CN101747468B - 共聚物以及感光性树脂组合物 - Google Patents

共聚物以及感光性树脂组合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种共聚物,其作为对基板的密合性良好、能够形成高灵敏度、高分辨率的图案的感光性树脂是有用的。该共聚物是通过使下述单体混合物聚合而得到的,所述单体混合物至少包含分子内具有多个碳碳双键的乙烯基单体[(甲基)丙烯酸酯衍生物以及(甲基)丙烯酰胺衍生物除外](乙烯基单体A)和具有羧基或羧酸酐基且分子内仅具有一个碳碳双键的乙烯基单体(乙烯基单体B)。乙烯基单体A是下述式(1)所表示的化合物,式中,R1表示氢原子或任选具有取代基的烃基,R2、R3以及R4相同或不同、且表示氢原子或甲基,X表示连接基团,n表示1~3的整数)。【化学式1】

Description

共聚物以及感光性树脂组合物
技术领域
本发明涉及:分子内具有多个碳碳双键的乙烯基单体[(甲基)丙烯酸酯衍生物以及(甲基)丙烯酰胺衍生物除外]与具有羧基或羧酸酐基的乙烯基单体的共聚物,包含该共聚物的固化性树脂组合物和感光性树脂组合物,使用该感光性树脂组合物制作的彩色滤光片,以及使用了该感光性树脂组合物的彩色滤光片的生产方法。
背景技术
对于在显示器用途中使用的感光性树脂,要求高亮度、高对比度,特别是在电视机用途中要求具有更高水平。日本专利第4090292号中,为了实现高亮度、高对比度而使用了染料,且在树脂方面通过使用具有自由基聚合基的高灵敏度的树脂,从而实现了高分辨率。但是,因为显影液是稀碱水溶液,所以在显影液中必须引入用于溶解的羧酸成分。因而,在最终形态的树脂中,现实地讲导入环氧基等官能团是不可能的,所以实际上会出现与基板之间密合性或显影时的色彩残留等问题,需要在基板与抗蚀油墨(resist ink)之间设置1层底涂层来解决问题。此外,在树脂合成工艺中,基本上所有的树脂均必须要有树脂聚合步骤和自由基聚合基导入步骤这两个步骤,因而生产性也不好。
专利文献1:日本专利第4090292号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的是:提供下述共聚物,包含该共聚物的固化性树脂组合物以及感光性树脂组合物,使用该感光性树脂组合物的彩色滤光片以及彩色滤光片的生产方法;所述共聚物作为对基板的密合性良好且能够形成高灵敏度、高分辨率的图案的感光性树脂是有用的。
本发明其它目的是:提供下述共聚物,包含该共聚物的固化性树脂组合物和感光性树脂组合物,使用该感光性树脂组合物的彩色滤光片以及彩色滤光片的生产方法;所述共聚物作为对基板的密合性良好且能够形成高灵敏度、高分辨率的图案的感光性树脂是有用的,并且在合成树脂时能够(一步式地)导入自由基聚合性基团和环氧基等官能团,能够生产性良好地进行生产。
解决问题的方法
本发明人等为了实现上述目的进行了深入研究,结果发现:如果使分子内具有多个碳碳双键的乙烯基单体[(甲基)丙烯酸酯衍生物以及(甲基)丙烯酰胺衍生物除外]与具有羧基或羧酸酐基的乙烯基单体进行聚合时,则能够在树脂合成时(一步式地)导入自由基聚合性基团以及环氧基等官能团,能够生产性良好地获得共聚物;而且如果将这样的共聚物作为感光性树脂使用时,则不但对基板的密合性良好,还可以形成高灵敏度、高分辨率的图案。从而,完成了本发明。
即,本发明提供一种共聚物,其是使至少包含分子内具有多个碳碳双键的乙烯基单体[(甲基)丙烯酸酯衍生物以及(甲基)丙烯酰胺衍生物除外](乙烯基单体A)和具有羧基或羧酸酐基且分子内仅具有一个碳碳双键的乙烯基单体(乙烯基单体B)的单体混合物进行聚合而得到的共聚物。
所述乙烯基单体A包含下述式(1)所表示的化合物:
【化学式1】
(式中,R1表示氢原子或任选具有取代基的烃基,R2、R3和R4相同或不同、并表示氢原子或甲基,X表示连接基团。n表示1~3的整数)。
所述乙烯基单体A可以使用选自:(i)在式(1)中,R1为任选具有取代基的烃基,R2、R3以及R4相同或不同、且为氢原子或甲基,X为-COO-基(其左端与键合有R2的碳原子键合),n=1的化合物;(ii)在式(1)中,R1、R2、R3和R4相同或不同、且为氢原子或甲基,X为多元羧酸的残基,n为1~3的整数的化合物;以及(iii)在式(1)中,R1、R2、R3和R4相同或不同、且为氢原子或甲基,X为任选具有取代基的n价烃基,n为1~3的整数的化合物中的至少1种化合物。
所述共聚物包括使至少包含乙烯基单体A、乙烯基单体B和具有3~5元环状醚基的乙烯基单体C的单体混合物进行聚合而得到的共聚物。
作为乙烯基单体C,优选具有脂环式环氧基的乙烯基单体。
此外,所述共聚物包括使至少包含乙烯基单体A、乙烯基单体B、乙烯基单体C以及选自(甲基)丙烯酸酯D、芳香族单乙烯基化合物E、乙烯基烷氧基硅烷化合物F和含羟基的单体G中的至少1种单体的单体混合物进行聚合而得到的共聚物。
此外,本发明提供至少包含所述共聚物的固化性树脂组合物。
该固化性树脂组合物还可以包含选自具有自由基聚合性双键的化合物、多官能团硫醇化合物、受阻胺类化合物、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物和乙烯基醚化合物中的至少1种化合物。
本发明还提供包含所述共聚物和光聚合引发剂的感光性树脂组合物。
该感光性树脂组合物还可以包含选自具有自由基聚合性双键的化合物、多官能团硫醇化合物、受阻胺类化合物、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物和乙烯基醚化合物中的至少1种化合物。
此外,上述感光性树脂组合物还可以包含颜料。此外,所述感光性树脂组合物可以用于形成液体抗蚀剂、干膜、颜料抗蚀剂或涂层保护膜。
此外,本发明还提供使用所述感光性树脂组合物制作的彩色滤光片。
此外,本发明提供生产彩色滤光片的方法,其中,将所述感光性树脂组合物涂布在支持体上后,通过掩模进行曝光,并且进行显影来形成图案。
发明的效果
采用本发明的共聚物,能够在合成树脂时(一步式地)导入自由基聚合性基团以及环氧基等官能团,生产性良好地合成树脂。此外,由包含本发明的共聚物的固化性树脂组合物、感光性树脂组合物得到的涂膜对基体材料、基板具有高密合性,并且耐溶剂性、耐碱性良好。因此,通过使用该感光性树脂组合物,能够形成高灵敏度、高分辨率的图案。本发明的感光性树脂组合物适合用于形成干膜、颜料抗蚀剂或涂层保护膜。
发明的具体实施方式
本发明的共聚物是使至少包含分子内具有多个碳碳双键的乙烯基单体[(甲基)丙烯酸酯衍生物以及(甲基)丙烯酰胺衍生物除外](乙烯基单体A)和具有羧基或羧酸酐基且分子内仅具有一个碳碳双键的乙烯基单体(乙烯基单体B)的单体混合物进行聚合(乙烯基聚合)而得到的聚合物。本发明的共聚物可以是无规共聚物,也可以是嵌段共聚物。所述多个碳碳双键具有聚合性(特别是自由基聚合性)。对于使单体混合物进行聚合时的聚合的类别没有特殊限定,优选自由基聚合。该聚合时,乙烯基单体A中的多个碳碳双键中的任何双键都可以参与聚合。乙烯基单体A可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
作为所述乙烯基单体A,只要是分子内具有多个(例如2~4个、优选2或3个、特别优选2个)碳碳双键的乙烯基单体[但,(甲基)丙烯酸酯衍生物以及(甲基)丙烯酰胺衍生物除外]即可,对其没有特殊限定。作为典型的例子,可以列举出上述式(1)所表示的化合物。
式(1)中,R1表示氢原子或任选具有取代基的烃基,R2、R3以及R4相同或不同、表示氢原子或甲基,X表示连接基团。n表示1~3的整数。
作为R1中的任选具有取代基的烃基的“烃基”,可以列举出例如:脂肪族烃基、脂环式烃基、芳香族烃基、上述中的2个以上结合而成的基团。作为脂肪族烃基,可以列举出例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基、癸基等烷基(例如碳原子数1~10的烷基、优选碳原子数1~6的烷基等);乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、1-己烯基等链烯基(例如碳原子数2~10的链烯基、优选碳原子数2~6的链烯基);乙炔基、1-丙炔基等炔基(例如碳原子数2~10的炔基、优选碳原子数2~6的炔基)。
作为脂环式烃基,可以列举出例如:环戊基、环己基、环辛基等3~15元的环烷基;环己烯基等3~15元的环烯基;降冰片烷基、金刚烷基等碳原子数4~15的桥环式基团等。
作为芳香族烃基,可以列举出例如:苯基、萘基等碳原子数6~20左右的芳香族烃基。作为脂肪族烃基与芳香族烃基结合而成的基团,可以列举出例如:苄基、2-苯基乙基等芳烷基。
作为这些烃基任选具有的取代基,可以列举出例如:烷基(C1-4烷基等)、链烯基(C2-4链烯基等)、卤代烷基(C1-4卤代烷基等)、卤素原子、烷氧基(C1-4烷氧基)、羟基、羟基烷基(羟基-C1-4烷基等)、羧基、烷氧基羰基(C1-4烷氧基-羰基等)、酰基(C1-10酰基等)等。
作为R1,优选氢原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数2~6的链烯基、碳原子数5~15的脂环式烃基、碳原子数6~10的芳香族烃基、碳原子数7~15的芳烷基,这其中,优选氢原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数2~6的链烯基、碳原子数6~10的芳香族烃基。
作为R2、R3、R4,分别可以是氢原子或甲基中的任一个,特别优选氢原子。
