CN110955114A - 感光性树脂组合物、经图案化的固化膜的制造方法及固化膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及感光性树脂组合物、经图案化的固化膜的制造方法及固化膜。本发明的课题在于提供图案化特性优异的感光性树脂组合物、固化膜的制造方法、及固化物。本发明的解决手段为一种感光性树脂组合物,其包含碱溶性树脂(A)、交联剂(B)、和光聚合引发剂(C),其中,作为前述交联剂(B),包含单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1),所述单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1)含有可以具有取代基的联苯骨架或可以具有取代基的三联苯骨架。
Description
技术领域
本发明涉及感光性树脂组合物、经图案化的固化膜的制造方法及固化膜。
背景技术
由于可利用光刻法容易地形成按照规定的形状进行了图案化(patterning)的固化膜,因此,含有碱溶性树脂的感光性树脂组合物例如可在液晶显示器等显示装置、半导体器件、其他领域中广泛使用。
感光性组合物中,作为其成分的一部分而被包含的光聚合引发剂通过曝光而产生自由基。该自由基使感光性组合物中包含的聚合性的化合物进行聚合,由此,感光性组合物固化。另外,感光性树脂组合物中,利用由这样的光聚合引发剂产生的自由基使聚合性的化合物进行聚合,另一方面,出于提高感光性树脂组合物相对于衬底的密合性及感光性树脂组合物的固化后的强度的目的,配合了交联剂成分。作为该交联剂成分,以往,从上述那样的目的考虑,具有烯键式不饱和基团的单体中,使用了多官能、尤其是二季戊四醇五及六丙烯酸酯这样的5官能以上的(甲基)丙烯酸酯单体。
近年来,从提高生产率的观点考虑,迫切需要能以低曝光量形成图案的高敏感度的感光性树脂组合物。另一方面,在形成按复杂的形状进行了图案化的固化膜的情况下,在作为曝光对象的由感光性树脂组合物形成的膜中,有时作为用于使感光性树脂组合物固化的触发器(trigger)的曝光用光不透过的区域增多。这种情况下,对于上述那样的组成的感光性树脂组合物而言,容易发生下述不良情况:在曝光后形成未充分固化的部分。另外,还对感光性树脂组合物在要得到数十μm以上这样的膜较厚的固化膜的方式中的应用进行了广泛研究。然而,在形成这样的厚膜的固化膜的情况下,也容易发生下述不良情况:曝光用光不会充分到达由感光性树脂组合物形成的膜中的距光源较远的位置侧、即通常的基材与感光性树脂层的接触面附近,在固化膜中形成固化不充分的部分。此外,在感光性树脂组合物含有着色剂的方式中,由于着色剂对曝光用光的吸收,导致在固化膜中形成固化不充分的部分的问题显著。
专利文献1中,出于即使通过低曝光量也能使感光性树脂组合物中的活化能不直接抵达的区域良好地固化的目的,提出了特定的组成的感光性树脂组合物。专利文献1中,具体而言,提出了含有具有芳香族基团的单官能性(甲基)丙烯酸系单体(A)、(A)成分以外的在分子内具有平均至少一个聚合性碳-碳双键的化合物(B)、和(C)光聚合引发剂的固化性组合物。作为(A)成分,具体而言,使用了邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯等,作为(B)成分,具体而言,使用了丙烯酸酯系聚合物等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-51618
发明内容
发明所要解决的课题
然而,即使是专利文献1中记载的那样的固化性组合物,有时也不能充分应对要解决在固化膜中形成固化不充分的部分的问题这样的要求。另外,即使能抑制固化不充分的部分的形成,在这种情况下,虽然能一定程度地改善形成的线图案的矩形性(锥度性),但另一方面,关于线图案的直线行进性(重现性)、分辨率,期望进一步的改良。因此,要求灵敏度更优异的感光性树脂组合物。
本发明是鉴于上述现有技术的课题而作出的,目的在于提供敏感度高且线宽稳定性、分辨性及矩形性良好这样的图案化特性优异的感光性树脂组合物、使用了该感光性树脂组合物的经图案化的固化膜的制造方法及固化膜。
用于解决课题的手段
本申请的发明人发现,通过使感光性树脂组合物混合地包含特定结构的单官能(甲基)丙烯酸酯化合物,由此,感光性树脂组合物的敏感度高,例如,即使是在要将固化膜形成为厚膜或形成复杂形状的固化膜的活性能量射线不易直接抵达的部位,也能进行良好的固化,图案的矩形性(锥度性)良好,并且分辨率高且图案的直线行进性(重现性)也良好,能提高图案化特性,从而完成了本发明。即,本发明如下所述。
本发明的第1方式为感光性树脂组合物,其包含碱溶性树脂(A)、交联剂(B)、和光聚合引发剂(C),其中,
作为前述交联剂(B),包含单官能(甲基)丙烯酸酯单体(B1),所述单官能(甲基)丙烯酸酯单体(B1)含有可以具有取代基的联苯骨架或可以具有取代基的三联苯骨架。
本发明的第2方式为经图案化的固化膜的制造方法,其包括下述步骤:在基材上涂布第1方式涉及的感光性树脂组合物、形成感光性树脂层的步骤;将前述感光性树脂层以位置选择性方式进行曝光的步骤;和利用显影液将经曝光的前述感光性树脂层显影的步骤。
本发明的第3方式为固化膜,其是通过将第1方式涉及的感光性树脂组合物固化而形成的。
发明的效果
通过本发明,可提供敏感度高且线宽稳定性、分辨性及矩形性良好这样的图案化特性优异的感光性树脂组合物、使用了该感光性树脂组合物的经图案化的固化膜的制造方法及固化膜。
具体实施方式
以下,详细说明本发明的实施方式,但本发明不受以下的实施方式的任何限制,可在本发明的目的的范围内进行适当变更来实施。
《感光性树脂组合物》
感光性树脂组合物包含碱溶性树脂(A)、交联剂(B)、和光聚合引发剂(C)。感光性树脂组合物中,作为前述交联剂(B),包含单官能(甲基)丙烯酸酯单体(B1),所述单官能(甲基)丙烯酸酯单体(B1)含有可以具有取代基的联苯骨架或可以具有取代基的三联苯骨架。
以下,对感光性树脂组合物含有的成分依次进行说明。
<碱溶性树脂(A)>
感光性树脂组合物包含碱溶性树脂(A)。
此处,本说明书中,所谓(A)碱溶性树脂,是指在分子内具备使其具有碱溶性的官能团(例如酚式羟基、羧基、磺酸基等)的树脂。
碱溶性树脂(A)的种类没有特别限制,可使用以往在感光性树脂组合物中配合的各种碱溶性树脂。
以下,作为碱溶性树脂(A)的优选的具体例,对具有Cardo结构的树脂(A1)、丙烯酸系树脂(A2)、和Novolac树脂(A3)进行说明。
〔具有Cardo结构的树脂(A1)〕
感光性树脂组合物中,作为碱溶性树脂(A),可包含具有Cardo结构的树脂(A1)(以下,也记为“Cardo树脂(A1)”。)。
作为Cardo树脂(A1),可使用在其结构中具有Cardo骨架、具有所期望的碱溶性的树脂。所谓Cardo骨架,是指在构成第1个环状结构的1个环碳原子上键合有第2个环状结构和第3个环状结构的骨架。需要说明的是,第2个环状结构与第3个环状结构可以为相同的结构,也可以为不同的结构。
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Cardo树脂(A1),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以上且20以下的整数。)
[化学式2]
(式(a-2)中,Ra1各自独立地表示氢原子、碳原子数为1以上且6以下的烃基、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-3)中的环A表示可与芳香族环稠合且可以具有取代基的脂肪族环。脂肪族环可以为脂肪族烃环,也可以为脂肪族杂环。)
式(a-2)中,作为Ra3,优选碳原子数为1以上且20以下的亚烷基,更优选碳原子数为1以上且10以下的亚烷基,特别优选碳原子数为1以上且6以下的亚烷基,最优选乙烷-1,2-二基、丙烷-1,2-二基、及丙烷-1,3-二基。
关于式(a-3)中的环A,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,优选苯环及萘环。
作为式(a-3)表示的2价基团的优选例,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)表示的二醇化合物反应而被导入至(A1)Cardo树脂中。
[化学式5]
式(a-2a)中,Ra1、Ra2、Ra3、及m2与针对式(a-2)的说明相同。关于式(a-2a)中的环A,与针对式(a-3)的说明相同。
式(a-2a)表示的二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)表示的二醇化合物所具有的酚式羟基中的氢原子替换为-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,通过使式(a-2c)表示的环氧化合物与丙烯酸或甲基丙烯酸反应,从而得到式(a-2a)表示的二醇化合物。
式(a-2b)及式(a-2c)中,Ra1、Ra3、及m2与针对式(a-2)的说明相同。关于式(a-2b)及式(a-2c)中的环A,与针对式(a-3)的说明相同。
需要说明的是,式(a-2a)表示的二醇化合物的制造方法不限于上述的方法。
[化学式6]
作为式(a-2b)表示的二醇化合物的优选例,可举出以下的二醇化合物。
[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,m1表示0以上且20以下的整数。
[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、碳原子数为1以上且10以下的烷基及氟原子组成的组中的1种,m3表示0以上且12以下的整数。)
可作为式(a-4)中的Ra4而选择的烷基为碳原子数为1以上且10以下的烷基。通过将烷基所具备的碳原子数设定为上述范围,从而能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以上且6以下,更优选为1以上且5以下,进一步优选为1以上且4以下,特别优选为1以上且3以下。
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为1以上且10以下的烷基。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的方面考虑,式(a-4)中的多个Ra4优选为相同的基团。
式(a-4)中的m3表示0以上且12以下的整数。通过使m3的值为12以下,能容易地进行四羧酸二酐的纯化。
从四羧酸二酐的纯化容易进行方面考虑,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。
可作为式(a-4)中的Ra5及Ra6而选择的碳原子数为1以上且10以下的烷基与可作为Ra4而选择的碳原子数为1以上且10以下的烷基同样。
从四羧酸二酐的纯化容易进行方面考虑,Ra5及Ra6优选为氢原子、或碳原子数为1以上且10以下(优选1以上且6以下、更优选1以上且5以下、进一步优选1以上且4以下、特别优选1以上且3以下)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,可举出例如降冰片烷-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。
Cardo树脂(A1)的重均分子量优选为1000以上且40000以下,更优选为2000以上且30000以下。通过成为上述的范围,能在得到良好的显影性的同时,得到充分的耐热性、膜强度。
〔丙烯酸系树脂(A2)〕
作为碱溶性树脂(A),也可优选使用丙烯酸系树脂(A2)。使用丙烯酸系树脂(A2)时,通过适当调节单体的种类、结构单元的比率等,能容易地调节感光性树脂组合物的各种特性。
作为丙烯酸系树脂(A2),可使用包含来自(甲基)丙烯酸的结构单元、及/或来自(甲基)丙烯酸酯等其他单体的结构单元的树脂。(甲基)丙烯酸为丙烯酸、或甲基丙烯酸。(甲基)丙烯酸酯为下述式(a-5)表示的化合物,没有特别限制,只要不妨碍本发明的目的即可。
[化学式9]
上述式(a-5)中,Ra7为氢原子或甲基,Ra8为1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,该有机基团可以为直链状、支链状、环状中的任一种。
作为Ra8的有机基团中的烃基以外的取代基,没有特别限制,只要不损害本发明的效果即可,可举出卤素原子、羟基、巯基、硫醚基、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、酰基氧基、亚磺基、磺基、磺酸盐/酯基(sulfonato group)、膦基(phosphino group)、氧膦基(phosphinylgroup)、膦酰基、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以被烃基取代。另外,上述取代基中包含的烃基可以为直链状、支链状、及环状中的任一种。
作为Ra8,优选烷基、芳基、芳烷基、或杂环基,这些基团可以被卤素原子、羟基、烷基、或杂环基取代。另外,这些基团包含亚烷基部分时,亚烷基部分可以被醚键、硫醚键、酯键中断。
烷基为直链状或支链状时,其碳原子数优选为1以上且20以下,更优选为1以上且15以下,特别优选为1以上且10以下。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。
式(a-5)表示的化合物还优选为在Ra8中具备环氧基的含有环氧基的不饱和化合物。
作为式(a-5)表示的含有环氧基的不饱和化合物的优选例,可举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸6,7-环氧庚酯等(甲基)丙烯酸环氧烷基酯类;α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸6,7-环氧基庚酯等α-烷基丙烯酸环氧烷基酯类;等等。这些中,从共聚反应性、固化后的树脂的强度等方面考虑,优选(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、及(甲基)丙烯酸6,7-环氧庚酯。这些含有环氧基的不饱和化合物可以单独使用或组合2种以上而使用。
另外,丙烯酸系树脂(A2)可以是使(甲基)丙烯酸酯以外的单体聚合而得到的树脂。作为这样的单体,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。这些单体可以单独使用或组合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;烯丙基氧基乙醇;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(vinyl valerate)、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。
(A3)丙烯酸系树脂中的来自(甲基)丙烯酸的结构单元的量和来自其他单体的结构单元的量在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制。(A3)丙烯酸系树脂中的来自(甲基)丙烯酸的结构单元的量相对于丙烯酸系树脂的质量而言优选为5质量%以上且50质量%以下,更优选为10质量%以上且30质量%以下。
丙烯酸系树脂(A2)的重均分子量优选为2000以上且50000以下,更优选为5000以上且30000以下。通过成为上述的范围,存在容易取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。
〔Novolac树脂(A3)〕
碱溶性树脂(A)可包含Novolac树脂(A3)。碱溶性树脂(A)包含Novolac树脂(A3)时,容易形成不易因加热而发生变形的耐热性良好的固化膜。
