CN107561860A - 感光性树脂组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可形成气体产生量少的固化膜的感光性树脂组合物、使用上述感光性树脂组合物形成的固化膜及用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤、具有上述隔堤的用于有机EL元件的基板及有机EL元件、使用上述感光性树脂组合物的固化膜及用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤的制造方法、和使用具有上述隔堤的用于有机EL元件的基板的有机EL元件的制造方法。本发明的感光性树脂组合物含有碱溶性树脂(A)、光聚合性单体(B)、光聚合引发剂(C)和在1分子中具有多个环氧基或氧杂环丁基的多官能交联性化合物(D),其中,碱溶性树脂(A)中含有具有Cardo骨架的树脂,使用环氧当量或氧杂环丁基当量为50~350g/eq的化合物作为多官能交联性化合物(D)。

Description

感光性树脂组合物及其应用
技术领域
本发明涉及可形成气体产生量少的固化膜的感光性树脂组合物、使用上述的感光性树脂组合物形成的固化膜及用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤(bank)、具有上述的隔堤的用于有机EL元件的基板及有机EL元件、使用上述的感光性树脂组合物的固化膜及用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤的制造方法、和使用具有上述的隔堤的用于有机EL元件的基板的有机EL元件的制造方法。
背景技术
以往,有机EL显示元件、滤色片(color filter)、有机TFT阵列等光学元件通过以下方式制造:在基板上形成包围像素的隔堤(分隔壁)后,在被隔堤所包围的区域内设置各种功能层。作为容易地形成这样的隔堤的方法,通过使用感光性树脂组合物的光刻法来形成隔堤的方法是已知的(参见专利文献1及专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-204805号公报
专利文献2:国际公开第2013/069789号小册子
发明内容
发明所要解决的课题
然而,按照专利文献1及2中记载的方法形成可用作隔堤的固化膜时,由固化膜产生的气体的量可能会增多。有机EL元件中,隔堤以与ITO等的电极层、发光层接触的方式被设置。而且,若电极层、发光层被由隔堤产生的气体污染,则可能会促进它们的劣化。
因此,可形成气体产生量少的固化膜的感光性树脂组合物受到期待。
本发明是鉴于上述的课题而作出的,目的在于提供可形成气体产生量少的固化膜的感光性树脂组合物、使用上述的感光性树脂组合物形成的固化膜及用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤、具有上述的隔堤的用于有机EL元件的基板及有机EL元件、使用上述的感光性树脂组合物的固化膜及用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤的制造方法、和使用具有上述的隔堤的用于有机EL元件的基板的有机EL元件的制造方法。
用于解决课题的手段
本申请的发明人发现,通过在含有碱溶性树脂(A)、光聚合性单体(B)、光聚合引发剂(C)、和在1分子中具有多个环氧基或氧杂环丁基(oxetanyl)的多官能交联性化合物(D)的感光性树脂组合物中,使碱溶性树脂(A)中含有具有Cardo骨架的树脂,并且使用环氧当量或氧杂环丁基当量为50~350g/eq的化合物作为多官能交联性化合物(D),能够解决上述的课题,从而完成了本发明。具体而言,本发明提供以下的方案。
本发明的第1方式是感光性树脂组合物,其含有碱溶性树脂(A)、光聚合性单体(B)、光聚合引发剂(C)、和在1分子中具有多个环氧基或氧杂环丁基的多官能交联性化合物(D),
碱溶性树脂(A)含有具有Cardo骨架的树脂,
多官能交联性化合物(D)的环氧当量或氧杂环丁基当量为50~350g/eq。
本发明的第2方式是固化膜,其是使第1方式涉及的感光性树脂组合物固化而形成的。
本发明的第3方式是用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤,其是使第1方式涉及的、可用于形成用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤的感光性树脂组合物固化而形成的。
本发明的第4方式是用于有机EL元件的基板,其具有第3方式涉及的隔堤。
本发明的第5方式是有机EL元件,其具有第3方式涉及的隔堤。
本发明的第6方式是固化膜的制造方法,所述方法包括下述工序:
通过涂布第1方式涉及的感光性树脂组合物,从而形成涂布膜的工序;
将涂布膜曝光的工序;和
将经曝光的涂布膜固化的工序。
本发明的第7方式是在基板上制造用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤的方法,所述方法包括下述工序:
通过涂布第1方式涉及的、可用于形成用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤的感光性树脂组合物,从而在基板上形成涂布膜的工序;
位置选择性地将涂布膜中的与隔堤的位置对应的部位曝光的工序;
将经曝光的涂布膜显影的工序;和
将经显影的涂布膜固化的工序。
本发明的第8方式是有机EL元件的制造方法,所述方法包括下述工序:在第4方式涉及的用于有机EL元件的基板中的由隔堤划分出的区域内形成发光层。
发明的效果
通过本发明,能够提供可形成气体产生量少的固化膜的感光性树脂组合物、使用上述的感光性树脂组合物形成的固化膜及用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤、具有上述的隔堤的用于有机EL元件的基板及有机EL元件、使用上述的感光性树脂组合物的固化膜及用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤的制造方法、和使用具有上述的隔堤的用于有机EL元件的基板的有机EL元件的制造方法。
具体实施方式
以下,基于优选的实施方式对本发明进行说明。需要说明的是,只要没有特别说明,则本说明书中的“~”表示以上(下限值)至以下(上限值)。
《感光性树脂组合物》
感光性树脂组合物含有碱溶性树脂(A)、光聚合性单体(B)、光聚合引发剂(C)、和在1分子中具有多个环氧基或氧杂环丁基的多官能交联性化合物(D)。
碱溶性树脂(A)包含具有Cardo骨架的树脂。
多官能交联性化合物(D)的环氧当量或氧杂环丁基当量为50~350g/eq。
具有上述构成的感光性树脂组合物可形成气体的产生被抑制的固化膜。
以下,对感光性树脂组合物的必需或任选成分、和感光性树脂组合物的制备方法进行说明。
<碱溶性树脂(A)>
感光性树脂组合物含有碱溶性树脂(A)(本说明书中,也记为“(A)成分”。)。碱溶性树脂(A)包含(A1)具有Cardo结构的树脂(以下,也记为“(A1)Cardo树脂”。)。
此处,本说明书中,碱溶性树脂(A)是指在分子内含有具有碱溶性的官能团(例如,酚式羟基、羧基、磺酸基等)的树脂。
关于本实施方式的感光性树脂组合物能形成气体的产生被抑制的固化膜这一点,虽然并不确定,但认为受到以下的影响。
即,首先,(A1)Cardo树脂具有Cardo结构的大体积。
另一方面,在使用感光性树脂组合物形成固化膜时,(A1)Cardo树脂与在1分子中具有多个环氧基或氧杂环丁基的多官能交联性化合物(D)之间产生交联。
认为这些影响相互作用,从而在使用感光性树脂组合物形成固化膜时,在对具有感光性树脂组合物的固化膜的层叠结构体进行加工而形成各种元件时,以及在使用具有感光性树脂组合物的固化膜的各种元件时等时候,可抑制由固化膜产生气体。
(A1)具有Cardo骨架的树脂只要是具有规定的碱溶性的树脂,就没有特别限制。所谓Cardo骨架,是指在构成第1环状结构的1个环碳原子上键合有第2环状结构和第3环状结构的骨架。需要说明的是,第2环状结构与第3环状结构可以是相同的结构,也可以是不同的结构。
作为Cardo骨架的代表例,可举出在芴环的9位的碳原子上键合有2个芳香环(例如苯环)的骨架。
作为(A1)具有Cardo结构的树脂,没有特别限制,可使用现有已知的树脂。其中,优选下述式(a-1)表示的树脂。
[化学式1]
式(a-1)中,Xa表示下述式(a-2)表示的基团。m1表示0~20的整数。
[化学式2]
上述式(a-2)中,Ra1各自独立地表示氢原子、碳原子数1~6的烃基、或卤素原子,Ra2各自独立地表示氢原子或甲基,Ra3各自独立地表示直链或支链的亚烷基,m2表示0或1,Wa表示下述式(a-3)表示的基团。
[化学式3]
式(a-2)中,作为Ra3,优选碳原子数1~20的亚烷基,更优选碳原子数1~10的亚烷基,特别优选碳原子数1~6的亚烷基,最优选乙烷-1,2-二基、丙烷-1,2-二基、及丙烷-1,3-二基。
式(a-3)中的环A表示可与芳香族环稠合、也可具有取代基的脂肪族环。脂肪族环可以是脂肪族烃环,也可以是脂肪族杂环。
作为脂肪族环,可举出单环烷烃、双环烷烃、三环烷烃、四环烷烃等。
具体而言,可举出环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷等单环烷烃、金刚烷、降冰片烷、异冰片烷、三环癸烷、四环十二烷。
可与脂肪族环稠合的芳香族环可以是芳香族烃环,也可以是芳香族杂环,优选芳香族烃环。具体而言,优选苯环和萘环。
作为式(a-3)表示的2价基团的优选的例子,可举出下述的基团。
[化学式4]
式(a-1)中的2价基团Xa可通过使提供残基Za的四羧酸二酐与下式(a-2a)表示的二元醇化合物反应而向(A1)Cardo树脂中导入。
[化学式5]
式(a-2a)中,Ra1、Ra2、Ra3、及m2如关于式(a-2)所说明的那样。关于式(a-2a)中的环A,如关于式(a-3)所说明的那样。
式(a-2a)表示的二元醇化合物例如可利用以下的方法制造。
首先,根据需要,按照常规方法,将下述式(a-2b)表示的二元醇化合物所具有的酚式羟基中的氢原子取代为-Ra3-OH表示的基团,然后,使用表氯醇等进行缩水甘油基化,得到下述式(a-2c)表示的环氧化合物。
接下来,使式(a-2c)表示的环氧化合物与丙烯酸或甲基丙烯酸反应,由此可得到式(a-2a)表示的二元醇化合物。
式(a-2b)及式(a-2c)中,Ra1、Ra3、及m2如关于式(a-2)所说明的那样。关于式(a-2b)及式(a-2c)中的环A,如关于式(a-3)所说明的那样。
需要说明的是,式(a-2a)表示的二元醇化合物的制造方法并不限于上述的方法。
[化学式6]
作为式(a-2b)表示的二元醇化合物的优选的例子,可举出以下的二元醇化合物。
[化学式7]
上述式(a-1)中,Ra0为氢原子或-CO-Ya-COOH表示的基团。此处,Ya表示从二羧酸酐中除去酸酐基(-CO-O-CO-)而得到的残基。作为二羧酸酐的例子,可举出马来酸酐、琥珀酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、氯菌酸酐(Chlorendic Anhydride)、甲基四氢邻苯二甲酸酐、戊二酸酐等。
另外,上述式(a-1)中,Za表示从四羧酸二酐中除去2个酸酐基而得到的残基。作为四羧酸二酐的例子,可举出下述式(a-4)表示的四羧酸二酐、均苯四甲酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、二苯基醚四甲酸二酐等。
另外,上述式(a-1)中,m表示0~20的整数。
[化学式8]
(式(a-4)中,Ra4、Ra5、及Ra6各自独立地表示选自由氢原子、碳原子数1~10的烷基及氟原子组成的组中的1种,m3表示0~12的整数。)
可选作式(a-4)中的Ra4的烷基是碳原子数为1~10的烷基。通过将烷基所具有的碳原子数设定为上述范围,可进一步提高得到的羧酸酯的耐热性。Ra4为烷基时,从容易得到耐热性优异的Cardo树脂方面考虑,其碳原子数优选为1~6,更优选为1~5,进一步优选为1~4,特别优选为1~3。
Ra4为烷基时,该烷基可以为直链状,也可以为支链状。
作为式(a-4)中的Ra4,从容易得到耐热性优异的Cardo树脂方面考虑,各自独立地更优选为氢原子或碳原子数1~10的烷基。式(a-4)中的Ra4更优选为氢原子、甲基、乙基、正丙基或异丙基,特别优选为氢原子或甲基。
从容易制备高纯度的四羧酸二酐方面考虑,式(a-4)中的多个Ra4优选为相同基团。
式(a-4)中的m3表示0~12的整数。通过使m3的值为12以下,从而能容易进行四羧酸二酐的纯化。
从容易进行四羧酸二酐的纯化方面考虑,m3的上限优选为5,更优选为3。
从四羧酸二酐的化学稳定性方面考虑,m3的下限优选为1,更优选为2。
式(a-4)中的m3特别优选为2或3。
可选作式(a-4)中的Ra5及Ra6的碳原子数1~10的烷基与可选作Ra4的碳原子数1~10的烷基同样。
从容易进行四羧酸二酐的纯化方面考虑,Ra5及Ra6优选为氢原子或碳原子数1~10(优选为1~6,更优选为1~5,进一步优选为1~4,特别优选为1~3)的烷基,特别优选为氢原子或甲基。
作为式(a-4)表示的四羧酸二酐,例如,可举出降冰片烷-2-螺-α-环戊酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐(别名为“降冰片烷-2-螺-2’-环戊酮-5’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐”)、甲基降冰片烷-2-螺-α-环戊酮-α’-螺-2”-(甲基降冰片烷)-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环己酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐(别名为“降冰片烷-2-螺-2’-环己酮-6’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐”)、甲基降冰片烷-2-螺-α-环己酮-α’-螺-2”-(甲基降冰片烷)-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环丙酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环丁酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环庚酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环辛酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环壬酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环癸酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环十一烷酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环十二烷酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环十三烷酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环十四烷酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-环十五烷酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-(甲基环戊酮)-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐、降冰片烷-2-螺-α-(甲基环己酮)-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐等。
(A1)Cardo树脂的重均分子量优选为1000~40000,更优选为2000~30000。通过为上述的范围,从而可在得到良好的显影性的同时,得到充分的耐热性、膜强度。
碱溶性树脂(A)可包含(A1)Cardo树脂以外的碱溶性树脂。作为所述碱溶性树脂,可举出(A2)丙烯酸系树脂。
作为(A2)丙烯酸系树脂,使用包含来源于(甲基)丙烯酸的结构单元和/或来源于(甲基)丙烯酸酯的结构单元的丙烯酸系树脂。(甲基)丙烯酸为丙烯酸或甲基丙烯酸。(甲基)丙烯酸酯是下述式(a-5)表示的物质,只要不妨碍本发明的目的,就没有特别限制。
[化学式9]
上述式(a-5)中,Ra7为氢原子或甲基,Ra8为一价有机基团。对于该有机基团而言,可在该有机基团中包含杂原子等烃基以外的键、取代基。另外,该有机基团可以是直链状、支链状、环状中的任何。
作为Ra8的有机基团中的烃基以外的取代基,只要不损害本发明的效果,就没有特别限制,可举出卤素原子、羟基、巯基、硫醚基(sulfide group)、氰基、异氰基、氰酸酯基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、甲硅烷基、硅烷醇基、烷氧基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、硫代氨基甲酰基、硝基、亚硝基、羧基、羧酸盐/酯基(carboxylate group)、酰基、酰氧基、亚磺基(sulfino group)、磺酸基、磺酸盐/酯基(sulfonato group)、膦基(phosphinogroup)、氧膦基(phosphinyl group)、膦酰基(phosphono group)、膦酸盐/酯基(phosphonato group)、羟基亚氨基、烷基醚基、烷基硫醚基、芳基醚基、芳基硫醚基、氨基(-NH2、-NHR、-NRR’:R及R’各自独立地表示烃基)等。上述取代基中包含的氢原子可被烃基取代。另外,上述取代基中包含的烃基可以是直链状、支链状、及环状中的任何。
作为Ra8,优选烷基、芳基、芳烷基、或杂环基,这些基团可被卤素原子、羟基、烷基、或杂环基取代。另外,这些基团包含亚烷基部分时,亚烷基部分可被醚键、硫醚键、酯键中断。