作为X中的连接基团,可以列举出例如:亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基、四亚甲基、六亚甲基等直链或支链亚烷基(碳原子数1~6左右的直链状或支链状亚烷基等);全氟六亚甲基等直链状或支链状的氟亚烷基(碳原子数1~6左右的直链状或支链状的氟亚烷基等);亚乙烯基、亚丙烯基、亚丁烯基等直链状或支链状的亚烯基(碳原子数2~6左右的直链状或支链状亚烯基等);直链状或支链状的氟亚烯基(碳原子数2~6左右的直链状或支链状氟亚烯基等);1,3-亚环戊基、1,4-亚环己基、1,3-亚环己基、环己叉基等2价的脂环式烃基;任选具有C1-4烷基、芳基、卤素原子、C1-4烷氧基等取代基的亚芳基(arylene)基如亚苯基、亚萘基等;-COO-;-OCO-;-CONH-;-NHCO-;-O-;-S-;-CO-;-CS-;-NH-;或这些2个以上结合而成的2价基团等。
作为n,优选1或2,特别优选1。
作为乙烯基单体A的典型的例子,可以列举出选自下述化合物中的至少1种化合物等:(i)在式(1)中,R1为任选具有取代基的烃基,R2、R3以及R4相同或不同、且表示氢原子或甲基,X为-COO-基(左端与结合有R2的碳原子相结合),n=1的化合物;(ii)在式(1)中,R1、R2、R3以及R4相同或不同、且表示氢原子或甲基,X为多元羧酸的残基,n为1~3的整数的化合物;(iii)在式(1)中,R1、R2、R3以及R4相同或不同、且表示氢原子或甲基,X为任选具有取代基的n价烃基,n为1~3的整数的化合物。
作为相当于所述(i)的化合物的例子,可以列举出例如:巴豆酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯、山梨酸乙烯酯等。
作为相当于所述(ii)的化合物的例子,可以列举出例如:草酸二乙烯酯、琥珀酸二乙烯酯、丙二酸二乙烯酯、己二酸二乙烯酯、1,4-环己烷二羧酸二乙烯酯、对苯二甲酸二乙烯酯等。
作为相当于所述式(iii)的化合物的例子,可以列举出例如:1,6-二乙烯基(全氟己烷)等两末端具有碳碳双键(乙烯基)的任选具有氟原子的脂肪族烃;二乙烯基苯、1,2,4-三乙烯基苯、1,3-二乙烯基萘、1,8-二乙烯基萘、1,2-二乙烯基-3,4-二甲基苯、2,4-二乙烯基联苯、3,5,4′-三乙烯基联苯、1,3,5-三乙烯基苯等芳香族多乙烯基化合物等。
上述(甲基)丙烯酸酯衍生物以及(甲基)丙烯酰胺衍生物是指下述式表示的单体:
式中,R11表示氢原子或甲基,R12表示氧原子、-NH-基团或者-N(R13R14)-基团,R13表示可以具有取代基的二价基团,R14表示含有不饱和双键的基团。
具体而言,作为上述R13,可以列举,选自可以具有取代基的碳原子数为1~30的二价亚烷基、亚烷基氧基或者乙氧基羰基氨基乙基中的基团。
上述R13表示的二价基团,具体可以列举,碳原子数为1~25的二价亚烷基、亚烷基氧基或者乙氧基羰基氨基乙基。这些基团可以具有取代基。
作为上述R13的取代基,可以列举,碳原子数为1~20的烷基以及羟基。
作为R14,可以列举,乙烯基氧基、烯丙氧基、(甲基)丙烯酰氧基、4-乙烯基苯氧基、4-乙烯基苯基甲氧基、乙烯基酯基、苯乙烯基以及乙烯基醚基等。
作为所述乙烯基单体B,可以列举出不饱和羧酸或其酸酐。不饱和羧酸及其酸酐中包括例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸等α,β-不饱和羧酸及其酸酐(马来酸酐、衣康酸酐等)等。这其中,特别优选丙烯酸、甲基丙烯酸。乙烯基单体B可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
本发明的共聚物至少具有对应于乙烯基单体A的单体单元和对应于乙烯基单体B的单体单元。这些单体单元分别可以存在1种,也可以存在2种以上。
相对于构成共聚物的全部单体单元,对应于乙烯基单体A的单体单元在共聚物中所占的比例为例如:1~99重量%、优选2~90重量%、更优选2~70重量%。该比例过小,则灵敏度容易降低;该比例过大多,则树脂自身的疏水性增高而难以溶解在显影液中。
对应于乙烯基单体B的单体单元在共聚物中所占的比例,因所用的乙烯基单体B的种类而异,通常相对于构成共聚物的全部单体单元为例如:1~99重量%、优选2~90重量%、更优选2~70重量%。该比例过小,则树脂的亲水性降低而难以溶解在显影液中;该比例过大,则树脂的亲水性增高,涂膜的耐药品性容易降低。
相对于构成共聚物的全部单体单元,对应于乙烯基单体A的单体单元与对应于乙烯基单体B的单体单元的总合在共聚物中所占的比例为例如:5~100重量%、优选10~100重量%、更优选12~100重量%。
本发明的共聚物还可以是使其它含乙烯基单体的单体混合物与乙烯基单体A和乙烯基单体B一起聚合而得到的共聚物。其它乙烯基单体可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
作为这样的其它乙烯基单体,可以列举出例如:具有3~5元环醚基的乙烯基单体C、(甲基)丙烯酸酯D、芳香族单乙烯基化合物E、乙烯基烷氧基硅烷化合物F、含羟基单体G等。
具有3~5元环醚基的乙烯基单体C包括:含环氧乙烷环(环氧基)的聚合性不饱和化合物、含氧杂环丁烷环(环氧丙基(オキセタニル基))的聚合性不饱和化合物、含氧杂环戊烷环(环氧丁基)的聚合性不饱和化合物。
作为含环氧乙烷环(环氧基)的聚合性不饱和化合物,可以列举出例如:(甲基)丙烯酸环氧乙基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸2-甲基缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸2-环氧乙基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-缩水甘油基氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸3-缩水甘油基氧基丙基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油基氧苯基酯等含有环氧乙烷环(单环)的聚合性不饱和化合物((甲基)丙烯酸酯衍生物等);(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲基酯、(甲基)丙烯酸2-(3,4-环氧环己基)乙基酯、(甲基)丙烯酸2-(3,4-环氧环己基甲基氧基)乙基酯、(甲基)丙烯酸3-(3,4-环氧环己基甲基氧)丙基酯等包含3,4-环氧环己烷环等含有环氧基的环烷环的聚合性不饱和化合物((甲基)丙烯酸酯衍生物等)5,6-环氧-2-双环[2.2.1]庚基(甲基)丙烯酸酯等含5,6-环氧-2-双环[2.2.1]庚烷环的聚合性不饱和化合物((甲基)丙烯酸酯衍生物等);环氧化二环戊烯基(ペンテニル)(甲基)丙烯酸酯[3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-基(甲基)丙烯酸酯、3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基(甲基)丙烯酸酯、或它们的混合物]、环氧化二环戊烯基氧乙基(甲基)丙烯酸酯[2-(3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-基氧)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧)乙基(甲基)丙烯酸酯、或它们的混合物]、环氧化二环戊烯基氧丁基(甲基)丙烯酸酯、环氧化二环戊烯基氧己基(甲基)丙烯酸酯等含3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷环的聚合性不饱和化合物((甲基)丙烯酸酯衍生物等)等。作为其它含环氧乙烷环(环氧基)的聚合性不饱和化合物,还可以使用含环氧基的乙烯基醚化合物、含环氧基的烯丙基醚化合物、含环氧基的芳香族乙烯基化合物等。作为含环氧基的芳香族乙烯基化合物,可以列举出:4-乙烯基苄基缩水甘油基醚、4-乙烯基苄基环氧乙烷、4-乙烯基苯乙基环氧乙烷等苯乙烯衍生物。
作为含氧杂环丁烷环(环氧丙基)的聚合性不饱和化合物,可以列举出例如:(甲基)丙烯酸环氧丙基酯、(甲基)丙烯酸3-甲基-3-环氧丙基酯、(甲基)丙烯酸3-乙基-3-环氧丙基酯、(甲基)丙烯酸(3-甲基-3-环氧丙基)甲基酯、(甲基)丙烯酸(3-乙基-3-环氧丙基)甲基酯、(甲基)丙烯酸2-(3-甲基-3-环氧丙基)乙基酯、(甲基)丙烯酸2-(3-乙基-3-环氧丙基)乙基酯、(甲基)丙烯酸2-[(3-甲基-3-环氧丙基)甲基氧]乙基酯、(甲基)丙烯酸2-[(3-乙基-3-环氧丙基)甲基氧]乙基酯、(甲基)丙烯酸3-[(3-甲基-3-环氧丙基)甲基氧]丙基酯、(甲基)丙烯酸3-[(3-乙基-3-环氧丙基)甲基氧]丙基酯、或含环氧丙基的乙烯基醚化合物、含环氧丙基的烯丙基醚化合物等。
作为含氧杂环戊烷环(环氧丁基)的聚合性不饱和化合物,可以列举出例如:(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、或含环氧丁基的乙烯基醚化合物、含环氧丁基的烯丙基醚化合物等。
在本发明的共聚物中,当具有3~5元的环醚基[环氧乙烷环(环氧基)、氧杂环丁烷环(环氧丙基)、氧杂环戊烷环(环氧丁基)]时,这些基团可以作为固化性基团发挥作用。3~5元环醚基的贡献主要是提高耐药品性(耐溶剂性、耐碱性等)。具有3~5元环醚基的乙烯基单体C可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
作为具有3~5元环醚基的乙烯基单体C,特别优选含环氧乙烷环(环氧基)的聚合性不饱和化合物,这其中,优选包含含有环氧基的环烷烃环的聚合性不饱和化合物、含5,6-环氧-2-双环[2.2.1]庚烷环的聚合性不饱和化合物、含3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷环的聚合性不饱和化合物等具有脂环式环氧基的乙烯基单体。
当本发明的共聚物具有对应于乙烯基单体C的单体单元时,相对于构成共聚物的全部单体单元,该单体单元在共聚物中所占的比例为例如:1~99重量%、优选2~90重量%、更优选2~85重量%。该比例过小时,则涂膜的耐药品性、密合性容易降低;该比例过大时,则树脂的疏水性增高而难以溶解在显影液中。
