JP2015165297A - Photosensitive composition for light-shielding film, and cured product thereof - Google Patents

Photosensitive composition for light-shielding film, and cured product thereof Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive resin composition for a light-shielding film which retains high definition and high light shielding, secure sufficient development adhesion even in forming fine lines, and can provide a coating excellent in adhesion to a glass substrate.SOLUTION: A photosensitive resin composition for a light-shielding film contains (A) a prescribed polymerizable unsaturated group-containing alkali-soluble resin, (B) a photopolymerizable monomer having at least one ethylenically unsaturated bond, (C) a photoinitiator, and (D) a light-shielding component. The weight ratio of (A)/(B) is 50/50 to 90/10. The content of the (C) component is 2-30 pts.wt. relative to the total content 100 pts.wt. of the (A) component and the (B) component. The photoinitiator of the (C) component contains a compound represented by the general formula (I) in the figure.

Description

本発明は、遮光膜用感光性樹脂組成物、及びその硬化物に関し、詳しくは、透明基板上に微細な遮光膜を形成するのに適したアルカリ水溶液現像型の遮光膜用感光性樹脂組成物、及びその硬化物であり、硬化させて得た遮光膜は、カラーフィルターやタッチパネルを形成する際に好適に利用されるものである。   The present invention relates to a photosensitive resin composition for a light shielding film and a cured product thereof, and more specifically, an alkaline aqueous solution development type photosensitive resin composition for a light shielding film suitable for forming a fine light shielding film on a transparent substrate. The light-shielding film obtained by curing and the cured product thereof is suitably used when forming a color filter or a touch panel.

カラー液晶表示装置は、光の透過量あるいは反射量を制御する液晶部とカラーフィルターとを構成要素とするが、そのカラーフィルターの製造方法は、通常、ガラス、プラスチックシート等の透明基板の表面に黒色のマトリックスを形成し、続いて、赤、緑、青の異なる色相を順次、ストライプ状あるいはモザイク状等の色パターンで形成する方法が用いられている。   A color liquid crystal display device has a liquid crystal part for controlling the amount of light transmitted or reflected and a color filter as components, and the manufacturing method of the color filter is usually applied to the surface of a transparent substrate such as glass or plastic sheet. A method is used in which a black matrix is formed, and subsequently, different hues of red, green, and blue are sequentially formed in a color pattern such as a stripe shape or a mosaic shape.

ここ数年、液晶テレビ、液晶モニター、カラー液晶携帯電話など、あらゆる分野でカラー液晶表示装置が用いられてきた。カラーフィルターはカラー液晶表示装置の視認性を左右する重要な部材の一つであり、視認性の向上、すなわち、鮮明な画像を得るためには、カラーフィルターを構成する赤(R)、緑(G)、青(B)などの画素を今まで以上に高色純度化すると共に、ブラックマトリックスでは高遮光化を達成する必要があり、そのためには、感光性樹脂組成物に着色剤を従来より多量に添加しなければならない。   In recent years, color liquid crystal display devices have been used in various fields such as liquid crystal televisions, liquid crystal monitors, and color liquid crystal mobile phones. The color filter is one of the important members that influence the visibility of the color liquid crystal display device. In order to improve the visibility, that is, to obtain a clear image, red (R), green ( G), blue (B), and other pixels need to have higher color purity than before, and the black matrix needs to achieve higher light shielding. For this purpose, a colorant is added to the photosensitive resin composition. Must be added in large amounts.

また近年では、スマートフォンなどの中小型パネル向けではFull High Definitionの解像度を得るための超高精細化(400 Pixel Per Inch以上)技術が必要とされ、高精細化は必須の技術トレンドとなっている。高精細化を達成するためには、赤、緑、青の各画素サイズを細かくする必要があるが、カラーフィルターの開口率(バックライト光が透過するRGB画素の面積割合)を落とさないことが高輝度化には必要であり、ブラックマトリックスの細線化も同時に求められている。すなわち、ブラックマトリックスの線幅は、従来では6〜8μmが主流であったが、最近では4〜5μmサイズが求められるようになっている。   Also, in recent years, ultra-high definition (400 Pixel Per Inch or higher) technology to obtain Full High Definition resolution is required for small and medium-sized panels such as smartphones, and high definition is an indispensable technology trend. . In order to achieve high definition, it is necessary to make each pixel size of red, green and blue finer, but the aperture ratio of the color filter (area ratio of RGB pixels through which the backlight is transmitted) must not be reduced. It is necessary for high brightness, and the thinning of the black matrix is also required at the same time. That is, the line width of the black matrix is conventionally 6 to 8 μm, but recently, a 4 to 5 μm size has been required.

また高輝度化のために、バックライト強度をアップする傾向があり、それに伴いブラックマトリックスからの光漏れを防止するため、RGBの周りにあるブラックマトリックスを高遮光化する必要がある。高遮光を確保するためにはブラックマトリックスの膜厚を厚くすれば良いが、膜厚を厚くすると、現像プロセスの影響を受け易くなり、マザーガラス面内におけるブラックマトリックスの線幅のばらつきが大きくなる。特に、4〜5μmの細線の場合は、線幅のばらつきは表示ムラの発生などの表示性能に与える影響が大きい。よって、出来るだけ薄い膜厚で目標とする遮光度を確保するため、単位膜厚当たりの遮光性を上げる必要がある。ところが、通常、樹脂組成物中の黒色顔料の含有量を多くするため、その結果、硬化性に寄与するバインダー樹脂やアクリレート成分等の配合割合が相対的に小さくなり、塗膜が十分に硬化しにくくなり、塗膜とガラス基板との密着性が低下して、剥がれ等が生じやすくなるという問題が生じる。   Further, there is a tendency to increase the backlight intensity in order to increase the luminance, and accordingly, in order to prevent light leakage from the black matrix, it is necessary to increase the light shielding of the black matrix around the RGB. In order to ensure high light shielding, the thickness of the black matrix can be increased. However, increasing the thickness makes it more susceptible to the development process and increases the variation in the line width of the black matrix within the mother glass surface. . In particular, in the case of a thin line of 4 to 5 μm, variations in line width have a great influence on display performance such as occurrence of display unevenness. Therefore, in order to secure a target light shielding degree with a thin film thickness as much as possible, it is necessary to improve the light shielding property per unit film thickness. However, since the content of the black pigment in the resin composition is usually increased, as a result, the blending ratio of the binder resin, acrylate component, etc. contributing to curability becomes relatively small, and the coating film is sufficiently cured. It becomes difficult, the adhesiveness of a coating film and a glass substrate falls, and the problem that peeling etc. become easy to produce arises.

ところで、液晶パネルにおける耐久性試験(信頼性試験)として一般的にPCT(Pressure Cooker Test)が行われるが、この試験法は、温度121℃、湿度100%、気圧2atmという過酷な条件下に数時間液晶パネルを放置し、液晶パネルのカラーフィルター基板とTFT基板との間に封入された液晶もれの有無の確認を行うものである。ブラックマトリックスは赤、緑、青の各色間に存在し、コントラスト向上の役割の他、カラーフィルターの外枠遮光膜としての機能もあり、外枠遮光膜の一部はシール材を介し対向基板と貼り合わさっている。そのため、ブラックマトリックスにはPCTのような過酷な条件下においてもガラス基板との剥がれが生じないような高い密着強度も同時に要求される。特に、近年では、液晶パネルの視認性向上のため外枠遮光膜おいても高遮光化のニーズが高い。   By the way, a PCT (Pressure Cooker Test) is generally performed as a durability test (reliability test) in a liquid crystal panel. This test method is performed under severe conditions of a temperature of 121 ° C., a humidity of 100%, and an atmospheric pressure of 2 atm. The liquid crystal panel is left for a period of time, and the presence or absence of liquid crystal leakage sealed between the color filter substrate and the TFT substrate of the liquid crystal panel is checked. The black matrix exists between each color of red, green, and blue. In addition to improving the contrast, it also functions as an outer frame light-shielding film for the color filter. A part of the outer frame light-shielding film is connected to the counter substrate via a sealing material. They are pasted together. For this reason, the black matrix is also required to have a high adhesion strength that does not peel off from the glass substrate even under severe conditions such as PCT. In particular, in recent years, there is a strong need for high light shielding even in the outer frame light shielding film in order to improve the visibility of the liquid crystal panel.

このように、遮光材の含有割合が多く光硬化が困難な感光性樹脂組成物において、低露光量にてパターン寸法安定性、パターン密着性、パターンのエッジ形状のシャープ性が良好な細線パターンを広い現像マージンで得ること、および、PCTなどの耐久性試験においてもガラス基板との密着性の高い、品質の良好なブラックマトリクスおよび外枠遮光膜を形成することが求められている。なお、カラーフィルター外枠遮光膜と同様な目的で、タッチパネルにおける外枠等に遮光膜を形成する要望も高まっている。   As described above, in a photosensitive resin composition having a high content of light shielding material and difficult to be cured, a fine line pattern having good pattern dimension stability, pattern adhesion, and sharpness of the edge shape of the pattern can be obtained at a low exposure amount. It is required to obtain a wide development margin and to form a black matrix and an outer frame light-shielding film with high adhesion and high adhesion to a glass substrate even in durability tests such as PCT. In addition, for the same purpose as the color filter outer frame light shielding film, there is an increasing demand for forming a light shielding film on the outer frame or the like of the touch panel.

そこで、例えば、特許文献1〜3には、高感度光重合開始剤としてオキシムエステル系の化合物を含有するブラックマトリックス用感光性樹脂組成物が提案されている。ところが、低露光量にてパターン寸法安定性に優れ、パターン密着性、パターンのエッジ形状のシャープ性が良好な細線パターンを広い現像マージンで得る点で十分な性能を示すのは困難であり、また、PCTなどの耐久性試験における密着性に関する具体的な記載はない。   Therefore, for example, Patent Documents 1 to 3 propose a photosensitive resin composition for a black matrix containing an oxime ester-based compound as a highly sensitive photopolymerization initiator. However, it is difficult to exhibit sufficient performance in terms of obtaining a fine line pattern with a wide development margin that has excellent pattern dimensional stability at low exposure, good pattern adhesion, and sharp edge shape. There is no specific description regarding adhesion in durability tests such as PCT.

特開2005−242279号公報JP 2005-242279 A 特開2006−53569号公報JP 2006-53569 A 特開2008−100955号公報JP 2008-100755 A

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、感光性樹脂組成物において、高精細、高遮光を維持しつつ、例えば5μmといった細線を形成した場合にも現像密着性を十分に確保し、ガラス基板との密着性にも優れる、遮光膜用感光性樹脂組成物を提供することにある。本発明はまた、当該感光性樹脂組成物を用い、フォトリソグラフィー法により形成した遮光膜パターン等の硬化物であり、さらには、当該硬化物を含むカラーフィルターやタッチパネルを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is also in the case where a fine line of, for example, 5 μm is formed in the photosensitive resin composition while maintaining high definition and high light shielding. An object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition for a light-shielding film that sufficiently secures development adhesion and is excellent in adhesion to a glass substrate. The present invention also provides a cured product such as a light-shielding film pattern formed by photolithography using the photosensitive resin composition, and further provides a color filter and a touch panel containing the cured product.

本発明者らは前記の課題を解決すべく検討を行った結果、重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、及び遮光成分を含む感光性樹脂組成物の光重合開始剤として、特定の化学構造を持つオキシム系光重合開始剤を配合することで、高精細、高遮光を維持しつつ、細線の形成においても現像密着性を十分に確保することができ、ガラス基板との密着性にも優れる遮光膜が得られることを見い出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。
As a result of studies conducted by the present inventors to solve the above-described problems, the light of a photosensitive resin composition containing a polymerizable unsaturated group-containing alkali-soluble resin, a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and a light-shielding component. By blending an oxime-based photopolymerization initiator having a specific chemical structure as a polymerization initiator, it is possible to sufficiently secure development adhesion even in the formation of fine lines while maintaining high definition and high light shielding, The inventors have found that a light-shielding film having excellent adhesion to a glass substrate can be obtained, and completed the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.

