JP2010163392A - 多官能モノマー、これを用いた樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】フォトレジストなどのパターニング用途において、感度、無機基板への密着性、現像性に優れたモノマーを提供する。
【解決手段】グリシジルメタクリレートとアクリル酸を反応させて2−ヒドロキシー3−アクリロイルオキシプロピルメタクリレートを合成し、これに無水ピロメリット酸を反応させて得られた不飽和基を6個有する多官能モノマー(A)、それを使用したエネルギー線硬化型樹脂組成物、その硬化物の製造法、並びにその硬化物の層を有する物品を提供する。本発明の多官能モノマー(A)を使用することにより、それを含有する樹脂組成物はネガ型フォトレジストのパターニングにおいて優れた感度、無機基板への高密着性、優れた現像性が確認された。
【選択図】なし
【解決手段】グリシジルメタクリレートとアクリル酸を反応させて2−ヒドロキシー3−アクリロイルオキシプロピルメタクリレートを合成し、これに無水ピロメリット酸を反応させて得られた不飽和基を6個有する多官能モノマー(A)、それを使用したエネルギー線硬化型樹脂組成物、その硬化物の製造法、並びにその硬化物の層を有する物品を提供する。本発明の多官能モノマー(A)を使用することにより、それを含有する樹脂組成物はネガ型フォトレジストのパターニングにおいて優れた感度、無機基板への高密着性、優れた現像性が確認された。
【選択図】なし
Description
で表される多官能モノマー(A)に関する。更には、本多官能モノマー(A)を用いたハードコート用組成物、コーティング用組成物、保護膜用組成物、エネルギー線硬化型樹脂組成物、フォトレジストインキ用組成物等のインキ用組成物、絶縁層用組成物、接着剤及びそれらの硬化物に関する。
ビニル基を持つ感光性モノマーは単官能モノマーから多官能モノマーに至るまで様々な構造のものが市販されており、塗料、接着剤、電子機器用部品などを中心に広い分野で使用されている。
近年特にフォトレジストなどのパターニング用途において、高感度、密着性、現像性などがキーワードとなっている(特許文献1、特許文献2参照)。これらの特性を満足する為には組成物としてのアプローチがあるが、組成が複雑になるうえに様々な化合物を混合しても化合物単体以上の性能を出すことは難しい。
また、塗料、接着剤などの分野でも基材の性質によら、いずれの基材へも密着性の高いモノマーが求められている。
近年特にフォトレジストなどのパターニング用途において、高感度、密着性、現像性などがキーワードとなっている(特許文献1、特許文献2参照)。これらの特性を満足する為には組成物としてのアプローチがあるが、組成が複雑になるうえに様々な化合物を混合しても化合物単体以上の性能を出すことは難しい。
また、塗料、接着剤などの分野でも基材の性質によら、いずれの基材へも密着性の高いモノマーが求められている。
本発明は特にフォトレジストなどのパターニング用途において、感度、無機基板への密着性、現像性に優れた多官能モノマーを提供することにある。
(2)前記(1)に記載の多官能モノマー(A)を含有することを特徴とするエネルギー線硬化型樹脂組成物。
(3)更に、光重合開始剤を含有する(2)に記載のエネルギー線硬化型樹脂組成物。
(4)ハードコート用組成物、コーティング用組成物、保護膜用組成物、インキ用組成物、絶縁層用組成物、又は接着剤である、(2)又は(3)に記載のエネルギー線硬化型樹脂組成物。
(5)フォトレジストインキ組成物である、(2)又は(3)に記載のエネルギー線硬化型樹脂組成物。
(6)前記(2)〜(5)のいずれか一項に記載の樹脂組成物にエネルギー線を照射することを特徴とする硬化物の製造法。
(7)前記(2)〜(5)のいずれか一項に記載の樹脂組成物にエネルギー線を照射して得られる硬化物の層を有する物品。
(3)更に、光重合開始剤を含有する(2)に記載のエネルギー線硬化型樹脂組成物。
(4)ハードコート用組成物、コーティング用組成物、保護膜用組成物、インキ用組成物、絶縁層用組成物、又は接着剤である、(2)又は(3)に記載のエネルギー線硬化型樹脂組成物。
(5)フォトレジストインキ組成物である、(2)又は(3)に記載のエネルギー線硬化型樹脂組成物。
(6)前記(2)〜(5)のいずれか一項に記載の樹脂組成物にエネルギー線を照射することを特徴とする硬化物の製造法。
(7)前記(2)〜(5)のいずれか一項に記載の樹脂組成物にエネルギー線を照射して得られる硬化物の層を有する物品。
本発明の多官能モノマー(A)を使用することにより、それを含有する樹脂組成物はネガ型フォトレジストのパターニングにおいて優れた感度、無機基板への高密着性、優れた現像性が確認された。
本発明の多官能モノマー(A)はピロメリット酸無水物、グリシジルメタクリレート、アクリル酸を原料として、これらより合成して得ることが出来る。