作为所述(甲基)丙烯酸酯D,可以列举出例如下述式(2)所表示的化合物:
【化学式2】
(式中,R5表示氢原子或甲基,R6表示任选具有烃基取代氧基的碳原子数1~25的烃基)。
作为R6中的碳原子数1~25的烃基,可以列举出例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基、2-乙基己基、癸基、十二烷基、十六烷基(鲸蜡基)、十七烷基、十八烷基(硬脂基)、十九烷基、二十烷基、二十二烷基(山萮基)等烷基;环己基、二环戊基、异冰片基等脂环式烃基;10-环己基癸基、12-环己基十二烷基、14-环己基十四烷基、16-环己基十六烷基等脂环式烃基与烷基结合而成的基团;苯基等芳基;苄基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、4-苯基丁基、6-苯基己基、8-苯基辛基、10-苯基癸基、12-苯基十二烷基、14-苯基十四烷基、16-苯基十六烷基等芳烷基;以上这些基团2个以上结合而成的基团等。
作为碳原子数1~25的烃基任选具有的烃基取代氧基,可以列举出例如:甲氧基、乙氧基等烷氧基(例如碳原子数1~10的烷氧基);苯氧基等芳基氧基;环己基氧基、二环戊基氧基等脂环式烃基取代氧基;苄基氧基等芳烷基氧基等碳原子数1~15(优选碳原子数1~12)的烃基取代氧基等。
作为式(2)所表示的(甲基)丙烯酸酯的典型例子,可以列举出例如:(甲基)丙烯酸甲基酯、(甲基)丙烯酸乙基酯、(甲基)丙烯酸丁基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸苯基酯、(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸二环戊基酯、(甲基)丙烯酸二环戊基氧乙基酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸苯基乙基酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸山嵛基酯等。
此外,作为(甲基)丙烯酸酯D,除了上述之外,还可以列举出例如:具有异氰酸酯基或嵌段异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯、具有烷氧基甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯、具有带受阻胺结构的基团的(甲基)丙烯酸酯等。
作为具有异氰酸酯基或嵌段异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯,可以列举出例如:甲基丙烯酸2-[O-(1′-甲基丙叉基氨基)羧基氨基]乙基(=2-(1-甲基丙叉基氨基氧基羰基氨基乙基)甲基丙烯酸酯)[商品名“Karenz MOI-BM”,昭和电工株式会社制]、甲基丙烯酸2-(3,5-二甲基吡唑-1-基)羰基氨基乙基酯[商品名“Karenz MOI-BP”,昭和电工株式会社制]等。
作为具有烷氧基甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯,可以列举出例如:γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、β-(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、β-(甲基)丙烯酰氧基乙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丁基苯基二甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丁基苯基二乙氧基硅烷等含烷氧基甲硅烷基的聚合性不饱和化合物等。
此外,作为具有带受阻胺结构的基团的(甲基)丙烯酸酯,可以列举出例如:商品名“ADK STAB LA-82”、“ADK STAB LA-87”[以上为(株)ADEKA制]等。
作为芳香族单乙烯基化合物E,可以列举出例如:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、乙烯基联苯等。
作为乙烯基烷氧基硅烷化合物F,可以列举出例如:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷等。
作为含羟基单体G,可以列举出例如:2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、2,3-二羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、4-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、6-羟基己基(甲基)丙烯酸酯、8-羟基辛基(甲基)丙烯酸酯等羟基烷基(甲基)丙烯酸酯,4-羟基甲基环己基(甲基)丙烯酸酯、聚亚烷基二醇单(甲基)丙烯酸酯等多元醇与丙烯酸或甲基丙烯酸的单酯化物、在上述多元醇与丙烯酸或甲基丙烯酸的单酯化物上开环聚合ε-己内酯而得到的化合物(Daicel化学工业株式会社制,Plaxel FA系列、Plaxel FM系列等)、或使环氧乙烷或者环氧丙烷开环聚合而得到的含羟基化合物等。
当本发明的共聚物具有对应于选自(甲基)丙烯酸酯D、芳香族单乙烯基化合物E、乙烯基烷氧基硅烷化合物F以及含羟基单体G中的至少1种单体的单体单元时,该单体单元在共聚物中所占的比例,合计一般为2~60重量%、优选2~50重量%、更优选5~40重量%。
作为本发明的共聚物的优选方式,可以列举出:(1)所含对应于乙烯基单体A的单体单元与对应于乙烯基单体B的单体单元合计为全部单体单元的5重量%以上(特别是10重量%以上、尤其是50重量%以上)的共聚物、(2)所含对应于乙烯基单体A的单体单元、对应于乙烯基单体B的单体单元与对应于具有3~5元环醚基的乙烯基单体C的单体单元合计为全部单体单元的40重量%以上(特别是50重量%以上)的共聚物、(3)所含对应于乙烯基单体A的单体单元、对应于乙烯基单体B的单体单元、对应于具有3~5元环醚基的乙烯基单体C的单体单元与对应于选自(甲基)丙烯酸酯D、芳香族单乙烯基化合物E、乙烯基烷氧基硅烷化合物F和含羟基单体G中的至少1种的单体的单体单元合计为全部单体单元的40重量%以上(特别是50重量%以上)的共聚物。
本发明的共聚物可以通过使包含所述乙烯基单体A和具有羧基或酸酐基的乙烯基单体B、以及视需要的具有3~5元环醚基的乙烯基单体C、(甲基)丙烯酸酯D、芳香族单乙烯基化合物E、乙烯基烷氧基硅烷化合物F、含羟基单体G等其它共聚性单体的单体混合物进行共聚(乙烯基聚合)来生产。
作为用于聚合的聚合引发剂,可以使用常规的自由基引发剂。可以列举出例如:2,2′-偶氮二异丁腈、2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、二甲基-2,2′-偶氮二(2-甲基丙酸酯)、2,2-偶氮二(异丁酸)二甲基酯、二乙基-2,2′-偶氮二(2-甲基丙酸酯)、二丁基-2,2′-偶氮二(2-甲基丙酸酯)等偶氮化合物,过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、叔丁基过氧特戊酸酯、1,1-二(叔丁基过氧)环己烷等有机过氧化物,过氧化氢等。当将过氧化物作为自由基聚合引发剂使用时,可以组合使用还原剂来作为氧化还原型的引发剂。在上述之中,优选偶氮化合物,特别优选2,2′-偶氮二异丁腈、2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2-偶氮二(异丁酸)二甲基酯。
聚合引发剂的使用量可以在不损害平稳的共聚的范围内进行适宜选择,通常相对于全部单体成分和聚合引发剂的总量为1~30重量%左右,优选为5~25重量%左右。
在本发明中,可以组合使用在自由基聚合中常规使用的链转移剂。作为具体例子,可以列举出:硫醇类(正十二烷基硫醇、正辛基硫醇、正丁基硫醇、叔丁基硫醇、正月桂基硫醇、巯基乙醇、巯基丙醇、三乙二醇二硫醇等)、硫醇酸类(巯基丙酸、硫代苯甲酸、巯基乙酸、硫代苹果酸等)、醇类(异丙醇等)、胺类(二丁基胺等)、次磷酸盐类(次磷酸钠等)、α-甲基苯乙烯二聚体、萜品油烯、香叶烯、柠檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯等;链转移剂的量相对于全部自由基聚合性单体的量优选为0.001~3重量%。在使用链转移剂时,优选预先混合在聚合性乙烯基单体中。
聚合可以采用溶液聚合、本体聚合、悬浮聚合、本体-悬浮聚合、乳液聚合等,可以通过用于生产苯乙烯类聚合物、丙烯酸类聚合物时惯用的方法来进行。这其中,优选溶液聚合。单体、聚合引发剂分别可以一次性地供给到反应体系中,也可以将其一部分或全部滴加到反应体系中。例如可以采用下述方法:在保持一定温度的单体与聚合溶剂的混合液中,滴加将聚合引发剂溶解在聚合溶剂中而得的溶液来进行聚合的方法;将预先将单体、聚合引发剂溶解在聚合溶剂中而得到的溶液滴加到保持一定温度的聚合溶剂中来进行聚合的方法(滴加聚合法)等。