(1)下記(A)〜(D)成分、
(A)エポキシ基を2個以上有する化合物と(メタ)アクリル酸との反応物と、多価カルボン酸又はその無水物と反応させて得られた重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂、
(B)少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマー、
(C)光重合開始剤、及び
(D)黒色有機顔料、混色有機顔料及び遮光材からなる群から選ばれた1以上の遮光成分を必須成分として含む遮光膜用感光性樹脂組成物において、
(A)成分と(B)成分との重量割合(A)/(B)が、50/50〜90/10であり、(A)成分と(B)成分の合計100重量部に対して(C)成分を2〜30重量部含有し、
且つ、(C)成分の光重合開始剤として下記一般式(I)で表される化合物を含有することを特徴とする遮光膜用感光性樹脂組成物。

Figure 2015165297
但し、一般式(I)において、R1およびR2は、炭素Cが1〜20個のアルキル基又は炭素Cが6〜20個のアリール基を示し、前記アルキル基又はアリール基はエーテル結合を含んでもよく、また前記アルキル基又はアリール基における水素原子の一部が以下に示す置換基で置換されていてもよい。置換基としては、炭素Cが2〜12個のアルケニル基、炭素Cが4〜8個のシクロアルケニル基、炭素Cが2〜12個のアルキニル基、炭素Cが3〜10個のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ハロゲンで置換されていてもよい炭素Cが1〜5のアルコキシ基、又はハロゲンである。R3は、炭素Cが6〜20個のアリール基、または、炭素5〜20個のヘテロアリール基を示す。 (1) The following components (A) to (D),
(A) a polymerizable unsaturated group-containing alkali-soluble resin obtained by reacting a reaction product of a compound having two or more epoxy groups with (meth) acrylic acid and a polyvalent carboxylic acid or an anhydride thereof;
(B) a photopolymerizable monomer having at least one ethylenically unsaturated bond,
(C) a photopolymerization initiator, and
(D) In a photosensitive resin composition for a light-shielding film comprising as an essential component one or more light-shielding components selected from the group consisting of black organic pigments, mixed-color organic pigments and light-shielding materials,
The weight ratio (A) / (B) of the component (A) and the component (B) is 50/50 to 90/10, and the total amount of the component (A) and the component (B) is 100 parts by weight ( C) 2-30 parts by weight of component,
And the photosensitive resin composition for light shielding films characterized by including the compound represented by the following general formula (I) as a photoinitiator of (C) component.
Figure 2015165297
However, in the general formula (I), R 1 and R 2 represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and the alkyl group or aryl group represents an ether bond. In addition, a part of hydrogen atoms in the alkyl group or aryl group may be substituted with the following substituents. As the substituent, carbon C has 2 to 12 alkenyl groups, carbon C has 4 to 8 cycloalkenyl groups, carbon C has 2 to 12 alkynyl groups, and carbon C has 3 to 10 cycloalkyl groups. , Phenyl group, naphthyl group, carbon C which may be substituted with halogen is 1-5 alkoxy group, or halogen. R 3 represents an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a heteroaryl group having 5 to 20 carbon atoms.

(2)(C)成分の光重合開始剤が、下記一般式(II)で表される化合物を含有することを特徴とする(1)に記載の遮光膜用感光性樹脂組成物。

Figure 2015165297
但し、一般式(II)において、R1およびR2は、炭素Cが1〜20個のアルキル基又は炭素Cが6〜20個のアリール基を示し、前記アルキル基又はアリール基はエーテル結合を含んでもよく、また前記アルキル基又はアリール基における水素原子の一部が以下に示す置換基で置換されていてもよい。置換基としては、炭素Cが2〜12個のアルケニル基、炭素Cが4〜8個のシクロアルケニル基、炭素Cが2〜12個のアルキニル基、炭素Cが3〜10個のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ハロゲンで置換されていてもよい炭素Cが1〜5のアルコキシ基、又はハロゲンである。 (2) The photosensitive resin composition for light-shielding films according to (1), wherein the photopolymerization initiator of component (C) contains a compound represented by the following general formula (II):
Figure 2015165297
However, in General Formula (II), R 1 and R 2 represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and the alkyl group or aryl group has an ether bond. In addition, a part of hydrogen atoms in the alkyl group or aryl group may be substituted with the following substituents. As the substituent, carbon C has 2 to 12 alkenyl groups, carbon C has 4 to 8 cycloalkenyl groups, carbon C has 2 to 12 alkynyl groups, and carbon C has 3 to 10 cycloalkyl groups. , Phenyl group, naphthyl group, carbon C which may be substituted with halogen is 1-5 alkoxy group, or halogen.

(3)(C)成分の光重合開始剤が、下記式(III)で表される化合物を含有することを特徴とする(1)に記載の遮光膜用感光性樹脂組成物。

Figure 2015165297
但し、一般式(III)において、R及びRは、独立に水素原子、-O-CH3、-O-CH2CH3、-O-(CH2)n+1CH3、-O-CH2CF3、又は、-O-CH2(CF2nCHF2を示す。ただし、RまたはRのいずれか1つは水素原子である。nは1〜3の整数である。 (3) The photosensitive resin composition for a light-shielding film according to (1), wherein the photopolymerization initiator of the component (C) contains a compound represented by the following formula (III).
Figure 2015165297
However, in the general formula (III), R 4 and R 5 are independently a hydrogen atom, —O—CH 3 , —O—CH 2 CH 3 , —O— (CH 2 ) n + 1 CH 3 , —O—CH 2 represents CF 3 or —O—CH 2 (CF 2 ) n CHF 2 . However, any one of R 4 or R 5 is a hydrogen atom. n is an integer of 1 to 3.

(4)(C)成分の光重合開始剤が、下記式(IV)で表される化合物を含有することを特徴とする(1)に記載の遮光膜用感光性樹脂組成物。

Figure 2015165297
(4) The photosensitive resin composition for a light-shielding film according to (1), wherein the photopolymerization initiator of the component (C) contains a compound represented by the following formula (IV).
Figure 2015165297

(5)(A)成分として、下記一般式(V)で表される化合物と(メタ)アクリル酸との反応物に、更に多価カルボン酸又はその無水物と反応させて得られる重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂を使用することを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の遮光膜用感光性樹脂組成物。

Figure 2015165297
但し、一般式(V)において、R及びRは、独立に水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、又はハロゲン原子を示し、Xは、‐CO‐、−SO2−、‐C(CF3)2−、-Si(CH3)2‐、-CH2‐、-C(CH3)2‐、-O-、フルオレン-9,9-ジイル基又は単結合を示し、lは0〜10の数である。 (5) As component (A), a polymerizable compound obtained by further reacting a reaction product of a compound represented by the following general formula (V) and (meth) acrylic acid with a polyvalent carboxylic acid or an anhydride thereof. The photosensitive resin composition for light-shielding films according to any one of (1) to (4), wherein a saturated group-containing alkali-soluble resin is used.
Figure 2015165297
In the general formula (V), R 6 and R 7 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogen atom, and X represents —CO—, —SO 2 —, —C (CF 3 ) 2- , -Si (CH 3 ) 2- , -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -O-, fluorene-9,9-diyl group or a single bond, It is a number from 0 to 10.

(6)(D)成分における遮光成分の含有量が、遮光膜用感光性樹脂組成物中の固形分に対して40〜70質量%である(1)〜(5)のいずれかに記載の遮光膜用感光性樹脂組成物。
(7)(D)遮光成分が、カーボンブラックである(1)〜(6)のいずれかに記載の遮光膜用感光性樹脂組成物。
(8)(1)〜(7)のいずれかに記載の遮光膜用感光性樹脂組成物を硬化させて形成したことを特徴とする塗膜。
(9)(1)〜(7)のいずれかに記載の遮光膜用感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布、プリベークした後、紫外線露光装置による露光、アルカリ水溶液による現像、及びポストベークして作製された遮光膜を備えたことを特徴とするカラーフィルター。
(10)(1)〜(7)のいずれかに記載の遮光膜用感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布、プリベークした後、紫外線露光装置による露光、アルカリ水溶液による現像、及びポストベークして作製された遮光膜を備えたことを特徴とするタッチパネル。
(6) The content of the light shielding component in the component (D) is 40 to 70% by mass with respect to the solid content in the photosensitive resin composition for the light shielding film, according to any one of (1) to (5). Photosensitive resin composition for light shielding film.
(7) (D) The photosensitive resin composition for light shielding films in any one of (1)-(6) whose light shielding component is carbon black.
(8) A coating film formed by curing the photosensitive resin composition for a light shielding film according to any one of (1) to (7).
(9) The photosensitive resin composition for a light-shielding film according to any one of (1) to (7) is applied on a transparent substrate and prebaked, and then exposed to an ultraviolet exposure device, developed with an alkaline aqueous solution, and post-baked. A color filter comprising a light-shielding film produced in the above manner.
(10) The photosensitive resin composition for a light-shielding film according to any one of (1) to (7) is applied on a transparent substrate and prebaked, and then exposed to an ultraviolet exposure device, developed with an alkaline aqueous solution, and post-baked. A touch panel comprising a light-shielding film manufactured in the above manner.

以下、本発明について詳細に説明する。
(A)成分の重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂として、好適には、ビスフェノール類から誘導される2個のグリシジルエーテル基を有するエポキシ化合物に、(メタ)アクリル酸(これは「アクリル酸及び/又はメタクリル酸」の意味である)を反応させ、得られたヒドロキシ基を有する化合物に多価カルボン酸又はその無水物を反応させて得られるエポキシ(メタ)アクリレート酸付加物である。ビスフェノール類から誘導されるエポキシ化合物とは、ビスフェノール類とエピハロヒドリンを反応させて得られるエポキシ化合物又はこれと同等物を意味する。(A)成分は、重合性不飽和二重結合とカルボキシル基とを併せ持つため、感光性樹脂組成物に優れた光硬化性、良現像性、パターニング特性を与え遮光膜の物性向上をもたらす。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
As the polymerizable unsaturated group-containing alkali-soluble resin of the component (A), preferably, an epoxy compound having two glycidyl ether groups derived from bisphenols is added to (meth) acrylic acid (this is “acrylic acid and (Or methacrylic acid)), and an epoxy (meth) acrylate acid adduct obtained by reacting the resulting compound having a hydroxy group with a polyvalent carboxylic acid or its anhydride. The epoxy compound derived from bisphenols means an epoxy compound obtained by reacting bisphenols with epihalohydrin or an equivalent thereof. Since the component (A) has both a polymerizable unsaturated double bond and a carboxyl group, it provides excellent photocurability, good developability and patterning characteristics to the photosensitive resin composition, and improves the physical properties of the light-shielding film.

(A)成分の好ましい例は、一般式(V)で表されるエポキシ化合物から誘導される。このエポキシ化合物はビスフェノール類から誘導され、まず不飽和基含有モノカルボン酸を反応させる。このエポキシ化合物と不飽和基含有モノカルボン酸との反応物に対して、(a)ジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物、及び(b)テトラカルボン酸又はその酸二無水物を反応させて重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂を得る。以下、一般式(V)の化合物を用いて(A)成分を得る場合について説明する。   A preferred example of the component (A) is derived from an epoxy compound represented by the general formula (V). This epoxy compound is derived from bisphenols and first reacted with an unsaturated group-containing monocarboxylic acid. The reaction product of this epoxy compound and unsaturated group-containing monocarboxylic acid is reacted with (a) dicarboxylic acid or tricarboxylic acid or acid anhydride thereof, and (b) tetracarboxylic acid or acid dianhydride thereof. A polymerizable unsaturated group-containing alkali-soluble resin is obtained. Hereinafter, the case where (A) component is obtained using the compound of general formula (V) is demonstrated.

一般式(V)のエポキシ化合物を与えるビスフェノール類としては、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ケトン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)ケトン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジメチルシラン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ジメチルシラン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)ジメチルシラン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3− クロロフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)エーテル、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−クロロフェニル)フルオレン、9, 9−ビス(4−ヒドロキシ−3−ブロモフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−フルオロフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)フルオレン、4,4'−ビフェノール、3,3'−ビフェノール等を挙げられる。この中でも、一般式(V)におけるXがフルオレン-9,9-ジイル基であるビスフェノール類を特に好ましく用いることができる。   Examples of bisphenols that give an epoxy compound of the general formula (V) include bis (4-hydroxyphenyl) ketone, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) ketone, and bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl). ) Ketone, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) sulfone, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) sulfone, bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoro Propane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) hexafluoropropane, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) hexafluoropropane, bis (4-hydroxyphenyl) dimethylsilane, bis (4-hydroxy -3,5-dimethylphenyl) dimethyl Silane, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) dimethylsilane, bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) methane, bis (4-hydroxy-3,5- Dibromophenyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5) -Dichlorophenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-chlorophenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) ether, bis (4 -Hydroxy-3,5-dimethylphenyl) ether, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) ) Ether, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-chlorophenyl) fluorene, 9 , 9-bis (4-hydroxy-3-bromophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-fluorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-methoxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5 -Dibromophenyl) fluorene, 4,4'-biphenol, 3,3'-biphenol and the like. Among these, bisphenols in which X in the general formula (V) is a fluorene-9,9-diyl group can be particularly preferably used.