まず、グリシジルメタクリレートとアクリル酸より2−ヒドロキシー3ーアクリロイルオキシプロピルメタクリレートを得ることが出来る。グリシジルメタクリレートとアクリル酸の仕込み割合としては、反応後にエポキシ基及びカルボキシ基が残らない割合で仕込むことが好ましい。具体的には、グリシジルメタクリレートのエポキシ基1当量に対して、アクリル酸をそのカルボキシ基を0.95〜1.1当量、好ましくは約1当量反応させることにより、2−ヒドロキシー3ーアクリロイルオキシプロピルメタクリレートを得ることが出来る。
まず、グリシジルメタクリレートとアクリル酸より2−ヒドロキシー3ーアクリロイルオキシプロピルメタクリレートを得ることが出来る。グリシジルメタクリレートとアクリル酸の仕込み割合としては、反応後にエポキシ基及びカルボキシ基が残らない割合で仕込むことが好ましい。具体的には、グリシジルメタクリレートのエポキシ基1当量に対して、アクリル酸をそのカルボキシ基を0.95〜1.1当量、好ましくは約1当量反応させることにより、2−ヒドロキシー3ーアクリロイルオキシプロピルメタクリレートを得ることが出来る。
本エポキシカルボキシレート化反応は無溶剤でおこなうことが好ましい。但し、溶剤で希釈しても反応させることが出来る。溶剤はエポキシカルボキシレート化反応に影響しない溶剤であれば特に限定はない。
溶剤の使用量は使途により適宜調整すればよく、特に限定されない。
溶剤の使用量は使途により適宜調整すればよく、特に限定されない。
該溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族系炭化水素溶剤、ヘキサン、オクタン、デカン等の脂肪族系炭化水素溶剤及びそれらの混合物である石油エーテル、ホワイトガソリン、ソルベントナフサ等が挙げられる。
該溶剤としてはエステル系溶剤でもよく、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のアルキルアセテート類、γ−ブチロラクトン等の環状エステル類、エチレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルモノアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテルモノアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート、ブチレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート等のモノ若しくはポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルモノアセテート類、グルタル酸ジアルキル、コハク酸ジアルキル、アジピン酸ジアルキル等のポリカルボン酸アルキルエステル類等が挙げられる。
該溶剤としてはエーテル系溶剤でもよく、例えば、ジエチルエーテル、エチルブチルエーテル等のアルキルエーテル類、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル等のグリコールエーテル類、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類等が挙げられる。
該溶剤としてはケトン系溶剤でもよく、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等が挙げられる。
エポキシカルボキシレート化反応時には、反応を促進させるために触媒を使用することが好ましく、該触媒を使用する場合、その使用量は反応物の総量に対して0.1〜10重量%程度である。その際の反応温度は60〜150℃であり、反応時間は好ましくは5〜60時間である。
該触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムイオジド、トリフェニルホスフィン、トリフェニルスチビン、メチルトリフェニルスチビン、オクタン酸クロム、オクタン酸ジルコニウム、ジメチルアミノピリジン等の塩基性触媒等が挙げられる。
また、熱重合禁止剤の使用が好ましく、該熱重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノンモノメチルエーテル、2−メチルハイドロキノン、ハイドロキノン、ジフェニルピクリルヒドラジン、ジフェニルアミン、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシトルエン等が挙げられる。
本エポキシカルボキシレート化反応は、適宜サンプリングしながら反応物の酸価が5mgKOH/g以下、好ましくは2mgKOH/g以下となった時点を終点とする。