烷基为直链状或支链状的烷基时,其碳原子数优选为1~20,更优选为1~15,特别优选为1~10。作为优选的烷基的例子,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基、异癸基等。
烷基为脂环式基团或包含脂环式基团的基团时,作为烷基中包含的优选的脂环式基团,可举出环戊基及环己基等单环的脂环式基团、金刚烷基、降冰片基、异冰片基、三环壬基、三环癸基、及四环十二烷基等多环的脂环式基团。
另外,(A2)丙烯酸系树脂可进一步聚合有(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯以外的其他化合物。作为这样的其他化合物,可举出(甲基)丙烯酰胺类、不饱和羧酸类、烯丙基化合物、乙烯基醚类、乙烯基酯类、苯乙烯类等。这些化合物可单独使用或组合2种以上而使用。
作为(甲基)丙烯酰胺类,可举出(甲基)丙烯酰胺、N-烷基(甲基)丙烯酰胺、N-芳基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二烷基(甲基)丙烯酰胺、N,N-芳基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基-N-苯基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基乙基-N-甲基(甲基)丙烯酰胺等。
作为不饱和羧酸类,可举出巴豆酸等单羧酸;马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸等二羧酸;这些二羧酸的酐;等等。
作为烯丙基化合物,可举出乙酸烯丙酯、己酸烯丙酯、辛酸烯丙酯、月桂酸烯丙酯、棕榈酸烯丙酯、硬脂酸烯丙酯、苯甲酸烯丙酯、乙酰乙酸烯丙酯、乳酸烯丙酯等烯丙基酯类;烯丙氧基乙醇;等等。
作为乙烯基醚类,可举出己基乙烯基醚、辛基乙烯基醚、癸基乙烯基醚、乙基己基乙烯基醚、甲氧基乙基乙烯基醚、乙氧基乙基乙烯基醚、氯乙基乙烯基醚、1-甲基-2,2-二甲基丙基乙烯基醚、2-乙基丁基乙烯基醚、羟基乙基乙烯基醚、二乙二醇乙烯基醚、二甲基氨基乙基乙烯基醚、二乙基氨基乙基乙烯基醚、丁基氨基乙基乙烯基醚、苄基乙烯基醚、四氢糠基乙烯基醚等烷基乙烯基醚;乙烯基苯基醚、乙烯基甲苯基醚、乙烯基氯苯基醚、乙烯基-2,4-二氯苯基醚、乙烯基萘基醚、乙烯基蒽基醚等乙烯基芳基醚;等等。
作为乙烯基酯类,可举出丁酸乙烯酯、异丁酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯酯、二乙基乙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、己酸乙烯酯、氯乙酸乙烯酯、二氯乙酸乙烯酯、甲氧基乙酸乙烯酯、丁氧基乙酸乙烯酯、苯基乙酸乙烯酯、乙酰乙酸乙烯酯、乳酸乙烯酯、β-苯基丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、水杨酸乙烯酯、氯苯甲酸乙烯酯、四氯苯甲酸乙烯酯、萘甲酸乙烯酯等。
作为苯乙烯类,可举出苯乙烯;甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、二乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、己基苯乙烯、环己基苯乙烯、癸基苯乙烯、苄基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、三氟甲基苯乙烯、乙氧基甲基苯乙烯、乙酰氧基甲基苯乙烯等烷基苯乙烯;甲氧基苯乙烯、4-甲氧基-3-甲基苯乙烯、二甲氧基苯乙烯等烷氧基苯乙烯;氯苯乙烯、二氯苯乙烯、三氯苯乙烯、四氯苯乙烯、五氯苯乙烯、溴苯乙烯、二溴苯乙烯、碘苯乙烯、氟苯乙烯、三氟苯乙烯、2-溴-4-三氟甲基苯乙烯、4-氟-3-三氟甲基苯乙烯等卤代苯乙烯;等等。
对于(A2)丙烯酸系树脂中的来源于(甲基)丙烯酸的结构单元的量和来源于(甲基)丙烯酸酯的结构单元的量而言,在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制。相对于丙烯酸系树脂的质量而言,(A2)丙烯酸系树脂中的来源于(甲基)丙烯酸的结构单元的量优选为5~50质量%,更优选为10~30质量%。另外,相对于丙烯酸系树脂的质量而言,(A2)丙烯酸系树脂中的来源于(甲基)丙烯酸酯的结构单元的量优选为10~95质量%,更优选为30~90质量%。
对于(A2)丙烯酸系树脂中的、来源于(甲基)丙烯酸的结构单元的量与来源于(甲基)丙烯酸酯的结构单元的量的总量而言,在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制,相对于(A2)丙烯酸系树脂的质量,优选为5~100质量%,更优选为10~100质量%。
(A2)丙烯酸系树脂的重均分子量优选为2000~200000,更优选为5000~30000。通过为上述的范围,存在容易获得感光性树脂组合物的膜形成能力、曝光后的显影性的均衡性的倾向。
(A1)Cardo树脂的质量在碱溶性树脂(A)的质量中所占的比例优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,特别优选为90质量%以上,最优选为100质量%。
相对于不包括后述的有机溶剂(S)的质量在内的感光性树脂组合物的质量而言,(A)碱溶性树脂的含量优选为20~85质量%,更优选为25~75质量%。通过为上述的范围,从而能形成不易产生气体的固化膜,容易得到显影性优异的感光性树脂组合物。
<光聚合性单体(B)>
作为光聚合性单体(B),可优选使用具有烯键式不饱和基团的单体。该具有烯键式不饱和基团的单体包括单官能单体和多官能单体。
作为单官能单体,可举出(甲基)丙烯酰胺、羟甲基(甲基)丙烯酰胺、甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、丙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、丁氧基甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、富马酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐、丁烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、叔丁基丙烯酰胺磺酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基-2-羟丙酯、2-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟丙基邻苯二甲酸酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、邻苯二甲酸衍生物的(甲基)丙烯酸半酯等。这些单官能单体可单独使用或组合2种以上而使用。
另一方面,作为多官能单体,可举出二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸四乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、二(甲基)丙烯酸1,6-己二醇酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基多乙氧基苯基)丙烷、2-羟基-3-(甲基)丙烯酰氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二(甲基)丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油聚缩水甘油醚聚(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(urethane(meth)acrylate)(即,甲苯二异氰酸酯、三甲基1,6-己二异氰酸酯或1,6-己二异氰酸酯等与(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的反应产物)、亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺亚甲基醚、多元醇与N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺的缩合物等多官能单体、1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪(triacrylformal)等。这些多官能单体可单独使用或组合2种以上而使用。
这些具有烯键式不饱和基团的单体中,从存在提高感光性树脂组合物与基板的密合性、感光性树脂组合物的固化后的强度的倾向方面考虑,优选3官能以上的多官能单体,更优选4官能以上的多官能单体,进一步优选5官能以上的多官能单体。
对于光聚合性单体(B)在组合物中的含量而言,相对于不包括后述的有机溶剂(S)的质量在内的感光性树脂组合物的质量,优选为1~50质量%,更优选为5~40质量%。通过为上述的范围,从而存在容易获得敏感度、显影性、分辨率的均衡性的倾向。
<光聚合引发剂(C)>
作为光聚合引发剂(C),没有特别限制,可使用现有已知的光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂(C),具体而言,可举出1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-〔4-(2-羟基乙氧基)苯基〕-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、双(4-二甲基氨基苯基)酮、2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-吗啉基(morpholino)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁烷-1-酮、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙酰肟)、(9-乙基-6-硝基-9H-咔唑-3-基)[4-(2-甲氧基-1-甲基乙氧基)-2-甲基苯基]甲酮O-乙酰肟、2-(苯甲酰氧基亚氨基)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1-辛酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、4-苯甲酰基-4’-甲基二甲基硫醚、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸丁酯、4-二甲基氨基-2-乙基己基苯甲酸、4-二甲基氨基-2-异戊基苯甲酸、苯偶酰-β-甲氧基乙基缩醛、苯偶酰二甲基缩酮、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮、噻吨、2-氯噻吨、2,4-二乙基噻吨、2-甲基噻吨、2-异丙基噻吨、2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯(cumene hydroperoxide)、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑、2-(邻氯苯基)-4,5-二(间甲氧基苯基)-咪唑二聚物、二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、4,4’-双二甲基氨基二苯甲酮、4,4’-双二乙基氨基二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、3,3-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、苯偶酰、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻正丁基醚、苯偶姻异丁基醚、苯偶姻丁基醚、苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、对二甲基苯乙酮、对二甲基氨基苯丙酮、二氯苯乙酮、三氯苯乙酮、对叔丁基苯乙酮、对二甲基氨基苯乙酮、对叔丁基三氯苯乙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、α,α-二氯-4-苯氧基苯乙酮、噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、二苯并环庚酮、4-二甲基氨基苯甲酸戊酯、9-苯基吖啶、1,7-双-(9-吖啶基)庚烷、1,5-双-(9-吖啶基)戊烷、1,3-双-(9-吖啶基)丙烷、对甲氧基三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)均三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯基均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯基均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基均三嗪等。这些光聚合引发剂可单独使用或组合2种以上而使用。
上述光聚合引发剂中,从敏感度方面考虑,特别优选使用肟系光聚合引发剂。肟系光聚合引发剂中,作为特别优选的例子,可举出O-乙酰基-1-[6-(2-甲基苯甲酰基)-9-乙基-9H-咔唑-3-基]乙酮肟、1-[9-乙基-6-(吡咯-2-基羰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙酰肟)及1-[4-(苯硫基)]-1,2-辛二酮-2-(O-苯甲酰基肟)(1,2-octanedione,1-[4-(phenylthio)-,2-(O-benzoyloxime)])。
另外,作为光聚合引发剂,还优选使用下述式(c1)表示的肟系化合物。
[化学式10]
(Rc1为选自由一价有机基团、氨基、卤素、硝基及氰基组成的组中的基团,
n1为0~4的整数,
n2为0或1,
Rc2为可具有取代基的苯基或可具有取代基的咔唑基,
Rc3为氢原子或碳原子数1~6的烷基。)
式(c1)中,Rc1只要在不妨碍本发明的目的的范围内即没有特别限制,可从各种有机基团中适当选择。作为Rc1为有机基团时的优选例,可举出烷基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、饱和脂肪族酰基、饱和脂肪族酰氧基、烷氧基羰基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯氧基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的苯氧基羰基、可具有取代基的苯甲酰氧基、可具有取代基的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘氧基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的萘氧基羰基、可具有取代基的萘甲酰氧基、可具有取代基的萘基烷基、可具有取代基的杂环基、氨基、被1个或2个有机基团取代的氨基、吗啉-1-基及哌嗪-1-基、卤素、硝基及氰基等。n1为2~4的整数的情况下,Rc1可以相同也可以不同。另外,取代基的碳原子数中不包括该取代基所进一步具有的取代基的碳原子数。
Rc1为烷基时,碳原子数优选为1~20,碳原子数更优选为1~6。另外,Rc1为烷基时,可以为直链,也可以为支链。作为Rc1为烷基时的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基及异癸基等。另外,Rc1为烷基时,烷基的碳链中可以含有醚键(-O-)。作为碳链中具有醚键的烷基的例子,可举出甲氧基乙基、乙氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、丙氧基乙氧基乙基及甲氧基丙基等。
Rc1为烷氧基时,碳原子数优选为1~20,碳原子数更优选为1~6。另外,Rc1为烷氧基时,可以为直链,也可以为支链。作为Rc1为烷氧基时的具体例,可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、仲戊氧基、叔戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、异辛氧基、仲辛氧基、叔辛氧基、正壬氧基、异壬氧基、正癸氧基及异癸氧基等。另外,Rc1为烷氧基时,烷氧基的碳链中可以含有醚键(-O-)。作为碳链中具有醚键的烷氧基的例子,可举出甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基、甲氧基乙氧基乙氧基、乙氧基乙氧基乙氧基、丙氧基乙氧基乙氧基及甲氧基丙氧基等。
Rc1为环烷基或环烷氧基时,碳原子数优选为3~10,碳原子数更优选为3~6。作为Rc1为环烷基时的具体例,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基及环辛基等。作为Rc1为环烷氧基时的具体例,可举出环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环庚氧基及环辛氧基等。
Rc1为饱和脂肪族酰基或饱和脂肪族酰氧基时,碳原子数优选为2~20,碳原子数更优选为2~7。作为Rc1为饱和脂肪族酰基时的具体例,可举出乙酰基、丙酰基、正丁酰基、2-甲基丙酰基、正戊酰基、2,2-二甲基丙酰基、正己酰基、正庚酰基、正辛酰基、正壬酰基、正癸酰基、正十一烷酰基、正十二烷酰基、正十三烷酰基、正十四烷酰基、正十五烷酰基及正十六烷酰基等。作为Rc1为饱和脂肪族酰氧基时的具体例,可举出乙酰氧基、丙酰氧基、正丁酰氧基、2-甲基丙酰氧基、正戊酰氧基、2,2-二甲基丙酰氧基、正己酰氧基、正庚酰氧基、正辛酰氧基、正壬酰氧基、正癸酰氧基、正十一烷酰氧基、正十二烷酰氧基、正十三烷酰氧基、正十四烷酰氧基、正十五烷酰氧基及正十六烷酰氧基等。