作为Novolac树脂(A3),可使用以往在感光性树脂组合物中配合的各种Novolac树脂。作为Novolac树脂(A3),优选通过在酸催化剂下使具有酚式羟基的芳香族化合物(以下,简称为“酚类”。)与醛类加成缩合而得到的Novolac树脂。
(酚类)
作为制作Novolac树脂(A3)时可使用的酚类,可举出例如苯酚;邻甲酚、间甲酚、对甲酚等甲酚类;2,3-二甲苯酚、2,4-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、2,6-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚等二甲苯酚类;邻乙基苯酚、间乙基苯酚、对乙基苯酚等乙基酚类;2-异丙基苯酚、3-异丙基苯酚、4-异丙基苯酚、邻丁基苯酚、间丁基苯酚、对丁基苯酚、以及对叔丁基苯酚等烷基酚类;2,3,5-三甲基苯酚、及3,4,5-三甲基苯酚等三烷基酚类;间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚、对苯二酚单甲基醚、连苯三酚、及间苯三酚等多元酚类;烷基间苯二酚、烷基邻苯二酚、及烷基对苯二酚等烷基多元酚类(所有烷基的碳原子数均为1以上且4以下。);α-萘酚;β-萘酚;羟基联苯(hydroxydiphenyl);以及双酚A等。这些酚类可以单独使用,也可组合2种以上而使用。
这些酚类中,优选间甲酚及对甲酚,更优选并用间甲酚和对甲酚。这种情况下,通过调节两者的配合比例,能调节使用感光性树脂组合物形成的固化膜的耐热性等各特性。
间甲酚与对甲酚的配合比例没有特别限制,以间甲酚/对甲酚的摩尔比计,优选为3/7以上且8/2以下。通过以上述范围的比率使用间甲酚及对甲酚,从而容易得到能形成耐热性优异的固化膜的感光性树脂组合物。
另外,将间甲酚和2,3,5-三甲基苯酚并用而制造的Novolac树脂也是优选的。使用这样的Novolac树脂时,特别容易得到能形成不易因后烘烤时的加热而过度流动的固化膜的感光性树脂组合物。
间甲酚与2,3,5-三甲基苯酚的配合比例没有特别限制,以间甲酚/2,3,5-三甲基苯酚的摩尔比计,优选为70/30以上且95/5以下。
(醛类)
作为制作Novolac树脂(A3)时可使用的醛类,可举出例如甲醛、多聚甲醛(paraformaldehyde)、糠醛、苯甲醛、硝基苯甲醛、及乙醛等。这些醛类可以单独使用,也可组合2种以上而使用。
(酸催化剂)
作为制作Novolac树脂(A3)时可使用的酸催化剂,可举出例如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、及亚磷酸等无机酸类;甲酸、草酸、乙酸、硫酸二乙酯、及对甲苯磺酸等有机酸类;以及乙酸锌等金属盐类等。这些酸催化剂可以单独使用,也可组合2种以上而使用。
(分子量)
对于Novolac树脂(A3)的按照聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw;以下,也简称为“重均分子量”。)而言,从使用感光性树脂组合物形成的固化膜的相对于因加热而导致的流动的耐性的观点考虑,作为下限值,优选为2000,更优选为5000,特别优选为10000,进一步优选为15000,最优选为20000,作为上限值,优选为50000,更优选为45000,进一步优选为40000,最优选为35000。
作为Novolac树脂(A3),可将至少2种按照聚苯乙烯换算的重均分子量不同的树脂组合使用。通过将重均分子量大小不同的树脂组合使用,能取得感光性树脂组合物的显影性、与使用感光性树脂组合物形成的固化膜的耐热性的均衡性。
相对于感光性树脂组合物的固态成分整体的质量而言,碱溶性树脂(A)的含量优选为30质量%以上且90质量%以下,更优选为40质量%以上且80质量%以下。通过成为上述的范围,容易得到显影性优异的感光性树脂组合物。
<(B)交联剂>
(单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1))
感光性树脂组合物包含交联剂(B),作为该前述交联剂(B),包含单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1),所述单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1)含有可以具有取代基的联苯骨架或可以具有取代基的三联苯骨架。需要说明的是,所谓“(甲基)丙烯酸系单体”,是指可从(甲基)丙烯酸衍生的、丙烯酰基及/或甲基丙烯酰基单体。
作为单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1)的具体例,可举出下述式的化合物。
[化学式10]
[化学式11]
上述式中,Rx为氢原子或甲基。BP为可以具有取代基的联苯基,具体的骨架为1,1’-联苯-4-基、1,1’-联苯-3-基、或1,1’-联苯-2-基,优选为1,1’-联苯-2-基或1,1’-联苯-4-基。TP为可以具有取代基的三联苯,具体的骨架为下述式表示的基团中的任意基团。
[化学式12]
作为单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1),特别优选为含有可以具有取代基的联苯骨架的单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1a)。
单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1)中,作为联苯骨架及三联苯骨架可以具有的取代基,可举出碳原子数为1以上且12以下的烷基、碳原子数为1以上且12以下的烷氧基、碳原子数为2以上且12以下的烷氧基羰基、碳原子数为1以上且12以下的酰基、碳原子数为1以上且12以下的酰基氧基、羟基、卤素原子、氰基或硝基。
作为单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1a),优选可举出下述式(B1-1)表示的化合物。
CH2=CRb1-CO-(O-Rb2-)t1-Xb1-BP···(B1-1)
(式(B1-1)中,Rb1为氢原子或甲基,Rb2为碳原子数为1以上且4以下的亚烷基,BP为可以具有取代基的联苯基,t1为0以上且10以下的整数,t1为0时,Xb1为-O-或-NH-,t1为1以上且10以下的整数时,Xb1为选自由单键、-O-、-NH-、-O-CO-*、-NH-CO-*、-O-CO-O-、及-NH-CO-O-*组成的组中的连接基团,连接基团中的非对称的连接基团中的标有*的化学键为与BP键合的化学键。)
联苯基可以具有的取代基与关于联苯骨架及三联苯骨架可以具有的取代基而在上文中例举的取代基同样。
作为Rb2的亚烷基的碳原子数为1以上且4以下,优选为2或3。作为该亚烷基,可举出例如亚甲基、亚乙基、1,3-亚丙基(trimethylene group)、1,2-亚丙基(propylene group)、及丁烷-1,2-二基等直链状或支链状亚烷基。这些中,优选亚乙基、1,3-亚丙基、及1,2-亚丙基。
t1优选为0、1或2。
作为上述式(B1-1)表示的化合物,没有特别限制。作为式(B1-1)表示的化合物的优选例,可例举以下的化合物。
[化学式13]
作为上述式(B1-1)表示的化合物,优选B1-1-a、B1-1-c、B1-1-e、B1-1-f、B1-1-i、B1-1-m,特别优选B1-1-a、B1-1-c。
(多官能(甲基)丙烯酸系单体(B2))
感光性树脂组合物可包含上述的单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1)以外的交联剂(B)。作为单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1)以外的交联剂(B),可举出例如多官能(甲基)丙烯酸系单体(B2)。
作为多官能(甲基)丙烯酸系单体(B2),优选可举出例如下述式(B2-1)表示的多官能(甲基)丙烯酸酯。
[化学式14]
(式(B2-1)中,Rb3为氢原子、或碳原子数为1以上且4以下的烷基,Rb4为将多元醇Rb5(OH)m的m个羟基中的t2个羟基供于式(B2-1)中的酯键而得到的t2价的残基,m及t2各自独立地为2以上且20以下的整数,m为t2以上。)
作为式(B2-1)表示的多官能(甲基)丙烯酸系单体的具体例,可举出例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、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、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(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、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-(甲基)丙烯酰基氧基丙酯、乙二醇二缩水甘油基醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油基醚二(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇改性六氢邻苯二甲酸二(甲基)丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油聚缩水甘油基醚聚(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(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-羟基乙酯的反应物)、羟基特戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷苯甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三((甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、烷氧基改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、及双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯亚甲基双(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。这些多官能单体可以单独使用或组合2种以上而使用。
上述的式(B2-1)表示的多官能(甲基)丙烯酸酯单体的具体例中,从存在提高感光性树脂组合物相对于衬底的密合性、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。特别优选二季戊四醇四(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、及它们的混合物等。
相对于感光性树脂组合物的固态成分整体的质量而言,(B)交联剂在感光性树脂组合物中的含量优选为10质量%以上且60质量%以下,更优选为15质量%以上且50质量%以下。通过成为上述的范围,存在容易取得敏感度、显影性、分辨性的均衡性的倾向。
另外,相对于(B)交联剂的总质量而言,单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1)的含量为(B)交联剂成分整体的1质量%以上且100质量%以下,优选为3质量%以上且70质量%以下,更优选为5质量%以上且50质量%以下。通过使(甲基)丙烯酸系单体(B1)的含量为上述的范围,能促进感光性树脂组合物的在位置选择性的曝光时活性能量不直接抵达的那样的部分的固化,从而在形成厚膜、具体为例如5μm以上且50μm以下的固化膜的那样的方式中,即使在位于距曝光侧较远位置的基材侧附近,也能充分进行固化。
作为进一步优选的方式,相对于(B)交联剂的总质量而言,(B)交联剂优选包含1质量%以上且99质量%以下的单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1)、及1质量%以上且99质量%以下的多官能(甲基)丙烯酸系单体(B2),优选包含3质量%以上且50质量%以下的(B1)、及50质量%以上且97质量%以下的多官能(甲基)丙烯酸系单体(B2),这种情况下,在利用感光性树脂组合物形成如上所述的厚膜的涂布膜的那样的方式中,也如上文所述那样,涂布膜整体充分固化。因此,容易使经过位置选择性的曝光和显影而形成的经图案化的固化膜的锥角角度成为接近垂直的良好的角度。
<光聚合引发剂(C)>
感光性树脂组合物还包含光聚合引发剂(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,可举出例如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-(甲基硫基)苯基〕-2-吗啉代(morpholino)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮、O-乙酰基-1-[6-(2-甲基苯甲酰基)-9-乙基-9H-咔唑-3-基]乙酮肟、(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-(苯甲酰基氧基亚氨基)-1-[4-(苯基硫基)苯基]-1-辛酮、1-[9-乙基-6-(吡咯-2-基羰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮、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-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、偶氮双异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯、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)-咪唑基二聚体、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、二苯并环庚酮(dibenzosuberone)、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以单独使用或组合2种以上而使用。
作为光聚合引发剂(C),另外,还优选使用下述式(c1)表示的肟系化合物。
[化学式15]
(Rc1为选自由1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以上且4以下的整数,
n2为0或1,
Rc2为可以具有取代基的苯基、或可以具有取代基的咔唑基,
Rc3为氢原子、或碳原子数为1以上且6以下的烷基。)
式(c1)中,Rc1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、饱和脂肪族酰基氧基、烷氧基羰基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的苯氧基、可以具有取代基的苯甲酰基、可以具有取代基的苯氧基羰基、可以具有取代基的苯甲酰基氧基、可以具有取代基的苯基烷基、可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的萘氧基、可以具有取代基的萘甲酰基、可以具有取代基的萘氧基羰基、可以具有取代基的萘甲酰基氧基、可以具有取代基的萘基烷基、可以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以上且4以下的整数时,Rc1可以相同也可以不同。另外,取代基的碳原子数中不包括取代基所进一步具有的取代基的碳原子数。