聚合溶剂可以根据单体组成等适宜地选择。作为聚合溶剂,可以列举出例如:醚(二乙基醚;乙二醇单或二烷基醚、二乙二醇单或二烷基醚(二乙二醇甲基乙基醚等二乙二醇二烷基醚等)、丙二醇单或二烷基醚、丙二醇单或二芳基醚、二丙二醇单或二烷基醚(二丙二醇二甲基醚等二丙二醇二烷基醚等)、三丙二醇单或二烷基醚、1,3-丙二醇单或二烷基醚、1,3-丁二醇单或二烷基醚、1,4-丁二醇单或二烷基醚、甘油单、二或三烷基醚等二醇醚类等链状醚;四氢呋喃、二噁烷等环醚等),酯(醋酸甲基酯、醋酸乙基酯、醋酸丁基酯、醋酸异戊基酯、乳酸乙基酯、3-甲氧基丙酸甲基酯、3-乙氧基丙酸乙基酯、C5-6环烷二醇单或二乙酸酯、C5-6环烷二甲醇单或二乙酸酯等羧酸酯类;乙二醇单烷基醚乙酸酯、乙二醇单或二乙酸酯、二乙二醇单烷基醚乙酸酯、二乙二醇单或二乙酸酯、丙二醇单烷基醚乙酸酯、丙二醇单或二乙酸酯、二丙二醇单烷基醚乙酸酯、二丙二醇单或二乙酸酯、1,3-丙二醇单烷基醚乙酸酯、1,3-丙二醇单或二乙酸酯、1,3-丁二醇单烷基醚乙酸酯、1,3-丁二醇单或二乙酸酯、1,4-丁二醇单烷基醚乙酸酯、1,4-丁二醇单或二乙酸酯、1,6-己烷二醇单或二乙酸酯、甘油单,二或三乙酸酯、甘油单或二C1-4烷基醚二或单乙酸酯、三丙二醇单烷基醚乙酸酯、三丙二醇单或二乙酸酯等二醇乙酸酯类或二醇醚乙酸酯类等),酮(丙酮、甲基乙基甲酮、甲基异丁基甲酮、环己酮、3,5,5-三甲基-2-环己烷-1酮等),酰胺(N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等),亚砜(二甲基亚砜等),醇(甲醇、乙醇、丙醇、C5-6环烷二醇、C5-6环烷二甲醇等),烃(苯、甲苯、二甲苯等芳香烃、己烷等脂肪烃、环己烷等脂环烃等),以及这些溶剂的混合溶剂等。聚合温度可以在例如30~150℃左右的范围内适宜地选择。
通过上述方法生成本发明的共聚物。共聚物的重均分子量为例如500~1000000、优选5000~500000、更优选10000~200000左右。共聚物的分散度(重均分子量Mw/数均分子量Mn)为1~3左右。
生成的共聚物可以通过沉淀或重沉淀等来进行纯化。沉淀、重沉淀中适用公知或众所周知的方法。
本发明的固化性树脂组合物至少包含上述本发明的共聚物。本发明的固化性树脂组合物可以这样来制备:对于采用上述方法得到的聚合液,视需要调整固体成分浓度、更换溶剂或进行过滤处理后,再视需要混合固化催化剂[热产酸剂(热固化催化剂、热阳离子聚合引发剂)、光产酸剂(光固化催化剂、光阳离子聚合引发剂)]、光自由基引发剂、固化剂、固化促进剂、添加剂(填充剂、消泡剂、阻燃剂、防氧化剂、紫外线吸收剂、低应力化剂、可弯曲性(可とう性)赋予剂、蜡类、树脂、交联剂、卤素捕捉剂、流平剂、湿润(濡れ)改良剂等)、颜料等来进行制备。本发明的固化性树脂组合物或感光性树脂组合物中还可以混合玻璃、二氧化硅、陶瓷、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属、粘土矿物、橡胶、高分子化合物等微粒,有机金属络合物、C60/碳纳米管等碳化合物等。此外,通过沉淀或重沉淀等来对通过聚合生成的聚合物进行纯化,将该纯化后的聚合物与所述适宜的添加物一起溶解在视用途而定的溶剂中,这样可以获得固化性树脂组合物。
固化性树脂组合物可以包含选自具有自由基聚合性双键的化合物、多官能团硫醇化合物、受阻胺类化合物、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物以及乙烯基醚化合物中的至少1种化合物。作为构成固化性树脂组合物的溶剂,可以使用上述作为聚合溶剂示例出的溶剂。通过选择混合的成分,本发明的固化性树脂组合物可以作为感光性树脂组合物使用。
本发明的感光性树脂组合物包含上述本发明的共聚物中的1种或2种以上以及光聚合引发剂。感光性树脂组合物还可以包含选自具有自由基聚合性双键的化合物、多官能团硫醇化合物、受阻胺类化合物、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物以及乙烯基醚化合物中的至少1种化合物。
作为具有自由基聚合性双键的化合物,可以列举出:(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯等乙烯基芳香族化合物、酰胺类不饱和化合物等。作为典型的(甲基)丙烯酸酯,可以列举出例如:(甲基)丙烯酸甲基酯、(甲基)丙烯酸乙基酯、(甲基)丙烯酸丙基酯、(甲基)丙烯酸丁基酯、(甲基)丙烯酸戊基酯、(甲基)丙烯酸己基酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类;(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸羟基丙基酯、(甲基)丙烯酸羟基丁基酯、己内酯改性(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸酯类;(甲基)丙烯酸甲氧基二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸乙氧基二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸异辛基氧基二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸苯氧基三乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、甲氧基聚乙二醇#400-(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯类(聚亚烷基二醇单醚单(甲基)丙烯酸酯类);1,6-己烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊基二醇二(甲基)丙烯酸酯等双官能团(甲基)丙烯酸酯类;三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等三官能团(甲基)丙烯酸酯类等多官能团(甲基)丙烯酸酯等。
作为具有自由基聚合性双键的化合物,也可以使用聚合性预聚物。作为聚合性预聚物,可以列举出例如:聚酯多醇的(甲基)丙烯酸酯类、聚醚多醇的(甲基)丙烯酸酯类、聚环氧化合物与(甲基)丙烯酸的加成物以及在多元醇上通过多异氰酸酯导入羟基(甲基)丙烯酸酯而得的树脂等。
作为具有自由基聚合性双键的化合物,优选多官能团(甲基)丙烯酸酯等多官能团乙烯基化合物。具有自由基聚合性双键的化合物可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。通过在感光性树脂组合物中混合具有自由基聚合性双键的化合物,可以实现更高灵敏度和分辨率,还可以提高膜的物性。而且,具有自由基聚合性双键的化合物还可以作为稀释溶剂的替代品使用,因此,对粘度调整、高固体化也是有效的。
作为多官能团硫醇化合物,只要是具有2个以上的硫醇基的化合物即可,可以列举出例如:己烷二硫醇、癸烷二硫醇、1,4-丁二醇二硫代丙酸酯、1,4-丁二醇二巯基乙酸酯、乙二醇二巯基乙酸酯、乙二醇二硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三巯基乙酸酯、三羟甲基丙烷三硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三-3-巯基丁酸酯、季戊四醇四巯基乙醇酯、季戊四醇四硫代丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丁酸酯、三巯基丙酸三(2-羟基乙基)异氰尿酸酯、1,4-二甲基巯基苯、2,4,6-三巯基-s-三嗪、2-(N,N-二丁基氨基)-4,6-二巯基-s-三嗪、四乙二醇二-3-巯基丙酸酯、三羟甲基丙烷三3-巯基丙酸酯、三(3-巯基丙酰氧基乙基)异氰尿酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、二季戊四醇四3-巯基丙酸酯、1,4-二(3-巯基丁酰氧基)丁烷、1,3,5-三(3-巯基丁基氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮等。多官能性硫醇化合物可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。通过在感光性树脂组合物中混合多官能团硫醇化合物,可以实现更高的灵敏度、高分辨率,还可以提高膜的物性。而且,多官能性硫醇化合物可以作为稀释溶剂的替代品使用,因而对粘度调整、高固体化也是有效的。
作为受阻胺类化合物,通常可以使用称作受阻胺类光稳定剂(HALS)的化合物,可以示例出例如下述的化合物。而且,式(3h)、(3i)、(3o)、(3q)、(3r)中,m表示1以上的整数。受阻胺类化合物可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。通过在感光性树脂组合物中混合受阻胺类化合物,可以实现更高的灵敏度、分辨率,还可以提高膜的物性。
【化学式3】
【化学式4】
【化学式5】
【化学式6】
作为环氧化合物,可以列举出例如:环氧化聚丁二烯、环氧化丁二烯苯乙烯嵌段共聚物等含不饱和基的环氧树脂(其市售品有Daicel化学(株)制Epolead PB、ESBS等)、脂环式环氧树脂(例如Daicel化学(株)制、CELLOXIDE 2021、EHPE;三井石油化学(株)制,Epomik VG-3101;Yukashellepoxy(株)制,E-1031S;三菱瓦斯化学(株)制,TETRAD-X、TETRAD-C;日本曹达(株)制,EPB-13、EPB-27等)、共聚型环氧树脂(例如有甲基丙烯酸缩水甘油基酯与苯乙烯的共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油基酯与苯乙烯和甲基丙烯酸甲基酯的共聚物(日本油脂(株)制、CP-50M、CP-50S)或甲基丙烯酸缩水甘油基酯与环己基马来酰亚胺等的共聚物等)、以及其它具有特殊结构的环氧树脂等。