Rc1为烷氧基羰基时,碳原子数优选为2~20,碳原子数更优选为2~7。作为Rc1为烷氧基羰基时的具体例,可举出甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、异丙氧基羰基、正丁氧基羰基、异丁氧基羰基、仲丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、正戊氧基羰基、异戊氧基羰基、仲戊氧基羰基、叔戊氧基羰基、正己氧基羰基、正庚氧基羰基、正辛氧基羰基、异辛氧基羰基、仲辛氧基羰基、叔辛氧基羰基、正壬氧基羰基、异壬氧基羰基、正癸氧基羰基及异癸氧基羰基等。
Rc1为苯基烷基时,碳原子数优选为7~20,碳原子数更优选为7~10。另外,Rc1为萘基烷基时,碳原子数优选为11~20,碳原子数更优选为11~14。作为Rc1为苯基烷基时的具体例,可举出苄基、2-苯基乙基、3-苯基丙基及4-苯基丁基。作为Rc1为萘基烷基时的具体例,可举出α-萘基甲基、β-萘基甲基、2-(α-萘基)乙基及2-(β-萘基)乙基。Rc1为苯基烷基或萘基烷基时,Rc1可以在苯基或萘基上进一步具有取代基。
Rc1为杂环基时,杂环基为含有1个以上N、S、O的5元或6元的单环,或者为所述单环彼此稠合、或所述单环与苯环稠合而成的杂环基。杂环基为稠合环时,环数为3以下。作为构成所述杂环基的杂环,可举出呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、异噁唑、噻唑、噻二唑、异噻唑、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、异吲哚、中氮茚(indolizine)、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、喹啉、异喹啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉(cinnoline)及喹喔啉等。Rc1为杂环基时,杂环基可以进一步具有取代基。
Rc1为被1个或2个有机基团取代的氨基时,关于有机基团的优选例,可举出碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~10的环烷基、碳原子数2~20的饱和脂肪族酰基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的碳原子数7~20的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的碳原子数11~20的萘基烷基、及杂环基等。这些优选的有机基团的具体例与Rc1同样。作为被1个或2个有机基团取代的氨基的具体例,可举出甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、正丙基氨基、二正丙基氨基、异丙基氨基、正丁基氨基、二正丁基氨基、正戊基氨基、正己基氨基、正庚基氨基、正辛基氨基、正壬基氨基、正癸基氨基、苯基氨基、萘基氨基、乙酰基氨基、丙酰基氨基、正丁酰基氨基、正戊酰基氨基、正己酰基氨基、正庚酰基氨基、正辛酰基氨基、正癸酰基氨基、苯甲酰基氨基、α-萘甲酰基氨基及β-萘甲酰基氨基等。
Rc1中含有的苯基、萘基及杂环基进一步具有取代基时,作为该取代基,可举出碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数2~7的饱和脂肪族酰基、碳原子数2~7的烷氧基羰基、碳原子数2~7的饱和脂肪族酰氧基、具有碳原子数1~6的烷基的单烷基氨基、具有碳原子数1~6的烷基的二烷基氨基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基、卤素、硝基及氰基等。Rc1中含有的苯基、萘基及杂环基进一步具有取代基时,该取代基的数目在不妨碍本发明的目的的范围内没有限制,优选为1~4。Rc1中含有的苯基、萘基及杂环基具有多个取代基时,多个取代基可以相同也可以不同。
Rc1中,从化学稳定、空间位阻小、肟酯化合物容易合成等方面考虑,优选为选自由碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基及碳原子数2~7的饱和脂肪族酰基组成的组中的基团,更优选为碳原子数1~6的烷基,特别优选为甲基。
针对Rc1所键合的苯基,将苯基与肟酯化合物的主骨架的化学键的位置作为1位、将甲基的位置作为2位的情况下,Rc1在苯基上键合的位置优选为4位或5位,更优选为5位。另外,n1优选为0~3的整数,更优选为0~2的整数,特别优选为0或1。
Rc2为可具有取代基的苯基或可具有取代基的咔唑基。另外,Rc2为可具有取代基的咔唑基时,咔唑基上的氮原子可以被碳原子数1~6的烷基取代。
Rc2中,苯基或咔唑基所具有的取代基在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制。作为苯基或咔唑基的碳原子上可具有的优选取代基的例子,可举出碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数3~10的环烷基、碳原子数3~10的环烷氧基、碳原子数2~20的饱和脂肪族酰基、碳原子数2~20的烷氧基羰基、碳原子数2~20的饱和脂肪族酰氧基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯氧基、可具有取代基的苯硫基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的苯氧基羰基、可具有取代基的苯甲酰氧基、可具有取代基的碳原子数7~20的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘氧基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的萘氧基羰基、可具有取代基的萘甲酰氧基、可具有取代基的碳原子数11~20的萘基烷基、可具有取代基的杂环基、可具有取代基的杂环基羰基、氨基、被1个或2个有机基团取代的氨基、吗啉-1-基及哌嗪-1-基、卤素、硝基及氰基等。
Rc2为咔唑基时,作为咔唑基的氮原子上可具有的优选取代基的例子,可举出碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~10的环烷基、碳原子数2~20的饱和脂肪族酰基、碳原子数2~20的烷氧基羰基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的苯氧基羰基、可具有取代基的碳原子数7~20的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的萘氧基羰基、可具有取代基的碳原子数11~20的萘基烷基、可具有取代基的杂环基及可具有取代基的杂环基羰基等。这些取代基中,优选为碳原子数1~20的烷基,更优选为碳原子数1~6的烷基,特别优选为乙基。
对于苯基或咔唑基可具有的取代基的具体例而言,关于烷基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、饱和脂肪族酰基、烷氧基羰基、饱和脂肪族酰氧基、可具有取代基的苯基烷基、可具有取代基的萘基烷基、可具有取代基的杂环基及被1个或2个有机基团取代的氨基,与Rc1同样。
Rc2中,苯基或咔唑基所具有的取代基中包含的苯基、萘基及杂环基进一步具有取代基时,作为该取代基的例子,可举出碳原子数1~6的烷基;碳原子数1~6的烷氧基;碳原子数2~7的饱和脂肪族酰基;碳原子数2~7的烷氧基羰基;碳原子数2~7的饱和脂肪族酰氧基;苯基;萘基;苯甲酰基;萘甲酰基;被选自由碳原子数1~6的烷基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基及苯基组成的组中的基团取代的苯甲酰基;具有碳原子数1~6的烷基的单烷基氨基;具有碳原子数1~6的烷基的二烷基氨基;吗啉-1-基;哌嗪-1-基;卤素;硝基;氰基。苯基或咔唑基所具有的取代基中包含的苯基、萘基及杂环基进一步具有取代基时,该取代基的数目在不妨碍本发明的目的的范围内没有限制,优选为1~4。苯基、萘基及杂环基具有多个取代基时,多个取代基可以相同也可以不同。
Rc2中,从容易得到敏感度优异的光聚合引发剂的方面考虑,优选为下述式(c2)或(c3)表示的基团,更优选为下述式(c2)表示的基团,特别优选A为S的下述式(c2)表示的基团。
[化学式11]
(Rc4为选自由一价有机基团、氨基、卤素、硝基及氰基组成的组中的基团,A为S或O,n3为0~4的整数。)
[化学式12]
(Rc5及Rc6各自为一价有机基团。)
式(c2)中的Rc4为有机基团时,可以在不妨碍本发明的目的的范围内从各种有机基团中进行选择。作为式(c2)中的Rc4为有机基团时的优选例,可举出碳原子数1~6的烷基;碳原子数1~6的烷氧基;碳原子数2~7的饱和脂肪族酰基;碳原子数2~7的烷氧基羰基;碳原子数2~7的饱和脂肪族酰氧基;苯基;萘基;苯甲酰基;萘甲酰基;被选自由碳原子数1~6的烷基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基及苯基组成的组中的基团取代的苯甲酰基;具有碳原子数1~6的烷基的单烷基氨基;具有碳原子数1~6的烷基的二烷基氨基;吗啉-1-基;哌嗪-1-基;卤素;硝基;氰基。
Rc4中,优选为苯甲酰基;萘甲酰基;被选自由碳原子数1~6的烷基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基及苯基组成的组中的基团取代的苯甲酰基;硝基,更优选为苯甲酰基;萘甲酰基;2-甲基苯基羰基;4-(哌嗪-1-基)苯基羰基;4-(苯基)苯基羰基。
另外,式(c2)中,n3优选为0~3的整数,更优选为0~2的整数,特别优选为0或1。n3为1时,Rc4的键合位置优选相对于Rc4所键合的苯基与氧原子或硫原子键合的化学键为对位。
在不妨碍本发明的目的的范围内,式(c3)中的Rc5可以从各种有机基团中进行选择。作为Rc5的优选例,可举出碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~10的环烷基、碳原子数2~20的饱和脂肪族酰基、碳原子数2~20的烷氧基羰基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的苯氧基羰基、可具有取代基的碳原子数7~20的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的萘氧基羰基、可具有取代基的碳原子数11~20的萘基烷基、可具有取代基的杂环基及可具有取代基的杂环基羰基等。
Rc5中,优选为碳原子数1~20的烷基,更优选为碳原子数1~6的烷基,特别优选为乙基。
式(c3)中的Rc6在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制,可以从各种有机基团中进行选择。关于适合作为Rc6的基团的具体例,可举出碳原子数1~20的烷基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的萘基及可具有取代基的杂环基。这些基团中,作为Rc6,更优选为可具有取代基的苯基,特别优选为2-甲基苯基。
Rc4、Rc5或Rc6中包含的苯基、萘基及杂环基进一步具有取代基时,作为该取代基,可举出碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数2~7的饱和脂肪族酰基、碳原子数2~7的烷氧基羰基、碳原子数2~7的饱和脂肪族酰氧基、具有碳原子数1~6的烷基的单烷基氨基、具有碳原子数1~6的烷基的二烷基氨基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基、卤素、硝基及氰基等。Rc4、Rc5或Rc6中包含的苯基、萘基及杂环基进一步具有取代基时,该取代基的数目在不妨碍本发明的目的的范围内没有限制,优选为1~4。Rc4、Rc5或Rc6中包含的苯基、萘基及杂环基具有多个取代基时,多个取代基可以相同也可以不同。
式(c1)中的Rc3为氢原子或碳原子数1~6的烷基。作为Rc3,优选为甲基或乙基,更优选为甲基。
对于式(c1)表示的肟酯化合物而言,n2为0时,例如,可以按下述合成路径1来合成。具体而言,使用下述式(c1-2)表示的卤代羰基化合物,利用弗瑞德-克来福特(Friedel-Crafts)反应将下述式(c1-1)表示的芳香族化合物酰化,得到下述式(c1-3)表示的酮化合物,将得到的酮化合物(c1-3)利用羟胺进行肟化,得到下述式(c1-4)表示的肟化合物,接着将式(c1-4)的肟化合物中的羟基酰化,从而可得到下述式(c1-7)表示的肟酯化合物。作为酰化剂,优选使用下述式(c1-5)表示的酸酐((Rc3CO)2O)或下述式(c1-6)表示的酰卤(Rc3COHal,Hal为卤素。)。需要说明的是,下述式(c1-2)中,Hal为卤素,下述式(c1-1)、(c1-2)、(c1-3)、(c1-4)及(c1-7)中,Rc1、Rc2、Rc3及n1与式(c1)同样。
<合成路径1>
[化学式13]
对于式(c1)表示的肟酯化合物而言,n2为1时,例如,可以按下述合成路径2来合成。具体而言,在盐酸的存在下使下述式(c2-1)表示的酮化合物与下述式(c2-2)表示的亚硝酸酯(RONO,R为碳原子数1~6的烷基。)进行反应,得到下述式(c2-3)表示的酮肟化合物,接着,将下述式(c2-3)表示的酮肟化合物中的羟基进行酰化,从而可得到下述式(c2-6)表示的肟酯化合物。作为酰化剂,优选使用下述式(c2-4)表示的酸酐((Rc3CO)2O)或下述式(c2-5)表示的酰卤(Rc3COHal,Hal为卤素。)。需要说明的是,下述式(c2-1)、(c2-3)、(c2-4)、(c2-5)及(c2-6)中,Rc1、Rc2、Rc3及n1与式(c1)同样。
<合成路径2>
[化学式14]
另外,对于式(c1)表示的肟酯化合物而言,当n2为1、Rc1为甲基、且相对于键合于Rc1所键合的苯环上的甲基、Rc1键合在对位时,例如,还可以通过利用与合成路径1同样的方法将下述式(c2-7)表示的化合物进行肟化及酰化而合成。需要说明的是,下述式(c2-7)中,Rc2与式(c1)同样。
[化学式15]
作为式(c1)表示的肟酯化合物中特别优选的化合物,可举出下述的PI-1~PI-42。
[化学式16]
[化学式17]
[化学式18]
[化学式19]
[化学式20]
[化学式21]
另外,下述式(c4)表示的肟酯化合物也优选作为光聚合引发剂。
[化学式22]
(Rc7为氢原子、硝基或一价有机基团,Rc8及Rc9各自为可具有取代基的链状烷基、可具有取代基的环状有机基团或氢原子,Rc8与Rc9可以相互键合而形成环,Rc10为一价有机基团,Rc11为氢原子、可具有取代基的碳原子数1~11的烷基或可具有取代基的芳基,n4为0~4的整数,n5为0或1。)
此处,作为用于制造式(c4)的肟酯化合物的肟化合物,下式(c5)表示的化合物是合适的。
[化学式23]
(Rc7、Rc8、Rc9、Rc10、n4及n5与式(c4)同样。)
式(c4)及(c5)中,Rc7为氢原子、硝基或一价有机基团。Rc7在式(c4)中的芴环上键合于与-(CO)n5-表示的基团所键合的6元芳香环不同的6元芳香环。式(c4)中,Rc7相对于芴环的键合位置没有特别限制。式(c4)表示的化合物具有1个以上Rc7时,从容易合成式(c4)表示的化合物等方面考虑,优选1个以上Rc7中的1个键合于芴环中的2位上。Rc7为多个时,多个Rc7可以相同也可以不同。
Rc7为有机基团时,Rc7在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制,从各种有机基团中适当选择。作为Rc7为有机基团时的优选例,可举出烷基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、饱和脂肪族酰基、饱和脂肪族酰氧基、烷氧基羰基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯氧基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的苯氧基羰基、可具有取代基的苯甲酰氧基、可具有取代基的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘氧基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的萘氧基羰基、可具有取代基的萘甲酰氧基、可具有取代基的萘基烷基、可具有取代基的杂环基、可具有取代基的杂环基羰基、被1个或2个有机基团取代的氨基、吗啉-1-基及哌嗪-1-基等。
Rc7为烷基时,烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~6。另外,Rc7为烷基时,可以为直链,也可以为支链。作为Rc7为烷基时的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基及异癸基等。另外,Rc7为烷基时,烷基的碳链中可以含有醚键(-O-)。作为碳链中具有醚键的烷基的例子,可举出甲氧基乙基、乙氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、丙氧基乙氧基乙基及甲氧基丙基等。
Rc7为烷氧基时,烷氧基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~6。另外,Rc7为烷氧基时,可以为直链,也可以为支链。作为Rc7为烷氧基时的具体例,可举出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、仲戊氧基、叔戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、异辛氧基、仲辛氧基、叔辛氧基、正壬氧基、异壬氧基、正癸氧基及异癸氧基等。另外,Rc7为烷氧基时,烷氧基的碳链中可以含有醚键(-O-)。作为碳链中具有醚键的烷氧基的例子,可举出甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基、甲氧基乙氧基乙氧基、乙氧基乙氧基乙氧基、丙氧基乙氧基乙氧基及甲氧基丙氧基等。