Rc1为烷基时,优选碳原子数为1以上且20以下,更优选碳原子数为1以上且6以下。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,烷基可在碳链中包含醚键(-O-)。作为在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、丙基氧基乙氧基乙基、及甲氧基丙基等。
Rc1为烷氧基时,碳原子数优选为1以上且20以下,碳原子数更优选为1以上且6以下。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、正丙基氧基、异丙基氧基、正丁基氧基、异丁基氧基、仲丁基氧基、叔丁基氧基、正戊基氧基、异戊基氧基、仲戊基氧基、叔戊基氧基、正己基氧基、正庚基氧基、正辛基氧基、异辛基氧基、仲辛基氧基、叔辛基氧基、正壬基氧基、异壬基氧基、正癸基氧基、及异癸基氧基等。另外,Rc1为烷氧基时,烷氧基可在碳链中包含醚键(-O-)。作为在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、丙基氧基乙氧基乙氧基、及甲氧基丙基氧基等。
Rc1为环烷基或环烷氧基时,碳原子数优选为3以上且10以下,碳原子数更优选为3以上且6以下。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,可举出环丙基氧基、环丁基氧基、环戊基氧基、环己基氧基、环庚基氧基、及环辛基氧基等。
Rc1为饱和脂肪族酰基或饱和脂肪族酰基氧基时,碳原子数优选为2以上且20以下,碳原子数更优选为2以上且7以下。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为饱和脂肪族酰基氧基时的具体例,可举出乙酰基氧基、丙酰基氧基、正丁酰基氧基、2-甲基丙酰基氧基、正戊酰基氧基、2,2-二甲基丙酰基氧基、正己酰基氧基、正庚酰基氧基、正辛酰基氧基、正壬酰基氧基、正癸酰基氧基、正十一烷酰基氧基、正十二烷酰基氧基、正十三烷酰基氧基、正十四烷酰基氧基、正十五烷酰基氧基、及正十六烷酰基氧基等。
Rc1为烷氧基羰基时,碳原子数优选为2以上且20以下,碳原子数更优选为2以上且7以下。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、正丙基氧基羰基、异丙基氧基羰基、正丁基氧基羰基、异丁基氧基羰基、仲丁基氧基羰基、叔丁基氧基羰基、正戊基氧基羰基、异戊基氧基羰基、仲戊基氧基羰基、叔戊基氧基羰基、正己基氧基羰基、正庚基氧基羰基、正辛基氧基羰基、异辛基氧基羰基、仲辛基氧基羰基、叔辛基氧基羰基、正壬基氧基羰基、异壬基氧基羰基、正癸基氧基羰基、及异癸基氧基羰基等。
Rc1为苯基烷基时,碳原子数优选为7以上且20以下,碳原子数更优选为7以上且10以下。另外,Rc1为萘基烷基时,碳原子数优选为11以上且20以下,碳原子数更优选为11以上且14以下。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,杂环基为包含1个以上的N、S、O的五元或六元的单环,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、吲哚嗪、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、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,可举出碳原子数为1以上且20以下的烷基、碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为2以上且20以下的饱和脂肪族酰基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的苯甲酰基、可以具有取代基的碳原子数为7以上且20以下的苯基烷基、可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的萘甲酰基、可以具有取代基的碳原子数为11以上且20以下的萘基烷基、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。
作为Rc1中包含的苯基、萘基、及杂环基进一步具有取代基时的取代基,可举出碳原子数为1以上且6以下的烷基、碳原子数为1以上且6以下的烷氧基、碳原子数为2以上且7以下的饱和脂肪族酰基、碳原子数为2以上且7以下的烷氧基羰基、碳原子数为2以上且7以下的饱和脂肪族酰基氧基、具有碳原子数为1以上且6以下的烷基的单烷基氨基、具有碳原子数为1以上且6以下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,该取代基的个数在不妨碍本发明的目的的范围内没有限制,优选为1以上且4以下。Rc1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。
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为1以上且6以下的烷基、碳原子数为1以上且6以下的烷氧基、及碳原子数为2以上且7以下的饱和脂肪族酰基组成的组中的基团,更优选碳原子数为1以上且6以下的烷基,特别优选甲基。
针对Rc1所键合的苯基,将苯基与肟酯化合物的主骨架的连接键的位置作为1位、将甲基的位置作为2位时,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以上且3以下的整数,更优选为0以上且2以下的整数,特别优选为0或1。
Rc2为可以具有取代基的苯基或可以具有取代基的咔唑基。另外,Rc2为可以具有取代基的咔唑基时,咔唑基上的氮原子可被碳原子数为1以上且6以下的烷基取代。
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。作为苯基或咔唑基可在碳原子上具有的优选的取代基的例子,可举出碳原子数为1以上且20以下的烷基、碳原子数为1以上且20以下的烷氧基、碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且10以下的环烷氧基、碳原子数为2以上且20以下的饱和脂肪族酰基、碳原子数为2以上且20以下的烷氧基羰基、碳原子数为2以上且20以下的饱和脂肪族酰基氧基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的苯氧基、可以具有取代基的苯基硫基、可以具有取代基的苯甲酰基、可以具有取代基的苯氧基羰基、可以具有取代基的苯甲酰基氧基、可以具有取代基的碳原子数为7以上且20以下的苯基烷基、可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的萘氧基、可以具有取代基的萘甲酰基、可以具有取代基的萘氧基羰基、可以具有取代基的萘甲酰基氧基、可以具有取代基的碳原子数为11以上且20以下的萘基烷基、可以具有取代基的杂环基、可以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,作为咔唑基可在氮原子上具有的优选的取代基的例子,可举出碳原子数为1以上且20以下的烷基、碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为2以上且20以下的饱和脂肪族酰基、碳原子数为2以上且20以下的烷氧基羰基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的苯甲酰基、可以具有取代基的苯氧基羰基、可以具有取代基的碳原子数为7以上且20以下的苯基烷基、可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的萘甲酰基、可以具有取代基的萘氧基羰基、可以具有取代基的碳原子数为11以上且20以下的萘基烷基、可以具有取代基的杂环基、及可以具有取代基的杂环基羰基等。这些取代基中,优选碳原子数为1以上且20以下的烷基,更优选碳原子数为1以上且6以下的烷基,特别优选乙基。
对于苯基或咔唑基可以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、饱和脂肪族酰基氧基、可以具有取代基的苯基烷基、可以具有取代基的萘基烷基、可以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,可举出碳原子数为1以上且6以下的烷基;碳原子数为1以上且6以下的烷氧基;碳原子数为2以上且7以下的饱和脂肪族酰基;碳原子数为2以上且7以下的烷氧基羰基;碳原子数为2以上且7以下的饱和脂肪族酰基氧基;苯基;萘基;苯甲酰基;萘甲酰基;被选自由碳原子数为1以上且6以下的烷基、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;具有碳原子数为1以上且6以下的烷基的单烷基氨基;具有碳原子数为1以上且6以下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,该取代基的个数在不妨碍本发明的目的的范围内没有限制,优选为1以上且4以下。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方面考虑,优选下述式(c2)或(c3)表示的基团,更优选下述式(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16]
(Rc4为选自由1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以上且4以下的整数。)
[化学式17]
(Rc5及Rc6分别为1价有机基团。)
式(c2)中的Rc4为有机基团时,可在不妨碍本发明的目的的范围内从各种有机基团中选择。作为式(c2)中Rc4为有机基团时的优选例,可举出碳原子数为1以上且6以下的烷基;碳原子数为1以上且6以下的烷氧基;碳原子数为2以上且7以下的饱和脂肪族酰基;碳原子数为2以上且7以下的烷氧基羰基;碳原子数为2以上且7以下的饱和脂肪族酰基氧基;苯基;萘基;苯甲酰基;萘甲酰基;被选自由碳原子数为1以上且6以下的烷基、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;具有碳原子数为1以上且6以下的烷基的单烷基氨基;具有碳原子数为1以上且6以下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,优选苯甲酰基;萘甲酰基;被选自由碳原子数为1以上且6以下的烷基、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以上且3以下的整数,更优选为0以上且2以下的整数,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连接键为对位。
式(c3)中的Rc5可在不妨碍本发明的目的的范围内从各种有机基团中选择。作为Rc5的优选例,可举出碳原子数为1以上且20以下的烷基、碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为2以上且20以下的饱和脂肪族酰基、碳原子数为2以上且20以下的烷氧基羰基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的苯甲酰基、可以具有取代基的苯氧基羰基、可以具有取代基的碳原子数为7以上且20以下的苯基烷基、可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的萘甲酰基、可以具有取代基的萘氧基羰基、可以具有取代基的碳原子数为11以上且20以下的萘基烷基、可以具有取代基的杂环基、及可以具有取代基的杂环基羰基等。
Rc5中,优选碳原子数为1以上且20以下的烷基,更优选碳原子数为1以上且6以下的烷基,特别优选乙基。
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,可从各种有机基团中选择。关于优选作为Rc6的基团的具体例,可举出碳原子数为1以上且20以下的烷基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的萘基、及可以具有取代基的杂环基。作为Rc6,在这些基团中,更优选可以具有取代基的苯基,特别优选2-甲基苯基。
作为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的取代基,可举出碳原子数为1以上且6以下的烷基、碳原子数为1以上且6以下的烷氧基、碳原子数为2以上且7以下的饱和脂肪族酰基、碳原子数为2以上且7以下的烷氧基羰基、碳原子数为2以上且7以下的饱和脂肪族酰基氧基、具有碳原子数为1以上且6以下的烷基的单烷基氨基、具有碳原子数为1以上且6以下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,该取代基的个数在不妨碍本发明的目的的范围内没有限制,优选为1以上且4以下。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、或碳原子数为1以上且6以下的烷基。作为Rc3,优选甲基或乙基,更优选甲基。
式(c1)表示的肟酯化合物中,作为特别优选的化合物,可举出下述的PI-1~PI-42。
[化学式18]
[化学式19]
[化学式20]
[化学式21]
[化学式22]
[化学式23]
另外,作为光聚合引发剂(C),还优选下述式(c4)表示的肟酯化合物。
[化学式24]
(Rc7为氢原子、硝基或1价有机基团,Rc8及Rc9各自为可以具有取代基的链状烷基、可以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1价有机基团,Rc11为氢原子、可以具有取代基的碳原子数为1以上且11以下的烷基、或可以具有取代基的芳基,n4为0以上且4以下的整数,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,优选下式(c5)表示的化合物。
[化学式25]
(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1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六元芳香环不同的六元芳香环。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个以上的Rc7时,从容易合成式(c4)表示的化合物等方面考虑,优选1个以上的Rc7中的1个键合于芴环中的2位。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,可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、饱和脂肪族酰基氧基、烷氧基羰基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的苯氧基、可以具有取代基的苯甲酰基、可以具有取代基的苯氧基羰基、可以具有取代基的苯甲酰基氧基、可以具有取代基的苯基烷基、可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的萘氧基、可以具有取代基的萘甲酰基、可以具有取代基的萘氧基羰基、可以具有取代基的萘甲酰基氧基、可以具有取代基的萘基烷基、可以具有取代基的杂环基、可以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以上且20以下,更优选为1以上且6以下。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,烷基可在碳链中包含醚键(-O-)。作为在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、丙基氧基乙氧基乙基、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以上且20以下,更优选为1以上且6以下。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、正丙基氧基、异丙基氧基、正丁基氧基、异丁基氧基、仲丁基氧基、叔丁基氧基、正戊基氧基、异戊基氧基、仲戊基氧基、叔戊基氧基、正己基氧基、正庚基氧基、正辛基氧基、异辛基氧基、仲辛基氧基、叔辛基氧基、正壬基氧基、异壬基氧基、正癸基氧基、及异癸基氧基等。另外,Rc7为烷氧基时,烷氧基可在碳链中包含醚键(-O-)。作为在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、丙基氧基乙氧基乙氧基、及甲氧基丙基氧基等。