(A)のアルカリ可溶性樹脂を得るに当たって、好適には、上記ビスフェノール類とエピクロルヒドリンとを反応させて2個のグリシジルエーテル基を有するエポキシ化合物を得る。この反応の際には、一般にジグリシジルエーテル化合物のオリゴマー化を伴うため、一般式(V)のエポキシ化合物を得ることになる。lは通常は複数の値が混在するため平均値0〜10(整数とは限らない)となるが、好ましいlの平均値は0〜3である。lの値が上限値を超えると、当該エポキシ化合物使用して合成したアルカリ可溶性樹脂を用いた感光性樹脂組成物としたときに組成物の粘度が大きくなりすぎて塗工がうまく行かなくなったり、アルカリ可溶性を十分に付与できずアルカリ現像性が非常に悪くなったりする。   In obtaining the alkali-soluble resin (A), preferably, the bisphenols and epichlorohydrin are reacted to obtain an epoxy compound having two glycidyl ether groups. Since this reaction generally involves oligomerization of a diglycidyl ether compound, an epoxy compound of the general formula (V) is obtained. Usually, l has an average value of 0 to 10 (not necessarily an integer) because a plurality of values coexist, but a preferable average value of l is 0 to 3. When the value of l exceeds the upper limit, when the photosensitive resin composition using an alkali-soluble resin synthesized using the epoxy compound is used, the viscosity of the composition becomes too high and the coating cannot be performed successfully. Alkali solubility cannot be sufficiently provided, and alkali developability becomes very poor.

なお、本発明の重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂は、上記のようなビスフェノール類から誘導されるエポキシ化合物から得ることができるが、かかるエポキシ化合物以外でも、例えば、フェノールノボラック型エポキシ化合物や、クレゾールノボラック型エポキシ化合物等の2個のグリシジルエーテル基を有するエポキシ化合物から得られるものも使用することができる。   The polymerizable unsaturated group-containing alkali-soluble resin of the present invention can be obtained from an epoxy compound derived from bisphenols as described above, but other than such an epoxy compound, for example, a phenol novolac type epoxy compound, The thing obtained from the epoxy compound which has two glycidyl ether groups, such as a cresol novolak-type epoxy compound, can also be used.

次に、一般式(V)の化合物に対して、例えば不飽和基含有モノカルボン酸としてアクリル酸若しくはメタクリル酸又はこれらの両方を反応させ、これにより得られたヒドロキシ基を有する反応物に対して、(a)ジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物、及び(b)テトラカルボン酸又はその酸二無水物を反応させる。その際、(a)/(b)のモル比が0.01〜10となる範囲で反応させることが好ましい。この反応によりエポキシ(メタ)アクリレート酸付加物の構造を有する重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂を得る。   Next, for the compound of the general formula (V), for example, acrylic acid or methacrylic acid as an unsaturated group-containing monocarboxylic acid or both of them are reacted, and the reaction product having a hydroxy group thus obtained is reacted. (A) a dicarboxylic acid or a tricarboxylic acid or an acid anhydride thereof, and (b) a tetracarboxylic acid or an acid dianhydride thereof. In that case, it is preferable to make it react in the range from which the molar ratio of (a) / (b) will be 0.01-10. By this reaction, a polymerizable unsaturated group-containing alkali-soluble resin having a structure of an epoxy (meth) acrylate acid adduct is obtained.

エポキシ(メタ)アクリレート酸付加物に利用される(a)ジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物としては、鎖式炭化水素ジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物や脂環式ジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物、芳香族ジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物が使用される。ここで、鎖式炭化水素ジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物としては、例えば、コハク酸、アセチルコハク酸、マレイン酸、アジピン酸、イタコン酸、アゼライン酸、シトラリンゴ酸、マロン酸、グルタル酸、クエン酸、酒石酸、オキソグルタル酸、ピメリン酸、セバシン酸、スベリン酸、ジグリコール酸等の化合物があり、更には任意の置換基が導入されたジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物でもよい。また、脂環式ジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物としては、例えば、シクロブタンジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ノルボルナンジカルボン酸等の化合物があり、更には任意の置換基が導入されたジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物でもよい。更に、芳香族ジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物としては、例えばフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸等の化合物があり、更には任意の置換基が導入されたジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物でもよい。   (A) Dicarboxylic acid or tricarboxylic acid or acid anhydride thereof used for epoxy (meth) acrylate acid adduct includes chain hydrocarbon dicarboxylic acid or tricarboxylic acid or acid anhydride, alicyclic dicarboxylic acid or tricarboxylic acid Acids or anhydrides thereof, aromatic dicarboxylic acids or tricarboxylic acids or anhydrides thereof are used. Here, as the chain hydrocarbon dicarboxylic acid or tricarboxylic acid or an acid anhydride thereof, for example, succinic acid, acetyl succinic acid, maleic acid, adipic acid, itaconic acid, azelaic acid, citrate malic acid, malonic acid, glutaric acid, There are compounds such as citric acid, tartaric acid, oxoglutaric acid, pimelic acid, sebacic acid, suberic acid, diglycolic acid and the like, and dicarboxylic acid or tricarboxylic acid into which an arbitrary substituent is introduced, or an acid anhydride thereof may be used. Examples of the alicyclic dicarboxylic acid or tricarboxylic acid or acid anhydrides thereof include compounds such as cyclobutane dicarboxylic acid, cyclopentane dicarboxylic acid, hexahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, norbornane dicarboxylic acid, and more It may be a dicarboxylic acid or a tricarboxylic acid or an acid anhydride into which a substituent is introduced. Furthermore, examples of the aromatic dicarboxylic acid or tricarboxylic acid or acid anhydride thereof include compounds such as phthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, and the like, and further, dicarboxylic acid or tricarboxylic acid having an arbitrary substituent introduced therein or An acid anhydride may be used.

また、エポキシ(メタ)アクリレート酸付加物に利用される(b)テトラカルボン酸又はその酸二無水物としては、鎖式炭化水素テトラカルボン酸又はその酸二無水物や脂環式テトラカルボン酸又はその酸二無水物、又は、芳香族多価カルボン酸又はその酸二無水物が使用される。ここで、鎖式炭化水素テトラカルボン酸又はその酸二無水物としては、例えば、ブタンテトラカルボン酸、ペンタンテトラカルボン酸、ヘキサンテトラカルボン酸等があり、更には任意の置換基が導入されたテトラカルボン酸又はその酸二無水物でもよい。また、脂環式テトラカルボン酸又はその酸二無水物としては、例えば、シクロブタンテトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、シクロへプタンテトラカルボン酸、ノルボルナンテトラカルボン酸等があり、更には任意の置換基の導入されたテトラカルボン酸又はその酸二無水物でもよい。更に、芳香族テトラカルボン酸やその酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ビフェニルエーテルテトラカルボン酸又はその酸二無水物が挙げられ、更には任意の置換基の導入されたテトラカルボン酸又はその酸二無水物でもよい。   The (b) tetracarboxylic acid or acid dianhydride used in the epoxy (meth) acrylate acid adduct is a chain hydrocarbon tetracarboxylic acid or acid dianhydride or alicyclic tetracarboxylic acid or The acid dianhydride or aromatic polycarboxylic acid or acid dianhydride is used. Here, examples of the chain hydrocarbon tetracarboxylic acid or its acid dianhydride include butanetetracarboxylic acid, pentanetetracarboxylic acid, hexanetetracarboxylic acid, and the like. Carboxylic acid or its acid dianhydride may be sufficient. Examples of the alicyclic tetracarboxylic acid or its acid dianhydride include cyclobutanetetracarboxylic acid, cyclopentanetetracarboxylic acid, cyclohexanetetracarboxylic acid, cycloheptanetetracarboxylic acid, norbornanetetracarboxylic acid, Furthermore, it may be a tetracarboxylic acid or an acid dianhydride having an arbitrary substituent introduced therein. Furthermore, examples of the aromatic tetracarboxylic acid and its acid dianhydride include pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, biphenyl tetracarboxylic acid, biphenyl ether tetracarboxylic acid, and acid dianhydrides thereof. It may be a tetracarboxylic acid or its acid dianhydride having a substituent introduced therein.

エポキシ(メタ)アクリレート酸付加物に使用される(a)ジカルボン酸若しくはトリカルボン酸又はその酸無水物と(b)テトラカルボン酸又はその酸二無水物とのモル比(a)/(b)は、上述したように0.01〜10であるのが好ましい。モル比(a)/(b)が上記範囲を逸脱すると最適分子量が得られず、(A)を使用した感光性樹脂組成物において、アルカリ現像性、耐熱性、耐溶剤性、パターン形状等が劣化するので好ましくない。なお、モル比(a)/(b)が小さいほどアルカリ溶解性が大となり、分子量が大となる傾向がある。   The molar ratio (a) / (b) of (a) dicarboxylic acid or tricarboxylic acid or its acid anhydride to (b) tetracarboxylic acid or its acid dianhydride used for the epoxy (meth) acrylate acid adduct is As described above, it is preferably 0.01 to 10. When the molar ratio (a) / (b) deviates from the above range, the optimum molecular weight cannot be obtained. In the photosensitive resin composition using (A), alkali developability, heat resistance, solvent resistance, pattern shape, etc. Since it deteriorates, it is not preferable. In addition, there exists a tendency for alkali solubility to become large and molecular weight to become large, so that molar ratio (a) / (b) is small.

エポキシ(メタ)アクリレート酸付加物は、上述の工程により、既知の方法、例えば特開平8-278629号公報や特開2008-9401号公報等に記載の方法により製造することができる。先ず、一般式(V)のエポキシ化合物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させる方法としては、例えば、エポキシ化合物のエポキシ基と等モルの不飽和基含有モノカルボン酸を溶剤中に添加し、触媒(トリエチルベンジルアンモニウムクロライド、2,6-ジイソブチルフェノール等)の存在下、空気を吹き込みながら90〜120℃に加熱・攪拌して反応させるという方法がある。次に、反応生成物であるエポキシアクリレート化合物の水酸基に酸無水物を反応させる方法としては、エポキシアクリレート化合物と酸二無水物および酸一無水物の所定量を溶剤中に添加し、触媒(臭化テトラエチルアンモニウム、トリフェニルホスフィン等)の存在下、90〜130℃で加熱・攪拌して反応させるという方法がある。   The epoxy (meth) acrylate acid adduct can be produced by a known method, for example, a method described in JP-A-8-278629, JP-A-2008-9401, or the like, by the above-described steps. First, as a method for reacting an unsaturated group-containing monocarboxylic acid with an epoxy compound of the general formula (V), for example, an epoxy group of the epoxy compound and an equimolar amount of an unsaturated group-containing monocarboxylic acid are added to a solvent, In the presence of a catalyst (triethylbenzylammonium chloride, 2,6-diisobutylphenol, etc.), there is a method of reacting by heating and stirring at 90 to 120 ° C. while blowing air. Next, as a method of reacting an acid anhydride with a hydroxyl group of an epoxy acrylate compound as a reaction product, a predetermined amount of an epoxy acrylate compound, an acid dianhydride, and an acid monoanhydride is added to a solvent, and a catalyst (odor In the presence of tetraethylammonium bromide, triphenylphosphine, etc.), the reaction is carried out by heating and stirring at 90 to 130 ° C.

重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)については、2000〜50000の範囲であることが好ましく、2000〜7000の間であることがより好ましい。重量平均分子量(Mw)が2000に満たないと(A)を使用した感光性樹脂組成物の現像時のパターンの密着性が維持できず、パターン剥がれが生じ、また、重量平均分子量(Mw)が50000を超えると現像残渣や未露光部の残膜が残り易くなる。更に、(A)は、その酸価が30〜200mgKOH/gの範囲であることが望ましい。この値が30mgKOH/gより小さいと(A)を使用した感光性樹脂組成物のアルカリ現像がうまくできないか、強アルカリ等の特殊な現像条件が必要となり、200mgKOH/gを超えると(A)を使用した感光性樹脂組成物へのアルカリ現像液の浸透が早くなり過ぎ、剥離現像が起きるので、何れも好ましくない。なお、(A)の重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂については、その1種のみを使用しても、2種以上の混合物を使用することもできる。   About the weight average molecular weight (Mw) of polymerizable unsaturated group containing alkali-soluble resin (A), it is preferable that it is the range of 2000-50000, and it is more preferable that it is between 2000-7000. If the weight average molecular weight (Mw) is less than 2000, the adhesion of the pattern during development of the photosensitive resin composition using (A) cannot be maintained, pattern peeling occurs, and the weight average molecular weight (Mw) is If it exceeds 50000, a development residue and a residual film of an unexposed part are likely to remain. Furthermore, (A) desirably has an acid value in the range of 30 to 200 mgKOH / g. If this value is less than 30 mgKOH / g, alkali development of the photosensitive resin composition using (A) cannot be performed well, or special development conditions such as strong alkali are required, and if it exceeds 200 mgKOH / g, (A) Neither of these is preferable because the alkali developer penetrates into the used photosensitive resin composition too quickly and peeling development occurs. In addition, about the polymerizable unsaturated group containing alkali-soluble resin of (A), even if it uses only 1 type, it can also use 2 or more types of mixtures.