Rc7为环烷基或环烷氧基时,环烷基或环烷氧基的碳原子数优选为3~10,更优选为3~6。作为Rc7为环烷基时的具体例,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基及环辛基等。作为Rc7为环烷氧基时的具体例,可举出环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环庚氧基及环辛氧基等。
Rc7为饱和脂肪族酰基或饱和脂肪族酰氧基时,饱和脂肪族酰基或饱和脂肪族酰氧基的碳原子数优选为2~21,更优选为2~7。作为Rc7为饱和脂肪族酰基时的具体例,可举出乙酰基、丙酰基、正丁酰基、2-甲基丙酰基、正戊酰基、2,2-二甲基丙酰基、正己酰基、正庚酰基、正辛酰基、正壬酰基、正癸酰基、正十一烷酰基、正十二烷酰基、正十三烷酰基、正十四烷酰基、正十五烷酰基及正十六烷酰基等。作为Rc7为饱和脂肪族酰氧基时的具体例,可举出乙酰氧基、丙酰氧基、正丁酰氧基、2-甲基丙酰氧基、正戊酰氧基、2,2-二甲基丙酰氧基、正己酰氧基、正庚酰氧基、正辛酰氧基、正壬酰氧基、正癸酰氧基、正十一烷酰氧基、正十二烷酰氧基、正十三烷酰氧基、正十四烷酰氧基、正十五烷酰氧基及正十六烷酰氧基等。
Rc7为烷氧基羰基时,烷氧基羰基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~7。作为Rc7为烷氧基羰基时的具体例,可举出甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、异丙氧基羰基、正丁氧基羰基、异丁氧基羰基、仲丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、正戊氧基羰基、异戊氧基羰基、仲戊氧基羰基、叔戊氧基羰基、正己氧基羰基、正庚氧基羰基、正辛氧基羰基、异辛氧基羰基、仲辛氧基羰基、叔辛氧基羰基、正壬氧基羰基、异壬氧基羰基、正癸氧基羰基及异癸氧基羰基等。
Rc7为苯基烷基时,苯基烷基的碳原子数优选为7~20,更优选为7~10。另外,Rc7为萘基烷基时,萘基烷基的碳原子数优选为11~20,更优选为11~14。作为Rc7为苯基烷基时的具体例,可举出苄基、2-苯基乙基、3-苯基丙基及4-苯基丁基。作为Rc7为萘基烷基时的具体例,可举出α-萘基甲基、β-萘基甲基、2-(α-萘基)乙基及2-(β-萘基)乙基。Rc7为苯基烷基或萘基烷基时,Rc7可以在苯基或萘基上进一步具有取代基。
Rc7为杂环基时,杂环基为含有1个以上N、S、O的5元或6元的单环,或者为所述单环彼此稠合、或所述单环与苯环稠合而成的杂环基。杂环基为稠合环时,环数为3以下。杂环基可以为芳香族基团(杂芳基),也可以为非芳香族基团。作为构成所述杂环基的杂环,可举出呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、异噁唑、噻唑、噻二唑、异噻唑、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、异吲哚、中氮茚、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、喹啉、异喹啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、喹喔啉、哌啶、哌嗪、吗啉、哌啶、四氢吡喃及四氢呋喃等。Rc7为杂环基时,杂环基可以进一步具有取代基。
Rc7为杂环基羰基时,杂环基羰基中含有的杂环基与Rc7为杂环基时同样。
Rc7为被1个或2个有机基团取代的氨基时,关于有机基团的优选例,可举出碳原子数1~20的烷基、碳原子数3~10的环烷基、碳原子数2~21的饱和脂肪族酰基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的碳原子数7~20的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的碳原子数11~20的萘基烷基、及杂环基等。这些优选的有机基团的具体例与Rc7同样。作为被1个或2个有机基团取代的氨基的具体例,可举出甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、正丙基氨基、二正丙基氨基、异丙基氨基、正丁基氨基、二正丁基氨基、正戊基氨基、正己基氨基、正庚基氨基、正辛基氨基、正壬基氨基、正癸基氨基、苯基氨基、萘基氨基、乙酰基氨基、丙酰基氨基、正丁酰基氨基、正戊酰基氨基、正己酰基氨基、正庚酰基氨基、正辛酰基氨基、正癸酰基氨基、苯甲酰基氨基、α-萘甲酰基氨基及β-萘甲酰基氨基等。
Rc7中含有的苯基、萘基及杂环基进一步具有取代基时,作为该取代基,可举出碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数2~7的饱和脂肪族酰基、碳原子数2~7的烷氧基羰基、碳原子数2~7的饱和脂肪族酰氧基、具有碳原子数1~6的烷基的单烷基氨基、具有碳原子数1~6的烷基的二烷基氨基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基、卤素、硝基及氰基等。Rc7中含有的苯基、萘基及杂环基进一步具有取代基时,该取代基的数目在不妨碍本发明的目的的范围内没有限制,优选为1~4。Rc7中含有的苯基、萘基及杂环基具有多个取代基时,多个取代基可以相同也可以不同。
以上说明的基团中,作为Rc7,为硝基或Rc12-CO-表示的基团时,有敏感度提高的倾向,是优选的。Rc12在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制,可以从各种有机基团中进行选择。关于适合作为Rc12的基团的例子,可举出碳原子数1~20的烷基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的萘基及可具有取代基的杂环基。这些基团中,作为Rc12,特别优选为2-甲基苯基、噻吩-2-基及α-萘基。
另外,Rc7为氢原子时,有透明性变得良好的倾向,是优选的。需要说明的是,Rc7为氢原子并且Rc10为后述的式(c4a)或式(c4b)表示的基团时,有透明性变得更加良好的倾向。
式(c4)中,Rc8及Rc9各自为可具有取代基的链状烷基、可具有取代基的环状有机基团或氢原子。Rc8与Rc9可以相互键合而形成环。这些基团中,作为Rc8及Rc9,优选为可具有取代基的链状烷基。Rc8及Rc9为可具有取代基的链状烷基时,链状烷基可以为直链烷基,也可以为支链烷基。
Rc8及Rc9为不具有取代基的链状烷基时,链状烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~10,特别优选为1~6。作为Rc8及Rc9为链状烷基时的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基及异癸基等。另外,Rc8及Rc9为烷基时,烷基的碳链中可以含有醚键(-O-)。作为碳链中具有醚键的烷基的例子,可举出甲氧基乙基、乙氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、丙氧基乙氧基乙基及甲氧基丙基等。
Rc8及Rc9为具有取代基的链状烷基时,链状烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~10,特别优选为1~6。该情况下,取代基的碳原子数不包含在链状烷基的碳原子数内。具有取代基的链状烷基优选为直链状。
烷基可具有的取代基在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制。作为取代基的优选例,可举出氰基、卤素原子、环状有机基团及烷氧基羰基。作为卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。其中,优选为氟原子、氯原子、溴原子。作为环状有机基团,可举出环烷基、芳香族烃基、杂环基。作为环烷基的具体例,与Rc7为环烷基时的优选例同样。作为芳香族烃基的具体例,可举出苯基、萘基、联苯基、蒽基及菲基等。作为杂环基的具体例,与Rc7为杂环基时的优选例同样。Rc7为烷氧基羰基时,烷氧基羰基中含有的烷氧基可以为直链状也可以为支链状,优选为直链状。烷氧基羰基中含有的烷氧基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~6。
链状烷基具有取代基时,取代基的数目没有特别限制。取代基的优选数目根据链状烷基的碳原子数而变化。取代基的数目典型地为1~20,优选为1~10,更优选为1~6。
Rc8及Rc9为环状有机基团时,环状有机基团可以为脂环式基团,也可以为芳香族基团。作为环状有机基团,可举出脂肪族环状烃基、芳香族烃基、杂环基。Rc8及Rc9为环状有机基团时,环状有机基团可具有的取代基与Rc8及Rc9为链状烷基时同样。
Rc8及Rc9为芳香族烃基时,芳香族烃基优选为:苯基、或多个苯环介由碳-碳键进行键合而形成的基团、或多个苯环稠合而形成的基团。芳香族烃基为苯基、或多个苯环键合或稠合而形成的基团时,芳香族烃基中含有的苯环的环数没有特别限制,优选为3以下,更优选为2以下,特别优选为1。作为芳香族烃基的优选的具体例,可举出苯基、萘基、联苯基、蒽基及菲基等。
Rc8及Rc9为脂肪族环状烃基时,脂肪族环状烃基可以为单环式,也可以为多环式。脂肪族环状烃基的碳原子数没有特别限制,优选为3~20,更优选为3~10。作为单环式的环状烃基的例子,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、降冰片基、异冰片基、三环壬基、三环癸基、四环十二烷基及金刚烷基等。
Rc8及Rc9为杂环基时,杂环基为含有1个以上N、S、O的5元或6元的单环,或者为所述单环彼此稠合、或所述单环与苯环稠合而成的杂环基。杂环基为稠合环时,环数为3以下。杂环基可以为芳香族基团(杂芳基),也可以为非芳香族基团。作为构成所述杂环基的杂环,可举出呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、异噁唑、噻唑、噻二唑、异噻唑、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、异吲哚、中氮茚、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、喹啉、异喹啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、喹喔啉、哌啶、哌嗪、吗啉、哌啶、四氢吡喃及四氢呋喃等。
Rc8与Rc9可以相互键合而形成环。包含Rc8与Rc9形成的环的基团优选为环烷叉基(cycloalkylidene group)。Rc8与Rc9键合而形成环烷叉基时,构成环烷叉基的环优选为5元环~6元环,更优选为5元环。
Rc8与Rc9键合而形成的基团为环烷叉基时,环烷叉基可以与1个以上其他环稠合。作为可与环烷叉基稠合的环的例子,可举出苯环、萘环、环丁烷环、环戊烷环、环己烷环、环庚烷环、环辛烷环、呋喃环、噻吩环、吡咯环、吡啶环、吡嗪环及嘧啶环等。
作为以上说明的Rc8及Rc9中的优选基团的例子,可举出式-A1-A2表示的基团。式中,A1为直链亚烷基,关于A2,可举出烷氧基、氰基、卤素原子、卤代烷基、环状有机基团或烷氧基羰基。
A1的直链亚烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~6。A2为烷氧基时,烷氧基可以为直链状也可以为支链状,优选为直链状。烷氧基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~6。A2为卤素原子时,优选为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,更优选为氟原子、氯原子、溴原子。A2为卤代烷基时,卤代烷基中含有的卤素原子优选为氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,更优选为氟原子、氯原子、溴原子。卤代烷基可以为直链状也可以为支链状,优选为直链状。A2为环状有机基团时,环状有机基团的例子与Rc8及Rc9所具有的作为取代基的环状有机基团同样。A2为烷氧基羰基时,烷氧基羰基的例子与Rc8及Rc9所具有的作为取代基的烷氧基羰基同样。
作为Rc8及Rc9的优选的具体例,可举出:乙基、正丙基、正丁基、正己基、正庚基及正辛基等烷基;2-甲氧基乙基、3-甲氧基正丙基、4-甲氧基正丁基、5-甲氧基正戊基、6-甲氧基正己基、7-甲氧基正庚基、8-甲氧基正辛基、2-乙氧基乙基、3-乙氧基正丙基、4-乙氧基正丁基、5-乙氧基正戊基、6-乙氧基正己基、7-乙氧基正庚基及8-乙氧基正辛基等烷氧基烷基;2-氰基乙基、3-氰基正丙基、4-氰基正丁基、5-氰基正戊基、6-氰基正己基、7-氰基正庚基及8-氰基正辛基等氰基烷基;2-苯基乙基、3-苯基正丙基、4-苯基正丁基、5-苯基正戊基、6-苯基正己基、7-苯基正庚基及8-苯基正辛基等苯基烷基;2-环己基乙基、3-环己基正丙基、4-环己基正丁基、5-环己基正戊基、6-环己基正己基、7-环己基正庚基、8-环己基正辛基、2-环戊基乙基、3-环戊基正丙基、4-环戊基正丁基、5-环戊基正戊基、6-环戊基正己基、7-环戊基正庚基及8-环戊基正辛基等环烷基烷基;2-甲氧基羰基乙基、3-甲氧基羰基正丙基、4-甲氧基羰基正丁基、5-甲氧基羰基正戊基、6-甲氧基羰基正己基、7-甲氧基羰基正庚基、8-甲氧基羰基正辛基、2-乙氧基羰基乙基、3-乙氧基羰基正丙基、4-乙氧基羰基正丁基、5-乙氧基羰基正戊基、6-乙氧基羰基正己基、7-乙氧基羰基正庚基及8-乙氧基羰基正辛基等烷氧基羰基烷基;2-氯乙基、3-氯正丙基、4-氯正丁基、5-氯正戊基、6-氯正己基、7-氯正庚基、8-氯正辛基、2-溴乙基、3-溴正丙基、4-溴正丁基、5-溴正戊基、6-溴正己基、7-溴正庚基、8-溴正辛基、3,3,3-三氟丙基及3,3,4,4,5,5,5-七氟正戊基等卤代烷基。
作为Rc8及Rc9,上述中优选的基团为:乙基、正丙基、正丁基、正戊基、2-甲氧基乙基、2-氰基乙基、2-苯基乙基、2-环己基乙基、2-甲氧基羰基乙基、2-氯乙基、2-溴乙基、3,3,3-三氟丙基及3,3,4,4,5,5,5-七氟正戊基。
作为Rc10的优选的有机基团的例子,与Rc7同样,可举出烷基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、饱和脂肪族酰基、烷氧基羰基、饱和脂肪族酰氧基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的苯氧基、可具有取代基的苯甲酰基、可具有取代基的苯氧基羰基、可具有取代基的苯甲酰氧基、可具有取代基的苯基烷基、可具有取代基的萘基、可具有取代基的萘氧基、可具有取代基的萘甲酰基、可具有取代基的萘氧基羰基、可具有取代基的萘甲酰氧基、可具有取代基的萘基烷基、可具有取代基的杂环基、可具有取代基的杂环基羰基、被1个或2个有机基团取代的氨基、吗啉-1-基及哌嗪-1-基等。这些基团的具体例与对Rc7的说明中同样。另外,作为Rc10,还优选环烷基烷基、芳香环上可具有取代基的苯氧基烷基、芳香环上可具有取代基的苯硫基烷基。苯氧基烷基及苯硫基烷基可具有的取代基与Rc7中含有的苯基可具有的取代基同样。
有机基团中,作为Rc10,优选烷基、环烷基、可具有取代基的苯基、或环烷基烷基、芳香环上可具有取代基的苯硫基烷基。作为烷基,优选为碳原子数1~20的烷基,更优选为碳原子数1~8的烷基,特别优选为碳原子数1~4的烷基,最优选为甲基。在可具有取代基的苯基中,优选为甲基苯基,更优选为2-甲基苯基。环烷基烷基中含有的环烷基的碳原子数优选为5~10,更优选为5~8,特别优选为5或6。环烷基烷基中含有的亚烷基的碳原子数优选为1~8,更优选为1~4,特别优选为2。环烷基烷基中,优选为环戊基乙基。芳香环上可具有取代基的苯硫基烷基中含有的亚烷基的碳原子数优选为1~8,更优选为1~4,特别优选为2。芳香环上可具有取代基的苯硫基烷基中,优选为2-(4-氯苯硫基)乙基。
另外,作为Rc10,还优选为-A3-CO-O-A4表示的基团。A3为二价有机基团,优选为二价烃基,更优选为亚烷基。A4为一价有机基团,优选为一价烃基。
A3为亚烷基时,亚烷基可以为直链状也可以为支链状,优选为直链状。A3为亚烷基时,亚烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~6,特别优选为1~4。
作为A4的优选例,可举出碳原子数1~10的烷基、碳原子数7~20的芳烷基及碳原子数6~20的芳香族烃基。作为A4的优选的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、苯基、萘基、苄基、苯乙基、α-萘基甲基及β-萘基甲基等。
作为-A3-CO-O-A4表示的基团的优选的具体例,可举出2-甲氧基羰基乙基、2-乙氧基羰基乙基、2-正丙氧基羰基乙基、2-正丁氧基羰基乙基、2-正戊氧基羰基乙基、2-正己氧基羰基乙基、2-苄氧基羰基乙基、2-苯氧基羰基乙基、3-甲氧基羰基正丙基、3-乙氧基羰基正丙基、3-正丙氧基羰基正丙基、3-正丁氧基羰基正丙基、3-正戊氧基羰基正丙基、3-正己氧基羰基正丙基、3-苄氧基羰基正丙基及3-苯氧基羰基正丙基等。
以上对Rc10进行了说明,但作为Rc10,优选为下述式(c4a)或(c4b)表示的基团。
[化学式24]
(式(c4a)及(c4b)中,Rc13及Rc14各自为有机基团,n6为0~4的整数,Rc13及Rc14存在于苯环上的相邻位置时,Rc13与Rc14可以相互键合而形成环,n7为1~8的整数,n8为1~5的整数,n9为0~(n8+3)的整数,Rc15为有机基团。)
