が好ましい。また、室温で硬化できる観点から、光硬化する樹脂組成物が好ましい。
【0063】
(工程4:切断工程)
半導体装置の製造方法は、必要に応じて、例えば、
図4に示すように、回路基板を切断し分離することにより、回路部品を有する複数の半導体装置を得る工程を備えることができる。これにより、複数の半導体装置を一度に大面積で製造することが可能となり、製造工程を減らすことが容易となる。
【実施例】
【0064】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0065】
実施例1
[可撓性樹脂ワニスVA1の調合]
(A)成分として、水添スチレン系ブロック共重合ポリマー(クレイトンポリマージャパン株式会社「クレイトンG1643」)90質量部、(B)成分として、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学工業株式会社製「A−DCP」)5質量部、及び両末端にアクリロイルオキシ基を有するシリコーン化合物(ダイセル・オルネクス株式会社製「EBECRYL350」)5質量部、(C)成分として、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(BASF社製「イルガキュア819」)1.5質量部、及び溶剤としてトルエン125質量部を攪拌しながら混合し可撓性樹脂ワニスVA1を得た。
【0066】
[樹脂フィルムFA1の作製]
基材フィルムとして表面離型処理PETフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製「ピューレックスA70」、厚み50μm)を準備した。基材フィルムの離型処理面上に、ナイフコータ(株式会社康井精機製「SNC−350」を用いて樹脂ワニスVA1を塗布した。塗膜を乾燥機(株式会社二葉科学製「MSO−80TPS」)中、100℃で20分の加熱により乾燥して、樹脂層を形成した。この樹脂層に、保護フィルムとして表面離型処理PETフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製「ピューレックスA31」、厚み25μm)を、その離型処理面が樹脂層側になる向きで貼付け、樹脂フィルムFA1を得た。このとき樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能である。本実施例では硬化後の樹脂層の膜厚が、100μmとなるように調節した。
【0067】
実施例2〜5、及び比較例1〜2
実施例1と同様にして、表1に示す配合比に従い、樹脂ワニスVA2〜VA7を調合し、それらを用いて樹脂フィルムFA2〜FA7を作製した。
【0068】
[タックの測定]
樹脂フィルムFA1〜FA7のそれぞれに、紫外線露光機(ミカサ株式会社「ML−320FSAT」)にて紫外線(波長365nm)を2000mJ/cm
2照射した。その後、長さ100mm、幅15mmの大きさの部分を切り出し、そこから保護フィルムを除去して測定用サンプルを得た。タック測定には株式会社レスカ製タッキング試験機「TAC−II」を用いた。直径5.1mmのプローブ(材質:SUS304)にて、押し込み荷重1N、押し込み速度120mm/分、押し込み時間1秒、引き上げ速度600mm/分、測定温度25℃の条件で、各測定サンプルの樹脂層(可撓性樹脂層)のタックを測定した。
【0069】
[弾性率、伸び率の測定]
樹脂フィルムFA−1〜FA−2のそれぞれに、紫外線露光機(ミカサ株式会社「ML−320FSAT」)にて紫外線(波長365nm)を2000mJ/cm
2照射した。その後、長さ40mm、幅10mmの大きさの部分を切り出し、そこから基材フィルム及び保護フィルムを除去して、測定用サンプルを得た。この測定用サンプルの引張試験を、オートグラフ(株式会社島津製作所「EZ−S」)を用いて行うことで、応力−ひずみ曲線を得た。応力−ひずみ曲線から弾性率及び伸び率を求めた。引張試験時のチャック間距離は20mm、引張速度は50mm/分とした。弾性率は、荷重0.5〜1.0Nにおける応力−ひずみ曲線から求めた。伸び率は測定サンプルが破断した時点のひずみ(破断伸び率)である。
【0070】
[回復率の測定]
樹脂フィルムFA−1〜FA−2のそれぞれに、紫外線露光機(ミカサ株式会社「ML−320FSAT」)にて紫外線(波長365nm)を2000mJ/cm
2照射した。その後、長さ70mm、幅5mmの大きさの部分を切り出し、そこから基材フィルム及び保護フィルムを除去して測定用サンプルを得た。測定用サンプルの回復率を、マイクロフォース試験機(IllinoisTool Works Inc「Instron 5948」)を用いた引張試験によって測定した。ここで回復率とは、チャックで保持された測定サンプルの1回目の引張試験で加えた変位量(又はひずみ)をX、その後、チャックを初期位置に一反戻し、再度引張試験を行ったときに荷重が掛かり始める時点の変位量とXとの差をYとしたとき、R=(Y/X)×100で示されるRを指す。本測定では初期長さ(チャック間の距離)を50mm、Xを変位量25mm(ひずみ50%)とした。
【0071】
[全光線透過率、YI、ヘイズの測定]
樹脂フィルムFA−1〜FA−2のそれぞれに、紫外線露光機(ミカサ株式会社「ML−320FSAT」)にて紫外線(波長365nm)を2000mJ/cm
2照射した。その後、長さ40mm、幅30mmの大きさの部分を切り出し、そこから基材フィルム及び保護フィルムを除去して測定用サンプルを得た。測定用サンプルの全光線透過率、YI及びヘイズを分光ヘイズメータ(日本電色工業株式会社「SH7000」)を用いて測定した。
【0072】
【表1】
【0073】
実施例1〜5及び比較例1〜2の評価結果を表1に示す。表中の各成分の詳細は以下のとおりである。
1)水素添加型スチレン系エラストマ、クレイトンポリマージャパン株式会社「クレイトン G1643、重量平均分子量:1.1×10
5
2)水素添加型スチレンブタジエンラバー、JSR株式会社「ダイナロン2324P」、重量平均分子量:1.0×10
5)
3)ノナンジオールジアクリレート(日立化成株式会社「ファンクリルFA−129AS」)
4)トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学工業株式会社「A−DCP」)
5)両末端にアクリロイルオキシ基を有するシリコーン化合物(ダイセル・オルネクス株式会社「EBECRYL350」)
6)ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(BASFジャパン株式会社「イルガキュア819」)
【0074】
実施例1〜5に示したように、(メタ)アクリレート変性シリコーン化合物を含む硬化性樹脂組成物から形成された樹脂層は、低タックであり、かつ、硬化後に適度な弾性率及び十分に大きな伸び率とともに高い回復率を示すことから可撓性に優れ、しかも高い透明性を有する可撓性樹脂層を形成することが確認された。一方、(メタ)アクリレート変性シリコーン化合物を含まない比較例1及び比較例2の硬化性樹脂組成物の場合、可撓性及び透明性に優れる可撓性樹脂層が形成されるものの、可撓性樹脂層のタックが過度に強かった。