此外,作为环氧化合物,还可以使用:酚醛清漆型环氧树脂[例如,由苯酚、甲酚、卤代苯酚以及烷基苯酚等苯酚类与甲醛在酸性催化剂存在下反应而得的酚醛清漆类,再与表氯醇和/或甲基表氯醇反应而得的产物(其市售品有日本化药(株)制造的EOCN-103、EOCN-104S、EOCN-1020、EOCN-1027、EPPN-201、BREN-S;Dow Chemical公司制造的DEN-431、DEN-439;大日本油墨化学工业(株)制造的N-73、VH-4150等)]、双酚型环氧树脂(例如,双酚A、双酚F、双酚S以及四溴双酚A等双酚类与表氯醇反应所得的产物,双酚A的二缩水甘油基醚、所述双酚类的缩合物与表氯醇反应而得的产物(其市售品有Yukashell(株)制造的Epicoat 1004、Epicoat1002;Dow Chemical公司制造的DER-330、DER-337等)]、三苯酚甲烷、三甲酚甲烷等与表氯醇和/或甲基表氯醇反应而得到的产物(其市售品有日本化药(株)制造的EPPN-501、EPPN-502等)、三(2,3-环氧丙基)异氰尿酸酯、联苯二缩水甘油基醚等。
这些环氧化合物(环氧树脂)可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。通过在感光性树脂组合物中混合环氧化合物,可以实现更高的灵敏度、高分辨率,还可以提高膜的物性。
作为氧杂环丁烷化合物,可以列举出例如:3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷[东亚合成化学工业(株)制造的“OXT-101”]、2-乙基己基氧杂环丁烷[东亚合成化学工业(株)制造的“OXT-212”]、苯二甲基双氧杂环丁烷[东亚合成化学工业(株)制造的“OXT-121”]、3-乙基-3-[3-乙基氧杂环丁烷-3-基甲氧基甲基]氧杂环丁烷[东亚合成化学工业(株)制造的“OXT-221”]等。
这些氧杂环丁烷化合物可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。通过在感光性树脂组合物中混合氧杂环丁烷化合物,可以实现更高的灵敏度、高分辨率,还可以提高膜的物性。
作为乙烯基醚化合物,可以列举出例如:季戊四醇四乙烯基醚、三羟甲基丙烷三乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、环己烷二甲醇二乙烯基醚、环己烷二醇二乙烯基醚、壬二醇二乙烯基醚、1,4-丁二醇二乙烯基醚、烯丙基乙烯基醚、三乙二醇单乙烯基醚、环己烷二甲醇单乙烯基醚、羟基乙基乙烯基醚、羟基丁基乙烯基醚、9-羟基壬基乙烯基醚、4-羟基环己基乙烯基醚等。
这些乙烯基醚化合物可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。通过在感光性树脂组合物中混合乙烯基醚化合物,可以实现更高的灵敏度、高分辨率,还可以提高膜的物性。
固化性树脂组合物或感光性树脂组合物中的具有自由基聚合性双键的化合物、多官能团硫醇化合物、受阻胺类化合物、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、乙烯基醚化合物的混合量,相对于所述本发明的共聚物100重量份,分别为例如0.1~40重量份、优选1~25重量份、更优选1.5~15重量份。此外,这些化合物在固化性树脂组合物或感光性树脂组合物中的总混合量,相对于所述本发明的共聚物100重量份,为例如0.1~40重量份、优选1~25重量份、更优选1.5~15重量份。
作为光聚合引发剂,可以使用光自由基引发剂、光产酸剂等。光聚合引发剂可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
作为光自由基引发剂,可以单独或混合使用例如:二苯甲酮、苯乙酮苄基缩酮(アセトフエノンベンジルケタ一ル,acetophenone benzylketal)、苄基二甲基甲酮、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、二甲氧基苯乙酮、二甲氧基苯基苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、二苯基二亚硫酸酯、邻苯甲酰苯甲酸甲基酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙基酯(日本化药(株)制造的Kayacure EPA等)、2,4-二乙基硫代呫吨酮(日本化药(株)制造的Kayacure DETX等)、2-甲基-1-[4-(甲基)苯基]-2-吗啉代丙酮-1(Ciba-Geigy(株)制造的IRGACURE 907等)、2-二甲基氨基-2-(4-吗啉代)苯甲酰-1-苯基丙烷等2-氨基-2-苯甲酰-1-苯基链烷化合物、四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、二苯甲酰、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1酮、4,4-双二乙基氨基二苯甲酮等氨基苯衍生物、2,2’-二(2-氯苯基)-4,5,4′,5′-四苯基-1,2′-联二咪唑(保土谷化学(株)制造的B-CIM等)等咪唑化合物、2,6-二(三氯甲基)-4-(4-甲氧基萘-1-基)-1,3,5-三嗪等卤代甲基化三嗪化合物、2-三氯甲基-5-(2-苯并呋喃2-基-次乙基(エテニル))-1,3,4-噁二唑等卤代甲基噁二唑化合物等,视需要可以添加光增感剂。
作为光产酸剂,可以使用以例如Cyracure UVI-6970、Cyracure UVI-6974、Cyracure UVI-6990、Cyracure UVI-950(以上为美国Union Carbide公司制造,商品名)、IRGACURE 261(Ciba Specialty Chemicals公司制造,商品名)、SP-150、SP-151、SP-170、OPTOMER SP-171(以上为旭电化工业株式会社制造,商品名)、CG-24-61(Ciba Specialty Chemicals公司制造,商品名)、DAICATII(Daicel化学工业公司制造,商品名)、UVAC1591(Daicel·Cytec(株)公司制造,商品名)、CI-2064、CI-2639、CI-2624、CI-2481、CI-2734、CI-2855、CI-2823、CI-2758(以上为日本曹达公司制造品,商品名)、PI-2074公司制造,商品名,五氟苯基硼酸甲苯基枯烯基碘鎓盐(ペンタフルオロフエニルボレ一トトルイルクミルヨ一ドニウム塩))、FFC509(3M公司制造品,商品名)、BBI-102、BBI-101、BBI-103、MPI-103、TPS-103、MDS-103、DTS-103、NAT-103、NDS-103(MIDORI化学公司制造,商品名)、CD-1012(美国,Sartomer公司制造,商品名)等为代表的重氮鎓盐、碘鎓盐、锍盐、鏻盐、硒盐、氧鎓盐、铵盐等。
作为光聚合引发剂,从灵敏度和耐药品性等观点来看,优选咪唑化合物与氨基苯衍生物的组合、2-氨基-2-苯甲酰-1-苯基链烷化合物、卤代甲基化三嗪化合物、卤代甲基噁二唑化合物等。
本发明的感光性树脂组合物视需要可以包含热产酸剂。作为热产酸剂,可以使用以例如San-Aid SI-45、San-Aid SI-47、San-Aid SI-60、San-AidSI-60L、San-Aid SI-80、San-Aid SI-80L、San-Aid SI-100、San-Aid SI-100L、San-Aid SI-145、San-Aid SI-150、San-Aid SI-160、San-Aid SI-110L、San-AidSI-180L(以上为三新化学工业公司制品,商品名)、CI-2921、CI-2920、CI-2946、CI-3128、CI-2624、CI-2639、CI-2064(以上为日本曹达(株)公司制品,商品名)、CP-66、CP-77(旭电化工业公司制品,商品名)、FC-520(3M公司制品,商品名)等为代表的重氮鎓盐、碘鎓盐、锍盐、鏻盐、硒盐、氧鎓盐、铵盐等。
光聚合引发剂的添加量相对于感光性树脂组合物中的所述共聚物(树脂成分),为例如0.05~10重量%、优选0.5~5重量%。
这些光聚合引发剂中还可以含有用于增强光吸收能量向聚合起始自由基转换的协同剂,例如叔胺。而且,通过电子射线照射来使本发明的固化性树脂组合物固化时,并非一定要添加引发剂。
这样得到的感光性树脂组合物,通过固化可以得到固化物(固化膜等),所述固化物具有高灵敏度、高分辨率,且在具有对基体材料或基板的高密合性的同时,耐溶剂性、耐碱性等耐药品性良好。因而,作为涂料、涂布剂、粘合剂等是有用的,特别适合用作电子材料领域中的用于形成液体抗蚀剂、干膜、涂层保护膜的树脂组合物。
此外,通过感光性树脂组合物中含有颜料,还可以适用于彩色滤光片、黑矩阵(black matrix)等的颜料抗蚀剂。例如,将颜料和分散剂用涂料预混器(paint conditioner)、砂磨机(Sand Grinder)、球磨、辊磨、碎石机(Stone mill)、气流粉碎机、匀浆器等进行分散,再添加到感光性树脂组合物中,并进行混合,可以制备在液晶显示器用途中使用的彩色滤光片、黑矩阵等的颜料抗蚀剂。
作为所述颜料,可以使用蓝色颜料、绿色颜料、红色颜料、黄色颜料、紫色颜料、橙色颜料、褐色颜料、黑色颜料等各种颜色的颜料。此外,作为其结构,除了可以利用偶氮类、酞菁类、喹吖啶酮(Quinacridone)类、苯并咪唑酮(ベンツイミダゾロン,Benzimidazolone)类、异吲哚啉酮(isoindolinone)类、二噁嗪类、阴丹士林(indanthrene)类、紫环酮类等有机颜料以外,还可以使用各种无机颜料等。以下,将可使用的颜料的具体例子用颜料编号(pigment number)示出。以下列举的“C.I.颜料红2”等术语是指颜色指数(C.I.,color index)。