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以上且10以下,更优选为3以上且6以下。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,可举出环丙基氧基、环丁基氧基、环戊基氧基、环己基氧基、环庚基氧基、及环辛基氧基等。
Rc7为饱和脂肪族酰基或饱和脂肪族酰基氧基时,饱和脂肪族酰基或饱和脂肪族酰基氧基的碳原子数优选为2以上且21以下,更优选为2以上且7以下。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为饱和脂肪族酰基氧基时的具体例,可举出乙酰基氧基、丙酰基氧基、正丁酰基氧基、2-甲基丙酰基氧基、正戊酰基氧基、2,2-二甲基丙酰基氧基、正己酰基氧基、正庚酰基氧基、正辛酰基氧基、正壬酰基氧基、正癸酰基氧基、正十一烷酰基氧基、正十二烷酰基氧基、正十三烷酰基氧基、正十四烷酰基氧基、正十五烷酰基氧基、及正十六烷酰基氧基等。
Rc7为烷氧基羰基时,烷氧基羰基的碳原子数优选为2以上且20以下,更优选为2以上且7以下。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、正丙基氧基羰基、异丙基氧基羰基、正丁基氧基羰基、异丁基氧基羰基、仲丁基氧基羰基、叔丁基氧基羰基、正戊基氧基羰基、异戊基氧基羰基、仲戊基氧基羰基、叔戊基氧基羰基、正己基氧基羰基、正庚基氧基羰基、正辛基氧基羰基、异辛基氧基羰基、仲辛基氧基羰基、叔辛基氧基羰基、正壬基氧基羰基、异壬基氧基羰基、正癸基氧基羰基、及异癸基氧基羰基等。
Rc7为苯基烷基时,苯基烷基的碳原子数优选为7以上且20以下,更优选为7以上且10以下。另外,Rc7为萘基烷基时,萘基烷基的碳原子数优选为11以上且20以下,更优选为11以上且14以下。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,杂环基为包含1个以上的N、S、O的五元或六元的单环,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。杂环基为稠环时,环数为3以下。杂环基可以是芳香族基团(杂芳基),也可以是非芳香族基团。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、吲哚嗪、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,杂环基羰基中包含的杂环基与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,可举出碳原子数为1以上且20以下的烷基、碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为2以上且21以下的饱和脂肪族酰基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的苯甲酰基、可以具有取代基的碳原子数为7以上且20以下的苯基烷基、可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的萘甲酰基、可以具有取代基的碳原子数为11以上且20以下的萘基烷基、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。
作为Rc7中包含的苯基、萘基、及杂环基进一步具有取代基时的取代基,可举出碳原子数为1以上且6以下的烷基、碳原子数为1以上且6以下的烷氧基、碳原子数为2以上且7以下的饱和脂肪族酰基、碳原子数为2以上且7以下的烷氧基羰基、碳原子数为2以上且7以下的饱和脂肪族酰基氧基、具有碳原子数为1以上且6以下的烷基的单烷基氨基、具有碳原子数为1以上且6以下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,该取代基的个数在不妨碍本发明的目的的范围内没有限制,优选为1以上且4以下。Rc7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。
上文中说明的基团中,作为Rc7,为硝基或Rc12-CO-表示的基团时,存在敏感度提高的倾向,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选择。关于优选作为Rc12的基团的例子,可举出碳原子数为1以上且20以下的烷基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的萘基、及可以具有取代基的杂环基。这些基团中,作为Rc12,特别优选2-甲基苯基、噻吩-2-基、及α-萘基。
另外,Rc7为氢原子时,存在透明性变得良好的倾向,是优选的。需要说明的是,Rc7为氢原子且Rc10为后述的式(c4a)或(c4b)表示的基团时,存在透明性变得更良好的倾向。
式(c4)中,Rc8和Rc9各自为可以具有取代基的链状烷基、可以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和Rc9,优选可以具有取代基的链状烷基。Rc8和Rc9为可以具有取代基的链状烷基时,链状烷基可以是直链烷基,也可以是支链烷基。
Rc8和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以上且20以下,更优选为1以上且10以下,特别优选为1以上且6以下。作为Rc8和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和Rc9为烷基时,烷基可在碳链中包含醚键(-O-)。作为在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、丙基氧基乙氧基乙基、及甲氧基丙基等。
Rc8和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以上且20以下,更优选为1以上且10以下,特别优选为1以上且6以下。这种情况下,链状烷基的碳原子数不包括取代基的碳原子数。具有取代基的链状烷基优选为直链状。
烷基可以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。这些中,优选氟原子、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,烷氧基羰基中包含的烷氧基可以为直链状,也可以为支链状,优选为直链状。烷氧基羰基中包含的烷氧基的碳原子数优选为1以上且10以下,更优选为1以上且6以下。
链状烷基具有取代基时,取代基的个数没有特别限制。优选的取代基的数目根据链状烷基的碳原子数而发生变化。取代基的个数典型地为1以上且20以下,优选为1以上且10以下,更优选为1以上且6以下。
Rc8和Rc9为环状有机基团时,环状有机基团可以是脂环式基团,也可以是芳香族基团。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和Rc9为环状有机基团时,环状有机基团可以具有的取代基与Rc8和Rc9为链状烷基时同样。
Rc8和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,芳香族烃基中包含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和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以上且20以下,更优选为3以上且10以下。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和Rc9为杂环基时,杂环基为包含1个以上的N、S、O的五元或六元的单环,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。杂环基为稠环时,环数为3以下。杂环基可以是芳香族基团(杂芳基),也可以是非芳香族基团。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、吲哚嗪、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五元环~六元环,更优选为五元环。
Rc8与Rc9键合而形成的基团为环烷叉基时,环烷叉基可与1个以上的其他环稠合。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。
上文中说明的Rc8和Rc9中,作为优选的基团的例子,可举出式-A1-A2表示的基团。式中,A1为直链亚烷基,A2为烷氧基、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以上且10以下,更优选为1以上且6以下。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以上且10以下,更优选为1以上且6以下。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,卤代烷基中包含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和Rc9作为取代基而具有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和Rc9作为取代基而具有的烷氧基羰基同样。
作为Rc8和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和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、饱和脂肪族酰基氧基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的苯氧基、可以具有取代基的苯甲酰基、可以具有取代基的苯氧基羰基、可以具有取代基的苯甲酰基氧基、可以具有取代基的苯基烷基、可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的萘氧基、可以具有取代基的萘甲酰基、可以具有取代基的萘氧基羰基、可以具有取代基的萘甲酰基氧基、可以具有取代基的萘基烷基、可以具有取代基的杂环基、可以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针对Rc7而说明的基团同样。另外,作为Rc10,还优选环烷基烷基、可在芳香环上具有取代基的苯氧基烷基、可在芳香环上具有取代基的苯基硫基烷基。苯氧基烷基、及苯基硫基烷基可以具有的取代基与Rc7中包含的苯基可以具有的取代基同样。
有机基团中,作为Rc10,优选烷基、环烷基、可以具有取代基的苯基或环烷基烷基、可在芳香环上具有取代基的苯基硫基烷基。作为烷基,优选碳原子数为1以上且20以下的烷基,更优选碳原子数为1以上且8以下的烷基,特别优选碳原子数为1以上且4以下的烷基,最优选甲基。可以具有取代基的苯基中,优选甲基苯基,更优选2-甲基苯基。环烷基烷基中包含的环烷基的碳原子数优选为5以上且10以下,更优选为5以上且8以下,特别优选为5或6。环烷基烷基中包含的亚烷基的碳原子数优选为1以上且8以下,更优选为1以上且4以下,特别优选为2。环烷基烷基中,优选环戊基乙基。可在芳香环上具有取代基的苯基硫基烷基中包含的亚烷基的碳原子数优选为1以上且8以下,更优选为1以上且4以下,特别优选为2。可在芳香环上具有取代基的苯基硫基烷基中,优选2-(4-氯苯基硫基)乙基。
另外,作为Rc10,还优选-A3-CO-O-A4表示的基团。A3为2价有机基团,优选为2价烃基,优选为亚烷基。A4为1价有机基团,优选为1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以上且10以下,更优选为1以上且6以下,特别优选为1以上且4以下。
作为A4的优选例,可举出碳原子数为1以上且10以下的烷基、碳原子数为7以上且20以下的芳烷基、及碳原子数为6以上且20以下的芳香族烃基。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-正丙基氧基羰基乙基、2-正丁基氧基羰基乙基、2-正戊基氧基羰基乙基、2-正己基氧基羰基乙基、2-苄基氧基羰基乙基、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-正丙基氧基羰基正丙基、3-正丁基氧基羰基正丙基、3-正戊基氧基羰基正丙基、3-正己基氧基羰基正丙基、3-苄基氧基羰基正丙基、及3-苯氧基羰基正丙基等。
以上,对Rc10进行了说明,作为Rc10,优选下述式(c4a)或(c4b)表示的基团。
[化学式26]
(式(c4a)及(c4b)中,Rc13和Rc14各自为有机基团,n6为0以上且4以下的整数,Rc13和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以上且8以下的整数,n8为1以上且5以下的整数,n9为0以上且(n8+3)以下的整数,Rc15为有机基团。)
式(c4a)中的Rc13和Rc14所涉及的有机基团的例子与Rc7同样。作为Rc13,优选烷基或苯基。Rc13为烷基时,其碳原子数优选为1以上且10以下,更优选为1以上且5以下,特别优选为1以上且3以下,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形成了环的由式(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以上且4以下的整数,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以上且10以下,更优选为1以上且5以下,特别优选为1以上且3以下。作为Rc15,可优选例举甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基等,这些中,更优选为甲基。
上述式(c4b)中,n8为1以上且5以下的整数,优选为1以上且3以下的整数,更优选为1或2。上述式(c4b)中,n9为0以上且(n8+3)以下,优选为0以上且3以下的整数,更优选为0以上且2以下的整数,特别优选为0。上述式(c4b)中,n7为1以上且8以下的整数,优选为1以上且5以下的整数,更优选为1以上且3以下的整数,特别优选为1或2。
式(c4)中,Rc11为氢原子、可以具有取代基的碳原子数为1以上且11以下的烷基、或可以具有取代基的芳基。作为Rc11为烷基时可以具有的取代基,可优选例举苯基、萘基等。另外,作为Rc7为芳基时可以具有的取代基,可优选例举碳原子数为1以上且5以下的烷基、烷氧基、卤素原子等。
式(c4)中,作为Rc11,可优选例举氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、苯基、苄基、甲基苯基、萘基等,这些中,更优选甲基或苯基。
式(c4)表示的化合物可利用包括将前述的式(c5)表示的化合物中包含的肟基(>C=N-OH)转化为>C=N-O-CORc11表示的肟酯基的工序的方法制造。Rc11与式(c4)中的Rc11同样。