次に、得られた2−ヒドロキシー3ーアクリロイルオキシプロピルメタクリレートに無水ピロメリット酸を反応させる工程について説明する。
この無水ピロメリット酸付加工程は、2−ヒドロキシー3ーアクリロイルオキシプロピルメタクリレートの水酸基にエステル結合を介してカルボキシル基を導入するものである。
無水ピロメリット酸を付加させる反応は、前記エポキシカルボキシレート化反応液に直接、無水ピロメリット酸を加えることにより行うことができる。添加量は2−ヒドロキシー3ーアクリロイルオキシプロピルメタクリレートの1/2程度モル数分、無水ピロメリット酸を加えることで行われる。即ち、2−ヒドロキシー3ーアクリロイルオキシプロピルメタクリレートの1モルに対して、無水ピロメリット酸を約0.5モル添加して反応する。
無水ピロメリット酸付加反応時には、反応を促進させるために触媒を使用することが好ましく、該触媒の使用量は反応物の総量に対して0.1〜10重量%程度である。反応温度は60〜150℃、反応時間は好ましくは5〜60時間である。該触媒としては、前記のエポキシカルボキシレート化工程に使用できる触媒を挙げることができる。
無水ピロメリット酸付加反応は無溶剤若しくは溶剤で希釈して反応させることが出来る。溶剤としては、酸付加反応に影響しない溶剤であれば特に限定はない。また、前工程であるエポキシカルボキシレート化反応で溶剤を使用した場合には、酸付加反応に影響しないことを条件に溶剤を除くことなく直接酸付加反応に付すこともできる。
溶剤の使用量は使途により適宜調整すればよい。
該溶剤としては、前記のエポキシカルボキシレート化工程に使用できる溶剤として記載した溶剤を挙げることができる。
また、無水ピロメリット酸付加反応においては、熱重合禁止剤の使用が好ましく、該熱重合禁止剤としては前記エポキシカルボキシレート化反応における熱重合禁止剤と同様のものが挙げられる。
本酸付加反応は、適宜サンプリングしながら反応物の酸価が設定した酸価のプラスマイナス10%程度になった点をもって終点とする。設定した酸価とは通常、158mgKOH/g程度である。
次いで、このようにして得られた1分子中に2個のカルボン酸を持つ化合物にグリシジルメタクリレートを反応させることで目的の多官能モノマー(A)が得られる。
1分子中に2個のカルボン酸を持つ化合物にグリシジルメタクリレートを反応させる工程は、前述の1分子中に2個のカルボン酸を持つ化合物溶液にグリシジルメタクリレートを加えることにより行うことができる。仕込み割合としては、反応後にエポキシ基及びカルボキシ基が残らない割合で仕込むことが好ましい。具体的には、1分子中に2個のカルボン酸を持つ化合物のカルボキシ基1当量に対して、グリシジルメタクリレートをそのエポキシ基として0.95〜1.1当量、好ましくは約1当量反応させればよい。
1分子中に2個のカルボン酸を持つ化合物とグリシジルメタクリレートの反応時には、反応を促進させるために触媒を使用することが好ましく、該触媒の使用量は反応物の総量に対して0.1〜10重量%程度である。反応温度は60〜150℃、反応時間は好ましくは5〜60時間である。該触媒としては、前記のエポキシカルボキシレート化工程に使用できる触媒として記載した触媒を挙げることができる。
1分子中に2個のカルボン酸を持つ化合物とグリシジルメタクリレートの反応は無溶剤若しくは溶剤で希釈して反応させることが出来る。溶剤としては、エポキシカルボキシレート化反応に影響しない溶剤であれば特に限定はない。また、前工程である無水ピロメリット酸付加反応以前に溶剤を使用した場合には、エポキシカルボキシレート化反応に影響しないことを条件に溶剤を除くことなく直接エポキシカルボキシレート化反応を行うことができる。
溶剤の使用量は使途により適宜調整すればよい。
該溶剤としては、前記のエポキシカルボキシレート化工程に使用できる溶剤として記載した溶剤を挙げることができる。
また、熱重合禁止剤の使用が好ましく、該熱重合禁止剤としては前記エポキシカルボキシレート化反応における熱重合禁止剤と同様のものが挙げられる。
本エポキシカルボキシレート化反応は、適宜サンプリングしながら反応物の酸価が5mgKOH/g以下、好ましくは2mgKOH/g以下となった時点を終点とする。
このようにして得られた本発明の多官能モノマー(A)はフォトレジスト用、印刷インキ等のインキ用組成物、ハードコート用組成物、各種成形用材料といった各種エネルギー線硬化型樹脂組成物に使用することが出来る。その使用量は通常、組成物中に5〜50重量%程度である。
なお、本発明のエネルギー線硬化型樹脂組成物においては、多官能モノマー(A)として式(1)又は式(2)で表される化合物を用いるが、これらモノマー化合物の混合物を用いても何ら差し支えない。
なお、本発明のエネルギー線硬化型樹脂組成物においては、多官能モノマー(A)として式(1)又は式(2)で表される化合物を用いるが、これらモノマー化合物の混合物を用いても何ら差し支えない。