次に、(B)少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル類や、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(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、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、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テトラ(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、又はジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、フォスファゼンのアルキレンオキサイド変性ヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類を挙げることができ、これらの1種又は2種以上を使用することができる。なお、(B)少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマーは遊離のカルボキシ基を有しない。   Next, (B) as the photopolymerizable monomer having at least one ethylenically unsaturated bond, for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) (Meth) acrylic acid esters having a hydroxyl group such as acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, tetramethylene Glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate Rate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, sorbitol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, or dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (Meth) acrylic acid esters such as sorbitol hexa (meth) acrylate, phosphazene alkylene oxide-modified hexa (meth) acrylate, caprolactone-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and one or two of these More than seeds can be used. Note that (B) the photopolymerizable monomer having at least one ethylenically unsaturated bond does not have a free carboxy group.

これら(A)成分と(B)成分の配合割合は、重量比(A)/(B)で50/50〜90/10であり、好ましくは60/40〜80/20である。(A)成分の配合割合が50/50より少ないと、光硬化後の硬化物が脆くなり、また、未露光部において塗膜の酸価が低いためにアルカリ現像液に対する溶解性が低下し、パターンエッジがぎざつきシャープにならないといった問題が生じ、また、90/10よりも多いと、樹脂に占める光反応性官能基の割合が少なく架橋構造の形成が十分でなく、更に、樹脂成分における酸価度が高過ぎて、露光部におけるアルカリ現像液に対する溶解性が高くなることから、形成されたパターンが目標とする線幅より細ったり、パターンの欠落が生じや易くなるといった問題が生じる恐れがある。   The blending ratio of these component (A) and component (B) is 50/50 to 90/10 in weight ratio (A) / (B), preferably 60/40 to 80/20. When the blending ratio of the component (A) is less than 50/50, the cured product after photocuring becomes brittle, and the acid value of the coating film is low in the unexposed area, so that the solubility in an alkali developer is lowered. There arises a problem that the pattern edge is not jagged and sharp, and when it is more than 90/10, the ratio of the photoreactive functional group in the resin is small and the formation of a crosslinked structure is insufficient. Since the valence is too high and the solubility in the alkaline developer in the exposed area becomes high, there is a risk that the formed pattern may be thinner than the target line width or the pattern may be easily lost. is there.

また、(C)成分の光重合開始剤としては、前記一般式(I)で表される化合物を必須成分として含有し、紫外線光等の照射によりラジカル種を発生し、光重合性の化合物に付加してラジカル重合を開始させ、組成物を硬化させる。その中でも好ましくは一般式(II)、より好ましくは一般式(III)、さらに式(IV)で表される1−[11−(2−エチルヘキシル)−8−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール−5−イル]−[4−(2,2,3,3−テトラフルオロプロポキシ)−フェニル]−メタノン オキシム O−アセテートが高感度を達成可能である点で特に好ましい。一般式(I)の製造については、例えば国際公開パンフレットWO2012/045736A1にその製法の記載がある。   In addition, as the photopolymerization initiator of the component (C), the compound represented by the general formula (I) is contained as an essential component, and radical species are generated by irradiation with ultraviolet light or the like to form a photopolymerizable compound. Addition initiates radical polymerization and cures the composition. Of these, 1- [11- (2-ethylhexyl) -8- (2,4,6-trimethylbenzoyl) represented by general formula (II), more preferably general formula (III), and further represented by formula (IV) is preferable. ) -11H-benzo [a] carbazol-5-yl]-[4- (2,2,3,3-tetrafluoropropoxy) -phenyl] -methanone oxime O-acetate can achieve high sensitivity. Particularly preferred. Regarding the production of the general formula (I), for example, the production method is described in International Publication Pamphlet WO2012 / 045736A1.

また、本発明においては、一般式(I)で表される光重合開始剤と共に、他の光重合開始剤若しくは増感剤を1種以上併用することができる。ここで、他の光重合開始剤若しくは増感剤としては、例えば、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、ジクロロアセトフェノン、トリクロロアセトフェノン、p−tert−ブチルアセトフェノン等のアセトフェノン類、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p,p'-ビスジメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル類、2-(o-クロロフェニル)-4,5-フェニルビイミダゾール、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(m-メトキシフェニル)ビイミダゾール、2-(o-フルオロフェニル)-4,5-ジフェニルビイミダゾール、2-(o-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルビイミダゾール、2,4,5-トリアリールビイミダゾール等のビイミダゾール系化合物類、2-トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル-5-(p-シアノスチリル)-1,3,4-オキサジアゾール、2-トリクロロメチル-5-(p-メトキシスチリル)-1,3,4-オキサジアゾール等のハロメチルジアゾール化合物類、2,4,6-トリス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-メチル−4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-クロロフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-メトキシナフチル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-メトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(3,4,5-トリメトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-メチルチオスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン等のハロメチル−S−トリアジン系化合物類、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-,2-(o-ベンゾイルオキシム)、1-(4-フェニルスルファニルフェニル)ブタン-1,2-ジオン-2-オキシム-o-ベンゾアート、1-(4-メチルスルファニルフェニル)ブタン-1,2-ジオン-2-オキシム-o-アセタート、1-(4-メチルスルファニルフェニル)ブタン-1-オンオキシム-o-アセタート等のo-アシルオキシム系化合物類、ベンジルジメチルケタール、チオキサンソン、2-クロロチオキサンソン、2,4-ジエチルチオキサンソン、2-メチルチオキサンソン、2-イソプロピルチオキサンソン等のイオウ化合物、2-エチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2-ベンズアントラキノン、2,3-ジフェニルアントラキノン等のアントラキノン類、アゾビスイソブチルニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、クメンパーオキシド等の有機過酸化物、2-メルカプトベンゾイミダゾール、2-メルカプトベンゾオキサゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール等のチオール化合物などが挙げられる。   In the present invention, one or more other photopolymerization initiators or sensitizers can be used in combination with the photopolymerization initiator represented by the general formula (I). Here, as other photopolymerization initiators or sensitizers, for example, acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylacetophenone, p-dimethylaminopropiophenone, dichloroacetophenone, trichloroacetophenone, p-tert Acetophenones such as butyl acetophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, benzophenones such as p, p'-bisdimethylaminobenzophenone, benzoin ethers such as benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-phenylbiimidazole, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (m-methoxyphenyl) biimidazole, 2- (o-fluorophenyl) -4,5 -Diphenylbiimidazole, 2- (o- Methoxyphenyl) -4,5-diphenylbiimidazole, biimidazole compounds such as 2,4,5-triarylbiimidazole, 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, 2 -Halomethyl such as trichloromethyl-5- (p-cyanostyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (p-methoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole Diazole compounds, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-phenyl -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-chlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- Methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxynaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2 -(4-Metoki Styryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (3,4,5-trimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5 -Triazine, 2- (4-methylthiostyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine and other halomethyl-S-triazine compounds, 1,2-octanedione, 1- [ 4- (phenylthio) phenyl]-, 2- (o-benzoyloxime), 1- (4-phenylsulfanylphenyl) butane-1,2-dione-2-oxime-o-benzoate, 1- (4-methyl O-acyloxime compounds such as sulfanylphenyl) butane-1,2-dione-2-oxime-o-acetate, 1- (4-methylsulfanylphenyl) butan-1-oneoxime-o-acetate, benzyldimethyl ketal Thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-iso Sulfur compounds such as lopyrthioxanthone, 2-ethylanthraquinone, octamethylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, anthraquinones such as 2,3-diphenylanthraquinone, azobisisobutylnitrile, benzoyl peroxide, cumene peroxide, etc. Examples thereof include thiol compounds such as organic peroxides, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzoxazole, and 2-mercaptobenzothiazole.

一般式(I)で表される光重合開始剤を含めて、これらの光重合開始剤や増感剤は、その1種のみを単独で使用できるほか、2種以上を組み合わせて使用することもできる。また、それ自体では光重合開始剤や増感剤として作用しないが、組み合わせて用いることにより、光重合開始剤や増感剤の能力を増大させ得るような化合物を添加することもできる。そのような化合物としては、例えば、ベンゾフェノンと組み合わせて使用すると効果のあるトリエタノールアミン、トリエチルアミン等の第3級アミンを挙げることができる。   Including the photopolymerization initiator represented by the general formula (I), these photopolymerization initiators and sensitizers can be used alone or in combination of two or more. it can. Moreover, although it does not act as a photopolymerization initiator or a sensitizer by itself, a compound capable of increasing the ability of the photopolymerization initiator or the sensitizer can be added by using in combination. Examples of such compounds include tertiary amines such as triethanolamine and triethylamine which are effective when used in combination with benzophenone.

(C)成分の光重合開始剤の使用量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部を基準として2〜30質量部であり、好ましくは5〜25質量部、より好ましくは5〜20質量部である。(C)成分の配合割合が2質量部未満の場合には、光重合の速度が遅くなって、感度が低下し、一方、30質量部を超える場合には、感度が強すぎて、パターン線幅がパターンマスクに対して太った状態になり、マスクに対して忠実な線幅が再現できない、又は、パターンエッジがぎざつきシャープにならないといった問題が生じる恐れがある。(C)成分の光重合開始剤は、必須成分として一般式(I)で表される光重合開始剤を含むが、その量は他の(C)成分を加えない場合であっても、単独で光重合開始剤として有効に作用する量以上であることがよく、一般式(I)で表される光重合開始剤の量は(C)成分の全体量のうち、70〜100質量%であることが好ましい。   The amount of the photopolymerization initiator used as the component (C) is 2 to 30 parts by mass, preferably 5 to 25 parts by mass, more preferably 100 parts by mass in total of the components (A) and (B). 5 to 20 parts by mass. When the blending ratio of component (C) is less than 2 parts by mass, the rate of photopolymerization becomes slow and the sensitivity decreases. On the other hand, when it exceeds 30 parts by mass, the sensitivity is too strong and the pattern line There is a possibility that the width becomes thicker than that of the pattern mask, and a line width that is faithful to the mask cannot be reproduced, or the pattern edge does not become jagged and sharp. The photopolymerization initiator of the component (C) contains the photopolymerization initiator represented by the general formula (I) as an essential component, but the amount is independent even if no other component (C) is added. The amount of the photopolymerization initiator represented by the general formula (I) is preferably 70 to 100% by mass in the total amount of the component (C). Preferably there is.

(D)成分において、黒色有機顔料、混色有機顔料又は遮光材から選ばれる遮光成分については、耐熱性、耐光性及び耐溶剤性に優れたものであるのがよい。ここで、黒色有機顔料としては、例えばペリレンブラック、シアニンブラック、アニリンブラック等が挙げられる。混色有機顔料としては、赤、青、緑、紫、黄色、シアニン、マゼンタ等から選ばれる2種以上の顔料を混合して擬似黒色化されたものが挙げられる。遮光材としては、カーボンブラック、酸化クロム、酸化鉄、チタンブラック等の無機黒色顔料を挙げることができ、2種以上を適宜選択して用いることもできるが、特にカーボンブラックが遮光性、表面平滑性、分散安定性、樹脂との相溶性が良好な点で好ましい。   In the component (D), the light shielding component selected from a black organic pigment, a mixed color organic pigment, or a light shielding material is preferably excellent in heat resistance, light resistance and solvent resistance. Here, examples of the black organic pigment include perylene black, cyanine black, and aniline black. Examples of the mixed color organic pigment include those obtained by mixing two or more pigments selected from red, blue, green, purple, yellow, cyanine, magenta, and the like into a pseudo black color. Examples of the light shielding material include inorganic black pigments such as carbon black, chromium oxide, iron oxide, and titanium black, and two or more kinds can be appropriately selected and used. In particular, carbon black has light shielding properties and surface smoothness. In view of good compatibility, dispersion stability, and compatibility with resin.