关于式(c4a)中的Rc13及Rc14的有机基团的例子,与Rc7同样。作为Rc13,优选为烷基或苯基。Rc13为烷基时,其碳原子数优选为1~10,更优选为1~5,特别优选为1~3,最优选为1。即,Rc13最优选为甲基。Rc13与Rc14键合而形成环时,该环可以为芳香族环,也可以为脂肪族环。作为Rc13与Rc14形成了环的、式(c4a)表示的基团的优选例,可举出萘-1-基、1,2,3,4-四氢萘-5-基等。上述式(c4a)中,n6为0~4的整数,优选为0或1,更优选为0。
上述式(c4b)中,Rc15为有机基团。作为有机基团,可举出与针对Rc7而说明的有机基团同样的基团。有机基团中,优选为烷基。烷基可以为直链状,也可以为支链状。烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~5,特别优选为1~3。作为Rc15,优选例举甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基等,其中,更优选为甲基。
上述式(c4b)中,n8为1~5的整数,优选为1~3的整数,更优选为1或2。上述式(c4b)中,n9为0~(n8+3),优选为0~3的整数,更优选为0~2的整数,特别优选为0。上述式(c4b)中,n7为1~8的整数,优选为1~5的整数,更优选为1~3的整数,特别优选为1或2。
式(c4)中,Rc11为氢原子、可具有取代基的碳原子数1~11的烷基、或可具有取代基的芳基。作为Rc11为烷基时可具有的取代基,优选例举苯基、萘基等。另外,作为Rc7为芳基时可具有的取代基,优选例举碳原子数1~5的烷基、烷氧基、卤素原子等。
式(c4)中,作为Rc11,优选例举氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、苯基、苄基、甲基苯基、萘基等,其中,更优选为甲基或苯基。
对于式(c4)表示的化合物,可通过包括将上述式(c5)表示的化合物中含有的肟基(>C=N-OH)转化为由>C=N-O-CORc11表示的肟酯基的工序的方法来制造。Rc11与式(c4)中的Rc11同样。
肟基(>C=N-OH)向由>C=N-O-CORc11表示的肟酯基的转化可通过使上述式(c5)表示的化合物与酰化剂反应来进行。
作为提供由-CORc11表示的酰基的酰化剂,可举出(Rc11CO)2O表示的酸酐、Rc11COHal(Hal为卤素原子)表示的酰卤。
对于通式(c4)表示的化合物而言,n5为0时,例如,可按照下述合成路径3进行合成。合成路径3中,使用下述式(c3-1)表示的芴衍生物作为原料。Rc7为硝基或一价有机基团时,对于式(c3-1)表示的芴衍生物而言,可通过利用公知的方法向9位被Rc8及Rc9取代而成的芴衍生物中导入取代基Rc7而得到。对于9位被Rc8及Rc9取代而成的芴衍生物而言,例如Rc8及Rc9为烷基时,可如下得到:如日本特开平06-234668号公报中记载的那样,在碱金属氢氧化物的存在下,在非质子性极性有机溶剂中,使芴与烷基化剂反应。另外,在芴的有机溶剂溶液中添加烷基卤化物这样的烷基化剂、碱金属氢氧化物的水溶液、和四丁基碘化铵或叔丁醇钾这样的相转移催化剂而进行烷基化反应,由此可得到9,9-烷基取代芴。
利用弗瑞德-克来福特酰化反应,向式(c3-1)表示的芴衍生物中导入由-CO-Rc10表示的酰基,可得到式(c3-3)表示的芴衍生物。用于导入由-CO-Rc10表示的酰基的酰化剂可以为卤代羰基化合物,也可以为酸酐。作为酰化剂,优选为式(c3-2)表示的卤代羰基化合物。式(c3-2)中,Hal为卤素原子。在芴环上导入酰基的位置可以通过适当改变弗瑞德-克来福特反应的条件或针对进行酰化的位置以外的其他位置实施保护及脱保护的方法来进行选择。
接着,将得到的由式(c3-3)表示的芴衍生物中的由-CO-Rc10表示的基团转化为由-C(=N-OH)-Rc10表示的基团,得到由式(c3-4)表示的肟化合物。将由-CO-Rc10表示的基团转化为由-C(=N-OH)-Rc10表示的基团的方法没有特别限制,优选为利用羟胺进行的肟化。使式(c3-4)的肟化合物、与下式(c3-5)表示的酸酐((Rc11CO)2O)或下述式(c3-6)表示的酰卤(Rc11COHal,Hal为卤素原子。)进行反应,可得到下述式(c3-7)表示的化合物。
需要说明的是,式(c3-1)、(c3-2)、(c3-3)、(c3-4)、(c3-5)、(c3-6)及(c3-7)中,Rc7、Rc8、Rc9、Rc10及Rc11与式(c4)同样。
另外,合成路径3中,式(c3-2)、式(c3-3)及式(c3-4)各自中含有的Rc10可以相同也可以不同。即,在合成路径3所示的合成过程中,式(c3-2)、式(c3-3)及式(c3-4)中的Rc10可接受化学修饰。作为化学修饰的例子,可举出酯化、醚化、酰化、酰胺化、卤化、氨基中的氢原子被有机基团取代等。Rc10可接受的化学修饰并不限定于这些。
<合成路径3>
[化学式25]
对于式(c4)表示的化合物而言,n5为1时,例如,可按照下述合成路径4进行合成。在合成路径4中,使用下述式(c4-1)表示的芴衍生物作为原料。对于式(c4-1)表示的芴衍生物,可通过与合成路径3同样的方法,利用弗瑞德-克来福特反应向式(c3-1)表示的化合物中导入由-CO-CH2-Rc10表示的酰基而得到。作为酰化剂,优选为由式(c3-8):Hal-CO-CH2-Rc10表示的羧酰卤。接着,将式(c4-1)表示的化合物中的存在于Rc10与羰基之间的亚甲基进行肟化,得到下式(c4-3)表示的酮肟化合物。将亚甲基进行肟化的方法没有特别限制,优选为在盐酸的存在下使其与下述通式(c4-2)表示的亚硝酸酯(RONO,R为碳原子数1~6的烷基。)反应的方法。接着,使下述式(c4-3)表示的酮肟化合物、与下述式(c4-4)表示的酸酐(Rc11CO)2O)或下述式(c4-5)表示的酰卤(Rc11COHal,Hal为卤素原子。)进行反应,可得到下述式(c4-6)表示的化合物。需要说明的是,下述式(c4-1)、(c4-3)、(c4-4)、(c4-5)及(c4-6)中,Rc7、Rc8、Rc9、Rc10及Rc11与式(c4)同样。
n5为1时,存在下述倾向:能够进一步减少在使用含有式(c4)表示的化合物的感光性树脂组合物而形成的图案中产生的异物。
另外,合成路径4中,式(c3-8)、式(c4-1)及式(c4-3)各自中含有的Rc10可以相同也可以不同。即,在合成路径4所示的合成过程中,式(c3-8)、式(c4-1)及式(c4-3)中的Rc10可接受化学修饰。作为化学修饰的例子,可举出酯化、醚化、酰化、酰胺化、卤化、氨基中的氢原子被有机基团取代等。Rc10可接受的化学修饰并不限定于这些。
<合成路径4>
[化学式26]
作为式(c4)表示的化合物的优选的具体例,可举出以下的PI-43~PI-83。
[化学式27]
[化学式28]
相对于不包括后述的有机溶剂(S)的质量在内的感光性树脂组合物的质量而言,光聚合引发剂(C)的含量优选为0.5~30质量%,更优选为1~20质量%。通过使光聚合引发剂(C)的含量为上述的范围,从而可得到不易发生图案形状不良的感光性树脂组合物。
另外,可在光聚合引发剂(C)中组合光引发助剂。作为光引发助剂,可举出三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、苯甲酸2-二甲基氨基乙酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽、2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基-5-甲氧基苯并噻唑、3-巯基丙酸、3-巯基丙酸甲酯、季戊四醇四巯基乙酸酯、3-巯基丙酸酯等硫醇化合物等。这些光引发助剂可单独使用或组合2种以上而使用。
<多官能交联性化合物(D)>
感光性树脂组合物含有多官能交联性化合物(D)。多官能交联性化合物(D)是在1分子中具有多个环氧基或氧杂环丁基的交联性的化合物。
另外,多官能交联性化合物(D)的环氧当量或氧杂环丁基当量为50~350g/eq。
通过使感光性树脂组合物含有具有这样的范围的环氧当量或氧杂环丁基当量的多官能交联性化合物,从而在使用感光性树脂组合物形成固化膜时,碱溶性树脂(A)被紧密地交联,容易抑制由固化膜产生气体。
另外,从更显著地呈现上述效果的观点考虑,多官能交联性化合物(D)的环氧当量或氧杂环丁基当量更优选为60~320g/eq,进一步优选为70~300g/eq,尤其优选为75~280g/eq。
从形成固化膜时的交联反应性方面考虑,多官能交联性化合物(D)优选包含每1分子具有2个以上环氧基的环氧化合物,更优选包含每1分子具有3个以上环氧基的环氧化合物。
多官能交联性化合物(D)中的、每1分子具有2个以上环氧基的环氧化合物的含量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,特别优选为90质量%以上,最优选为100质量%。
作为多官能交联性化合物(D),只要环氧当量或氧杂环丁基当量在规定的范围内即可,可使用一直以来被配合在各种固化性组合物中的、多官能环氧化合物或多官能氧杂环丁烷化合物。
对于多官能交联性化合物(D)中包含的多官能环氧化合物或多官能氧杂环丁烷化合物的分子量而言,在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制。对于多官能环氧化合物或多官能氧杂环丁烷化合物的分子量而言,从空间位阻小、容易高效地将碱溶性树脂(A)的分子链间交联的方面考虑,优选为5000以下,更优选为4500以下,特别优选为4000以下。
该分子量的下限值没有特别限制,例如为150以上。
多官能交联性化合物(D)可以是含有芳香族基团的化合物,也可以是不含芳香族基团的化合物。从容易得到可形成产生的气体少的固化物的感光性树脂组合物的方面考虑,多官能交联性化合物(D)优选为不含芳香族基团的化合物。
作为优选的多官能交联性化合物(D)的一例,可举出具有脂环式环氧基的多官能的脂环式环氧化合物。作为所述脂环式环氧化合物的具体例,可举出2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)环己烷-间二氧杂环己烷、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、双(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、3,4-环氧-6-甲基环己基-3’,4’-环氧-6’-甲基环己烷甲酸酯、ε-己内酯改性的3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷甲酸酯、三甲基己内酯改性的3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷甲酸酯、β-甲基-δ-戊内酯改性的3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷甲酸酯、亚甲基双(3,4-环氧环己烷)、乙二醇的二(3,4-环氧环己基甲基)醚、亚乙基双(3,4-环氧环己烷甲酸酯)、及具有氧化三环癸烯基(tricyclodecene oxide group)的多官能环氧化合物、下述式(d1-1)~(d1-5)表示的化合物。
这些脂环式环氧化合物可以单独使用,也可混合2种以上而使用。
[化学式29]
(式(d1-1)中,Z表示单键或连接基团(具有1个以上原子的二价基团)。Rd1~Rd18各自独立地为选自由氢原子、卤素原子、及有机基团组成的组中的基团。)
作为连接基团Z,例如,可举出选自由二价烃基、-O-、-O-CO-、-S-、-SO-、-SO2-、-CBr2-、-C(CBr3)2-、-C(CF3)2-、及-Ra19-O-CO-组成的组中的二价基团及它们中的多个基团进行键合而成的基团等。
关于作为连接基团Z的二价烃基,例如,可举出碳原子数为1~18的直链状或支链状的亚烷基、二价的脂环式烃基等。作为碳原子数为1~18的直链状或支链状的亚烷基,例如,可举出亚甲基、甲基亚甲基、二甲基亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基等。作为上述二价的脂环式烃基,例如,可举出1,2-亚环戊基、1,3-亚环戊基、环戊叉基、1,2-亚环己基、1,3-亚环己基、1,4-亚环己基、环己叉基等亚环烷基(cycloalkylene group)(包括环烷叉基)等。
Rd19为碳原子数1~8的亚烷基,优选为亚甲基或亚乙基。
[化学式30]
(式(d1-2)中,Rd1~Rd12为选自由氢原子、卤素原子、及有机基团组成的组中的基团。)
[化学式31]
(式(d1-3)中,Rd1~Rd10为选自由氢原子、卤素原子、及有机基团组成的组中的基团。Rd2及Rd8可以相互键合。)
[化学式32]
(式(d1-4)中,Rd1~Rd12为选自由氢原子、卤素原子、及有机基团组成的组中的基团。Rd2及Rd10可以相互键合。)
[化学式33]
(式(d1-5)中,Rd1~Rd12为选自由氢原子、卤素原子、及有机基团组成的组中的基团。)
式(d1-1)~(d1-5)中,Ra1~Ra18为有机基团时,有机基团在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制,可以是烃基,也可以是由碳原子和卤素原子形成的基团,也可以是不仅包含碳原子及氢原子而且还包含卤素原子、氧原子、硫原子、氮原子、硅原子之类的杂原子这样的基团。作为卤素原子的例子,可举出氯原子、溴原子、碘原子、及氟原子等。
作为有机基团,优选为下述基团:烃基;由碳原子、氢原子和氧原子形成的基团;卤代烃基;由碳原子、氧原子和卤素原子形成的基团;及由碳原子、氢原子、氧原子和卤素原子形成的基团。有机基团为烃基时,烃基可以是芳香族烃基,可以是脂肪族烃基,也可以是包含芳香族骨架和脂肪族骨架的基团。有机基团的碳原子数优选为1~20,更优选为1~10,特别优选为1~5。
作为烃基的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、及正二十烷基等链状烷基;乙烯基、1-丙烯基、2-正丙烯基(烯丙基)、1-正丁烯基、2-正丁烯基、及3-正丁烯基等链状烯基;环丙基、环丁基、环戊基、环己基、及环庚基等环烷基;苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、α-萘基、β-萘基、联苯-4-基、联苯-3-基、联苯-2-基、蒽基、及菲基等芳基;苄基、苯乙基、α-萘基甲基、β-萘基甲基、α-萘基乙基、及β-萘基乙基等芳烷基。
卤代烃基的具体例为氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、溴甲基、二溴甲基、三溴甲基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、五氟乙基、七氟丙基、全氟丁基、及全氟戊基、全氟己基、全氟庚基、全氟辛基、全氟壬基、及全氟癸基等卤代链状烷基;2-氯环己基、3-氯环己基、4-氯环己基、2,4-二氯环己基、2-溴环己基、3-溴环己基、及4-溴环己基等卤代环烷基;2-氯苯基、3-氯苯基、4-氯苯基、2,3-二氯苯基、2,4-二氯苯基、2,5-二氯苯基、2,6-二氯苯基、3,4-二氯苯基、3,5-二氯苯基、2-溴苯基、3-溴苯基、4-溴苯基、2-氟苯基、3-氟苯基、4-氟苯基等卤代芳基;2-氯苯基甲基、3-氯苯基甲基、4-氯苯基甲基、2-溴苯基甲基、3-溴苯基甲基、4-溴苯基甲基、2-氟苯基甲基、3-氟苯基甲基、4-氟苯基甲基等卤代芳烷基。
由碳原子、氢原子和氧原子形成的基团的具体例为羟基甲基、2-羟基乙基、3-羟基正丙基、及4-羟基正丁基等羟基链状烷基;2-羟基环己基、3-羟基环己基、及4-羟基环己基等卤代环烷基;2-羟基苯基、3-羟基苯基、4-羟基苯基、2,3-二羟基苯基、2,4-二羟基苯基、2,5-二羟基苯基、2,6-二羟基苯基、3,4-二羟基苯基、及3,5-二羟基苯基等羟基芳基;2-羟基苯基甲基、3-羟基苯基甲基、及4-羟基苯基甲基等羟基芳烷基;甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、2-乙基己氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十三烷氧基、正十四烷氧基、正十五烷氧基、正十六烷氧基、正十七烷氧基、正十八烷氧基、正十九烷氧基、及正二十烷氧基等链状烷氧基;乙烯基氧基、1-丙烯基氧基、2-正丙烯基氧基(烯丙氧基)、1-正丁烯基氧基、2-正丁烯基氧基、及3-正丁烯基氧基等链状烯基氧基;苯氧基、邻甲苯基氧基、间甲苯基氧基、对甲苯基氧基、α-萘基氧基、β-萘基氧基、联苯-4-基氧基、联苯-3-基氧基、联苯-2-基氧基、蒽基氧基、及菲基氧基等芳基氧基;苄基氧基、苯乙基氧基、α-萘基甲基氧基、β-萘基甲基氧基、α-萘基乙基氧基、及β-萘基乙基氧基等芳烷基氧基;甲氧基甲基、乙氧基甲基、正丙氧基甲基、2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、2-正丙氧基乙基、3-甲氧基正丙基、3-乙氧基正丙基、3-正丙氧基正丙基、4-甲氧基正丁基、4-乙氧基正丁基、及4-正丙氧基正丁基等烷氧基烷基;甲氧基甲氧基、乙氧基甲氧基、正丙氧基甲氧基、2-甲氧基乙氧基、2-乙氧基乙氧基、2-正丙氧基乙氧基、3-甲氧基正丙氧基、3-乙氧基正丙氧基、3-正丙氧基正丙氧基、4-甲氧基正丁氧基、4-乙氧基正丁氧基、及4-正丙氧基正丁氧基等烷氧基烷氧基;2-甲氧基苯基、3-甲氧基苯基、及4-甲氧基苯基等烷氧基芳基;2-甲氧基苯氧基、3-甲氧基苯氧基、及4-甲氧基苯氧基等烷氧基芳基氧基;甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、戊酰基、己酰基、庚酰基、辛酰基、壬酰基、及癸酰基等脂肪族酰基;苯甲酰基、α-萘甲酰基、及β-萘甲酰基等芳香族酰基;甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、正丁氧基羰基、正戊氧基羰基、正己氧基羰基、正庚氧基羰基、正辛氧基羰基、正壬氧基羰基、及正癸氧基羰基等链状烷基氧基羰基;苯氧基羰基、α-萘氧基羰基、及β-萘氧基羰基等芳基氧基羰基;甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、戊酰氧基、己酰氧基、庚酰氧基、辛酰氧基、壬酰氧基、及癸酰氧基等脂肪族酰氧基;苯甲酰氧基、α-萘甲酰氧基、及β-萘甲酰氧基等芳香族酰氧基。