エネルギー線硬化型樹脂組成物として使用する場合、光重合開始剤を使用する必要がある。その使用量は通常、組成物中に0.1〜5重量%程度である。
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;アセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルフェニルプロパン−1−オン、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン等のアセトフェノン類;2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノン等のアントラキノン類;2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等のチオキサントン類;アセトフエノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド、4,4’−ビスメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド等のホスフィンオキシド類;1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチルー6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾールー3−イル]ー,1−(O−アセチルオキシム)等のオキシムエステル類等の公知一般のラジカル型光反応開始剤が挙げられる。
本発明のエネルギー線硬化型樹脂組成物には必要に応じて、溶剤、イナートポリマー、反応性オリゴマー、ラジカル反応型のアクリレート(いわゆる、モノマー)、溶剤、着色剤、フィラー、その他各種添加剤などを必要量加えても良い。
活性エネルギー線に反応性を示さない樹脂類(いわゆる、イナートポリマー)としては、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ケトンホルムアルデヒド樹脂、クレゾール樹脂、キシレン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、スチレン樹脂、グアナミン樹脂、天然及び合成ゴム、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、及びこれらの変性物を用いることもできる。
反応性オリゴマー類としては、活性エネルギー線に官能可能な官能基とウレタン結合を同一分子内に併せ持つウレタン(メタ)アクリレート、同様に活性エネルギー線に官能可能な官能基とエステル結合を同一分子内に併せ持つポリエステル(メタ)アクリレート、その他エポキシ樹脂から誘導され、活性エネルギー線に官能可能な官能基を同一分子内に併せ持つエポキシ(メタ)アクリレート、これらの結合が複合的に用いられている反応性オリゴマー等が挙げられる。
ラジカル反応型のアクリレート(いわゆる、モノマー)としては、単官能(メタ)アクリレート類;多官能(メタ)アクリレート類等が挙げられる。
単官能(メタ)アクリレート類としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートモノメチルエーテル、フェニルエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
多官能(メタ)アクリレート類としては、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、グリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレンジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアヌレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、アジピン酸エポキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールエチレンオキシドジ(メタ)アクリレート、水素化ビスフェノールエチレンオキシドジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシビバリン酸ネオペンチルグリコールのε−カプロラクトン付加物のジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールとε−カプロラクトンの反応物のポリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリエチロールプロパントリ(メタ)アクリレート若しくはそのエチレンオキサイド付加物、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート若しくはそのエチレンオキサイド付加物、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート若しくはそのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