そして、これらの遮光成分は、好ましくは、予め分散媒に分散させて遮光性分散液としたうえで、遮光膜用感光性樹脂組成物として配合するのがよい。ここで、分散媒としては、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3メトキシブチルアセテート等が挙げられる。遮光性分散液における(D)の遮光成分の配合割合については、本発明の組成物の全固形分に対して20〜80質量%、好ましくは40〜70質量%の範囲で用いられるのがよい。そのとき、アニリンブラック、シアニンブラック等の有機顔料またはカーボンブラック等のカーボン系遮光成分を用いる場合は、40〜60質量%の範囲が特に好ましい。20質量%より少ないと、遮光性が十分でなくなる。80質量%を越えると、本来のバインダーとなる感光性樹脂の含有量が減少するため、現像特性を損なうと共に膜形成能が損なわれるという好ましくない問題が生じる。   These light shielding components are preferably preliminarily dispersed in a dispersion medium to obtain a light shielding dispersion, and then blended as a photosensitive resin composition for a light shielding film. Here, examples of the dispersion medium include propylene glycol monomethyl ether acetate and 3 methoxybutyl acetate. The blending ratio of the light-shielding component (D) in the light-shielding dispersion is 20 to 80% by weight, preferably 40 to 70% by weight, based on the total solid content of the composition of the present invention. . At that time, when an organic pigment such as aniline black or cyanine black or a carbon-based light shielding component such as carbon black is used, the range of 40 to 60% by mass is particularly preferable. When the amount is less than 20% by mass, the light shielding property is not sufficient. If it exceeds 80% by mass, the content of the photosensitive resin as the original binder is reduced, which causes an undesired problem that the development characteristics are impaired and the film forming ability is impaired.

本発明の感光性樹脂組成物においては、上記(A)〜(D)の他に溶剤を使用して粘度を調整することが好ましい。溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の酢酸エステル類等が挙げられ、これらを用いて溶解、混合させることにより、均一な溶液状の組成物とすることができる。   In the photosensitive resin composition of this invention, it is preferable to adjust a viscosity using a solvent other than said (A)-(D). Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, ethylene glycol and propylene glycol, terpenes such as α- or β-terpineol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, N-methyl-2- Ketones such as pyrrolidone, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, tetramethylbenzene, cellosolve, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, propylene Glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, Glycol ethers such as reethylene glycol monoethyl ether, ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol mono Examples include acetic acid esters such as ethyl ether acetate, and the like, and these can be dissolved and mixed to form a uniform solution-like composition.

また、本発明の感光性樹脂組成物には、必要に応じて硬化促進剤、熱重合禁止剤、可塑剤、充填材、溶剤、レベリング剤、消泡剤、カップリング剤、界面活性剤等の添加剤を配合することができる。熱重合禁止剤としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ピロガロール、tert−ブチルカテコール、フェノチアジン等を挙げることができ、可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、リン酸トリクレジル等を挙げることができ、充填材としては、ガラスファイバー、シリカ、マイカ、アルミナ等を挙げることができ、消泡剤やレベリング剤としては、シリコーン系、フッ素系、アクリル系の化合物を挙げることができる。また、界面活性剤としてはフッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等を挙げることができ、カップリング剤としては3−(グリシジルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤を挙げることができる。   Further, the photosensitive resin composition of the present invention includes a curing accelerator, a thermal polymerization inhibitor, a plasticizer, a filler, a solvent, a leveling agent, an antifoaming agent, a coupling agent, a surfactant and the like as necessary. Additives can be blended. Examples of the thermal polymerization inhibitor include hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, pyrogallol, tert-butylcatechol, phenothiazine and the like, and examples of the plasticizer include dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, tricresyl phosphate and the like. Examples of the material include glass fiber, silica, mica, and alumina, and examples of the antifoaming agent and leveling agent include silicone-based, fluorine-based, and acrylic compounds. Examples of the surfactant include a fluorine-based surfactant and a silicone-based surfactant. Examples of the coupling agent include 3- (glycidyloxy) propyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, Examples include silane coupling agents such as 3-ureidopropyltriethoxysilane.

本発明の感光性樹脂組成物は、上記(A)〜(D)成分又はこれらと溶剤を主成分として含有する。溶剤を除いた固形分(固形分には硬化後に固形分となるモノマーを含む)中に、(A)〜(D)成分が合計で80質量%、好ましくは90質量%以上含むことが望ましい。溶剤の量は、目標とする粘度によって変化するが、感光性樹脂組成物中に70〜90質量%の範囲で含まれるようにするのがよい。   The photosensitive resin composition of this invention contains the said (A)-(D) component or these and a solvent as a main component. It is desirable that the components (A) to (D) are contained in a total of 80% by mass, preferably 90% by mass or more, in the solid content excluding the solvent (the solid content includes a monomer that becomes a solid content after curing). Although the quantity of a solvent changes with target viscosity, it is good to make it contain in the range of 70-90 mass% in the photosensitive resin composition.

本発明における遮光膜用感光性樹脂組成物は、例えばカラーフィルター遮光膜形成用の樹脂組成物として優れるものであり、遮光膜の形成方法としては、以下のようなフォトリソグラフィー法がある。先ず、感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布し、次いで溶媒を乾燥させた(プリベーク)後、このようにして得られた被膜の上にフォトマスクをあて、紫外線を照射して露光部を硬化させ、更にアルカリ水溶液を用いて未露光部を溶出させる現像を行ってパターンを形成し、更に後乾燥としてポストベーク(熱焼成)を行う方法が挙げられる。   The photosensitive resin composition for a light shielding film in the present invention is excellent as, for example, a resin composition for forming a color filter light shielding film, and a method for forming a light shielding film includes the following photolithography methods. First, the photosensitive resin composition is applied on a transparent substrate, and then the solvent is dried (prebaked). Then, a photomask is applied on the film thus obtained, and ultraviolet rays are irradiated to expose the exposed portion. There is a method in which the pattern is formed by curing and further elution using an aqueous alkali solution to elute unexposed portions, and post baking (thermal baking) is performed as post-drying.

感光性樹脂組成物を塗布する透明基板としては、ガラス基板のほか、透明フィルム(例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフォン等)上にITOや金などの透明電極が蒸着あるいはパターニングされたものなどが例示できる。透明基板上に感光性樹脂組成物の溶液を塗布する方法としては、公知の溶液浸漬法、スプレー法の他、ローラーコーター機、ランドコーター機、スリットコーター機やスピナー機を用いる方法等の何れの方法をも採用することができる。これらの方法によって、所望の厚さに塗布した後、溶剤を除去する(プリベーク)ことにより、被膜が形成される。プリベークはオーブン、ホットプレート等により加熱することによって行われる。プリベークにおける加熱温度及び加熱時間は使用する溶剤に応じて適宜選択され、例えば60〜110℃の温度で1〜3分間行われる。   As a transparent substrate to which the photosensitive resin composition is applied, in addition to a glass substrate, a transparent film (for example, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyether sulfone, etc.) is deposited or patterned with a transparent electrode such as ITO or gold. Can be illustrated. As a method of applying the solution of the photosensitive resin composition on the transparent substrate, in addition to a known solution dipping method and spray method, any method such as a roller coater machine, a land coater machine, a slit coater machine, or a spinner machine can be used. Methods can also be employed. After applying to a desired thickness by these methods, the film is formed by removing the solvent (pre-baking). Pre-baking is performed by heating with an oven, a hot plate or the like. The heating temperature and heating time in the pre-baking are appropriately selected according to the solvent to be used, and are performed, for example, at a temperature of 60 to 110 ° C. for 1 to 3 minutes.

プリベーク後に行われる露光は、紫外線露光装置によって行なわれ、フォトマスクを介して露光することによりパターンに対応した部分のレジストのみを感光させる。露光装置及びその露光照射条件は適宜選択され、超高圧水銀灯、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、遠紫外線灯等の光源を用いて露光を行い、塗膜中の感光性樹脂組成物を光硬化させる。   The exposure performed after pre-baking is performed by an ultraviolet exposure apparatus, and only the resist corresponding to the pattern is exposed by exposing through a photomask. The exposure apparatus and the exposure irradiation conditions are appropriately selected, and exposure is performed using a light source such as an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or a deep ultraviolet lamp, and the photosensitive resin composition in the coating film is photocured.

露光後のアルカリ現像は、露光されない部分のレジストを除去する目的で行われ、この現像によって所望のパターンが形成される。このアルカリ現像に適した現像液としては、例えばアルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩の水溶液、アルカリ金属の水酸化物の水溶液等を挙げることができるが、特に炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等の炭酸塩を0.05〜3質量%含有する弱アルカリ性水溶液を用いて23〜28℃の温度で現像するのがよく、市販の現像機や超音波洗浄機等を用いて微細な画像を精密に形成することができる。   The alkali development after the exposure is performed for the purpose of removing the resist in the unexposed portion, and a desired pattern is formed by this development. Examples of the developer suitable for the alkali development include, for example, an aqueous solution of an alkali metal or alkaline earth metal carbonate, an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, and the like. Particularly, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, and the like. It is better to develop at a temperature of 23 to 28 ° C. using a weakly alkaline aqueous solution containing 0.05 to 3% by mass of carbonate such as a commercially available developing machine or ultrasonic cleaner. It can be formed precisely.

現像後、好ましくは180〜250℃の温度及び20〜60分の条件で熱処理(ポストベーク)が行われる。このポストベークは、パターニングされた遮光膜と基板との密着性を高めるため等の目的で行われる。これはプリベークと同様に、オーブン、ホットプレート等により加熱することによって行われる。本発明のパターニングされた遮光膜は、以上のフォトリソグラフィー法による各工程を経て形成される。   After the development, heat treatment (post-bake) is preferably performed at a temperature of 180 to 250 ° C. and a condition of 20 to 60 minutes. This post-baking is performed for the purpose of improving the adhesion between the patterned light-shielding film and the substrate. This is performed by heating with an oven, a hot plate or the like, as in the pre-baking. The patterned light-shielding film of the present invention is formed through each step by the above photolithography method.

本発明の感光性樹脂組成物は、上述したように、露光、アルカリ現像等の操作によって微細なパターンを形成するのに適している。また、本発明の遮光膜用感光性樹脂組成物は、コーティング材として好適に用いることができ、特に液晶の表示装置あるいは撮影素子に使われるカラーフィルター用インキとして好適であり、これにより形成された遮光膜はカラーフィルター、液晶プロジェクション用のブラックマトリックス、遮光膜、タッチパネル用遮光膜等として有用である。   As described above, the photosensitive resin composition of the present invention is suitable for forming a fine pattern by operations such as exposure and alkali development. Further, the photosensitive resin composition for a light-shielding film of the present invention can be suitably used as a coating material, and is particularly suitable as a color filter ink used in a liquid crystal display device or a photographing element. The light shielding film is useful as a color filter, a black matrix for liquid crystal projection, a light shielding film, a light shielding film for a touch panel, and the like.

本発明の遮光膜用感光性樹脂組成物は、高精細、高遮光を維持しつつ、例えば線幅が5μm程度の細線を形成した場合にも現像密着性を十分に確保することができ、しかも、ガラス基板との密着性にも優れている。   The photosensitive resin composition for a light-shielding film of the present invention can sufficiently secure development adhesion even when, for example, a thin line having a line width of about 5 μm is formed while maintaining high definition and high light shielding. Also, it has excellent adhesion to the glass substrate.

以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明の実施形態を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, although an embodiment of the present invention is described concretely based on an example and a comparative example, the present invention is not limited to these.

先ず、本発明の(A)重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂の合成例1を示す。合成例における樹脂の評価は、以下の通りに行った。   First, Synthesis Example 1 of the (A) polymerizable unsaturated group-containing alkali-soluble resin of the present invention is shown. Evaluation of the resin in the synthesis example was performed as follows.

[固形分濃度]
合成例中で得られた樹脂溶液1gをガラスフィルター〔重量:W0(g)〕に含浸させて秤量し〔W1(g)〕、160℃にて2hr加熱した後の重量〔W2(g)〕から次式より求めた。
固形分濃度(重量%)=100×(W2−W0)/(W1−W0)
[Solid content]
1 g of the resin solution obtained in the synthesis example was impregnated into a glass filter [weight: W 0 (g)], weighed [W 1 (g)], and heated at 160 ° C. for 2 hours [W 2 ( g)] from the following equation.
Solid content concentration (% by weight) = 100 × (W 2 −W 0 ) / (W 1 −W 0 )

[酸価]
樹脂溶液をジオキサンに溶解させ、電位差滴定装置〔平沼製作所(株)製 商品名COM-1600〕を用いて1/10N−KOH水溶液で滴定して求めた。
[Acid value]
The resin solution was dissolved in dioxane and titrated with a 1/10 N-KOH aqueous solution using a potentiometric titrator (trade name COM-1600 manufactured by Hiranuma Seisakusho Co., Ltd.).