肟基(>C=N-OH)向>C=N-O-CORc11表示的肟酯基的转化可通过使前述的式(c5)表示的化合物与酰化剂反应来进行。
作为提供-CORc11表示的酰基的酰化剂,可举出(Rc11CO)2O表示的酸酐、Rc11COHa1(Ha1为卤素原子)表示的酰卤。
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]
这些中,从敏感度方面考虑,优选使用肟系的光聚合引发剂,进一步优选为选自由式(c1)表示的肟系化合物、式(c4)表示的肟酯化合物、或者、为芴骨架或咔唑基骨架且具有硝基的肟酯化合物组成的组中的至少1种。
感光性树脂组合物中,光聚合引发剂(C)的含量在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限制,相对于感光性树脂组合物的固态成分的质量而言,光聚合引发剂(C)的含量优选为0.1质量%以上且20质量%以下,更优选为0.3质量%以上且10质量%以下。
<(D)敏化剂>
感光性树脂组合物可以不仅含有上述的(C)光聚合引发剂、还含有(D)敏化剂。通过使感光性树脂组合物同时含有(C)光聚合引发剂和(D)敏化剂,从而即使使用LED曝光等辐射能低的光源,也能良好地进行固化。
作为(D)敏化剂,可以没有特别限制地使用以往在感光性树脂组合物中以将光聚合引发剂敏化为目的而使用的化合物。
作为(D)敏化剂,优选为具有选自由烷氧基、取代羰基氧基(carbonyloxy)、及氧代基(=O)组成的组中的1种以上作为取代基的化合物。作为具有该取代基的化合物,优选稠合多环式芳香族烃化合物、或稠合多环式芳香族杂环化合物。
稠合多环式芳香族烃化合物、或稠合多环式芳香族杂环化合物也可以具有除烷氧基、取代羰基氧基、及氧代基(=O)以外的取代基,作为所述取代基的例子,可举出碳原子数为1以上且20以下的烷基、碳原子数为1以上且20以下的卤代烷基、碳原子数为2以上且20以下的烷氧基烷基、碳原子数为2以上且20以下的脂肪族酰基、碳原子数为7以上且11以下的芳香族酰基(芳酰基)、氰基、硝基、亚硝基、卤素原子、羟基、及巯基等。
烷氧基可以为直链状,也可以为支链状。烷氧基的碳原子数没有特别限制,优选为1以上且20以下,更优选为1以上且12以下,特别优选为1以上且6以下。
作为烷氧基的优选例,可举出甲氧基、乙氧基、正丙基氧基、异丙基氧基、正丁基氧基、异丁基氧基、叔丁基氧基、正戊基氧基、正己基氧基、正庚基氧基、正辛基氧基、2-乙基己基、正壬基氧基、及正癸基氧基等。
取代羰基氧基为-O-CO-Ad表示的基团。Ad没有特别限制,只要(D)敏化剂具有所期望的敏化作用即可,可以是各种有机基团。作为A,优选碳原子数为1以上且20以下的烷基、碳原子数为6以上且10以下的芳基、碳原子数为1以上且20以下的烷氧基、碳原子数为6以上且10以下的芳基氧基。
芳基或芳基氧基可以具有1个或多个取代基。取代基的种类没有特别限制,只要不妨碍本发明的目的即可。芳基或芳基氧基具有多个取代基时,多个取代基可以相同也可以不同。
作为取代基的优选例,可举出碳原子数为1以上且6以下的烷氧基、碳原子数为1以上且6以下的烷氧基、碳原子数为6以上且10以下的芳基氧基、碳原子数为6以上且10以下的芳基氧基、碳原子数为2以上且7以下的脂肪族酰基、碳原子数为7以上且11以下的芳香族酰基(芳酰基)、氰基、硝基、亚硝基、卤素原子、羟基、及巯基等。
Ad为烷基或烷氧基时,这些基团可以为直链状,也可以为支链状。
作为烷基的优选例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、及2-乙基己基等。
作为芳基的优选例,可举出苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、α-萘基、β-萘基等。
作为烷氧基的优选例,可举出甲氧基、乙氧基、正丙基氧基、异丙基氧基、正丁基氧基、异丁基氧基、叔丁基氧基、正戊基氧基、正己基氧基、正庚基氧基、正辛基氧基、及2-乙基己基氧基等。
被选自由烷氧基、取代羰基氧基、及氧代基(=O)组成的组中的1种以上取代的稠合多环式芳香族烃化合物、或稠合多环式芳香族杂环化合物中,构成稠环的环数没有特别限制,只要能得到所期望的敏化作用即可。环数优选为2以上,更优选为3以上,特别优选为3以上且6以下,最优选为3或4。
需要说明的是,稠合多环式芳香族烃化合物、或稠合多环式芳香族杂环化合物只要具有芳香性即可,形成稠合多环的单环可以不必是芳香环。
作为稠合多环式芳香族烃化合物、或稠合多环式芳香族杂环化合物中包含的稠合多环的优选例,可举出苊烯环、菲环、蒽环、并四苯环、呫吨环、及噻吨环。这些环中,优选蒽环、并四苯环、及噻吨环。
关于优选作为(D)敏化剂使用的包含蒽环的化合物的具体例,可举出9,10-双(乙酰基氧基)蒽、9,10-双(丙酰基氧基)蒽、9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、9,10-双(正庚基羰基氧基)蒽、9,10-双(2-乙基己酰基氧基)蒽、9,10-双(正辛基羰基氧基)蒽、9,10-双(正壬基羰基氧基)蒽、9,10-双(正癸基羰基氧基)蒽、9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、9,10-双(4-甲基苯甲酰基氧基)蒽、9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(乙酰基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(丙酰基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(4-甲基苯甲酰基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽、1-甲基-9,10-双(乙酰基氧基)蒽、1-甲基-9,10-双(丙酰基氧基)蒽、1-甲基-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、1-甲基-9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、1-甲基-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、1-甲基-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、1-甲基-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、1-甲基-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、1-甲基-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、1-甲基-9,10-双(4-甲基苯甲酰基氧基)蒽、1-甲基-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(乙酰基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(丙酰基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(4-乙基-苯甲酰基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽、1-乙基-9,10-双(乙酰基氧基)蒽、1-乙基-9,10-双(丙酰基氧基)蒽、1-乙基-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、1-乙基-9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、1-乙基-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、1-乙基-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、1-乙基-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、1-乙基-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、1-乙基-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、1-乙基-9,10-双(4-乙基-苯甲酰基氧基)蒽、1-乙基-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽、1-(叔丁基)-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、1-(叔丁基)-9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、1-(叔丁基)-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、1-(叔丁基)-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、1-(叔丁基)-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、1-(叔丁基)-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、1-(叔丁基)-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、1-(叔丁基)-9,10-双(4-(叔丁基)-苯甲酰基氧基)蒽、1-(叔丁基)-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽、2-(叔丁基)-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、2-(叔丁基)-9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、2-(叔丁基)-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、2-(叔丁基)-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、2-(叔丁基)-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、2-(叔丁基)-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、2-(叔丁基)-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、2-(叔丁基)-9,10-双(4-(叔丁基)-苯甲酰基氧基)蒽、2-(叔丁基)-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽、2-戊基-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、2-戊基-9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、2-戊基-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、2-戊基-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、2-戊基-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、2-戊基-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、2-戊基-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、2-戊基-9,10-双(4-(叔丁基)-苯甲酰基氧基)蒽、及2-戊基-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽等。
或者,作为(D)敏化剂,还优选被卤素原子取代的蒽化合物。作为卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、或碘原子。
关于优选作为(D)敏化剂的被卤素原子取代的蒽化合物的具体例,可举出2-氯-9,10-双(乙酰基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(丙酰基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(4-甲基苯甲酰基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽、1-氯-9,10-双(乙酰基氧基)蒽、1-氯-9,10-双(丙酰基氧基)蒽、1-氯-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、1-氯-9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、1-氯-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、1-氯-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、1-氯-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、1-氯-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、1-氯-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、1-氯-9,10-双(4-甲基苯甲酰基氧基)蒽、1-氯-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽、2-氟-9,10-双(乙酰基氧基)蒽、2-氟-9,10-双(丙酰基氧基)蒽、2-氟-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、2-氟-9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、2-氟-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、2-氟-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、2-氟-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、2-氟-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、2-氟-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、2-氟-9,10-双(4-甲基苯甲酰基氧基)蒽、2-氟-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽、1-氟-9,10-双(乙酰基氧基)蒽、1-氟-9,10-双(丙酰基氧基)蒽、1-氟-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、1-氟-9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、1-氟-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、1-氟-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、1-氟-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、1-氟-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、1-氟-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、1-氟-9,10-双(4-甲基苯甲酰基氧基)蒽、1-氟-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(乙酰基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(丙酰基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(4-甲基苯甲酰基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽、1-溴-9,10-双(乙酰基氧基)蒽、1-溴-9,10-双(丙酰基氧基)蒽、1-溴-9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、1-溴-9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、1-溴-9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、1-溴-9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、1-溴-9,10-双(正戊基羰基氧基)蒽、1-溴-9,10-双(正己基羰基氧基)蒽、1-溴-9,10-双(苯甲酰基氧基)蒽、1-溴-9,10-双(4-甲基苯甲酰基氧基)蒽、及1-溴-9,10-双(2-萘甲酰基氧基)蒽等。