溶剤としては、例えば、エステル系、エーテル系、ケトン系、アルコール系、芳香族炭化水素系等の有機溶剤が挙げられる。これら溶剤は、単独で用いても、2種以上混合して用いてもよい。溶剤の含有量は、固形物を溶解するに十分な量を添加する必要がある。
エステル系の溶剤としては、例えば酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、蟻酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸エチル、酪酸イソプロピル、酪酸ブチル等の飽和脂肪族モノカルボン酸アルキルエステル類、乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル類、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル等のアルコキシ酢酸アルキルエステル類、3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチル等の3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等の3−アルコキシプロピオン酸アルキルエステル類、2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸ブチル等の2−オキシプロピオン酸アルキルエステル類、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル等の2−アルコキシプロピオン酸アルキルエステル類、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル等の2−オキシ−2−メチルプロピオン酸アルキルエステル類、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル等の2−アルコキシ−2−メチルプロピオン酸アルキルエステル類、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等のケトン酸エステル類等が挙げられる。
エーテル系の溶剤としては、例えばジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル等のグリコールエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテルアセテート等のグリコールエーテルアセテート類等が挙げられ、ケトン系の溶剤としては、例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等が挙げられ、アルコール系としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール等が挙げられ、芳香族炭化水素系の溶剤としては、例えばキシレン、トルエン、ソルベントナフサ等が挙げられる。
着色剤としては、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系等の有機顔料、カーボンブラック、酸化チタン等の無機顔料が挙げられる。これら含有量は目的に合わせて添加することが出来る。
フィラーとしては、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、チタン酸バリウム、水酸化アルミニウム、シリカ、クレー等が挙げられる。
その他各種添加剤としては、例えば、メラミン等の熱硬化触媒、アエロジル等のチキソトロピー付与剤、シリコーン系、フッ素系のレベリング剤や消泡剤、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル等の重合禁止剤、安定剤、酸化防止剤等を使用することが出来る。
こうして得られた本発明の樹脂組成物を、シリコン基板上、ガラス基板上、銅上などにスピンコート法、ロールコート法、バーコート法等の方法で塗布する。