[分子量]
ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)[東ソー(株)製商品名HLC-8220GPC、溶媒:テトラヒドロフラン、カラム:TSKgelSuperH-2000(2本)+TSKgelSuperH-3000(1本)+TSKgelSuperH-4000(1本)+TSKgelSuper-H5000(1本)〔東ソー(株)製〕、温度:40℃、速度:0.6ml/min]にて測定し、標準ポリスチレン〔東ソー(株)製PS−オリゴマーキット〕換算値として重量平均分子量(Mw)を求めた。
[Molecular weight]
Gel permeation chromatography (GPC) [trade name HLC-8220GPC manufactured by Tosoh Corporation, solvent: tetrahydrofuran, column: TSKgelSuperH-2000 (2) + TSKgelSuperH-3000 (1) + TSKgelSuperH-4000 (1) + TSKgelSuper- H5000 (1 bottle) [manufactured by Tosoh Corporation], temperature: 40 ° C., speed: 0.6 ml / min], and weight average molecular weight (as standard polystyrene [Tosoh Corporation PS-oligomer kit] converted value) Mw).

また、合成例及び比較合成例で使用する略号は次のとおりである。
BPFE:9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレンとクロロメチルオキシランとの反応物。一般式(V)の化合物において、Xがフルオレン-9,9-ジイル基、R、Rが水素の化合物。
BPDA:3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
THPA:1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸無水物
TPP:トリフェニルホスフィン
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
Abbreviations used in the synthesis examples and comparative synthesis examples are as follows.
BPFE: Reaction product of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene and chloromethyloxirane. In the compound of the general formula (V), a compound in which X is a fluorene-9,9-diyl group and R 6 and R 7 are hydrogen.
BPDA: 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride
THPA: 1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride
TPP: Triphenylphosphine
PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate

[合成例1]
還留冷却器付き500ml四つ口フラスコ中に、BPFE 78.63g(0.17mol)、アクリル酸24.50g(0.34mol)、TPP 0.45g、及びPGMEA 114gを仕込み、100〜105℃の加熱下で12hr撹拌し、反応生成物を得た。
[Synthesis Example 1]
In a 500 ml four-necked flask with a reflux condenser, charge 78.63 g (0.17 mol) of BPFE, 24.50 g (0.34 mol) of acrylic acid, 0.45 g of TPP, and 114 g of PGMEA, and stir for 12 hours under heating at 100 to 105 ° C. As a result, a reaction product was obtained.

次いで、得られた反応生成物にBPDA 25.01g(0.085mol)及びTHPA 12.93g(0.085mol)を仕込み、120〜125℃の加熱下で6hr撹拌し、重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂溶液(A)-1を得た。得られた樹脂溶液の固形分濃度は55.8wt%であり、酸価(固形分換算)は103mgKOH/gであり、GPC分析によるMwは2600であった。   Next, 25.01 g (0.085 mol) of BPDA and 12.93 g (0.085 mol) of THPA were added to the obtained reaction product, stirred for 6 hours under heating at 120 to 125 ° C., and an alkali-soluble resin solution containing a polymerizable unsaturated group ( A) -1 was obtained. The obtained resin solution had a solid content concentration of 55.8 wt%, an acid value (in terms of solid content) of 103 mg KOH / g, and an Mw of 2600 by GPC analysis.

[比較合成例1]
窒素導入管及び還流管付き1000ml四つ口フラスコ中にメタクリル酸51.65g(0.60mol)、メタクリル酸メチル38.44g(0.38mol)、メタクリル酸シクロヘキシル36.33g(0.22mol)、AIBN5.91g、及びDMDG368gを仕込み、80〜85℃で窒素気流下、8hr撹拌して重合させた。更に、フラスコ内にメタクリル酸グリシジル39.23g(0.28mol)、TPP1.44g、2,6-ジ−tert−ブチル−p−クレゾール0.055gを仕込み、80〜85℃で16hr撹拌し、重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂溶液(A)-2を得た。得られた重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂の固形分濃度は32質量%、酸価(固形分換算)は110mgKOH/g、GPC分析によるMwは18080であった。
[Comparative Synthesis Example 1]
In a 1000 ml four-necked flask with a nitrogen inlet tube and a reflux tube, 51.65 g (0.60 mol) of methacrylic acid, 38.44 g (0.38 mol) of methyl methacrylate, 36.33 g (0.22 mol) of cyclohexyl methacrylate, 5.91 g of AIBN, and 368 g of DMDG The mixture was stirred and polymerized at 80 to 85 ° C. under a nitrogen stream for 8 hours. Furthermore, 39.23 g (0.28 mol) of glycidyl methacrylate, 1.44 g of TPP, and 0.055 g of 2,6-di-tert-butyl-p-cresol were charged in the flask, and stirred at 80 to 85 ° C. for 16 hours, polymerizable unsaturated A group-containing alkali-soluble resin solution (A) -2 was obtained. The obtained polymerizable unsaturated group-containing alkali-soluble resin had a solid content concentration of 32% by mass, an acid value (in terms of solid content) of 110 mgKOH / g, and Mw by GPC analysis of 18080.

次に、(C)一般式(I)で表される光重合開始剤の合成例2〜4を示す。   Next, Synthesis Examples 2 to 4 of the photopolymerization initiator represented by (C) the general formula (I) are shown.

[合成例2]
構造式(IV)の化合物を、以下の6ステップの反応を行い、合成した。
ステップ1:11H−ベンゾ[a]カルバゾール〔構造式(VI)〕の合成

Figure 2015165297
フェニルヒドラジン16.22g(0.18mol)とα−テトラロン26.89g(0.18mol)を400mlエタノール中で濃塩酸18ml存在下加熱し、4時間リフラックス状態で反応させた。反応溶液をエバポレーターにてエタノール除去し、シクロヘキサン/トルエン(50/50)で再結晶させることで、反応生成物38.25gを得た。この反応物30.82g(0.14mol)をキシレン240mlに溶解し、触媒として5%Pd/C 9.23gを添加して加熱し、1時間リフラックス状態で反応させた。反応液を冷却して酢酸エチル240mlを加え、セライトで触媒等を濾過した後、エバポレーターにて溶剤を留去させて結晶を析出させた。これを濾過することで白色の固体化合物24.64gを得た。得られた化合物はH−NMRにて構造式(VI)の化合物であることを確認した。
H−NMRスペクトル(CDCl中):δ(ppm)=7.30−7.70(m,6H)、8.00−8.20(m,4H)、8.80(br,1H) [Synthesis Example 2]
The compound of structural formula (IV) was synthesized by performing the following 6-step reaction.
Step 1: Synthesis of 11H-benzo [a] carbazole [Structural Formula (VI)]
Figure 2015165297
16.22 g (0.18 mol) of phenylhydrazine and 26.89 g (0.18 mol) of α-tetralone were heated in 400 ml ethanol in the presence of 18 ml of concentrated hydrochloric acid and reacted in a reflux state for 4 hours. Ethanol was removed from the reaction solution with an evaporator, and recrystallization was performed with cyclohexane / toluene (50/50) to obtain 38.25 g of a reaction product. 30.82 g (0.14 mol) of this reaction product was dissolved in 240 ml of xylene, added with 9.23 g of 5% Pd / C as a catalyst, heated, and reacted in a reflux state for 1 hour. The reaction solution was cooled, 240 ml of ethyl acetate was added, the catalyst and the like were filtered through celite, and then the solvent was distilled off with an evaporator to precipitate crystals. This was filtered to obtain 24.64 g of a white solid compound. The obtained compound was confirmed by 1 H-NMR to be the compound of structural formula (VI).
1 H-NMR spectrum (in CDCl 3 ): δ (ppm) = 7.30-7.70 (m, 6H), 8.00-8.20 (m, 4H), 8.80 (br, 1H)

ステップ2:11−(2−エチルヘキシル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール〔構造式(VII)〕の合成

Figure 2015165297
11H−ベンゾ[a]カルバゾール〔構造式(VI)〕21.72g(0.10mol)をDMF 100mLに溶解させて氷浴にて0℃に冷却した後、水素化ナトリウム4.04g(0.101mol)を添加して1時間保持した。その後に1−ブロモ−2−エチルヘキサン27.04g(0.14mol)を添加し、30分保持した後に氷浴を外して室温まで温度を戻した後、一晩反応させた。反応液を氷水に注ぎ込んで反応を停止させた後、酢酸エチルにて2回抽出して有機相を集め、純水および飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウムを添加して乾燥させた後に、エバポレーターにて有機溶剤を除去することで黄色液状の粗製物33.23gを得た。得られた粗製物は精製せずに次の反応に用いた。得られた粗製物についてH−NMRにて構造を同定し、構造式(VII)の化合物であることを確認した。
H−NMRスペクトル(CDCl):δ(ppm)=0.80−0.92(m,6H)、1.16−1.47(m,8H)、2.27(m,1H)、4.65−4.69(m,2H)、7.27(td,1H)、7.44−7.59(m,4H)、7.66(d,1H)、8.02(d,1H)、8.14(d,1H)、8.18(d,1H)、8.54(d,1H) Step 2: Synthesis of 11- (2-ethylhexyl) -11H-benzo [a] carbazole [Structural Formula (VII)]
Figure 2015165297
11H-benzo [a] carbazole [Structural Formula (VI)] (21.72 g, 0.10 mol) was dissolved in DMF (100 mL) and cooled to 0 ° C. in an ice bath, and then sodium hydride (4.04 g, 0.101 mol). ) Was added and held for 1 hour. Thereafter, 27.04 g (0.14 mol) of 1-bromo-2-ethylhexane was added, and after maintaining for 30 minutes, the ice bath was removed and the temperature was returned to room temperature, followed by reaction overnight. The reaction solution was poured into ice water to stop the reaction, and extracted twice with ethyl acetate to collect the organic phase, washed with pure water and saturated brine, dried by adding magnesium sulfate, The organic solvent was removed with an evaporator to obtain 33.23 g of a yellow liquid crude product. The obtained crude product was used in the next reaction without purification. The structure of the obtained crude product was identified by 1 H-NMR and confirmed to be the compound of structural formula (VII).
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ (ppm) = 0.80-0.92 (m, 6H), 1.16-1.47 (m, 8H), 2.27 (m, 1H), 4.65-4.69 (m, 2H), 7.27 (td, 1H), 7.44-7.59 (m, 4H), 7.66 (d, 1H), 8.02 (d, 1H), 8.14 (d, 1H), 8.18 (d, 1H), 8.54 (d, 1H)

ステップ3:1−[11−(2−エチルヘキシル)−8−(2−フルオロベンゾイル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール−5−イル]−(2,4,6−トリメチルフェニル)−メタノン〔構造式(VIII)〕の合成