Rd1~Rd18各自独立地优选为选自由氢原子、卤素原子、碳原子数1~5的烷基、及碳原子数1~5的烷氧基组成的组中的基团,尤其是,从容易形成机械特性优异的固化膜的方面考虑,更优选Ra1~Ra18全部为氢原子。
式(d1-2)~(d1-5)中,Rd1~Rd12与式(d1-1)中的Rd1~Rd12同样。式(d1-2)及式(d1-4)中,作为Rd2和Rd10相互键合时形成的二价基团,例如,可举出-CH2-、-C(CH3)2-。式(P1-3)中,作为Rd2和Rd8相互键合时形成的二价基团,例如,可举出-CH2-、-C(CH3)2-。
式(d1-1)表示的脂环式环氧化合物中,作为优选的化合物的具体例,可举出下述式(d1-1a)、式(d1-1b)、及式(d1-1c)表示的脂环式环氧化合物、2,2-双(3,4-环氧环己烷-1-基)丙烷[=2,2-双(3,4-环氧环己基)丙烷]等。
[化学式34]
式(d1-2)表示的脂环式环氧化合物中,作为优选的化合物的具体例,可举出下述式(d1-2a)表示的双环壬二烯二环氧化物、或二环壬二烯二环氧化物等。
[化学式35]
式(d1-3)表示的脂环式环氧化合物中,作为优选的化合物的具体例,可举出S-螺[3-氧杂三环[3.2.1.02,4]辛烷-6,2’-氧杂环丙烷]等。
式(d1-4)表示的脂环式环氧化合物中,作为优选的化合物的具体例,可举出二氧化4-乙烯基环己烯(4-vinylcyclohexene dioxide)、二氧化二戊烯、二氧化柠檬烯、1-甲基-4-(3-甲基氧杂环丙烷-2-基)-7-氧杂双环[4.1.0]庚烷等。
式(d1-5)表示的脂环式环氧化合物中,作为优选的化合物的具体例,可举出1,2,5,6-二环氧基环辛烷等。
作为可作为多官能交联性化合物(D)而合适地使用的、上文说明的脂环式环氧化合物以外的环氧化合物的例子,可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、萘型环氧树脂、及联苯型环氧树脂等2官能环氧树脂;苯酚Novolac型环氧树脂、溴化苯酚Novolac型环氧树脂、邻甲酚Novolac型环氧树脂、双酚ANovolac型环氧树脂、及双酚AD Novolac型环氧树脂等Novolac型环氧树脂;二环戊二烯型酚醛树脂的环氧化物等环式脂肪族环氧树脂;萘型酚醛树脂的环氧化物等芳香族环氧树脂;9,9-双[4-(缩水甘油基氧基)苯基]-9H-芴、9,9-双[4-[2-(缩水甘油基氧基)乙氧基]苯基]-9H-芴、9,9-双[4-[2-(缩水甘油基氧基)乙基]苯基]-9H-芴、9,9-双[4-(缩水甘油基氧基)-3-甲基苯基]-9H-芴、9,9-双[4-(缩水甘油基氧基)-3,5-二甲基苯基]-9H-芴、及9,9-双(6-缩水甘油基氧基萘-2-基)-9H-芴等含有环氧基的芴化合物;二聚酸缩水甘油基酯、及三缩水甘油基酯等缩水甘油基酯型环氧树脂;四缩水甘油基氨基二苯基甲烷、三缩水甘油基对氨基苯酚、四缩水甘油基间苯二甲胺、及四缩水甘油基双氨基甲基环己烷等缩水甘油基胺型环氧树脂;三缩水甘油基异氰脲酸酯等杂环式环氧树脂;间苯三酚三缩水甘油基醚、三羟基联苯三缩水甘油基醚、三羟基苯基甲烷三缩水甘油基醚、甘油三缩水甘油基醚、2-[4-(2,3-环氧丙氧基)苯基]-2-[4-[1,1-双[4-(2,3-环氧丙氧基)苯基]乙基]苯基]丙烷、及1,3-双[4-[1-[4-(2,3-环氧丙氧基)苯基]-1-[4-[1-[4-(2,3-环氧丙氧基)苯基]-1-甲基乙基]苯基]乙基]苯氧基]-2-丙醇等3官能型环氧树脂;四羟基苯基乙烷四缩水甘油基醚、四缩水甘油基二苯甲酮(tetraglycidyl benzophenone)、双间苯二酚四缩水甘油基醚(bisresorcinol tetraglycidyl ether)、及四环氧丙氧基联苯等4官能型环氧树脂;及2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-氧杂环丙基)环己烷加成物。2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-氧杂环丙基)环己烷加成物已作为EHPE-3150(Daicel公司制)在市场上销售。
作为可作为多官能交联性化合物(D)而合适地使用的氧杂环丁烷化合物,可举出双-1-乙基-3-氧杂环丁基甲基醚、1,4-双-3-乙基氧杂环丁烷-3-基甲氧基甲基苯等二官能以上的氧杂环丁烷化合物。
此外,可将下述式(d1-6)表示的化合物作为多官能交联性化合物(D)而合适地使用。
[化学式36]
(式(d1-6)中,Rd20~Rd22为直链状、支链状或环状的亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-、-NH-及由它们的组合形成的基团,各自可以相同也可以不同。E1~E3为选自由环氧基、氧杂环丁基、烯键式不饱和基团、烷氧基甲硅烷基、异氰酸酯基、封端异氰酸酯基、硫醇基、羧基、羟基及琥珀酸酐基组成的组中的至少1种取代基或氢原子。其中,E1~E3中的至少2个为选自由环氧基及氧杂环丁基组成的组中的至少1种。)
式(d1-6)中,对于由Rd20与E1、Rd21与E2、及Rd22与E3表示的基团而言,例如,优选至少2个分别为下述式(d1-6a)表示的基团,更优选均分别为下述式(d1-6a)表示的基团。优选地,1个化合物中所键合的多个式(d1-6a)表示的基团为相同的基团。
-L-Cd(d1-6a)
(式(d1-6a)中,L为直链状、支链状或环状的亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-、-NH-及由它们的组合形成的基团,Cd为选自由环氧基及氧杂环丁基组成的组中的至少1种。式(d1-6a)中,L与Cd可键合而形成环状结构。)
式(d1-6a)中,关于作为L的直链状、支链状或环状的亚烷基,优选为碳原子数1~10的亚烷基,另外,关于作为L的亚芳基,优选为碳原子数5~10的亚芳基。式(d1-6a)中,L优选为直链状的碳原子数1~3的亚烷基、亚苯基、-O-、-C(=O)-、-NH-及由它们的组合形成的基团,优选为亚甲基等直链状的碳原子数1~3的亚烷基及亚苯基中的至少1种、或由它们与-O-、-C(=O)-及-NH-中的至少1种的组合形成的基团。
式(d1-6a)中,作为L与Cd键合而形成环状结构的情况,例如,在支链状的亚烷基与环氧基键合而形成环状结构(具有脂环结构的环氧基的结构)的情况下,可举出下述式(d1-6b)或(d1-6c)表示的有机基团。
[化学式37]
(式(d1-6b)中,Rd23为氢原子或甲基。)
以下,作为式(d1-6)表示的化合物的例子,示出具有选自由氧杂环丙基、氧杂环丁基、及脂环式环氧基组成的组中的至少1种基团的环氧化合物的例子,但并不限定于这些。
[化学式38]
另外,作为可作为多官能交联性化合物(D)而合适地使用的化合物,可举出在分子内具有2个以上的缩水甘油基的硅氧烷化合物(以下,也简记为“硅氧烷化合物”。)。
硅氧烷化合物是在分子内具有由硅氧烷键(Si-O-Si)构成的硅氧烷骨架、和2个以上缩水甘油基的化合物。
作为硅氧烷化合物中的硅氧烷骨架,例如,可举出环状硅氧烷骨架、聚硅氧烷骨架(例如,直链状或支链状的聚硅氧烷(直链状或支链状聚硅氧烷)、笼型、梯型的聚倍半硅氧烷等)等。
其中,作为硅氧烷化合物,优选下述式(d1-7)表示的具有环状硅氧烷骨架的化合物(以下,有时称为“环状硅氧烷”)。
[化学式39]
式(d1-7)中,Rd24、及Rd25表示含有缩水甘油基的一价基团或烷基。其中,式(d1-7)表示的化合物中的x1个Rd24及x1个Rd25中,至少2个为含有缩水甘油基的一价基团。另外,式(d1-7)中的x1表示3以上的整数。需要说明的是,式(d1-7)表示的化合物中的Rd24、Rd25可以相同也可以不同。另外,多个Rd24可以相同也可以不同。多个Rd25同样可以相同也可以不同。
作为上述含有缩水甘油基的一价基团,优选-D-O-Rd26表示的缩水甘油基醚基[D表示亚烷基,Rd26表示缩水甘油基]。作为上述D(亚烷基),例如,可举出亚甲基、甲基亚甲基、二甲基亚甲基、1,2-亚乙基、1,3-亚丙基等碳原子数为1~18的直链状或支链状的亚烷基等。
作为上述烷基,例如,可举出甲基、乙基、丙基、异丙基等碳原子数1~18(优选为碳原子数1~6、特别优选为碳原子数1~3)的直链状或支链状的烷基。
式(d1-7)中的x1表示3以上的整数,其中,从形成固化膜时的交联反应性优异的方面考虑,优选为3~6的整数。
硅氧烷化合物在分子内具有的缩水甘油基的数目为2个以上,从形成固化膜时的交联反应性优异的方面考虑,优选为2~6个,特别优选为2~4个。
感光性树脂组合物中,除了式(d1-7)表示的硅氧烷化合物以外还可含有:含有脂环式环氧基的环状硅氧烷、日本特开2008-248169号公报中记载的含有脂环式环氧基的聚硅氧烷树脂、及日本特开2008-19422号公报中记载的在1分子中具有至少2个环氧官能性基团的有机聚倍半硅氧烷树脂等具有硅氧烷骨架的化合物。
作为硅氧烷化合物,更具体而言,可举出由下述式表示的、在分子内具有2个以上缩水甘油基的环状硅氧烷等。另外,作为硅氧烷化合物,例如,可使用商品名为“X-40-2670”、“X-40-2701”、“X-40-2728”、“X-40-2738”、“X-40-2740”(以上为信越化学工业公司制)等的市售品。
[化学式40]
对于多官能交联性化合物(D)的含量而言,相对于不包括后述的有机溶剂(S)的质量在内的感光性树脂组合物的质量,优选为1~40质量%,更优选为3~30质量%。通过使多官能交联性化合物(D)的含量为上述的范围,从而容易得到可形成产生的气体少的固化膜的感光性树脂组合物。
感光性树脂组合物中的碱溶性树脂(A)的含量[g]、与多官能交联性化合物(D)的含量[g]之比优选在15:1~0.5:1的范围内,更优选在10:1~1:1的范围内,进一步优选在8:1~2:1的范围内。通过以上述范围内的比率使用碱溶性树脂(A)和多官能交联性化合物(D),从而特别容易得到可形成产生的气体少的固化膜的感光性树脂组合物。
<着色剂(E)>
感光性树脂组合物可含有着色剂(E)。作为着色剂(E),没有特别限制,例如,优选使用染料索引(C.I.;The Society of Dyers and Colourists公司发行)中被分类为颜料(Pigment)的化合物,具体而言,优选使用如下所述的附有染料索引(C.I.)编号的化合物。
作为可合适地使用的黄色颜料的例子,可举出C.I.颜料黄1(以下,同样也是“C.I.颜料黄”,仅记载编号。)、3、11、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、55、60、61、65、71、73,74、81、83、86、93、95、97、98、99、100、101、104、106、108、109、110、113、114、116、117、119、120、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、166、167、168、175、180、及185。
作为可合适地使用的橙色颜料的例子,可举出C.I.颜料橙1(以下,同样也是“C.I.颜料橙”,仅记载编号。)、5、13、14、16、17、24、34、36、38、40、43、46、49、51、55、59、61、63、64、71、及73。
作为可合适地使用的紫色颜料的例子,可举出C.I.颜料紫1(以下,同样也是“C.I.颜料紫”,仅记载编号。)、19、23、29、30、32、36、37、38、39、40、及50。
作为可合适地使用的红色颜料的例子,可举出C.I.颜料红1(以下,同样也是“C.I.颜料红”,仅记载编号。)、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48:1、48:2、48:3、48:4、49:1、49:2、50:1、52:1、53:1、57、57:1、57:2、58:2、58:4、60:1、63:1、63:2、64:1、81:1、83、88、90:1、97、101、102、104、105、106、108、112、113、114、122、123、144、146、149、150、151、155、166、168、170、171、172、174、175、176、177、178、179、180、185、187、188、190、192、193、194、202、206、207、208、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、243、245、254、255、264、及265。
作为可合适地使用的蓝色颜料的例子,可举出C.I.颜料蓝1(以下,同样也是“C.I.颜料蓝”,仅记载编号。)、2、15、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、及66。
作为可合适地使用的、上述之外的色调的颜料的例子,可举出C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿37等绿色颜料、C.I.颜料棕23、C.I.颜料棕25、C.I.颜料棕26、C.I.颜料棕28等棕色颜料、C.I.颜料黑1、C.I.颜料黑7等黑色颜料。
另外,感光性树脂组合物可含有遮光剂作为着色剂(E)。含有遮光剂的感光性树脂组合物可合适地用于形成液晶显示面板中的黑色矩阵或黑色柱状间隔物(black columnspacer)、或者形成用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤。
如上所述,使用感光性树脂组合物形成的固化膜产生的气体少。因此,使用感光性树脂组合物形成的隔堤在有机EL元件中不容易对有机发光材料(发光层)、电极造成损伤。而且,在隔堤含有遮光剂的情况下,容易防止有机EL元件内的内部反射、不必要的光向有机EL元件内的入射。
根据上文,含有遮光剂的感光性树脂组合物可特别优选用于形成用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤。
使着色剂(E)为遮光剂时,优选使用黑色颜料、紫色颜料作为遮光剂。作为黑色颜料、紫色颜料的例子,可举出炭黑、苝系颜料、内酰胺系颜料、钛黑、铜、铁、锰、钴、铬、镍、锌、钙、银等金属氧化物、复合氧化物、金属硫化物、金属硫酸盐或金属碳酸盐等各种颜料(不论是有机物还是无机物均可)。
作为炭黑,可使用槽法炭黑(channel black)、炉法炭黑(furnace black)、热裂炭黑(thermal black)、灯黑(lamp black)等已知的炭黑。另外,也可使用经树脂被覆的炭黑。
作为炭黑,实施了导入酸性基团的处理的炭黑也是优选的。向炭黑中导入的酸性基团为显示基于布朗斯台德的定义的酸性的官能团。作为酸性基团的具体例,可举出羧基、磺酸基、磷酸基等。被导入至炭黑中的酸性基团也可形成盐。与酸性基团形成盐的阳离子在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制。作为阳离子的例子,可举出各种金属离子、含氮化合物的阳离子、铵离子等,优选为钠离子、钾离子、锂离子等碱金属离子、铵离子。
在以上说明的实施了导入酸性基团的处理的炭黑中,从达成使用感光性树脂组合物形成的遮光性固化膜的高电阻的观点考虑,优选为具有选自由羧酸基、羧酸盐基团、磺酸基及磺酸盐基团组成的组中的1种以上的官能团的炭黑。
向炭黑中导入酸性基团的方法没有特别限制。作为导入酸性基团的方法,例如可举出以下的方法。
方法1):通过直接取代法(其使用浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸等)、间接取代法(其使用亚硫酸盐、亚硫酸氢盐等),向炭黑中导入磺酸基。
方法2):使具有氨基和酸性基团的有机化合物与炭黑进行重氮偶联。
方法3):利用Williamson醚化法,使具有卤素原子和酸性基团的有机化合物、与具有羟基的炭黑进行反应。
方法4):使具有卤代羰基和被保护基保护的酸性基团的有机化合物、与具有羟基的炭黑进行反应。
方法5):使用具有卤代羰基和被保护基保护的酸性基团的有机化合物,针对炭黑进行弗瑞德-克来福特反应,然后进行脱保护。
上述方法中,从导入酸性基团的处理容易进行并且安全的方面考虑,优选为方法2)。作为方法2)中使用的具有氨基和酸性基团的有机化合物,优选在芳香族基团上键合有氨基和酸性基团的化合物。作为这样的化合物的例子,可举出对氨基苯磺酸这样的氨基苯磺酸、4-氨基苯甲酸这样的氨基苯甲酸。
向炭黑中导入的酸性基团的摩尔数在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制。相对于100g炭黑,向炭黑中导入的酸性基团的摩尔数优选为1~200mmol,更优选为5~100mmol。
对于导入了酸性基团的炭黑,可以利用树脂实施被覆处理。在使用包含经树脂被覆的炭黑的感光性树脂组合物时,容易形成遮光性及绝缘性优异、表面反射率低的遮光性固化膜。需要说明的是,通过利用树脂进行的被覆处理,不会对使用感光性树脂组合物形成的遮光性固化膜的介电常数产生特别的不良影响。作为可用于被覆炭黑的树脂的例子,可举出酚醛树脂、三聚氰胺树脂、二甲苯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、甘酞(glyptal)树脂、环氧树脂、烷基苯树脂等热固性树脂;聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、改性聚苯醚、聚砜、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚氨基双马来酰亚胺、聚醚砜聚亚苯基砜、聚芳酯、聚醚醚酮等热塑性树脂。相对于炭黑的质量和树脂的质量的总计,炭黑上的树脂的被覆量优选为1~30质量%。
另外,作为遮光剂,还优选苝系颜料。作为苝系颜料的具体例,可举出下述式(e-1)表示的苝系颜料、下述式(e-2)表示的苝系颜料及下述式(e-3)表示的苝系颜料。市售品中,可优选使用BASF公司制的制品名K0084及K0086、颜料黑21、30、31、32、33及34等作为苝系颜料。
[化学式41]
式(e-1)中,Re1及Re2各自独立地表示碳原子数1~3的亚烷基,Re3及Re4各自独立地表示氢原子、羟基、甲氧基、或乙酰基。