此外,作为(D)敏化剂,还优选被烷氧基取代的蒽化合物。
关于优选作为(D)敏化剂的被烷氧基取代的蒽化合物的具体例,可举出9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、9,10-双(正丙基氧基)蒽、9,10-双(正丁基氧基)蒽、9,10-双(正戊基氧基)蒽、9,10-双(异戊基氧基氧基)蒽、9,10-双(正己基氧基)蒽、9,10-双(正庚基氧基)蒽、9,10-双(正辛基氧基)蒽、9,10-双(2-乙基己基氧基)蒽、9-甲氧基蒽、9-乙氧基蒽、9-(正丙基氧基)蒽、9-(正丁基氧基)蒽、9-(正戊基氧基)蒽、9-(异戊基氧基氧基)蒽、9-(正己基氧基)蒽、9-(正庚基氧基)蒽、9-(正辛基氧基)蒽、9-(2-乙基己基氧基)蒽、2-甲基-9,10-二甲氧基蒽、2-甲基-9,10-二乙氧基蒽、2-甲基-9,10-双(正丙基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(正丁基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(正戊基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(异戊基氧基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(正己基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(正庚基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(正辛基氧基)蒽、2-甲基-9,10-双(2-乙基己基氧基)蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-双(正丙基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(正丁基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(正戊基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(异戊基氧基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(正己基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(正庚基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(正辛基氧基)蒽、2-乙基-9,10-双(2-乙基己基氧基)蒽、2-甲基-9-甲氧基蒽、2-甲基-9-乙氧基蒽、2-甲基-9-(正丙基氧基)蒽、2-甲基-9-(正丁基氧基)蒽、2-甲基-9-(正戊基氧基)蒽、2-甲基-9-(异戊基氧基氧基)蒽、2-甲基-9-(正己基氧基)蒽、2-甲基-9-(正庚基氧基)蒽、2-甲基-9-(正辛基氧基)蒽、2-甲基-9-(2-乙基己基氧基)蒽、2-乙基-9-甲氧基蒽、2-乙基-9-乙氧基蒽、2-乙基-9-(正丙基氧基)蒽、2-乙基-9-(正丁基氧基)蒽、2-乙基-9-(正戊基氧基)蒽、2-乙基-9-(异戊基氧基氧基)蒽、2-乙基-9-(正己基氧基)蒽、2-乙基-9-(正庚基氧基)蒽、2-乙基-9-(正辛基氧基)蒽、2-乙基-9-(2-乙基己基氧基)蒽、2-氯-9,10-二甲氧基蒽、2-氯-9,10-二乙氧基蒽、2-氯-9,10-双(正丙基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(正丁基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(正戊基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(异戊基氧基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(正己基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(正庚基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(正辛基氧基)蒽、2-氯-9,10-双(2-乙基己基氧基)蒽、2-溴-9,10-二甲氧基蒽、2-溴-9,10-二乙氧基蒽、2-溴-9,10-双(正丙基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(正丁基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(正戊基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(异戊基氧基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(正己基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(正庚基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(正辛基氧基)蒽、2-溴-9,10-双(2-乙基己基氧基)蒽、2-氯-9-甲氧基蒽、2-氯-9-乙氧基蒽、2-氯-9-(正丙基氧基)蒽、2-氯-9-(正丁基氧基)蒽、2-氯-9-(正戊基氧基)蒽、2-氯-9-(异戊基氧基氧基)蒽、2-氯-9-(正己基氧基)蒽、2-氯-9-(正庚基氧基)蒽、2-氯-9-(正辛基氧基)蒽、2-氯-9-(2-乙基己基氧基)蒽、2-溴-9-甲氧基蒽、2-溴-9-乙氧基蒽、2-溴-9-(正丙基氧基)蒽、2-溴-9-(正丁基氧基)蒽、2-溴-9-(正戊基氧基)蒽、2-乙基-9-(异戊基氧基氧基)蒽、2-溴-9-(正己基氧基)蒽、2-溴-9-(正庚基氧基)蒽、2-溴-9-(正辛基氧基)蒽、及2-溴-9-(2-乙基己基氧基)蒽等。
上文中说明的蒽化合物中,从制造的容易性、和作为(D)敏化剂的性能方面考虑,优选9,10-双(乙酰基氧基)蒽、9,10-双(丙酰基氧基)蒽、9,10-双(正丙基羰基氧基)蒽、9,10-双(异丙基羰基氧基)蒽、9,10-双(正丁基羰基氧基)蒽、9,10-双(异丁基羰基氧基)蒽、9,10-双(正己酰基氧基)蒽、9,10-双(正庚酰基氧基)蒽、9,10-双(正辛酰基氧基)蒽、9,10-双(2-乙基己酰基氧基)蒽、9,10-双(正壬酰基氧基)蒽、9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丙氧基蒽、及9,10-二丁氧基蒽。
关于优选作为(D)敏化剂使用的包含并四苯环的化合物的具体例,可举出:
2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(乙酰基氧基)并四苯(naphthacene)、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(丙酰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(正丙基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(异丙基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(正丁基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(异丁基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(正戊基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(正己基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(正庚基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(乙酰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(丙酰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(正丙基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(异丙基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(正丁基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(异丁基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(正戊基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(正己基羰基氧基)并四苯、及2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(正庚基羰基氧基)并四苯等烷基羰基氧基取代并四苯化合物;
2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(苯甲酰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(邻甲苯甲酰氧基(o-toluoyloxy))并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(间甲苯甲酰氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(对甲苯甲酰氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(α-萘甲酰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(β-萘甲酰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(苯甲酰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(邻甲苯甲酰氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(间甲苯甲酰氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(对甲苯甲酰氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(α-萘甲酰基氧基)并四苯、及2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(β-萘甲酰基氧基)并四苯等芳酰基氧基取代并四苯化合物;
2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(甲氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(乙氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(正丙基氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(异丙基氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(正丁基氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(异丁基氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(正戊基氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(正己基氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(正庚基氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(正辛基氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(甲氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(乙氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(正丙基氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(异丙基氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(正丁基氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(异丁基氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(正戊基氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(正己基氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(正庚基氧基羰基氧基)并四苯、及2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(正辛基氧基羰基氧基)并四苯等烷氧基羰基氧基取代并四苯化合物;以及,