Figure 2015165297
構造式(VII)の化合物19.83g(60mmol)を塩化メチレン(200mL)に溶解させ、氷浴にて0℃に冷却して30分保持した後に2,4,6−トリメチルベンゾイルクロリド11.51g(63mmol)および塩化アルミニウム8.4g(63mmol)を添加、その後氷浴を外して室温に戻し、2時間反応させた。2時間後に氷浴にて再度0℃にした後、塩化アルミニウム8.4g(63mmol)を加え、滴下ロートより2−フルオロベンゾイルクロリド9.99g(63mmol)を2時間かけて滴下した。滴下終了後、氷浴を外して室温に戻し、室温下で3時間反応させた。反応液を氷水に注ぎ込んで反応を停止させた後、塩化メチレンにて2回抽出を行い、有機相を集め、純水および飽和食塩水にて洗浄して硫酸マグネシウムを添加して乾燥させた。その後、ノルマルヘキサン800mLを加えて塩化メチレンと同時に除去・濃縮することでベージュ色の固体物を析出させた。これをろ過し、ノルマルヘキサンにて洗浄して乾燥させて、ベージュ色の固体物34.39gを得た。得られた化合物はH−および19F−NMRにて構造を同定し、構造式(VIII)の化合物であることを確認した。
H−NMRスペクトル(CDCl):δ(ppm)=0.84(t)、0.89(t)、1.18−1.42(m)、2.20(s),2.28−2.31(m)、2.40(s)、4.72−4.76(m)、6.96(s)、7.19(t)、7.29(t)、7.52−7.60(m)、7.70−7.84(m)、8.38(s)、8.63−8.66(m)、9.56(d)
19F−NMRスペクトル(CDCl):δ(ppm)=−111.58 Step 3: 1- [11- (2-Ethylhexyl) -8- (2-fluorobenzoyl) -11H-benzo [a] carbazol-5-yl]-(2,4,6-trimethylphenyl) -methanone [structure Synthesis of Formula (VIII)]
Figure 2015165297
19.83 g (60 mmol) of the compound of structural formula (VII) was dissolved in methylene chloride (200 mL), cooled to 0 ° C. in an ice bath and held for 30 minutes, and then 11.51 g of 2,4,6-trimethylbenzoyl chloride. (63 mmol) and 8.4 g (63 mmol) of aluminum chloride were added, and then the ice bath was removed and the temperature was returned to room temperature, followed by reaction for 2 hours. After 2 hours, the temperature was again set to 0 ° C. in an ice bath, 8.4 g (63 mmol) of aluminum chloride was added, and 9.99 g (63 mmol) of 2-fluorobenzoyl chloride was added dropwise from the dropping funnel over 2 hours. After completion of the dropwise addition, the ice bath was removed, the temperature was returned to room temperature, and the reaction was allowed to proceed at room temperature for 3 hours. The reaction solution was poured into ice water to stop the reaction, and extracted twice with methylene chloride. The organic phase was collected, washed with pure water and saturated brine, dried by adding magnesium sulfate. Thereafter, 800 mL of normal hexane was added and removed and concentrated simultaneously with methylene chloride to precipitate a beige solid. This was filtered, washed with normal hexane and dried to give 34.39 g of a beige solid. The structure of the obtained compound was identified by 1 H- and 19 F-NMR and confirmed to be the compound of structural formula (VIII).
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ (ppm) = 0.84 (t), 0.89 (t), 1.18-1.42 (m), 2.20 (s), 2.28 -2.31 (m), 2.40 (s), 4.72-4.76 (m), 6.96 (s), 7.19 (t), 7.29 (t), 7.52 -7.60 (m), 7.70-7.84 (m), 8.38 (s), 8.63-8.66 (m), 9.56 (d)
19 F-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ (ppm) =-11.58

ステップ4:1−[11−(2−エチルヘキシル)−8−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール−5−イル]−[4−(2,2,3,3−テトラフルオロプロポキシ)−フェニル]−メタノン〔構造式(IX)〕の合成

Figure 2015165297
構造式(VIII)の化合物29.94g(50mmol)をピリジン(100mL)に溶解させ、2,2,3,3−テトロフルオロー1−プロパノール9.9g(75mmol)と水酸化ナトリウム3.0g(75mmol)を加え、70℃にて一晩攪拌した。所定の反応時間後、室温に冷却して純水に注ぎ込み、酢酸エチルで抽出、純水及び飽和食塩水で洗浄した。硫酸マグネシウムを添加し乾燥後、濃縮し、得られた粗製物を、塩化メチレンを溶離液としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することで白色固体18.13gを得た。得られた化合物はH−および19F−NMRにて構造を同定し、構造式(IX)の化合物であることを確認した。
H−NMRスペクトル(CDCl):δ(ppm)=0.82(t)、0.87(t)、1.16−1.56(m)、2.19(s),2.26−2.29(m)、2.39(s)、4.30−4.34(t)、4.65−4.77(m)、5.35−5.60(m)、6.95(s)、7.15−7.20(m)、7.29(t)、7.52−7.60(m)、7.70−7.77(m)、8.63−8.66(m)、9.56(d)
19F−NMRスペクトル(CDCl):δ(ppm)=−140.92、−126.30 Step 4: 1- [11- (2-Ethylhexyl) -8- (2,4,6-trimethylbenzoyl) -11H-benzo [a] carbazol-5-yl]-[4- (2,2,3 Synthesis of 3-tetrafluoropropoxy) -phenyl] -methanone [Structural Formula (IX)]
Figure 2015165297
29.94 g (50 mmol) of the compound of the structural formula (VIII) is dissolved in pyridine (100 mL), 9.9 g (75 mmol) of 2,2,3,3-tetrofluoro-1-propanol and 3.0 g (75 mmol) of sodium hydroxide. And stirred at 70 ° C. overnight. After a predetermined reaction time, the mixture was cooled to room temperature, poured into pure water, extracted with ethyl acetate, and washed with pure water and saturated brine. Magnesium sulfate was added, dried and concentrated, and the resulting crude product was purified by silica gel column chromatography using methylene chloride as an eluent to give 18.13 g of a white solid. The structure of the obtained compound was identified by 1 H- and 19 F-NMR and confirmed to be the compound of structural formula (IX).
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ (ppm) = 0.82 (t), 0.87 (t), 1.16-1.56 (m), 2.19 (s), 2.26 -2.29 (m), 2.39 (s), 4.30-4.34 (t), 4.65-4.77 (m), 5.35-5.60 (m), 6. 95 (s), 7.15-7.20 (m), 7.29 (t), 7.52-7.60 (m), 7.70-7.77 (m), 8.63-8 .66 (m), 9.56 (d)
19 F-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ (ppm) = − 140.92, −126.30

ステップ5:1−[11−(2−エチルヘキシル)−8−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール−5−イル]−[4−(2,2,3,3−テトラフルオロプロポキシ)−フェニル]−メタノン オキシム〔構造式(X)〕の合成

Figure 2015165297
構造式(IX)の化合物14.22g(20mmol)をピリジン(100mL)に溶解させた後、塩酸ヒドロキシアンモニウム0.67g(21mmol)を添加した。その後に130℃に昇温して6時間反応させた。反応終了後は室温まで冷却してから、反応液を純水に注ぎ、塩化メチレンで抽出して有機相を集め、純水および飽和食塩水で洗浄して硫酸マグネシウムを添加し乾燥させた。その後、エバポレーターで濃縮することで淡黄色の固体状物13.06gを得た。得られた化合物はH−および19F−NMRにて構造を同定し、構造式(X)の化合物であることを確認した。
H−NMRスペクトル(CDCl):δ(ppm)=0.82(t)、0.87(t)、1.16−1.56(m)、2.19(s),2.26−2.29(m)、2.39(s)、4.25−4.30(t)、4.65−4.77(m)、5.30−5.55(m)、6.95(s)、7.10(d)、7.15−7.20(m)、7.45−7.60(m)、7.70−7.77(m)、8.42−8.66(m)、9.56(d)
19F−NMRスペクトル(CDCl):δ(ppm)=−140.92、−126.30 Step 5: 1- [11- (2-Ethylhexyl) -8- (2,4,6-trimethylbenzoyl) -11H-benzo [a] carbazol-5-yl]-[4- (2,2,3 Synthesis of 3-tetrafluoropropoxy) -phenyl] -methanone oxime [Structural Formula (X)]
Figure 2015165297
After dissolving 14.22 g (20 mmol) of the compound of the structural formula (IX) in pyridine (100 mL), 0.67 g (21 mmol) of hydroxyammonium hydrochloride was added. Thereafter, the temperature was raised to 130 ° C. and reacted for 6 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, poured into pure water, extracted with methylene chloride, the organic phase was collected, washed with pure water and saturated brine, added with magnesium sulfate and dried. Then, 13.06 g of a pale yellow solid was obtained by concentrating with an evaporator. The structure of the obtained compound was identified by 1 H- and 19 F-NMR and confirmed to be the compound of the structural formula (X).
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ (ppm) = 0.82 (t), 0.87 (t), 1.16-1.56 (m), 2.19 (s), 2.26 -2.29 (m), 2.39 (s), 4.25-4.30 (t), 4.65-4.77 (m), 5.30-5.55 (m), 6. 95 (s), 7.10 (d), 7.15-7.20 (m), 7.45-7.60 (m), 7.70-7.77 (m), 8.42-8 .66 (m), 9.56 (d)
19 F-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ (ppm) = − 140.92, −126.30

ステップ6:1−[11−(2−エチルヘキシル)−8−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール−5−イル]−[4−(2,2,3,3−テトラフルオロプロポキシ)−フェニル]−メタノン オキシム O−アセテート〔構造式(IV)〕の合成
構造式(X)の化合物7.26g(10mmol)を酢酸エチル(150mL)に溶解させた後に氷浴にて0℃に冷却し、トリエチルアミン3.04g(30mmol)、アセチルクロリド2.35g(30mmol)の順に添加した。添加後、2.5時間反応させた後に反応液を純水へ注ぎ、酢酸エチルで抽出して有機相を集め、純水および飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムを添加し乾燥させた。乾燥後、溶剤を除去して淡黄〜白色の固体状物7.03gを得た。得られた化合物はH−および19F−NMRにて構造を同定し、構造式(IV)の化合物であることを確認した。
H−NMRスペクトル(CDCl):δ(ppm)=0.82(t)、0.87(t)、1.16−1.56(m)、2.05(s)、2.19(s),2.26−2.29(m)、2.39(s)、4.30−4.34(t)、4.65−4.77(m)、5.39−5.65(tt)、6.95(s)、7.01(d)、7.15−7.20(m)、7.39(d)、7.46−7.53(m)、7.70−7.77(m)、8.35(s)、8.42(s)、8.63(d)、9.56(d)
19F−NMRスペクトル(CDCl):δ(ppm)=−140.66、−126.32
Step 6: 1- [11- (2-Ethylhexyl) -8- (2,4,6-trimethylbenzoyl) -11H-benzo [a] carbazol-5-yl]-[4- (2,2,3 Synthesis of 3-tetrafluoropropoxy) -phenyl] -methanone oxime O-acetate [Structural Formula (IV)] After dissolving 7.26 g (10 mmol) of the compound of Structural Formula (X) in ethyl acetate (150 mL), ice bath The mixture was cooled to 0 ° C. and 3.04 g (30 mmol) of triethylamine and 2.35 g (30 mmol) of acetyl chloride were added in this order. After the addition, the reaction solution was allowed to react for 2.5 hours, poured into pure water, extracted with ethyl acetate, the organic phase was collected, washed with pure water and saturated brine, dried over magnesium sulfate. After drying, the solvent was removed to obtain 7.03 g of a pale yellow to white solid. The structure of the obtained compound was identified by 1 H- and 19 F-NMR and confirmed to be the compound of the structural formula (IV).
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ (ppm) = 0.82 (t), 0.87 (t), 1.16-1.56 (m), 2.05 (s), 2.19 (S), 2.6-2.29 (m), 2.39 (s), 4.30-4.34 (t), 4.65-4.77 (m), 5.39-5. 65 (tt), 6.95 (s), 7.01 (d), 7.15-7.20 (m), 7.39 (d), 7.46-7.53 (m), 7. 70-7.77 (m), 8.35 (s), 8.42 (s), 8.63 (d), 9.56 (d)
19 F-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ (ppm) = − 140.66, −126.32

[合成例3]
合成例2のステップ2で得られた構造式(VII)の化合物を用い、以下のステップ3以降の反応を行い、一般式(I)の化合物の1つである構造式(XII)の化合物を合成した。
ステップ3:1−[11−(2−エチルヘキシル)−5−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール−8−イル]−エタノン〔構造式(XI)〕の合成