[化学式42]
式(e-2)中,Re5及Re6各自独立地表示碳原子数1~7的亚烷基。
[化学式43]
式(e-3)中,Re7及Re8各自独立地为氢原子、碳原子数1~22的烷基,也可包含杂原子(N、O、S、或P)。Re7及Re8为烷基时,该烷基可以为直链状,也可以为支链状。
上述的式(e-1)表示的化合物、式(e-2)表示的化合物、及式(e-3)表示的化合物例如可利用日本特开昭62-1753号公报、日本特公昭63-26784号公报中记载的方法合成。即,将苝-3,5,9,10-四羧酸或其二酐和胺类作为原料,在水或有机溶剂中进行加热反应。而后,将得到的粗制物在硫酸中进行再沉淀,或者在水、有机溶剂或它们的混合溶剂中进行重结晶,由此可得到目标物。
为了使苝系颜料在组合物中良好地分散,苝系颜料的平均粒径优选为10~1000nm。
另外,作为遮光剂,也可包含内酰胺系颜料。作为内酰胺系颜料,例如,可举出下述式(e-4)表示的化合物。
[化学式44]
式(e-4)中,Xe表示双键,作为几何异构体,各自独立地为E体或Z体,Re9各自独立地表示氢原子、甲基、硝基、甲氧基、溴原子、氯原子、氟原子、羧基、或磺酸基,Re10各自独立地表示氢原子、甲基、或苯基,Re11各自独立地表示氢原子、甲基、或氯原子。
式(e-4)表示的化合物可单独使用或组合2种以上而使用。
从容易制造式(e-4)表示的化合物的方面考虑,Re9优选键合于二氢吲哚酮环的6位,Re11优选键合于二氢吲哚酮环的4位。从同样的观点考虑,Re9、Re10、及Re11优选为氢原子。
式(e-4)表示的化合物具有EE体、ZZ体、EZ体作为几何异构体,但其可以是它们中任一种的单一的化合物,也可以是这些几何异构体的混合物。
式(e-4)表示的化合物例如可利用国际公开第2000/24736号、国际公开第2010/081624号中记载的方法制造。
为了使内酰胺系颜料在组合物中良好地分散,内酰胺系颜料的平均粒径优选为10~1000nm。
此外,以银锡(AgSn)合金为主成分的微粒(以下,称为“AgSn合金微粒”。)也优选作为遮光剂使用。对于该AgSn合金微粒而言,AgSn合金为主成分即可,也可包含例如Ni、Pd、Au等作为其他金属成分。
该AgSn合金微粒的平均粒径优选为1~300nm。
AgSn合金由化学式AgxSn表示时,可得到化学性质稳定的AgSn合金的x的范围为1≤x≤10,可同时得到化学稳定性和黑度的x的范围为3≤x≤4。
此处,在上述x的范围内,求出AgSn合金中的Ag的质量比,结果,
x=1时,Ag/AgSn=0.4762
x=3时,3·Ag/Ag3Sn=0.7317
x=4时,4·Ag/Ag4Sn=0.7843
x=10时,10·Ag/Ag10Sn=0.9008
因此,对于该AgSn合金而言,含有47.6~90质量%的Ag时,化学性质稳定,含有73.17~78.43重量%的Ag时,可对应于Ag量而有效地得到化学稳定性和黑度。
该AgSn合金微粒可利用通常的微粒合成法制作。作为微粒合成法,可举出气相反应法、喷雾热解法、喷散法、液相反应法、冷冻干燥法、水热合成法等。
虽然AgSn合金微粒的绝缘性高,但根据感光性树脂组合物的用途,为了进一步提高绝缘性,可用绝缘膜被覆表面。作为这样的绝缘膜的材料,优选金属氧化物或有机高分子化合物。
作为金属氧化物,可合适地使用具有绝缘性的金属氧化物,例如氧化硅(二氧化硅)、氧化铝(alumina)、氧化锆(zirconia)、氧化钇(yttria)、氧化钛(titania)等。
另外,作为有机高分子化合物,可合适地使用具有绝缘性的树脂,例如聚酰亚胺、聚醚、聚丙烯酸酯、聚胺化合物等。
对于绝缘膜的膜厚而言,为了充分提高AgSn合金微粒的表面的绝缘性,优选为1~100nm的厚度,更优选为5~50nm。
绝缘膜可利用表面改性技术或表面的涂覆技术而容易地形成。尤其是,若使用四乙氧基硅烷、三乙醇铝等醇盐,则可在较低温度下形成膜厚均匀的绝缘膜,因而优选。
作为遮光剂,可单独使用上述的苝系颜料、内酰胺系颜料、AgSn合金微粒,也可将它们组合而使用。
此外,出于调节色调的目的等,遮光剂可不仅含有上述的黑色颜料、紫色颜料,还含有红色、蓝色、绿色、黄色等色调的色素。黑色颜料、紫色颜料之外的色调的色素可从已知的色素中适当选择。例如,作为黑色颜料、紫色颜料之外的色调的色素,可使用上述各种颜料。对于黑色颜料、紫色颜料之外的其他色调的色素的使用量而言,相对于遮光剂的总质量,优选为15质量%以下,更优选为10质量%以下。
为了使上述的着色剂在组合物中均匀地分散,也可进一步使用分散剂。作为这样的分散剂,优选使用聚乙烯亚胺系、聚氨酯树脂系、丙烯酸树脂系的高分子分散剂。尤其是,使用炭黑作为着色剂时,优选使用丙烯酸树脂系的分散剂作为分散剂。
需要说明的是,有时会因分散剂而导致由固化膜产生气体。因此,也优选在不使用分散剂的情况下对着色剂进行分散处理。
另外,无机颜料和有机颜料可分别单独使用或并用2种以上,在并用的情况下,相对于无机颜料与有机颜料的总量100质量份,优选以10~80质量份的范围使用有机颜料,更优选以20~40质量份的范围使用有机颜料。
需要说明的是,对于感光性树脂组合物而言,作为着色剂(E),除了颜料以外,还可使用染料。该染料从已知的材料中适当选择即可。
作为可应用于本实施方式的感光性树脂组合物的染料,例如,可举出偶氮染料、金属配位偶氮染料、蒽醌染料、三苯基甲烷染料、呫吨染料、花菁染料、萘醌染料、醌亚胺染料、甲川染料、酞菁染料等。
另外,对于这些染料,可通过进行色淀化(成盐化)而使其分散于有机溶剂等中,从而将其作为着色剂(E)使用。
除了这些染料以外,例如,还可优选使用日本特开2013-225132号公报、日本特开2014-178477号公报、日本特开2013-137543号公报、日本特开2011-38085号公报、日本特开2014-197206号公报等中记载的染料等。
另外,这些染料还可与上述的颜料(例如苝系颜料、内酰胺系颜料、AgSn合金微粒等)组合使用。
对于感光性树脂组合物中的着色剂(E)的使用量而言,可在不妨碍本发明的目的的范围内适当选择,典型地,相对于不包括后述的有机溶剂(S)的质量在内的感光性树脂组合物的质量,优选为5~70质量%,更优选为25~60质量%。
对于着色剂(E)而言,优选的是,在存在或不存在分散剂的条件下使其以适当的浓度分散而制成分散液后,添加到感光性树脂组合物中。
需要说明的是,本说明书中,关于上述的着色剂(E)的使用量,可定义为将上述存在的分散剂也包含在内的值。
<氟系树脂(F)>
感光性树脂组合物还可含有氟系树脂(F)(以下,也称为“(F)成分”。)。感光性树脂组合物含有氟系树脂(F)时,可向使用感光性树脂组合物形成的固化膜赋予疏液性。
例如,在具有使用感光性树脂组合物形成的隔堤的用于有机EL元件的基板上,利用喷墨法等印刷法在由隔堤划分出的区域内形成发光层时,通过使隔堤排斥油墨,从而可防止油墨附着于隔堤,或在向被隔堤包围的区域内注入油墨时防止与相邻的像素之间发生油墨的混合。
氟系树脂(F)只要是含有氟原子、且能向使用感光性树脂组合物形成的固化膜赋予疏液性的树脂,就没有特别限制。氟系树脂(F)可以是含有氟原子的单体的均聚物、或含有氟原子的单体与不含氟原子的单体的共聚物。
作为氟系树脂(F)的优选的例子,可举出至少使(f1)具有烯键式不饱和基团及氟原子的单体与(f2)(甲基)丙烯酸进行共聚而得到的共聚物。在使用这样的氟系树脂(F)的情况下,容易使用感光性树脂组合物形成疏液性优异的固化膜、尤其是疏液性优异的用于有机EL元件的隔堤。
((f1)具有烯键式不饱和基团及氟原子的单体)
具有烯键式不饱和基团及氟原子的单体(以下,也称为“(f1)单体”。)只要具有烯键式不饱和基团和氟原子即可,没有特别限制。作为这样的(f1)单体,可举出下式(f1-1)表示的化合物等。这些(f1)单体可单独使用或组合2种以上而使用。
[化学式45]
式(f1-1)中,X1及X2各自独立地表示氢原子或氟原子,X3表示氢原子、氟原子、甲基、或全氟甲基,X4及X5表示氢原子、氟原子、或全氟甲基。Rf表示碳原子数1~40的含氟烷基或碳原子数2~100的具有醚键的含氟烷基,a表示0~3的整数,b及c各自独立地表示0或1。Rf为含氟烷基时,碳原子数优选为2~20,更优选为3~10,特别优选为4~6。Rf为具有醚键的含氟烷基时,碳原子数优选为2~50,更优选为3~20,特别优选为4~6。
对于从(f1)单体衍生的单元的含量而言,相对于氟系树脂(F)的质量,优选为30~80质量%,更优选为40~60质量%的范围。使氟系树脂(F)中的从(f1)单体衍生的单元的含量为上述的范围时,存在下述倾向:容易利用感光性树脂组合物形成疏液性优异的固化膜,感光性树脂组合物中的氟系树脂(F)与其他成分的相容性变得良好。
另外,(f1)单体中,优选具有-(CF2)tF(t=1~10)表示的基团。t更优选为1~8,进一步优选为2~6。(f1)单体具有上述的基团时,容易利用感光性树脂组合物形成疏液性优异的固化膜。
<(f2)(甲基)丙烯酸>
为了提高感光性树脂组合物的显影性,氟系树脂(F)优选包含:来源于作为具有羧基的单体的(f2)(甲基)丙烯酸的单元。
相对于氟系树脂(F)的质量而言,来源于(f2)(甲基)丙烯酸的单元的含量优选为0.1~20质量%。使氟系树脂(F)中的来源于(f2)(甲基)丙烯酸的单元的含量为上述的范围时,容易得到可形成显影性良好、疏液性优异的固化膜的感光性树脂组合物。
根据需要,可使氟系树脂(F)中共聚有除上述的(f1)单体及(f2)单体之外的其他单体。作为这样的其他单体,可举出以下记载的各种单体。
((f3)具有烯键式不饱和基团及环氧基的单体)
氟系树脂(F)优选为还共聚有具有烯键式不饱和基团及环氧基的单体(以下,也称为“(f3)单体”。)的共聚物。通过使(f3)单体共聚,能进一步提高由感光性树脂组合物形成的固化膜的疏液性。
作为(f3)单体,可举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、下述式(f3-1)~(f3-3)表示的脂环式环氧化合物、使(甲基)丙烯酸的羧基与二官能以上的环氧化合物的环氧基反应而得到的单体、使在侧链上具有羟基或羧基的丙烯酸系单体的羟基或羧基与二官能以上的环氧化合物的环氧基反应而得到的单体等。其中,优选(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。这些(f3)单体可单独使用或组合2种以上而使用。
[化学式46]
式(f3-1)、(f3-2)、(f3-3)中,Rf0表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,Rf1表示氢原子或甲基,u表示1~10的整数,v及w各自独立地表示1~3的整数。
氟系树脂(F)包含来源于(f3)单体的单元时,相对于氟系树脂(F)的质量而言,氟系树脂(F)中的该单元的含量优选为1~40质量%,更优选为5~15质量%。使氟系树脂(F)中的来源于(f3)单体的单元的含量为上述的范围时,容易得到可形成疏液性良好的固化膜的感光性树脂组合物。
((f4)具有式(f4-1)表示的结构的单体)
氟系树脂(F)优选为还共聚有具有烯键式不饱和基团和下述式(f4-1)表示的结构的单体(以下,也称为“(f4)单体”。)的共聚物。通过使(f4)单体共聚,容易得到显影性优异的感光性树脂组合物,可提高感光性树脂组合物中的氟系树脂(F)与其他成分的相容性。
[化学式47]
(f4)单体更优选具有烯键式不饱和基团及下述式(f4-2)表示的结构。
[化学式48]
式(f4-1)、(f4-2)中,Rf2表示碳原子数1~5的亚烷基,可以为直链状,也可以为支链状。其中,优选碳原子数1~3的亚烷基,最优选亚乙基。Rf3表示氢原子、羟基、或可具有取代基的碳原子数1~20的烷基,可以为直链状,也可以为支链状。其中,优选碳原子数1~3的烷基,最优选甲基。作为上述取代基,可举出羧基、羟基、碳原子数1~5的烷氧基等。x表示1以上的整数,优选1~60的整数,更优选1~12的整数。
作为这样的(f4)单体,可举出下述式(f4-3)表示的化合物等。这些(f4)单体可单独使用或组合2种以上而使用。
[化学式49]
式(f4-3)中,Rf4表示氢原子或甲基。Rf2、Rf3、x与上述式(f4-1)、(f4-2)中含义相同。
对于从(f4)单体衍生的单元的含量而言,相对于氟系树脂(F)的质量,优选为1~40质量%,更优选为5~25质量%的范围。通过为上述的范围,从而存在感光性树脂组合物的显影性、感光性树脂组合物中的氟系树脂(F)与其他成分的相容性变得良好的倾向,是优选的。
((f5)具有硅原子的单体)
氟系树脂(F)优选为还共聚有具有硅原子的单体(以下,也称为“(f5)单体”。)的共聚物。(f5)单体只要是具有烯键式不饱和基团及键合于硅原子上的至少1个烷氧基的单体,就没有特别限制。通过使该(f5)单体共聚,能进一步提高由感光性树脂组合物形成的固化膜的疏液性。
作为这样的(f5)单体,可举出下述式(f5-1)表示的化合物等。这些(f5)单体可单独使用或组合2种以上而使用。
[化学式50]
式(f5-1)中,Rf5表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,优选为氢原子或甲基。Rf6表示碳原子数1~20的亚烷基或亚苯基,优选为碳原子数1~10的亚烷基。Rf7、Rf8各自独立地表示碳原子数1~10的烷基或苯基,优选为碳原子数1~3的烷基。在Si上键合有多个Rf7时,所述多个Rf7可以相同也可以不同。另外,在Si上键合有多个(ORf8)时,所述多个(ORf8)可以相同也可以不同。p为0或1,优选为1。q为1~3的整数,优选为2或3,更优选为3。
对于从(f5)单体衍生的单元的含量而言,相对于氟系树脂(F)的质量,优选为20质量%以下,更优选为10质量%以下的范围。通过为上述的范围,从而存在疏液性及与感光性树脂组合物的其他成分的相容性变得良好的倾向,是优选的。
作为上述单体之外的其他单体,可使用具有烯键式不饱和基团的各种单体,其中,优选丙烯酸系单体。作为丙烯酸系单体的优选的例子,可举出甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、N-羟甲基丙烯酰胺(N-MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MAA)、甲基丙烯酸环己酯(CHMA)、甲基丙烯酸异冰片基酯(IBMA)等。氟系树脂(F)中的来源于上述其他单体的单元的含量优选相对于氟系树脂(F)的质量而言为0~25质量%。
作为使(f1)单体及(f2)单体以及根据需要的其他单体反应而得到共聚物的方法,可利用已知的方法。
氟系树脂(F)的重均分子量优选为2000~50000,更优选为5000~20000。通过使氟系树脂(F)的重均分子量为2000以上,可提高由感光性树脂组合物形成的固化膜的耐热性及强度,另外,通过使氟系树脂(F)的重均分子量为50000以下,可提高感光性树脂组合物的显影性。
对于感光性树脂组合物中的氟系树脂(F)的含量而言,相对于不包括后述的有机溶剂(S)的质量在内的感光性树脂组合物的质量,优选为0.1~10质量%,更优选为0.2~5质量%。感光性树脂组合物以这样的量含有氟系树脂(F)时,不仅使得感光性树脂组合物的敏感度、显影性及分辨率优异,而且容易向使用感光性树脂组合物形成的固化膜赋予良好的疏液性。
<有机溶剂(S)>
对于感光性树脂组合物而言,为了改善涂布性、调节粘度,优选含有有机溶剂(S)。
作为有机溶剂(S),具体而言,可举出乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单正丙基醚、乙二醇单正丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单正丙基醚、二乙二醇单正丁基醚、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚、丙二醇单正丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单正丙基醚、二丙二醇单正丁基醚、三丙二醇单甲基醚、三丙二醇单乙基醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类;乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单乙基醚乙酸酯等(聚)亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类;二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚、四氢呋喃等其他醚类;甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮类;2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯等乳酸烷基酯类;2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸乙酯等其他酯类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类;N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基异丁酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N-甲基己内酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、吡啶、及N,N,N’,N’-四甲基脲等含氮极性有机溶剂;等等。
这些中,优选亚烷基二醇单烷基醚类、亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类、上述的其他醚类、乳酸烷基酯类、上述的其他酯类,更优选亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类、上述的其他醚类、上述的其他酯类。
另外,从各成分的溶解性、着色剂(E)的分散性等方面考虑,有机溶剂(S)还优选包含含氮极性有机溶剂。作为含氮极性有机溶剂,优选N,N,N’,N’-四甲基脲。