作为红色颜料,可以列举出C.I.颜料红(pigment red)1、2、3、4、5、6、7、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、37、38、41、47、48、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、50:1、52:1、52:2、53、53:1、53:2、53:3、57、57:1、57:2、58:4、60、63、63:1、63:2、64、64:1、68、69、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90:1、101、101:1、104、108、108:1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、216、220、221、224、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276。这其中,优选C.I.颜料红48:1、122、168、177、202、206、207、209、224、242、254,更优选C.I.颜料红177、209、224、254。
作为蓝色颜料,可以列举出C.I.颜料蓝(pigment blue)1、1:2、9、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、19、25、27、28、29、33、35、36、56、56:1、60、61、61:1、62、63、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78、79。这其中,优选C.I.颜料蓝15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6,更优选C.I.颜料蓝15:6。
作为绿色颜料,可以列举出C.I.颜料绿(pigment green)1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55。这其中,优选C.I.颜料绿7、36。
作为黄色颜料,可以列举出C.I.颜料黄(pigment yellow)1、1:1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、16、17、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、41、42、43、48、53、55、6162、62:1、63、65、73、74、75,81、83、87、93、94、95、97、100、101、104、105、108、109、110、111、116、117、119、120、126、127、127:1、128、129、133、134、136、138、139、142、147、148、150、151、153、154、155、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、172、173、174、175、176、180、181、182、183、184、185、188、189、190、191、191:1、192、193、194、195、196、197、198、199、200、202、203、204、205、206、207、208。这其中,优选C.I.颜料黄83、117、129、138、139、150、154、155、180、185,更优选C.I.颜料黄83、138、139、150、180。
作为橙色颜料,可以列举出C.I.颜料橙(pigment orange)1、2、5、13、16、17、19、20、21、22、23、24、34、36、38、39、43、46、48、49、61、62、64、65、67、68、69、70、71、72、73、74、75、77、78、79。这其中,优选C.I.颜料橙38、71。
作为紫色颜料,可以列举出C.I.颜料紫(pigment violet)1、1:1、2、2:2、3、3:1、3:3、5、5:1、14、15、16、19、23、25、27、29、31、32、37、39、42、44、47、49、50。这其中,优选C.I.颜料紫19、23、更优选C.I.颜料紫23。
此外,在使用颜料组合物(颜料)来形成彩色滤光片的树脂黑矩阵时,可以使用黑色的色料(颜料)。黑色色料可以是单独的黑色色料,也可以由红、绿、蓝等的混合形成黑色色料。此外,这些色料可以从无机或有机的颜料中适宜选择。在使用无机、有机颜料时,优选分散成平均粒径1μm以下、优选0.5μm以下来使用。
作为可以混合使用来制备黑色色料的色料,可以列举出:VICTORIAPURE BLUE(42595)、金胺O(41000)、Cathilon Brilliant Flavin(BASIC  13)、Rhodamine 6GCP(45160)、Rhodamine B(45170)、Safranine OK70:100(50240)、Erioglaucine X(42080)、No.120/Lionol Yellow(21090)、Lionol YellowGRO(21090)、Symuler Fast Yellow8GF(21105)、Benzidine Yellow4T-564D(21095)、Symuler Fast Red 4015(12355)、Lionol Red7B4401(15850)、FIRSTGEN BlueTGR-L(74160)、Lionol Blue SM(26150)、Lionol Blue ES(顾料蓝15:6)、Lionogen Red GD(颜料红168)、Lionol Green2YS(颜料绿36)等[而且,上述的()内的数字表示颜色指数(C.I.)]。
此外,其它可进一步混合使用的颜料以C.I.号表示时,可以列举出例如:C.I.黄色颜料20、24、86、93、109、110、117、125、137、138、147、148、153、154、166、C.I.橙色颜料36、43、51、55、59、61、C.I.红色颜料9、97、122、123、149、168、177、180、192、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、C.I.紫色颜料19、23、29、30、37、40、50、C.I.蓝色颜料15、15:1、15:4、22、60、64、C.I.绿色颜料7、C.I.褐色颜料23、25、26等。
此外,作为可单独使用的黑色色料,可以列举出:炭黑、乙炔黑、灯黑(Lamp Black)、骨黑(bone black)、石墨、黑色氧化铁、苯胺黑、氰黑(CyanineBlack)、钛黑等。这其中,炭黑从遮光率、图像特性的观点来看是优选的。作为炭黑的例子,可以列举出诸如以下的碳黑。
三菱化学公司制造:MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA220、MA230、MA600、#5、#10、#20、#25、#30、#32、#33、#40、#44、#45、#47、#50、#52、#55、#650、#750、#850、#950、#960、#970、#980、#990、#1000、#2200、#2300、#2350、#2400、#2600、#3050、#3150、#3250、#3600、#3750、#3950、#4000、#4010、OIL7B、OIL9B、OIL11B、OIL30B、OIL31B。
Degussa公司制造:Printex 3、Printex 3OP、Printex 30、Printex 30OP、Printex 40、Printex 45、Printex 55、Printex 60、Printex 75、Printex 80、Printex85、Printex 90、Printex A、Printex L、Printex G、Printex P、Printex U、PrintexV、Printex G、Special Black 550、Special Black 350、Special Black 250、SpecialBlack 100、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW18、Color Black FW200、Color Black S160、Color Black S170。
Cabot公司制造:Monarch120、Monarch280、Monarch460、Monarch800、Monarch880、Monarch900、Monarch1000、Monarch1100、Monarch1300、Monarch1400、Monarch4630、REGAL99、REGAL99R、REGAL415、REGAL415R、REGAL250、REGAL250R、REGAL330、REGAL400R、REGAL55R0、REGAL660R、BLACK PEARLS480、PEARLS130、VULCANXC72R、ELFTEX-8。
Columbian Carbon公司制造:RAVEN11、RAVEN14、RAVEN15、RAVEN16、RAVEN22、RAVEN30、RAVEN35、RAVEN40、RAVEN410、RAVEN420、RAVEN450、RAVEN500、RAVEN780、RAVEN850、RAVEN890H、RAVEN1000、RAVEN1020、RAVEN1040、RAVEN1060U、RAVEN1080U、RAVEN1170、RAVEN1190U、RAVEN1250、RAVEN1500、RAVEN2000、RAVEN2500U、RAVEN3500、RAVEN5000、RAVEN5250、RAVEN5750、RAVEN7000。
作为其它的黑色颜料的例子,可以使用钛黑、苯胺黑、氧化铁类黑色颜料,还可以将红色、绿色、蓝色这三色的有机颜料混合起来作为黑色颜料使用。
此外,作为颜料,可以使用硫酸钡、硫酸铅、氧化钛、铬酸铅(黄色铅)、三氧化二铁、氧化铬等。上述各种颜料也可以多种组合使用。例如,为了进行色度调整,作为颜料,可以组合使用绿色颜料和黄色颜料,或者组合使用蓝色颜料和紫色颜料。
而且,这些颜料的平均粒径优选1μm、更优选0.5μm以下(例如0.005~0.5μm)、进一步优选0.25μm以下(例如0.01~0.25μm)。