2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(苯氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(邻甲苯基氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(间甲苯基氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(对甲苯基氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(α-萘基氧基羰基氧基)并四苯、2-甲基-5,11-二氧代-6,12-双(β-萘基氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(苯氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(邻甲苯基氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(间甲苯基氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(对甲苯基氧基羰基氧基)并四苯、2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(α-萘基氧基羰基氧基)并四苯、及2-乙基-5,11-二氧代-6,12-双(β-萘基氧基羰基氧基)并四苯等芳酰基氧基羰基氧基取代并四苯化合物。
上述的包含并四苯环的化合物中,优选5,11-二氧代-6,12-双(甲氧基羰基氧基)并四苯、5,11-二氧代-6,12-双(乙氧基羰基氧基)并四苯、5,11-二氧代-6,12-双(异丙基氧基羰基氧基)并四苯、5,11-二氧代-6,12-双(异丁基氧基羰基氧基)并四苯、5,11-二氧代-6,12-双(正丁基羰基氧基)并四苯、5,11-二氧代-6,12-双(正戊基羰基氧基)并四苯、5,11-二氧代-6,12-双(正庚酰基氧基)并四苯。
从与(A)光聚合性化合物的相容性方面考虑,优选5,11-二氧代-6,12-双(异丙基氧基羰基氧基)并四苯、5,11-二氧代-6,12-双(异丁基氧基羰基氧基)并四苯、5,11-二氧代-6,12-双(正丁酰氧基)并四苯、5,11-二氧代-6,12-双(正戊酰氧基)并四苯、5,11-二氧代-6,12-双(庚酰基氧基)并四苯。
关于优选作为(D)敏化剂使用的包含噻吨环的化合物的具体例,可举出噻吨-9-酮、2-甲基-9H-噻吨-9-酮、2-异丙基-9H-噻吨-9-酮、1,4-二甲基噻吨-9-酮、及乙酸3-甲基-9-氧代-9H-噻吨-2-基酯等。
相对于感光性树脂组合物中的(C)光聚合引发剂成分的合计100质量份而言,作为(D)成分的敏化剂的含量优选为5质量份以上且60质量份以下,更优选为15质量份以上且50质量份以下。感光性树脂组合物在上述范围内含有敏化剂时,尤其是,基于曝光的固化反应均匀进行,容易形成边缘的角度特别良好的经图案化的固化膜。
<(E)着色剂>
对于感光性树脂组合物而言,根据其用途,可以不包含着色剂,为实质上无色透明的组合物。另一方面,其他用途中,感光性树脂组合物可以还包含(D)着色剂。对于感光性树脂组合物而言,通过包含例如黑色颜料作为(D)成分着色剂,由此,例如可优选用于形成显示装置的滤色器(color filter)中的黑色矩阵(或黑色隔堤(black bank))的用途。另外,彩色的着色剂例如可优选用于形成显示装置的滤色器的用途。
作为感光性树脂组合物中含有的(D)着色剂,没有特别限制,使着色剂为遮光剂时,作为遮光剂,优选使用黑色颜料。作为黑色颜料,可举出炭黑、钛黑、铜、铁、锰、钴、铬、镍、锌、钙、银等的金属氧化物、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)。这些中,优选使用具有高遮光性的炭黑。
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(1amp black)等已知的炭黑,优选使用遮光性优异的槽法炭黑。另外,也可使用经树脂被覆的炭黑。
经树脂被覆的炭黑与未经树脂被覆的炭黑相比,导电性低,因此,在作为液晶显示器这样的液晶显示元件的黑色矩阵使用时,能制造电流的泄漏少、可靠性高的耗电低的显示器。
作为炭黑以外的黑色颜料,可举出例如(D2a)苝系颜料及(D2b)内酰胺系颜料。可将这些颜料中的2种以上组合使用。
作为(D2a)苝系颜料,没有特别限制,只要是由具有苝骨架的化合物形成、且呈黑色的颜料即可。
作为(D2a)苝系颜料的具体例,可举出下述式(d-1)表示的苝系颜料、下述式(d-2)表示的苝系颜料、及下述式(d-3)表示的苝系颜料。市售品中,优选可使用BASF公司制的制品名K0084、及K0086、颜料黑21、30、31、32、33、及34等作为(D2a)苝系颜料。
[化学式29]
式(d-1)中,Rd1及Rd2各自独立地表示碳原子数为1以上且3以下的亚烷基,Rd3及Rd4各自独立地表示氢原子、羟基、甲氧基、或乙酰基。
[化学式30]
式(d-2)中,Rd5及Rd6各自独立地表示碳原子数为1以上且7以下的亚烷基。
[化学式31]
式(d-3)中,Rd7及Rd8各自独立地为氢原子、碳原子数为1以上且22以下的烷基,可包含N、O、S、或P这样的杂原子。Rd7及Rd8为烷基时,该烷基可以为直链状,也可以为支链状。
上述的式(d-1)表示的化合物、式(d-2)表示的化合物、及式(d-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-3,5,9,10-四甲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,使得到的粗制物在硫酸中进行重沉淀,或者在水、有机溶剂或它们的混合溶剂中进行重结晶,由此,能得到目标物。
为了使(D2a)苝系颜料在感光性树脂组合物中良好地分散、形成相对于广泛的波长范围的光的透过率低的固化膜,苝系颜料的体积平均粒径优选为10nm以上且1000nm以下,更优选为10nm以上且500nm以下,特别优选为10nm以上且200nm以下。
另外,苝系颜料的体积粒径为上述的范围内时,容易稳定地形成算术平均粗糙度Ra低、具有平滑的表面的固化膜。
作为(D2b)内酰胺系颜料,可举出例如下述式(d-4)表示的化合物。
[化学式32]
式(d-4)中,Xd表示双键,作为几何异构体,各自独立地为E体或Z体,Rd9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、或磺基,Rd10各自独立地表示氢原子、甲基、或苯基,Rd11各自独立地表示氢原子、甲基、或氯原子。
式(d-4)表示的化合物可以单独使用或者也可组合2种以上而使用。
从式(d-4)表示的化合物的制造容易进行方面考虑,Rd9优选键合于二氢吲哚酮环的6位,Rd11优选键合于二氢吲哚酮环的4位。从同样的观点考虑,Rd9、Rd10、及Rd11优选为氢原子。
对于式(d-4)表示的化合物而言,作为几何异构体,具有EE体、ZZ体、EZ体,可以是它们中任一种的单一化合物,也可以是这些几何异构体的混合物。
式(d-4)表示的化合物例如可利用国际公开第2000/24736号、及国际公开第2010/081624号中记载的方法制造。
为了使内酰胺系颜料在感光性树脂组合物中良好地分散,内酰胺系颜料的体积平均粒径优选为10nm以上且1000nm以下。
另外,为了调节炭黑等黑色颜料的色调,作为辅助颜料,可以适当添加如下所示的有机颜料。另外,也可以不使用炭黑等黑色颜料,而是通过将多种如下所示的有机颜料组合、例如将三原色的色料混合,来形成为黑色。
作为有机颜料,例如,优选使用在染料索引(C.I.;The Society of Dyers andColourists公司发行)中被分类为颜料(Pigment)的化合物,具体而言,优选使用下述这样的附有染料索引(C.I.)编号的颜料。
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、上述之外的色相的颜料的例子,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。
为了使上述的着色剂在感光性树脂组合物中均匀地分散,可以进一步使用分散剂。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。
另外,无机颜料和有机颜料分别可以单独使用或并用2种以上,并用时,相对于无机颜料和有机颜料的总量100质量份而言,优选以10质量份以上且80质量份以下的范围使用有机颜料,更优选以20质量份以上且40质量份以下的范围使用有机颜料。
感光性树脂组合物中的着色剂的使用量根据感光性树脂组合物的用途适当确定即可,作为一例,相对于感光性树脂组合物中的溶剂以外的成分的总质量100质量份而言,优选为1质量份以上且50质量份以下,更优选为5质量份以上且30质量份以下。通过成为上述的范围,能以目标图案形成黑色矩阵、各着色层,是优选的。
尤其是,使用感光性树脂组合物形成黑色矩阵(或黑色隔堤)时,优选以黑色矩阵的每1μm被膜的OD值成为0.1以上的方式调节感光性树脂组合物中的遮光剂的量。黑色矩阵的每1μm被膜的OD值为0.1以上时,在用于显示器件的黑色矩阵时,能得到充分的显示对比度。
对于着色剂而言,优选在使用分散剂制成以适当的浓度分散而成的分散液后,添加至感光性树脂组合物中。
<溶剂(S)>
感光性树脂组合物可以包含或者不包含溶剂(S)。包含溶剂(S)时,作为溶剂(S),可举出例如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇正丙基醚、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、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-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类等。这些溶剂可以单独使用,也可组合2种以上而使用。
感光性树脂组合物可通过将各成分分散·溶解于溶剂中来制备。若前述的(A)成分为液态,则也可不使用溶剂。包含溶剂的情况下,作为可在感光性树脂组合物中使用的溶剂,可举出例如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇正丙基醚、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、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-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类等。这些溶剂可以单独使用,也可组合2种以上而使用。
溶剂(S)根据感光性树脂组合物的用途适当确定即可,作为一例,在1质量%以上且50质量%以下的范围内适当调节感光性树脂组合物中的固态成分浓度即可。
<(E)疏水剂>
感光性树脂组合物可以还包含疏水剂。利用感光性树脂组合物形成具有图案形状的疏水膜时,例如在平板印刷版、喷墨头的喷嘴面等领域中,由于疏水性乃至疏液性,印刷品质大幅改善,因而优选。
作为(E)疏水剂,没有特别限制,优选包含具有氟的化合物。例如,作为疏水剂,可举出具有阳离子聚合性的全氟烷基组合物、具有阳离子聚合性的全氟聚醚组合物。具体而言,优选为含有拒墨剂的组合物,所述拒墨剂具有包含下式(E-1)表示的基团或下式(E-2)表示的基团的侧链。
-CFXRf (E-1)
-(SiRe1Re2-O)n-SiRe3Re4Re5 (E-2)
式(1)中,X表示氢原子、氟原子、或三氟甲基,Rf表示可以具有醚性氧原子的、至少1个氢原子被氟原子取代的碳原子数为20以下的氟烷基;或氟原子。
式(2)中,Re1、Re2、Re3及Re4独立地表示氢原子、烷基、环烷基、或芳基,Re5表示氢原子或碳原子数为1~10的有机基团,n表示1~200的整数。
另外,可例举包含具有含氟基团的水解性硅烷化合物和具有阳离子聚合性基团的水解性硅烷化合物的缩合物。作为一例,例如,可举出下式表示的化合物等。
CF3(CF2)nCH2CH2Si(OCH3)3
(式中,n为0以上且7以下的整数。)
n超过上述范围时,感光性树脂组合物中的相容性下降,变得难以向被覆膜整体均匀地赋予疏水性。
感光性树脂组合物中,疏水剂的配合比例没有特别限制,相对于感光性树脂组合物中的溶剂以外的成分的总质量100质量份而言,优选为20质量份以下,更优选为0.05质量份以上且10质量份以下。使用上述的范围内的量的疏水剂时,使碱溶性树脂(A)与疏水剂良好地相容,并且,容易均衡性良好地达成固化膜的良好的硬度、固化膜的良好的疏水性、和固化膜的良好的边缘的角度特性。
<其他成分>
感光性树脂组合物中,根据需要,可包含除此之外的其他各种添加剂。具体而言,可例举分散助剂、填充剂、填料、密合促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、抗絮凝剂、热聚合阻止剂、消泡剂、表面活性剂等。
作为可在感光性树脂组合物中使用的热聚合阻止剂,可举出例如氢醌、氢醌单乙基醚等。另外,分别地,作为消泡剂,可例举聚硅氧烷系、氟系等的化合物,作为表面活性剂,可例举阴离子系、阳离子系、非离子等的化合物。
[感光性树脂组合物的制备方法]
感光性树脂组合物可通过用搅拌机将全部的上述各成分混合来制备。需要说明的是,制备的感光性树脂组合物不包含颜料等不溶性的成分时,为了使感光性树脂组合物变得均匀,可使用过滤器进行过滤。
《固化膜形成方法》
固化膜的制造方法包括下述工序:将感光性树脂组合物施用于基材上而形成感光性树脂层的工序(以下,也简称为“树脂层形成工序”。)、及将上述树脂层以位置选择性方式进行曝光的工序(以下,也简称为“曝光工序”。)、及利用显影液对经曝光的感光性树脂层进行显影从而进行图案形成的工序(以下,也简称为[显影工序]。)。
基材(衬底或支持体)可根据各种用途来进行选择,例如有石英、玻璃、光学膜、陶瓷材料、蒸镀膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Fe等的金属衬底、纸、SOG(Spin On Glass,旋涂玻璃)、聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚酰亚胺膜等聚合物衬底、TFT阵列衬底、PDP的电极板、玻璃、透明塑料衬底、ITO、金属等导电性基材、绝缘性基材、硅、氮化硅、多晶硅、氧化硅、非晶硅等半导体制作衬底等,没有特别限制。此外,例如在衬底上形成层叠结构时,已在衬底上形成的成为下部结构的任意层也被包括在作为施用感光性树脂层的基材的概念中。另外,基材的形状也没有特别限制,可以为板状,也可以为卷状。基材可以进一步例如通过各种图案而在表面具有凹凸。另外,作为上述基材,可选择透光性、或非透光性的基材。
首先,树脂层形成工序中,例如,使用辊涂机、逆转涂布机(reverse coater)、棒涂机等接触转印型涂布装置、旋涂器(旋转式涂布装置)、点胶机(dispenser)、喷墨、喷雾、丝网印刷、幕涂流动涂料器(curtain flow coater)等非接触型涂布装置,将感光性树脂组合物施用于待形成固化物的衬底上,根据需要,通过干燥(预烘烤)将溶剂除去,从而能形成感光性树脂层。
作为感光性树脂层的厚度,没有特别限制,优选为0.05μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为7μm以上,特别优选为10μm以上。上限没有特别限制,例如为50μm以下,优选为20μm以下。如上所述,对于感光性树脂组合物而言,即使在曝光时活性能量不直接抵达的那样的部分中,固化也得以被促进,因此,例如,在形成1μm以上且15μm以下这样的厚膜的感光性树脂层的这样的方式中,即使在位于距曝光侧较远位置的基材侧附近,也能充分进行固化。