这些溶剂可单独使用或组合2种以上而使用。
有机溶剂(S)的含量没有特别限制,可以在能涂布于基板等的浓度范围内根据涂布膜厚而适当设定。感光性树脂组合物的粘度优选为5~500cp,更优选为10~50cp,进一步优选为20~30cp。另外,固态成分浓度优选为5~100质量%,更优选为15~50质量%。
<其他成分>
根据需要,可使感光性树脂组合物中含有表面活性剂、密合性提高剂、热聚合阻止剂、消泡剂、硅烷偶联剂等添加剂。所有添加剂均可使用现有已知的物质。
从容易形成形状良好、与基板的密合性优异的固化膜的方面考虑,感光性树脂组合物优选含有硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂,可没有特别限制地使用现有已知的物质。
作为表面活性剂,可举出阴离子系、阳离子系、非离子系等的化合物,作为热聚合阻止剂,可举出氢醌、氢醌单乙基醚等,作为消泡剂,可举出聚硅氧烷系、氟系化合物等。
<感光性树脂组合物的制备方法>
上文说明的感光性树脂组合物可通过在将分别为规定量的上述各成分混合后,用搅拌机均匀混合而得到。需要说明的是,为了使得到的混合物更均匀,也可使用过滤器进行过滤。
《固化膜及用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤、具有隔堤的用于有机EL元件的基板、及具有隔堤的有机EL元件》
通过利用曝光及加热将使用上文说明的感光性树脂组合物形成的薄膜进行固化,可形成固化膜。
作为固化膜的用途,可举出绝缘膜。在感光性树脂组合物不含着色剂(E)时,可形成透明绝缘膜。感光性树脂组合物含有着色剂(E)时,可形成着色的绝缘膜。尤其是,着色剂(E)为遮光剂时,可形成遮光性的绝缘膜。
作为遮光性的黑色绝缘膜的优选的例子,可举出各种图像显示装置用的面板所具有的、黑色矩阵中的黑色的分隔壁或黑色柱状间隔物。
另外,感光性树脂组合物含有RGB等的彩色的着色剂(E)时,可在由黑色矩阵划分出的区域中形成着色的固化膜,从而制造滤色片。
例如,包含上述的黑色矩阵、彩色的固化膜作为固化物的滤色片可在各种显示装置中合适地使用。
另外,如上所述,由所述固化膜产生的气体少。因此,使用感光性树脂组合物形成的固化膜可作为用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤而合适地使用。
隔堤以与ITO等的电极层和由有机发光材料形成的发光层接触的方式形成在用于有机EL元件的基板上。发光层通过由隔堤进行划区而形成了像素。此处,若电极层、发光层被由隔堤产生的含有各种成分的气体污染,则会促进劣化。
然而,在将使用上文说明的感光性树脂组合物形成的固化膜作为隔堤使用时,由于气体从隔堤的产生被抑制,因而电极层、发光层不易劣化,有机EL元件的耐久性提高。即,具有使用上文说明的感光性树脂组合物形成的固化膜作为隔堤的有机EL元件的耐久性优异。
另外,具有使用上文说明的感光性树脂组合物形成的隔堤的基板作为用于有机EL元件的基板是有用的。若使用所述用于有机EL元件的基板,则可制造电极层、发光层的劣化被抑制的、耐久性优异的有机EL元件。
《固化膜的制造方法》
作为固化膜的制造方法,没有特别限制,只要是下述方法即可,所述方法为:在感光性树脂组合物的薄膜中,使光聚合性单体(B)聚合,并且使碱溶性树脂(A)与多官能交联性化合物(D)发生交联反应,由此能形成固化膜。
为了使光聚合性单体(B)聚合,通常可进行曝光。另外,为了使碱溶性树脂(A)与多官能交联性化合物(D)发生交联反应,可对经曝光的或未曝光的感光性树脂组合物的薄膜进行加热。
作为固化膜的优选的制造方法,可举出包括下述工序的方法:
通过涂布感光性树脂组合物,从而形成涂布膜的工序;
将涂布膜曝光的工序;和
将经曝光的涂布膜固化的工序。
要使用感光性树脂组合物形成固化膜时,将感光性树脂组合物涂布于根据固化膜的用途而选择的基板上从而形成涂布膜。涂布膜的形成方法没有特别限制,例如,可使用辊涂机、逆式涂布机、棒涂机等接触转印型涂布装置、旋涂机(旋转式涂布装置)、帘流式涂布机等非接触型涂布装置进行。
对于涂布的感光性树脂组合物,根据需要进行干燥,构成涂布膜。干燥方法没有特别限制,例如,可举出下述方法:(1)利用加热板,于80~120℃、优选90~100℃的温度,干燥60~120秒的方法;(2)在室温下放置数小时~数天的方法;(3)放入到热风加热器、红外线加热器中经过数十分钟~数小时而除去溶剂的方法;等等。
接下来,进行针对涂布膜的曝光。曝光可通过照射紫外线、准分子激光等活性能量射线而进行。对于曝光而言,例如可利用隔着负型的掩模进行曝光的方法等,位置选择性地进行。照射的能量射线量根据感光性树脂组合物的组成而不同,例如优选为40~200mJ/cm2左右。
在位置选择性地将涂布膜曝光的情况下,通过利用显影液使曝光后的膜显影,从而形成所期望的形状的图案。显影方法没有特别限制,例如,可利用浸渍法、喷雾法等。显影液可根据感光性树脂组合物的组成而适当选择。作为显影液,例如,可使用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨、季铵盐等碱性的水溶液。
接下来,使经曝光的涂布膜或显影后的已图案化的涂布膜固化,形成固化膜。所述固化中,使碱溶性树脂(A)与多官能交联性化合物(D)发生交联反应。因此,为了进行固化,可对经曝光的涂布膜或显影后的已图案化的涂布膜进行烘烤。
对于烘烤温度而言,只要固化良好地进行即可,没有特别限制,优选为180~280℃,更优选为190~260℃。
通过如上所述地进行烘烤,可得到感光性树脂组合物的固化膜。
《制造用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤的方法》
对于制造用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤的方法而言,只要是能在用于有机EL元件的基板上的规定位置制造隔堤的方法,就没有特别限制。
作为优选的方法,可举出包括下述工序的方法:
通过涂布感光性树脂组合物,从而将涂布膜形成在用于有机EL元件的基板上的工序;
位置选择性地将涂布膜中的与隔堤的位置对应的部位曝光的工序;
将经曝光的涂布膜显影的工序;和
将经显影的涂布膜固化的工序。
作为基板的典型例,可举出在一个主面上、在与形成发光层的部位对应的部位中具有由ITO等形成的透明的电极层(阳极)的透明基板。
隔堤以在与透明的电极层的端部接触的同时、将形成发光层的区域包围的方式形成。
关于在用于有机EL元件的基板上涂布感光性树脂组合物的方法、位置选择性地将涂布膜中的与隔堤的位置对应的部位曝光的方法、将经曝光的涂布膜显影的方法、和将经显影的涂布膜固化的方法,与针对固化膜的制造方法而在上文中说明的方法同样。
利用上文说明的方法,可得到在用于有机EL元件的基板的规定位置上具有用于将发光层划区的隔堤的基板。
《有机EL元件的制造方法》
使用上文说明的具有隔堤的用于有机EL元件的基板,可制造有机EL元件。
该方法包括下述工序:在用于有机EL元件的基板中的由隔堤划分出的区域内形成发光层。
具有隔堤的用于有机EL元件的基板中,在由隔堤划分出的区域内,露出由ITO等形成的透明的电极层(阳极)。
在典型的方法中,在电极层(阳极)上层叠空穴传输层。而且,在空穴传输层上依次层叠电子传输层和电极层(阴极),从而制造有机EL元件。根据需要,可进一步适当组合TFT、滤色片等。
在由隔堤划分出的区域内形成空穴传输层、发光层、电子传输层等的方法没有特别限制,可以是蒸镀法,也可以是印刷法。从用于形成层的材料的损失少、容易在规定的位置快速形成所期望的膜厚的层的方面考虑,优选印刷法,作为印刷法,特别优选喷墨法。
利用以上的方法制造的有机EL元件具有产生的气体少的隔堤,因此,电极层、发光层的劣化被抑制,耐久性优异。
实施例
以下,示出实施例来进一步具体说明本发明,但本发明的范围不受这些实施例的限制。
〔制备例1〕
将下式表示的环氧化合物275g(0.5摩尔、环氧当量292)、和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚100mg及丙烯酸72g与催化剂一同装入到1500mL四颈瓶中,一边以25mL/分钟的速度向其中吹入空气一边于90~100℃进行加热溶解。
[化学式51]
接下来,在溶液保持为白浊的状态下缓缓进行升温,加热至120℃,使其完全溶解。此时,溶液逐渐变得透明粘稠,保持该状态而持续搅拌。在此期间对酸值进行测定,持续加热搅拌直至酸值低于1.0mgKOH/g。至酸值达到目标为止需要12小时。而后,冷却至室温,得到无色透明且为固体状的下式的结构的双酚芴型环氧丙烯酸酯。
[化学式52]
接下来,向如上所述地操作而得到的上述的双酚芴型环氧丙烯酸酯347.4g(0.5摩尔)中添加丙二醇单甲基醚乙酸酯650g并使其溶解,然后将下述式(b1)-1的化合物(以下,也记为化合物(b1)-1)(0.25摩尔)与催化剂一同混合,缓缓升温,于130℃反应4小时。
需要说明的是,化合物(b1)-1为下式表示的四羧酸二酐(降冰片烷-2-螺-α-环戊酮-α’-螺-2”-降冰片烷-5,5”,6,6”-四甲酸二酐)。
[化学式53]
确认了酸酐基的消失后,混合1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐30g,于90℃反应6小时,得到了作为由双酚芴型环氧丙烯酸酯和酸酐(化合物(b1)-1)生成的Cardo树脂的树脂A1。酸酐的消失利用IR光谱进行确认。
〔制备例2〕
除了不进行使用1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐30g的反应之外,与制备例1同样地操作,得到作为Cardo树脂的树脂A2。
〔制备例3〕
除了以等摩尔的量使用3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐来代替化合物(b1)-1之外,与实施例1同样地操作,得到作为Cardo树脂的树脂A3。
〔制备例4〕
除了不进行使用1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐30g的反应之外,与制备例3同样地操作,得到作为Cardo树脂的树脂A4。
〔制备例5〕
相对于制备例1,将1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐的添加量变更为15g,除此之外,与制备例1同样地操作,得到作为Cardo树脂的树脂A5。
〔实施例1~10、比较例1、及比较例2〕
在实施例及比较例中,作为碱溶性树脂(A)((A)成分),使用了制备例1~5中得到的树脂A1~A5和下述结构的树脂A6。下式中的括号的右下方的数值为树脂A6中的各结构单元的比率(质量%)。
[化学式54]
在实施例及比较例中,作为光聚合性单体(B)((B)成分),使用了二季戊四醇六丙烯酸酯。
在实施例及比较例中,作为光聚合引发剂(C)((C)成分),使用了下述结构的化合物。
[化学式55]
在实施例及比较例中,作为多官能交联性化合物(D),使用了以下的D1、D2、及D4、和硅氧烷系多官能环氧化合物D3(分子量:3400,环氧当量:147g/eq,1分子中的环氧基数:约23)。
D1的分子量为737.27,环氧当量为184g/eq.,1分子中的环氧基数为4。
D2的分子量为381.42,环氧当量为127g/eq.,1分子中的环氧基数为3。
D4的分子量为252.31,环氧当量为126g/eq.,1分子中的环氧基数为2。
[化学式56]
在实施例及比较例中,作为着色剂(E)((E)成分),使用了作为遮光剂的以下的E1~E3。
E1:内酰胺系颜料
E2:苝系颜料
E3:AgSn颜料
将表1中记载的种类及量的(A)成分、(B)成分7质量份、(C)成分8质量份、表1中记载的种类的(D)成分10质量份、和表1中记载的种类的(E)成分45质量份,以有机溶剂以外的成分的质量比率为20质量%的方式均匀混合于有机溶剂中,得到各实施例及比较例的感光性树脂组合物。
需要说明的是,比较例1中,不使用多官能交联性化合物(D),使用了40质量份(A)成分。
另外,作为有机溶剂,使用了包含丙二醇单甲基醚乙酸酯60质量%、乙酸3-甲氧基丁酯20质量%、和N,N,N’,N’-四甲基脲20质量%的混合溶剂。
<气体产生评价>
在10cm×10cm的玻璃基板上涂布各实施例及比较例的感光性树脂组合物,然后,于100℃干燥120秒,形成涂布膜。
接下来,利用使用了高压汞灯的曝光机,以50mJ/cm2的曝光量对涂布膜进行整面曝光。
针对经曝光的涂布膜,于230℃进行30分钟后烘烤,得到膜厚为2μm的固化膜。
使用形成的固化膜作为试样,利用安装有吹扫-捕集取样器(加热脱附装置)的气相色谱-质谱分析法(P&T-GC/MS),对气体产生量进行评价。测定和气体的定量按照下述(i)~(iii)的步骤进行。
(i)气体产生和向二次吸附管的捕集
在一次捕集管中放入固化膜1mg,使用加热脱附装置(Perkin Elmer制:TarboMatrix ATD),于230℃进行10分钟加热,使脱离的气体吸附于二次捕集管。
(ii)GC/MS分析
于250℃将二次捕集管加热1分钟,利用GC/MS(Agilent Technologies公司制:7890B(GC),5977AMSD(MS))对脱离的气体进行分析。
(iii)定量分析
根据通过对树脂组合物的PT-GC/MS分析而得到的图的各峰面积进行定量。具体而言,将检测到的脱出气体(outgas)的峰的合计面积%规定为评价值。
基于得到的评价值(合计面积%),按照下述的基准对气体产生量进行评价。如果评价为3~5,则理解为气体产生量少。将评价结果记载于表1。
5:评价值的值低于1.0E8
4:评价值的值为1.0E8以上且低于2.5E8
3:评价值的值为2.5E8以上且低于5.0E8
2:评价值的值为5.0E8以上且低于1.0E9
1:评价值的值为1.0E9以上。
[表1]
根据实施例可知,使用下述感光性树脂组合物形成的固化膜的气体产生量少,所述感光性树脂组合物含有碱溶性树脂(A)、光聚合性单体(B)、光聚合引发剂(C)、和多官能交联性化合物(D),碱溶性树脂(A)包含Cardo树脂,多官能交联性化合物(D)的环氧当量为50~350g/eq。
根据比较例可知,在感光性树脂组合物不含多官能交联性化合物(D)的情况、感光性树脂组合物含有丙烯酸系树脂而并非Cardo树脂作为碱溶性树脂(A)的情况下,由使用感光性树脂组合物形成的固化膜产生的气体的量多。

Claims (15)

1.感光性树脂组合物,其含有碱溶性树脂(A)、光聚合性单体(B)、光聚合引发剂(C)、和在1分子中具有多个环氧基或氧杂环丁基的多官能交联性化合物(D),
所述碱溶性树脂(A)包含具有Cardo骨架的树脂,
所述多官能交联性化合物(D)的环氧当量或氧杂环丁基当量为50~350g/eq。
2.如权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,所述多官能交联性化合物(D)包含每1分子具有2个以上环氧基的环氧化合物。
3.如权利要求1或2所述的感光性树脂组合物,所述感光性树脂组合物还含有遮光剂作为着色剂(E)。
4.如权利要求1~3中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,所述具有Cardo骨架的树脂为下式(a-1)表示的树脂,
[化学式1]
式(a-1)中,Xa表示下述式(a-2)表示的基团,Ra0为氢原子或-CO-Ya-COOH表示的基团,Ya表示从二羧酸酐中除去酸酐基而得到的2价的残基,Za表示从四羧酸二酐中除去2个酸酐基而得到的4价的残基,另外,式(a-1)中,m1表示0~20的整数,
[化学式2]
所述式(a-2)中,Ra1各自独立地表示氢原子、碳原子数1~6的烃基、或卤素原子,Ra2各自独立地表示氢原子或甲基,Ra3各自独立地表示直链或支链的亚烷基,m2表示0或1,Wa表示下述式(a-3)表示的基团,
[化学式3]
所述式(a-3)中的环A表示脂肪族环,所述脂肪族环可稠合有芳香族环、可具有取代基。
5.如权利要求4所述的感光性树脂组合物,其中,所述四羧酸二酐为下式(a-4)表示的化合物,
[化学式4]
式(a-4)中,Ra4、Ra5、及Ra6各自独立地表示选自由氢原子、碳原子数1~10的烷基及氟原子组成的组中的1种,m3表示0~12的整数。
6.如权利要求1~5中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,所述碱溶性树脂(A)的含量[g]与所述多官能交联性化合物(D)的含量[g]之比在15:1~0.5:1的范围内。
7.如权利要求1~6中任一项所述的感光性树脂组合物,其用于形成用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤。
8.固化膜,其是使权利要求1~6中任一项所述的感光性树脂组合物固化而形成的。
9.用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤,其是使权利要求7所述的感光性树脂组合物固化而形成的。
10.用于有机EL元件的基板,其具有权利要求9所述的所述隔堤。
11.有机EL元件,其具有权利要求9所述的所述隔堤。
12.固化膜的制造方法,所述方法包括下述工序:
通过涂布权利要求1~6中任一项所述的感光性树脂组合物,从而形成涂布膜的工序;
将所述涂布膜曝光的工序;和
将经曝光的所述涂布膜固化的工序。
13.如权利要求12所述的固化膜的制造方法,其中,
在进行曝光的所述工序中,位置选择性地将所述涂布膜曝光,
在进行曝光的所述工序与进行固化的所述工序之间,还包括将经曝光的所述涂布膜进行显影的工序。
14.在基板上制造用于将有机EL元件中的发光层划区的隔堤的方法,所述方法包括下述工序:
通过涂布权利要求7所述的感光性树脂组合物,从而在所述基板上形成涂布膜的工序;
位置选择性地将所述涂布膜中的与所述隔堤的位置对应的部位曝光的工序;
将经曝光的所述涂布膜显影的工序;和
将经显影的所述涂布膜固化的工序。
15.有机EL元件的制造方法,所述方法包括下述工序:在权利要求10所述的用于有机EL元件的基板中的由所述隔堤划分出的区域内形成发光层。
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