作为颜料的混合量,相对于除颜料以外的全部固体成分100重量份,优选为15~60重量份的范围。而且,在使用包含碳黑等黑色颜料的黑矩阵用组合物等时,颜料的混合量相对于除颜料以外的全部固体成分量100重量份,优选为50~150重量份的范围,更优选为70~140重量份的范围,特别优选为90~130重量份的范围。
为了使颜料分散良好,可以视需要将分散剂混合在感光性树脂组合物中。作为分散剂,可以使用例如:阳离子类、阴离子类、非离子类、两性、硅氧烷类、氟类等表面活性剂。在表面活性剂中,优选诸如以下示例的高分子表面活性剂(高分子分散剂)。
即优选使用聚氧化乙烯月桂基醚、聚氧化乙烯硬脂基醚、聚氧化乙烯油基醚等聚氧化乙烯烷基醚类;聚氧化乙烯辛基苯基醚、聚氧化乙烯壬基苯基醚等聚氧化乙烯烷基苯基醚类;聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等聚乙二醇二酯类;山梨糖醇酐脂肪酸酯类;脂肪酸改性聚酯类;叔胺改性聚氨酯类等高分子表面活性剂。
作为高分子分散剂的具体例子,以商品名表示可以列举出:EFKA(EFKAChemicals BV(EFKA)公司制造)、Disperbyk(BYK公司制造)、DISPARLON(楠本化成(株)制造)、SOLSPERSE(Zeneca公司制造)、KP(信越化学工业(株)制造)、Polyflow(共荣社化学(株)公司制造)等。它们可以单独使用1种,也可以2种以上混合使用。
这些高分子分散剂的用GPC测定的聚苯乙烯换算重均分子量(Mw)为700以上、优选1000以上,且10万以下、优选5万以下。特别是,作为氨基甲酸酯类和丙烯酸类高分子分散剂,优选Disperbyk160~166系列、Disperbyk2000、2001等(均为BYK公司制造)。
作为丙烯酸类高分子分散剂,优选使用无规共聚物、接枝共聚物、嵌段共聚物。这些共聚物可以采用公知方法来生产。
此外,分散剂还可以是颜料衍生物。作为颜料衍生物可以列举出偶氮类、酞菁类、喹吖啶酮类、苯并咪唑酮类、喹酞酮类、异吲哚啉酮类、二噁嗪类、蒽醌类、阴丹士林类、苝类、紫环酮类、二酮吡咯并吡咯类、二噁嗪类等的衍生物,这其中,优选喹酞酮类。作为颜料衍生物的取代基,可以列举出磺酸基、磺酰胺基及其季盐、邻苯二甲酰亚胺甲基、二烷基氨基烷基、羟基、羧基、酰胺基等直接或通过烷基、芳基、杂环基等结合在颜料骨架上而形成的基团、优选磺酸基。此外,这些取代基可以在一个颜料骨架上进行多取代。作为颜料衍生物的具体例子,可以列举出酞菁的磺酸衍生物、喹酞酮的磺酸衍生物、蒽醌的磺酸衍生物、喹吖啶酮的磺酸衍生物、二酮吡咯并吡咯的磺酸衍生物、二噁嗪的磺酸衍生物等。这些可以单独使用1种,也可以2种以上混合使用。此外,作为分散剂,优选将高分子分散剂与颜料衍生物组合使用。
此外,本发明的感光性树脂组合物中视需要可以混合上述成分以外的固体成分。作为这样的成分,可以列举出表面活性剂、热聚合防止剂、增塑剂、保存稳定剂、表面保护剂、密合提高剂、显影改良剂等。作为感光性树脂组合物的溶剂,可以使用作为所述聚合溶剂示例出的溶剂。
作为表面活性剂,可以使用阴离子类、阳离子类、非离子类、两性表面活性剂等各种表面活性剂,但优选使用非离子类表面活性剂,因为不会对各种特性造成不良影响。
作为表面活性剂的浓度范围,相对于组合物总量,通常为0.001~10重量%、优选0.005~1重量%、更优选0.01~0.5重量%、最优选0.03~0.3重量%的范围。
作为热聚合防止剂,可以使用例如氢醌、对甲氧基苯酚、连苯三酚、儿茶酚、2,6-叔丁基-对甲酚、β-萘酚等。热聚合防止剂的混合量相对于组合物的全部固体成分,优选为0~3重量%的范围。
作为增塑剂,可以使用例如:邻苯二甲酸二辛基酯、邻苯二甲酸二(十二烷基)酯、三乙二醇二辛酸酯、二甲基二醇邻苯二甲酸酯、磷酸三甲酚酯、己二酸二辛基酯、癸二酸二丁基酯、三乙酸甘油酯等。这些增塑剂的混合量相对于组合物的全部固体成分,优选为10重量%以下的范围。
通过使上述固化性树脂组合物固化,可以获得各种物性良好的固化物。例如,通过采用旋转涂布、狭缝涂布等方式将上述固化性树脂组合物涂布于各种基体材料或基板(支持体)上形成涂膜后,再使该涂膜固化,可以得到固化物。作为基体材料或基板,可以列举出玻璃、陶瓷、硅晶片、金属、塑料等。旋转涂布或狭缝涂布等方式的涂布可以按公知的方法来进行。
涂膜的固化可以通过加热、或者照射活性能量射线进行曝光、或者曝光后进行加热来进行。当通过热使上述固化性树脂组合物固化时,加热温度为50℃~260℃的范围、优选80℃~240℃的范围。此外,当通过光使上述固化性树脂组合物固化时,曝光中可以使用各种波长的光线、例如紫外线、X线、g线、i线、准分子激光等来进行。固化后的涂膜的厚度可以根据用途适宜选择,一般为0.1~40μm、优选0.3~20μm、更优选0.5~10μm左右。
此外,在使用上述感光性树脂组合物的情况下,通过将其涂布在支持体上,然后通过掩模进行曝光,并进行显影来形成图案,可以生产彩色滤光片。制作彩色滤光片时的规程、操作适用公知或众所周知的方法。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明并不受这些实施例的限定。而且,生成的共聚物的重均分子量(聚苯乙烯换算值)和分散度(重均分子量Mw/数均分子量Mn)是在以下的条件下测定的。
装置:
检测器:RID-10A(岛津制作所)
泵:LC-10ADVP(岛津制作所)
系统控制器:SCL-10AVP(岛津制作所)
除气器:DGU-14A(岛津制作所)
自动注射器:SIL-10AF(岛津制作所)
柱:Waters Styragel HR3,Styragel HR4,Styragel HR5共3根
流动相:THF
流量:1mL/min
温度:恒温箱(oven)(40℃)、RI(40℃)
检测器:RI POLARITY(+)
注入量:50μL
合成例1
在配备有回流冷凝器、滴液漏斗和搅拌器的1L的烧瓶中通入适量氮气来形成氮气气体氛围,加入丙二醇单甲基醚235重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯35重量份,边搅拌边加热至75℃。然后,使用滴加泵花费约4小时向该烧瓶内滴加甲基丙烯酸250重量份、巴豆酸乙烯基酯(JAPAN VAM&POVAL株式会社制造)250重量份。另一方面,使用其它滴加泵花费约4小时滴加将作为聚合引发剂的2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)30重量份溶解在丙二醇单甲基醚乙酸酯200重量份中而得到的溶液。聚合引发剂滴加完毕后,保持该温度约3小时,然后冷却至室温,得到了固体成分50.5重量%、酸值290mg-KOH/g的共聚物溶液。生成的共聚物的重均分子量Mw为19000。
合成例2
按与合成例1类似的方式实施,不同的是:将单体组成改变为甲基丙烯酸90重量份、3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-基丙烯酸酯和3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基丙烯酸酯的混合物[50∶50(摩尔比)]385重量份、以及巴豆酸乙烯基酯(JAPAN VAM&POVAL株式会社制造)25重量份。得到了固体成分50.5重量%、酸值106mg-KOH/g的共聚物溶液。生成的共聚物的重均分子量Mw为12000。
合成例3
按与合成例1类似的方式实施,不同的是:将巴豆酸乙烯基酯(JAPANVAM&POVAL株式会社制造)更换为山梨酸乙烯基酯(JAPAN VAM&POVAL株式会社制造)。得到了固体成分50.8重量%、酸值113mg-KOH/g的共聚物溶液。生成的共聚物的重均分子量Mw为19000。
合成例4
按与合成例1类似的方式实施,不同的是:将巴豆酸乙烯基酯(JAPANVAM&POVAL株式会社制造)更换为肉桂酸乙烯基酯(JAPAN VAM&POVAL株式会社制造)。得到了固体成分50.3重量%、酸值104mg-KOH/g的共聚物溶液。生成的共聚物的重均分子量Mw为15000。
合成例5
按与合成例1类似的方式实施,不同的是:将单体组成变更为甲基丙烯酸90重量份、3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-基丙烯酸酯与3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基丙烯酸酯的混合物[50∶50(摩尔比)]285重量份、甲基丙烯酸环己基酯100重量份、巴豆酸乙烯基酯(JAPAN VAM&POVAL株式会社制造)25重量份。得到了固体成分50.2重量%、酸值110mg-KOH/g的共聚物溶液。生成的共聚物的重均分子量Mw为17000。
合成例6
按与合成例1相同的方式实施,不同的是:将单体组成变更为甲基丙烯酸90重量份、3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-基丙烯酸酯与3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基丙烯酸酯的混合物[50∶50(摩尔比)]410重量份。得到了固体成分49.8重量%、酸值110mg-KOH/g的共聚物溶液。生成的共聚物的重均分子量Mw为10000。
实施例1
混合合成例1中所得的共聚物溶液50重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯49重量份和作为光聚合引发剂的IRGACURE 184(光自由基引发剂;Cibajapan株式会社制造)1重量份,得到了感光性树脂组合物。
实施例2
按与实施例1类似的方式得到了感光性树脂组合物,不同的是:将共聚物溶液更换成合成例2中所得的共聚物溶液。
实施例3
按与实施例1类似的方式得到了感光性树脂组合物,不同的是:将共聚物溶液更换成合成例3中所得的共聚物溶液。
实施例4
按与实施例1类似的方式得到了感光性树脂组合物,不同的是:将共聚物溶液更换成合成例4中所得的共聚物溶液。