本発明のエネルギー線硬化型樹脂組成物は、紫外線等のエネルギー線照射により硬化させて硬化物を得ることが出来る。例えば、紫外線を照射する場合、低圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノン灯、紫外線発光レーザー等の紫外線発生装置を用いればよい。紫外線は通常10〜2000mJ/cm2程度の強さで照射し、未露光部分を現像液を用いて現像する。現像液としては有機溶剤や希アルカリ水溶液が適宜用いられる。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、実施例中特に断りがない限り、「部」は重量部を示し、酸価はJIS K 0070:1992に準じた方法で測定した。
合成例1 多官能モノマー(A)の合成
グリシジルメタクリレート20部、アクリル酸10.1部、ジメチルアミノピリジン0.15部、ハイドロキノン0.15部を仕込み、100℃でエポキシカルボキシレート化反応を行う。反応開始から10時間後に酸価1.97mgKOH/gとなり、目的の2−ヒドロキシー3ーアクリロイルオキシプロピルメタクリレート(水酸基当量243g/eq)が得られた。
次に2−ヒドロキシー3ーアクリロイルオキシプロピルメタクリレート(水酸基当量243g/eq)66.8部に無水ピロメリット酸30部を加え100℃で水酸基に対する酸付加反応をおこなった。反応の進行と共に無水ピロメリット酸は溶解し8時間後、目標酸価158mgKOH/gに対し156mgKOH/gとなり、白濁した粘ちょう性のものが得られた。
グリシジルメタクリレート20部、アクリル酸10.1部、ジメチルアミノピリジン0.15部、ハイドロキノン0.15部を仕込み、100℃でエポキシカルボキシレート化反応を行う。反応開始から10時間後に酸価1.97mgKOH/gとなり、目的の2−ヒドロキシー3ーアクリロイルオキシプロピルメタクリレート(水酸基当量243g/eq)が得られた。
次に2−ヒドロキシー3ーアクリロイルオキシプロピルメタクリレート(水酸基当量243g/eq)66.8部に無水ピロメリット酸30部を加え100℃で水酸基に対する酸付加反応をおこなった。反応の進行と共に無水ピロメリット酸は溶解し8時間後、目標酸価158mgKOH/gに対し156mgKOH/gとなり、白濁した粘ちょう性のものが得られた。
このようにして得られたジカルボン酸96.8部にグリシジルメタクリレート39.1部を加え100℃で攪拌した。反応の進行と共に液は透明となり、酸価2.35mgKOH/gとなった時点で反応を終了し、本発明の式(1)と式(2)のモノマーとの混合である多官能モノマー(A)を得た。
多官能モノマー(A)の理化学的性質:
1H NMR(CDCl3)
δ(ppm)=1.8〜2.0(t、3H、CH3)
3.6〜3.7(m、2H、OH)
4.1〜4.7(m、20H、エステル結合近傍のCHとCH2)
5.8〜5.9(d、4H、アクリル基末端のCH2)
6.1〜6.2(t、2H、アクリル基根元のCH)
6,4〜6.5(m、8H、メタクリル基末端のCH2)
8.0〜8.1(s、2H、ベンゼン環のH)
粘度(E型粘度計にて測定) 89.7Pa・s(40℃)
1H NMR(CDCl3)
δ(ppm)=1.8〜2.0(t、3H、CH3)
3.6〜3.7(m、2H、OH)
4.1〜4.7(m、20H、エステル結合近傍のCHとCH2)
5.8〜5.9(d、4H、アクリル基末端のCH2)
6.1〜6.2(t、2H、アクリル基根元のCH)
6,4〜6.5(m、8H、メタクリル基末端のCH2)
8.0〜8.1(s、2H、ベンゼン環のH)
粘度(E型粘度計にて測定) 89.7Pa・s(40℃)
実施例1−1、比較例1−1
合成例1によって得られた多官能モノマー(A)と開始剤と溶剤とを、表1に示した割合で混合し、無機アルカリガラス上へ塗布しその密着性をDPHAと比較した。
合成例1によって得られた多官能モノマー(A)と開始剤と溶剤とを、表1に示した割合で混合し、無機アルカリガラス上へ塗布しその密着性をDPHAと比較した。
表1
実施例1−1 比較例1−1
モノマー 多官能モノマー(A) 4.95部 DPHA 4.95部
開始剤 Irg.184 0.05部 Irg.184 0.05部
溶剤 メチルエチルケトン 5部 メチルエチルケトン 5部
(略号の説明)
DPHA:ジベンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬株式会社製
Irg.184:1−ビドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバスペシャリティケミカルズ製
実施例1−1 比較例1−1
モノマー 多官能モノマー(A) 4.95部 DPHA 4.95部
開始剤 Irg.184 0.05部 Irg.184 0.05部
溶剤 メチルエチルケトン 5部 メチルエチルケトン 5部
(略号の説明)
DPHA:ジベンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬株式会社製