需要说明的是,对于在衬底上积存的液滴、被填入至具有凹凸的衬底的凹部中的感光性树脂组合物、被填充至模具的凹部中的感光性树脂组合物等,为了方便起见,也称为“感光性树脂层”。
接下来,可通过曝光将形成的感光性树脂层固化。曝光方法没有特别限制,只要是能使感光性树脂组合物固化的方法即可,另外,根据需要,也可与加热处理合并进行。
对于曝光而言,光源没有特别限制,可举出例如高压汞灯、超高压汞灯、氙灯、碳弧灯、LED等。可使用这样的光源,向涂膜照射ArF准分子激光、KrF准分子激光、F2准分子激光、超紫外线(EUV)、真空紫外线(VUV)、电子束、X射线、软X射线、g射线、i射线、h射线、j射线、k射线等放射线或电磁波,从而将涂布膜曝光。针对涂布膜的曝光可介由负型的掩模以位置选择性方式进行。曝光量根据固化性组合物的组成的不同而不同,例如,优选为10mJ/cm2以上且2000mJ/cm2以下,更优选为100mJ/cm2以上且1500mJ/cm2以下,进一步优选为200mJ/cm2以上且1200mJ/cm2以下。曝光照度根据感光性树脂组合物的组成的不同而不同,优选为1mW/cm2以上且50mW/cm2以下的范围。
进行加热时的温度没有特别限制,优选为180℃以上且280℃以下,更优选为200℃以上且260℃以下,特别优选为220℃以上且250℃以下。加热时间典型地优选为1分钟以上且60分钟以下,更优选为10分钟以上且50分钟以下,特别优选为20分钟以上且40分钟以下。
使上述感光性树脂层固化的工序通过位置选择性的曝光进行,将以位置选择性方式进行了曝光的上述感光性树脂层显影,从而能得到经图案化的固化膜。
前述的固化性组合物在曝光后不易过度溶解于显影液。因此,通过使用前述的固化性组合物,能形成使曝光部成为凸部、使未曝光部成为凹部的、进行了良好形状的图案化的固化物。
显影工序中,通过用显影液将经曝光的涂膜显影,能形成按照所期望的形状进行了图案化的固化物。显影方法没有特别限制,可利用浸渍法、喷雾法、旋覆浸没法(puddlemethod)、动态分配法(dynamic dispense method)等。
作为包含有机溶剂的显影液的具体例,可举出PE(丙二醇单甲基醚)等醇系溶剂或二醇醚系溶剂、四氢呋喃等醚系溶剂、乙酸丁酯等酯系溶剂、丙酮、甲基戊基酮等酮系溶剂等。
作为碱显影液的具体例,可举出单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等有机系的显影液、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨、季铵盐等的水溶液。
而且,根据需要,可对曝光后的固化物、或显影后的经图案化的固化物实施后烘烤,进一步进行加热固化。后烘烤的温度优选为150℃以上且270℃以下。
《固化物》
固化物是通过将前述的固化性组合物固化而形成的。因此,固化物也可具有良好的微细图案,另外,耐热性及透明性也良好。
固化物为固化膜时,作为固化膜的厚度,没有特别限制,优选为0.05μm以上且50μm以下。
另外,由于经图案化的固化膜由上述固化物形成,因而能具有上述良好的微细图案。
前述固化物可用于以将衬底表面分隔成用于形成点(dot)的多个区域的形式形成的隔堤(bank)用途。
需要说明的是,点表示光学元件中的可进行光调制的最小区域。有机EL元件、量子点显示器、TFT阵列及薄膜太阳能电池中,在进行黑白显示的情况下,1个点=1个像素,在进行彩色显示的情况下,例如3个点(R(红)、G(绿)、B(蓝)等)=1个像素。
前述固化物由图案化特性优异的感光性树脂组合物形成,因此,在用于光学元件(尤其是利用喷墨法制作的有机EL元件、量子点显示器、TFT阵列或薄膜太阳能电池)的情况下,可在开口部均匀涂布油墨(ink),高精度地形成点。
在将前述固化物用于隔堤用途的情况下,隔堤的宽度例如优选为100μm以下,特别优选为20μm以下。另外,相邻的隔堤间的距离(图案的宽度)优选为300μm以下,特别优选为100μm以下。隔堤的高度优选为0.05~50μm,特别优选为0.2~20μm。
以下对将前述固化物用于隔堤用途、为了得到光学元件而利用喷墨法在隔堤的开口部形成点的例子进行说明,但不限于此。
对使用在衬底上形成的隔堤(例如,在俯视图中形成为格子状的隔堤)来制造作为光学元件的一例的量子点显示器的方法进行说明。
此处,衬底上的隔堤以开口部与要制造的量子点显示器的点的图案一致的方式形成。
另外,衬底是利用溅射法等在玻璃等透光性衬底上形成ITO等透光性电极的膜而得到的。该透光性电极根据需要可以进行了图案化。
向由隔堤围成的开口部中,从喷墨头滴加油墨,向开口部中注入规定量的油墨。作为油墨,可根据点的功能来适当选择作为量子点显示器用油墨而已知的油墨(例如使用了空穴注入层用、空穴传输层用、量子点层用、空穴阻隔层用及电子注入层用的材料的油墨等)而使用。
接下来,根据使用的油墨的种类,例如,为了进行溶剂的除去、固化,实施干燥及/或加热等处理,以与隔堤相邻的形式形成所期望的点层。然后,利用蒸镀法等形成铝等的反射电极、或ITO等透光性电极,得到量子点显示器。
需要说明的是,量子点显示器可以是蓝色光转换型的量子点显示器。这种情况下,在玻璃等透光性衬底上,沿各点的轮廓形成在俯视图中为格子状的隔堤。接下来,在点形成用开口部内,利用喷墨法涂布将蓝色光转换为绿色光的纳米粒子溶液、将蓝色光转换为红色光的纳米粒子溶液、根据需要的蓝色的彩色油墨并进行干燥,制作组件。使用显色成蓝色的光源作为背光源,将前述组件作为滤色器的替代品使用,由此,能得到颜色重现性优异的显示器。
通过使用由本发明涉及的固化物形成的隔堤,从而在制造过程中能将油墨均匀地涂布于图案精度高的由固化物(隔堤)分隔而成的开口部中,由此,能得到具有以高精度形成的点的光学元件(有机EL元件、量子点显示器、TFT阵列或薄膜太阳能电池)。
实施例
以下,示出实施例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。
以下所示的实施例1~23及比较例1~5中,作为碱溶性树脂(A),分别地,以如表1所示的配合量使用了树脂(a-1-1)、(a-1-2)及(a-2-1)中的任一种。
首先,在500ml的四颈瓶中,装入双酚芴型环氧树脂235g(环氧当量235)和四甲基氯化铵110mg、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚100mg、及丙烯酸72.0g,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。接下来,在溶液保持白浊的状态下缓缓升温,加热至120℃,使其完全溶解。此处,溶液逐渐变得透明粘稠,保持该状态而持续搅拌。在此期间测定酸值,持续加热搅拌,直至酸值变得小于1.0mgKOH/g。至酸值达到目标为止需要12小时。而后,冷却至室温,得到双酚芴型环氧丙烯酸酯。
接下来,向按照上述方式得到的上述的双酚芴型环氧丙烯酸酯307.0g中添加乙酸3-甲氧基丁酯600g,将其溶解,然后混合联苯四甲酸二酐80.5g、及溴化四乙基铵1g,缓缓升温,于110℃~115℃进行4小时反应。确认到酸酐消失后,混合1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐38.0g,于90℃进行6小时反应,得到树脂(a-1-1)(重均分子量:3400)。酸酐的消失通过IR光谱来确认。
将上述树脂(a-1-1)的制造中的联苯四甲酸二酐80.5g变更为均苯四甲酸二酐59.7g,除此之外,与树脂(a-1-1)的制造同样地操作,得到树脂(a-1-2)。重均分子量为2500。
[化学式33]
(丙烯酸系树脂a-2-1的上述式中,各单元的右下方的数字表示碱溶性树脂中的各单元的含量(质量%)。)
上述碱溶性树脂的重均分子量为7000。
另外,各实施例及比较例中,作为交联剂(B),使用了作为多官能(甲基)丙烯酸系单体(B2)的二季戊四醇六丙烯酸酯(b-2-1)。
此外,关于作为交联剂(B)的单官能(甲基)丙烯酸系单体,分别以表1所示的配合量使用下述式(b-1-1)~(b-1-4)所示的化合物。
[化学式34]
各实施例及比较例中,作为光聚合引发剂(C),使用了下述式表示的化合物c1~c2。
[化学式35]
[化学式36]
另外,各实施例及比较例中,作为敏化剂(D),使用了2-异丙基噻吨酮(化合物d1:2-异丙基-9H-噻吨-9-酮)。
此外,各实施例1~18、22~26及比较例1~4中,以如表1所示的配合量(各分散液中的仅着色剂成分的换算为数字的配合量),使用了炭黑分散液(PGMEA溶剂中,炉法炭黑为27质量%)(e1)、或有机颜料混合黑(PGMEA溶剂中,有机颜料为20质量%(Red-256/Violet-23/Blue-156=40/20/40(质量比)))(e2)作为着色剂(E)。
各实施例及比较例中,作为添加剂(F),添加了活性剂(f1:BYK310)及(f3)氟系表面活性剂(包含由甲基丙烯酸全氟丁基乙酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸正丁酯衍生的结构单元的共聚物,重均分子量:20000),另外,作为添加剂,添加了N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(f2)。
实施例中,均添加了上述活性剂(f1)、(f3)及添加剂(f2)。然而,在感光性树脂组合物中,这些活性剂及添加剂并非必需成分,即使在除了不配合它们之外为同样的组成的情况下,也得到了与此处公开的实施例同样的评价结果。
各实施例及比较例中,作为溶剂,以15/85(质量比)的比例使用乙酸3-甲氧基丁酯(g1)和丙二醇单甲基醚乙酸酯(g2)。
〔实施例1~26及比较例1~5〕
在室温(25℃±2℃)下,利用搅拌机将下述表1中记载的种类及量的碱溶性树脂(A)、交联剂(B)、光聚合引发剂(C)、敏化剂(D)、着色剂(E)、添加剂(E)及溶剂(G)分别均匀混合,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,实施例19~21及比较例5中,未配合着色剂(E),制成了透明的树脂组合物。
[线图案评价]
使用旋涂机将实施例1~26及比较例1~5的感光性树脂组合物涂布于玻璃衬底(100mm×100mm)上,于100℃进行120秒预烘烤,形成涂布膜。接下来,使用接近式曝光机(制品名:TME-150RTO,株式会社TOPCON CORPORATION制),使曝光间隙为50μm,介由形成有宽度为20μm的线图案的负型掩模,向涂布膜照射紫外线。将曝光量设定为200mJ/cm2。用26℃的0.04质量%KOH水溶液对曝光后的涂布膜进行50秒显影,然后于230℃进行30分钟后烘烤,由此,形成膜厚为10μm的线图案作为固化膜。
(图案直线行进性评价)
通过光学显微镜观察形成的线图案,对图案直线行进性进行评价。对于图案直线行进性而言,将线的边缘不存在起伏(日文:》がたつき)的情况评价为“良好”,将线的边缘存在起伏的情况评价为“不良”。
(锥角)
对于以200mJ/cm2的曝光量形成的线图案,对锥角进行评价。关于锥角,利用扫描电子显微镜,作为图案与衬底之间的接合角度而进行测定。将测得的锥角示于表1。锥角越接近90°,表示图案截面的形状越接近所期望的矩形形状。锥角为比90°小很多的角时,图案截面的形状不是所期望的矩形形状。需要说明的是,根据锥角的测定结果,基于下述的判定标准对线图案的截面形状进行判定。将其结果一并示于表1。
◎:锥角为80°以上且90°以下。
○:锥角为70°以上且小于80°。
△:锥角为50°以上且小于70°。
×:锥角小于50°。
[OD值的评价]
使用旋涂机将实施例1~26及比较例1~5的感光性树脂组合物涂布于玻璃衬底(100mm×100mm)上,于100℃进行120秒预烘烤,形成涂布膜。接下来,使用接近式曝光机(制品名:TME-150RTO,株式会社TOPCON CORPORATION制),使曝光量为200mJ/cm2,使曝光间隙为50μm,对感光性树脂层进行曝光。于230℃对经曝光的感光性树脂层进行30分钟后烘烤,由此,形成固化膜。形成的遮光膜的厚度为10μm。使用透过率测定器(D-200II,GretagMacbeth公司制)测定所形成的遮光膜的每10μm的OD值,用拟合曲线算出每1μm的OD值。将OD值的测定结果示于表1。
使用包含黑色的着色剂的实施例1~18、22~26及比较例1~4的感光性树脂组合物形成的固化膜的OD值均为0.45/μm,可知形成了遮光性优异的固化膜。另一方面,使用不包含着色剂的实施例19~21及比较例5的感光性树脂组合物形成的固化膜的OD值均为0.01/μm,可知形成了具有高透过率的固化膜。
[表1]
Claims (13)
1.感光性树脂组合物,其包含:
碱溶性树脂(A),
交联剂(B),和
光聚合引发剂(C);
作为所述交联剂(B),包含单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1),所述单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1)含有可以具有取代基的联苯骨架或可以具有取代基的三联苯骨架。
2.如权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,所述单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1)包含含有联苯骨架的单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1a)。
3.如权利要求2所述的感光性树脂组合物,其中,所述单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1a)包含下述式(B1-1)表示的化合物,
CH2=CRb1-CO-(O-Rb2-)n1-Xb1-BP···(B1-1)
式(B1-1)中,Rb1为氢原子或甲基,Rb2为碳原子数为1以上且4以下的亚烷基,BP为可以具有取代基的联苯基,n1为0以上且10以下的整数,n1为0时,Xb1为-O-或-NH-,n1为1以上且10以下的整数时,Xb1为选自由-O-、-NH-、-O-CO-*、-NH-CO-*、-O-CO-O-、及-NH-CO-O-*组成的组中的连接基团,所述连接基团中的非对称的连接基团中的标有*的化学键为与BP键合的化学键。
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,作为所述交联剂(B),还包含多官能(甲基)丙烯酸系单体(B2)。
5.如权利要求4所述的感光性树脂组合物,其中,所述多官能(甲基)丙烯酸系单体(B2)为2官能以上。
6.如权利要求1~3中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,作为所述碱溶性树脂(A),包含具有Cardo结构的树脂。
7.如权利要求1~3中任一项所述的感光性树脂组合物,其中,相对于所述交联剂(B)的总质量而言,所述单官能(甲基)丙烯酸系单体(B1)的含量为5质量%以上且50质量%以下。
8.如权利要求1~3中任一项所述的感光性树脂组合物,其还包含敏化剂(D)。
9.如权利要求1~3中任一项所述的感光性树脂组合物,其还包含着色剂(E)。
10.如权利要求9所述的感光性树脂组合物,其中,所述着色剂(E)为黑色颜料。
11.如权利要求1~3中任一项所述的感光性树脂组合物,其还包含疏水剂(F)。
12.经图案化的固化膜的制造方法,其包括下述步骤:
在衬底上涂布权利要求1~11中任一项所述的感光性树脂组合物、形成感光性树脂层的步骤,
将所述感光性树脂层以位置选择性方式进行曝光的步骤,和
利用显影液将经曝光的所述感光性树脂层显影的步骤。
13.固化膜,其是通过将权利要求1~11中任一项所述的感光性树脂组合物固化而形成的。
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