实施例5
按与实施例1类似的方式得到了感光性树脂组合物,不同的是:将共聚物溶液更换成合成例5中所得的共聚物溶液。
实施例6
混合合成例2中所得的共聚物溶液49重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯48重量份、作为多官能团乙烯基化合物的二季戊四醇六丙烯酸酯(“DPHA”,Daicel·Cytec株式会社制造)2重量份和作为光聚合引发剂的IRGACURE184(光自由基引发剂;Cibajapan株式会社制造)1重量份,得到了感光性树脂组合物。
实施例7
混合合成例2中所得的共聚物溶液49重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯48重量份、作为多官能团硫醇化合物的二季戊四醇四(3-巯基丙酸)(“DPMP”、堺化学工业株式会社制造)2重量份和作为光聚合引发剂的IRGACURE 184(光自由基引发剂;Ciba japan株式会社制造)1重量份,得到了感光性树脂组合物。
实施例8
混合合成例2中所得的共聚物溶液49重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯48重量份、作为受阻胺类化合物的ADK STAB LA-57(上述式(3e)的化合物,株式会社ADEKA制造)2重量份和作为光聚合引发剂的IRGACURE 184(光自由基引发剂;Ciba japan株式会社制造)1重量份,得到了感光性树脂组合物。
实施例9
混合合成例2中所得的共聚物溶液49重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯48重量份、作为环氧化合物的CELLOXIDE 2021P(Daicel化学工业株式会社制造)2重量份和作为光聚合引发剂的IRGACURE 184(光自由基引发剂;Ciba japan株式会社制造)1重量份,得到了感光性树脂组合物。
比较例1
按与实施例1相同的方式得到了感光性树脂组合物,不同的是:将共聚物溶液更换成合成例6中所得的共聚物溶液。
比较例2
混合合成例6中所得的共聚物溶液49重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯48重量份、作为多官能团乙烯基化合物的二季戊四醇六丙烯酸酯(“DPHA”,Daicel·Cytec株式会社制造)2重量份和作为光聚合引发剂的IRGACURE184(光自由基引发剂;Ciba japan株式会社制造)1重量份,得到了感光性树脂组合物。
比较例3
混合合成例6中所得的共聚物溶液49重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯48重量份、作为多官能团硫醇化合物的二季戊四醇四(3-巯基丙酸)(“DPMP”,堺化学工业株式会社制造)2重量份和作为光聚合引发剂的IRGACURE 184(光自由基引发剂;Ciba japan株式会社制造)1重量份,得到了感光性树脂组合物。
比较例4
混合合成例6中所得的共聚物溶液49重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯48重量份、作为受阻胺类化合物的ADK STAB LA-57(上述式(3e)的化合物,株式会社ADEKA制造)2重量份和作为光聚合引发剂的IRGACURE 184(光自由基引发剂;Ciba japan株式会社制造)1重量份,得到了感光性树脂组合物。
比较例5
混合合成例6中所得的共聚物溶液49重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯48重量份、作为环氧化合物的CELLOXIDE 2021P(Daicel化学工业株式会社制造)2重量份和作为光引发剂的IRGACURE 184(光自由基引发剂;Cibajapan株式会社制造)1重量份,得到了感光性树脂组合物。
评价测试
(1)评价用测试片的制作
采用旋转涂布器将各实施例和比较例中所得的感光性树脂组合物涂布于玻璃板(基体材料)上,然后用100℃的加热板加热3分钟后,进行曝光,再将所得涂膜于200℃的恒温箱中固化30分钟,从而得到了涂膜。作为曝光量,照射了200mJ/cm2和800mJ/cm2这两个条件的光量。
(2)密合性
对于实施例和比较例,按JIS K-5600-5-6标准,通过从基体材料剥离测定了密合性。此外,按照JIS K5600-5-68.3表1测试结果的分类中规定的分类,采用下述基准下述进行了评价。
◎…为测试结果的分类的“0”。
○…为测试结果的分类的“1”。
△…为测试结果的分类的“2”。
×…为测试结果的分类的“3”、“4”。
(3)耐溶剂性
对于实施例和比较例,在用玻璃板制作的评价用测试片上,分别一滴一滴地滴加异丙醇(IPA)、甲基乙基甲酮(MEK)、N-甲基吡咯烷酮(NMP),并放置10分钟。然后,用水清洗,溶剂滴下处完全无变化的为◎,仅残留一点儿溶剂的痕迹、擦拭后即可消失的为○,残留溶剂的痕迹、擦拭后不消失的为△,整个面均变色的为×。而且,在使用用不锈钢板替代玻璃板而制作的评价用测试片的情况下,也得到相同的结果。
(4)耐碱性
对于实施例和比较例,在用玻璃板制作的评价用测试片上,一滴一滴地滴加1重量%NaOH水溶液,并放置10分钟。然后用水清洗,1重量%NaOH水溶液滴下处全无变化的为◎,仅残留一点儿溶剂的痕迹、擦拭后即可消失的为○,残留溶剂的痕迹、擦拭后不消失的为△,整个面均变色的为×。
评价测试的结果示于表1。表中,“DPHA”、“DPMP”、“ADK STABLA-57”、“CELLOXIDE 2021P”分别为实施例、比较例中记载的化合物。
由该表可知:由实施例的感光性树脂组合物得到的涂膜在对基体材料(玻璃)的密合性、耐溶剂性、耐碱性等方面均表现良好。与此相对,由比较例的感光性树脂组合物得到的涂膜的耐溶剂性、耐碱性均不好。此外,由比较例3、4的感光性树脂组合物得到的涂膜在对基体材料的密合性方面表现也不好。

Claims (13)

1.一种共聚物,其通过使至少包含乙烯基单体A、乙烯基单体B和具有3~5元环状醚基的乙烯基单体C的单体混合物聚合而得到,所述乙烯基单体A是分子内具有多个碳碳双键的乙烯基单体,但不包括(甲基)丙烯酸酯衍生物以及(甲基)丙烯酰胺衍生物,所述乙烯基单体B是具有羧基或羧酸酐基且分子内仅具有一个碳碳双键的乙烯基单体,
所述乙烯基单体A是选自下述中的至少1种化合物:
(i)在下述式(1)中,R1为任选具有取代基的烃基,R2、R3和R4相同或不同、且为氢原子或甲基,X为-COO-基,-COO-基的左端与键合有R2的碳原子键合,n=1的化合物;
(ii)在下述式(1)中,R1、R2、R3和R4相同或不同,且为氢原子或甲基,X为多元羧酸的残基,n为1~3的整数的化合物,
所述式(1)为:
而且,相对于构成共聚物的全部单体单元,对应于乙烯基单体A的单体单元在共聚物中所占的比例为1~90重量%,
相对于构成共聚物的全部单体单元,对应于乙烯基单体B的单体单元在共聚物中所占的比例为1~90重量%,
相对于构成共聚物的全部单体单元,对应于乙烯基单体C的单体单元在共聚物中所占的比例为1~90重量%。
2.权利要求1所述的共聚物,其中,乙烯基单体B是α,β-不饱和羧酸或其酸酐。
3.权利要求1或2所述的共聚物,其中,所述乙烯基单体C为具有脂环式环氧基的乙烯基单体。
4.权利要求1或2所述的共聚物,其是使下述单体混合物聚合而得到的,所述单体混合物至少包含:乙烯基单体A、乙烯基单体B、乙烯基单体C以及选自(甲基)丙烯酸酯D、芳香族单乙烯基化合物E、乙烯基烷氧基硅烷化合物F和含羟基单体G中的至少1种单体。
5.权利要求3所述的共聚物,其是使下述单体混合物聚合而得到的,所述单体混合物至少包含:乙烯基单体A、乙烯基单体B、乙烯基单体C以及选自(甲基)丙烯酸酯D、芳香族单乙烯基化合物E、乙烯基烷氧基硅烷化合物F和含羟基单体G中的至少1种单体。
6.一种固化性树脂组合物,其至少包含权利要求1~5中任一项所述的共聚物。
7.权利要求6所述的固化性树脂组合物,其还包含选自(甲基)丙烯酸烷基酯类、具有羟基的(甲基)丙烯酸酯类、聚亚烷基二醇单醚单(甲基)丙烯酸酯类、多官能团(甲基)丙烯酸酯、乙烯基芳香族化合物、酰胺类不饱和化合物、聚酯多醇的(甲基)丙烯酸酯类、聚醚多醇的(甲基)丙烯酸酯类、聚环氧化合物与(甲基)丙烯酸的加成物、在多元醇上通过多异氰酸酯导入羟基(甲基)丙烯酸酯而得到的树脂、多官能团硫醇化合物、受阻胺类化合物、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物以及乙烯基醚化合物中的至少1种化合物。
8.一种感光性树脂组合物,其包含权利要求1~6中任一项所述的共聚物以及光聚合引发剂。
9.权利要求8所述的感光性树脂组合物,其还包含选自(甲基)丙烯酸烷基酯类、具有羟基的(甲基)丙烯酸酯类、聚亚烷基二醇单醚单(甲基)丙烯酸酯类、多官能团(甲基)丙烯酸酯、乙烯基芳香族化合物、酰胺类不饱和化合物、聚酯多醇的(甲基)丙烯酸酯类、聚醚多醇的(甲基)丙烯酸酯类、聚环氧化合物与(甲基)丙烯酸的加成物、在多元醇上通过多异氰酸酯导入羟基(甲基)丙烯酸酯而得到的树脂、多官能团硫醇化合物、受阻胺类化合物、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物和乙烯基醚化合物中的至少1种化合物。
10.权利要求8或9所述的感光性树脂组合物,其还包含颜料。
11.权利要求8或9所述的感光性树脂组合物,其用于形成液体抗蚀剂、干膜、颜料抗蚀剂或者涂层保护膜。
12.一种彩色滤光片,其是使用权利要求10所述的感光性树脂组合物制作的。
13.彩色滤光片的生产方法,其中,将权利要求10所述的感光性树脂组合物涂布在支持体上,然后通过掩模进行曝光,并进行显影来形成图案。
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