Irg.184:1−ビドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバスペシャリティケミカルズ製
実施例1−1及び比較例1−1の組成物を無機ガラス上に塗布し、高圧水銀ランプ下500mJの露光量にて硬化させた。硬化後の膜厚は約10μmであった。
密着性試験
得られた硬化膜に対して、クロスカットセロテープ(登録商標)を1cm角の硬化膜上に密着させた後に勢いよくはがしベタ膜での密着性を調べた。また同時に密着性試験(JIS K 5600-5-6)もおこない表2の結果が得られた。
密着性試験
得られた硬化膜に対して、クロスカットセロテープ(登録商標)を1cm角の硬化膜上に密着させた後に勢いよくはがしベタ膜での密着性を調べた。また同時に密着性試験(JIS K 5600-5-6)もおこない表2の結果が得られた。
表2
実施例1−1 比較例1−1
ベタ膜(1cm2)に対する試験 剥離しない 剥離
1cm2に1mmピッチで切れ筋
を入れた膜に対する試験 9割剥離 全て剥離
実施例1−1 比較例1−1
ベタ膜(1cm2)に対する試験 剥離しない 剥離
1cm2に1mmピッチで切れ筋
を入れた膜に対する試験 9割剥離 全て剥離
実施例2−1
合成例1で得られた多官能モノマー(A)を用いて表3で示す配合割合にて混合し、黒色感光性樹脂組成物を得た。これをスピンコート法により乾燥膜厚が1μmの厚さになるように無アルカリガラス上に塗布し、塗膜を80℃のホットプレートで100秒乾燥させた。次いで、紫外線露光装置((株)オーク製作所、型式HMW−680GW)を用い回路パターンの描画されたマスク(Toppan−Test−Chart−No1−N)を通して100〜500mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、0.05%水酸化ナトリウム水溶液でスプレー現像を行って紫外線未照射部の樹脂を除去しパターンを得た。
合成例1で得られた多官能モノマー(A)を用いて表3で示す配合割合にて混合し、黒色感光性樹脂組成物を得た。これをスピンコート法により乾燥膜厚が1μmの厚さになるように無アルカリガラス上に塗布し、塗膜を80℃のホットプレートで100秒乾燥させた。次いで、紫外線露光装置((株)オーク製作所、型式HMW−680GW)を用い回路パターンの描画されたマスク(Toppan−Test−Chart−No1−N)を通して100〜500mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、0.05%水酸化ナトリウム水溶液でスプレー現像を行って紫外線未照射部の樹脂を除去しパターンを得た。
比較例2−1
多官能モノマー(A)の代わりにDPHA(ジベンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬製)を用いて表3で示す配合割合にて混合し、黒色感光性樹脂組成物を得た。これをスピンコート法により乾燥膜厚が1μmの厚さになるように無アルカリガラス上に塗布し、塗膜を80℃のホットプレートで100秒乾燥させた。次いで、紫外線露光装置((株)オーク製作所、型式HMW−680GW)を用い回路パターンの描画されたマスク(Toppan−Test−Chart−No1−N)を通して200mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、0.05%水酸化ナトリウム水溶液でスプレー現像を行って紫外線未照射部の樹脂を除去しパターンを得た。
多官能モノマー(A)の代わりにDPHA(ジベンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬製)を用いて表3で示す配合割合にて混合し、黒色感光性樹脂組成物を得た。これをスピンコート法により乾燥膜厚が1μmの厚さになるように無アルカリガラス上に塗布し、塗膜を80℃のホットプレートで100秒乾燥させた。次いで、紫外線露光装置((株)オーク製作所、型式HMW−680GW)を用い回路パターンの描画されたマスク(Toppan−Test−Chart−No1−N)を通して200mJ/cm2の紫外線を照射した。その後、0.05%水酸化ナトリウム水溶液でスプレー現像を行って紫外線未照射部の樹脂を除去しパターンを得た。
表3 黒色感光性樹脂組成物の組成
実施例2−1 比較例2−2
ポリマー 0.5部 0.5部
OXE02(光重合開始剤) 0.1部 0.1部
カーボンペースト 4.5部 4.5部
PGMEA(溶剤) 3.4部 3.4部
多官能モノマー(A) 0.5部 −
DPHA − 0.5部
(略号の説明)
ポリマー:ベンジルメタクリレートとメタクリル酸の共重合体(酸価100mgKOH/g)
OXE02(光重合開始剤):エタノン,1−[9―エチルー6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾールー3−イル]ー,1ー(Oーアセチルオキシム)、チバスペシャリティケミカルズ製
カーボンペースト:22%カーボンブラック分散液(PGMEA溶液)
PGMEA(溶剤):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
DPHA:ジベンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬株式会社製
実施例2−1 比較例2−2
ポリマー 0.5部 0.5部
OXE02(光重合開始剤) 0.1部 0.1部
カーボンペースト 4.5部 4.5部
PGMEA(溶剤) 3.4部 3.4部
多官能モノマー(A) 0.5部 −
DPHA − 0.5部
(略号の説明)
ポリマー:ベンジルメタクリレートとメタクリル酸の共重合体(酸価100mgKOH/g)
OXE02(光重合開始剤):エタノン,1−[9―エチルー6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾールー3−イル]ー,1ー(Oーアセチルオキシム)、チバスペシャリティケミカルズ製
カーボンペースト:22%カーボンブラック分散液(PGMEA溶液)
PGMEA(溶剤):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
DPHA:ジベンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬株式会社製
密着性及び解像性は現像後に残った最小ライン幅(μm)を測定することによって求めた。これらの幅が小さいほど密着性、解像性が優れていることを示す。また現像性は、現像時に溶解を始めた時間(秒)(ブレイクポイント)にて確認した。現像性はブレイクポイントが短いほど優れているといえる。
表4 パターニング評価結果
実施例2−1 比較例2−2
感度(μm) 11 400
無機基材への密着性(μm) 11 400
現像性(秒) 28 30
表4 パターニング評価結果
実施例2−1 比較例2−2
感度(μm) 11 400
無機基材への密着性(μm) 11 400
現像性(秒) 28 30
上記の結果から明らかなように、本モノマーを用いた感光性樹組成物は特にフォトレジストなどのパターニング用途において、感度、無機基板への密着性、現像性に優れることがわかる。
本発明の多官能モノマー(A)とその樹脂組成物は、感度、無機基板への密着性、現像性に優れ特にパターニング用途において好適に用いることが出来る。
Claims (7)
- 請求項1に記載の多官能モノマー(A)を含有することを特徴とするエネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 更に、光重合開始剤を含有する請求項2に記載のエネルギー線硬化型樹脂組成物。
- ハードコート用組成物、コーティング用組成物、保護膜用組成物、インキ用組成物、絶縁層用組成物、又は接着剤である、請求項2又は3に記載のエネルギー線硬化型樹脂組成物。
- フォトレジストインキ組成物である、請求項2又は3に記載のエネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 請求項2〜5のいずれか一項に記載の樹脂組成物にエネルギー線を照射することを特徴とする硬化物の製造法。
- 請求項2〜5のいずれか一項に記載の樹脂組成物にエネルギー線を照射して得られる硬化物の層を有する物品。
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KR20150038781A (ko) * | 2013-09-30 | 2015-04-09 | 동우 화인켐 주식회사 | 광 경화성 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 |
WO2017018270A1 (ja) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | デンカ株式会社 | 半導体加工用粘着テープ及びそれを用いた半導体チップ又は半導体部品の製造方法 |
CN114292183A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-08 | 徐州博康信息化学品有限公司 | 一种含羟基结构光刻胶树脂单体的制备方法 |
-
2009
- 2009-01-16 JP JP2009007226A patent/JP2010163392A/ja active Pending
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