Figure 2015165297
構造式(VII)の化合物4.18g(12.6mmol)を塩化メチレン(40mL)に溶解させ、氷浴にて0℃に冷却して30分保持した後に2,4,6−トリメチルベンゾイルクロリド2.38g(13.0mmol)および塩化アルミニウム1.77g(13.3mmol)を添加、その後氷浴を外して室温に戻し、2時間反応させた。その後に氷浴にて再度0℃にした後、塩化アルミニウム1.77g(13.3mmol)を加え、滴下ロートよりアセチルクロリド1.02g(13.0mmol)を30分かけて滴下した。滴下終了後、氷浴を外して室温に戻し、室温下で3時間反応させた。
反応液を氷水に注ぎ込んで反応を停止させた後、塩化メチレンにて2回抽出して有機相を集め、純水および飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥させた。その後、ノルマルヘキサン230mLを加えて塩化メチレンと同時に除去・濃縮することでベージュ色の固体物を析出させた。
これをろ過し、ノルマルヘキサンにて洗浄して乾燥させることで、ベージュ色の固体物を得た(収量4.91g、収率75.0%)。
得られた化合物はH−NMRにて構造を同定した。
H−NMRスペクトル(CDCl) δ(ppm):0.82(t)、0.90(t)、1.18−1.45(m)、2.20(s),2.29−2.30(m)、2.41(s)、2.72(s)、4.74−4.77(m)、6.98(s)、7.58(d)、7.70−7.79(m)、8.10(dd)、8.39(s)、8.60(d)、8.64(d)、9.53(d). [Synthesis Example 3]
Using the compound of Structural Formula (VII) obtained in Step 2 of Synthesis Example 2, the following reaction from Step 3 is carried out to obtain a compound of Structural Formula (XII) which is one of the compounds of General Formula (I) Synthesized.
Step 3: Synthesis of 1- [11- (2-ethylhexyl) -5- (2,4,6-trimethylbenzoyl) -11H-benzo [a] carbazol-8-yl] -ethanone [Structural Formula (XI)]
Figure 2015165297
2.18 g (12.6 mmol) of the compound of structural formula (VII) was dissolved in methylene chloride (40 mL), cooled to 0 ° C. in an ice bath and kept for 30 minutes, and then 2,4,6-trimethylbenzoyl chloride 2 .38 g (13.0 mmol) and aluminum chloride 1.77 g (13.3 mmol) were added, and then the ice bath was removed and the temperature was returned to room temperature, followed by reaction for 2 hours. Thereafter, the temperature was again 0 ° C. in an ice bath, and 1.77 g (13.3 mmol) of aluminum chloride was added, and 1.02 g (13.0 mmol) of acetyl chloride was added dropwise from the dropping funnel over 30 minutes. After completion of the dropwise addition, the ice bath was removed, the temperature was returned to room temperature, and the reaction was allowed to proceed at room temperature for 3 hours.
The reaction solution was poured into ice water to stop the reaction, and extracted twice with methylene chloride to collect the organic phase, washed with pure water and saturated brine, and dried over magnesium sulfate. Thereafter, 230 mL of normal hexane was added and removed and concentrated simultaneously with methylene chloride to precipitate a beige solid.
This was filtered, washed with normal hexane and dried to obtain a beige solid (yield 4.91 g, yield 75.0%).
The structure of the obtained compound was identified by 1 H-NMR.
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ) δ (ppm): 0.82 (t), 0.90 (t), 1.18-1.45 (m), 2.20 (s), 2.29- 2.30 (m), 2.41 (s), 2.72 (s), 4.74-4.77 (m), 6.98 (s), 7.58 (d), 7.70- 7.79 (m), 8.10 (dd), 8.39 (s), 8.60 (d), 8.64 (d), 9.53 (d).

ステップ4:1−[11−(2−エチルヘキシル)−5−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール−8−イル]−エタノン オキシム O−アセテート〔構造式(XII)〕の合成

Figure 2015165297
構造式(XI)の化合物4.91g(9.49mmol)をトルエン(10mL)およびピリジン(2mL)に溶解させたのち、80℃に昇温し、酢酸ナトリウム0.82g(10.0mmol)、塩酸ヒドロキシアンモニウム0.69g(10.0mmol)を加え、100℃にて一晩攪拌した。その後、氷浴で0℃に冷却し、トリエチルアミン2.88g(28.5mmol)およびアセチルクロリド0.77g(9.8mmol)を加えて室温に戻して2時間反応させた。その後に反応液を純水に注ぎ込み、トルエンにて抽出して有機相を集め、純水及び飽和食塩水にて洗浄した。洗浄液は硫酸マグネシウムを用いた乾燥後に濃縮し、粗製物をtert−ブチルメチルエーテルにて洗浄することで白色固体を得た(収量3.30g、収率60.5%)。
得られた化合物はH−NMRにて構造を同定した。
H−NMRスペクトル(CDCl) δ(ppm):0.82(t)、0.87(t)、1.19−1.39(m)、2.26(s),2.27−2.30(m)、2.29(s)、2.39(s)、2.50(s)、4.72−4.76(m)、6.96(s)、7.16−7.18(m)、7.24−7.27(m)、7.57(d)、7.69−7.77(m)、7.87(dd)、8.31(s)、8.38(s)、8.64(d)、9.53(d). Step 4: 1- [11- (2-Ethylhexyl) -5- (2,4,6-trimethylbenzoyl) -11H-benzo [a] carbazol-8-yl] -ethanone oxime O-acetate [Structural Formula (XII )]
Figure 2015165297
After dissolving 4.91 g (9.49 mmol) of the compound of structural formula (XI) in toluene (10 mL) and pyridine (2 mL), the temperature was raised to 80 ° C., and 0.82 g (10.0 mmol) of sodium acetate, hydrochloric acid Hydroxyammonium 0.69g (10.0mmol) was added, and it stirred at 100 degreeC overnight. Thereafter, the mixture was cooled to 0 ° C. in an ice bath, 2.88 g (28.5 mmol) of triethylamine and 0.77 g (9.8 mmol) of acetyl chloride were added, and the mixture was returned to room temperature and reacted for 2 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into pure water, extracted with toluene, the organic phase was collected, and washed with pure water and saturated brine. The washing liquid was concentrated after drying using magnesium sulfate, and the crude product was washed with tert-butyl methyl ether to obtain a white solid (yield 3.30 g, yield 60.5%).
The structure of the obtained compound was identified by 1 H-NMR.
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ) δ (ppm): 0.82 (t), 0.87 (t), 1.19-1.39 (m), 2.26 (s), 2.27- 2.30 (m), 2.29 (s), 2.39 (s), 2.50 (s), 4.72-4.76 (m), 6.96 (s), 7.16- 7.18 (m), 7.24-7.27 (m), 7.57 (d), 7.69-7.77 (m), 7.87 (dd), 8.31 (s), 8.38 (s), 8.64 (d), 9.53 (d).

[合成例4]
合成例2のステップ2で得られた構造式(VII)の化合物を用い、以下のステップ3以降の反応を行い、一般式(I)の化合物の1つである構造式(XV)の化合物を合成した。
ステップ3:1−[11−(2−エチルヘキシル)−8−(2−エトキシベンゾイル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール−5−イル]−(2,4,6−トリメチルフェニル)−メタノン〔構造式(XIII)〕の合成

Figure 2015165297
構造式(VII)の化合物4.18g(12.6mmol)を塩化メチレン(40mL)に溶解させ、氷浴にて0℃に冷却して30分保持した後に2,4,6−トリメチルベンゾイルクロリド2.38g(13.0mmol)および塩化アルミニウム1.77g(13.3mmol)を添加、その後氷浴を外して室温に戻し、2時間反応させた。その後に氷浴にて再度0℃にした後、塩化アルミニウム1.77g(13.3mmol)を加え、滴下ロートより2−エトキシベンゾイルクロリド2.41g(13.0mmol)を30分かけて滴下した。滴下終了後、氷浴を外して室温に戻し、室温下で3時間反応させた。
反応液を氷水に注ぎ込んで反応を停止させた後、塩化メチレンにて2回抽出を行い、有機相を集め、純水および飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥させた。その後、ノルマルヘキサン230mLを加えて塩化メチレンと同時に除去・濃縮することでベージュ色の固体物を析出させた。
これをろ過し、ノルマルヘキサンにて洗浄して乾燥させることで、ベージュ色の固体物を得た(収量4.71g、収率72.0%)。
得られた化合物はH−NMRにて構造を同定した。
H−NMRスペクトル(CDCl) δ(ppm):0.78−0.90(m)、1.15−1.42(m)、2.06(s)2.07(s)、2.18(s)、2.19(s)、2.22−2.32(m)、2.38(s)、2.39(s)、3.74(q)、4.00(q)、4.69−4.76(m)、6.84(d)、6.94(s)、7.00−7.05(m)、7.42−7.51(m)、7.28(d)、7.67−7.76(m)、8.20(s)、8.30(s)、8.36−8.40(m)、8.62(d)、9.54(d)、9.60(d). [Synthesis Example 4]
Using the compound of Structural Formula (VII) obtained in Step 2 of Synthesis Example 2, the following reaction from Step 3 is performed, and the compound of Structural Formula (XV), which is one of the compounds of General Formula (I), is obtained. Synthesized.
Step 3: 1- [11- (2-Ethylhexyl) -8- (2-ethoxybenzoyl) -11H-benzo [a] carbazol-5-yl]-(2,4,6-trimethylphenyl) -methanone [structure Synthesis of Formula (XIII)]
Figure 2015165297
2.18 g (12.6 mmol) of the compound of structural formula (VII) was dissolved in methylene chloride (40 mL), cooled to 0 ° C. in an ice bath and kept for 30 minutes, and then 2,4,6-trimethylbenzoyl chloride 2 .38 g (13.0 mmol) and aluminum chloride 1.77 g (13.3 mmol) were added, and then the ice bath was removed and the temperature was returned to room temperature, followed by reaction for 2 hours. Thereafter, the temperature was again 0 ° C. in an ice bath, and 1.77 g (13.3 mmol) of aluminum chloride was added, and 2.41 g (13.0 mmol) of 2-ethoxybenzoyl chloride was added dropwise from the dropping funnel over 30 minutes. After completion of the dropwise addition, the ice bath was removed, the temperature was returned to room temperature, and the reaction was allowed to proceed at room temperature for 3 hours.
The reaction solution was poured into ice water to stop the reaction, and extracted twice with methylene chloride. The organic phase was collected, washed with pure water and saturated brine, and dried over magnesium sulfate. Thereafter, 230 mL of normal hexane was added and removed and concentrated simultaneously with methylene chloride to precipitate a beige solid.
This was filtered, washed with normal hexane and dried to obtain a beige solid (yield 4.71 g, yield 72.0%).
The structure of the obtained compound was identified by 1 H-NMR.
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ) δ (ppm): 0.78-0.90 (m), 1.15-1.42 (m), 2.06 (s) 2.07 (s), 2 .18 (s), 2.19 (s), 2.22-2.32 (m), 2.38 (s), 2.39 (s), 3.74 (q), 4.00 (q ), 4.69-4.76 (m), 6.84 (d), 6.94 (s), 7.00-7.05 (m), 7.42-7.51 (m), 7 .28 (d), 7.67-7.76 (m), 8.20 (s), 8.30 (s), 8.36-8.40 (m), 8.62 (d), 9 .54 (d), 9.60 (d).

ステップ4:1−[11−(2−エチルヘキシル)−8−(2−エトキシベンゾイル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール−5−イル]−(2,4,6−トリメチルフェニル)−メタノン オキシム〔構造式(XIV)〕の合成

Figure 2015165297
構造式(XIII)の化合物4.71g(9.11mmol)をピリジン(5mL)に溶解させたのち、塩酸ヒドロキシアンモニウム0.76g(10.9mmol)を加え、130℃にて6時間反応させた。反応終了後は室温まで冷却させてから、反応液を純水に注ぎ、塩化メチレンで抽出して有機相を集め、純水および飽和食塩水で洗浄して硫酸マグネシウムで乾燥させた。その後、エバポレーターで濃縮することで淡黄色の固体状物を得た(収量4.85g、収率90.6%)。
得られた化合物はH−NMRにて構造を同定した。
H−NMRスペクトル(CDCl) δ(ppm):0.78−0.90(m)、1.15−1.42(m)、2.06(s)2.07(s)、2.18(s)、2.19(s)、2.22−2.32(m)、2.38(s)、2.39(s)、3.74(q)、4.00(q)、4.69−4.76(m)、6.84(d)、6.94(s)、7.00−7.05(m)、7.42−7.51(m)、7.44(d)、7.67−7.76(m)、8.20(s)、8.30(s)、8.36(s)、8.52(s)、8.62(d)、9.54(d)、9.60(d). Step 4: 1- [11- (2-Ethylhexyl) -8- (2-ethoxybenzoyl) -11H-benzo [a] carbazol-5-yl]-(2,4,6-trimethylphenyl) -methanone oxime [ Synthesis of structural formula (XIV)]
Figure 2015165297
After dissolving 4.71 g (9.11 mmol) of the compound of the structural formula (XIII) in pyridine (5 mL), 0.76 g (10.9 mmol) of hydroxyammonium hydrochloride was added and reacted at 130 ° C. for 6 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, poured into pure water, extracted with methylene chloride, the organic phase was collected, washed with pure water and saturated brine, and dried over magnesium sulfate. Then, the pale yellow solid was obtained by concentrating with an evaporator (yield 4.85 g, yield 90.6%).
The structure of the obtained compound was identified by 1 H-NMR.
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ) δ (ppm): 0.78-0.90 (m), 1.15-1.42 (m), 2.06 (s) 2.07 (s), 2 .18 (s), 2.19 (s), 2.22-2.32 (m), 2.38 (s), 2.39 (s), 3.74 (q), 4.00 (q ), 4.69-4.76 (m), 6.84 (d), 6.94 (s), 7.00-7.05 (m), 7.42-7.51 (m), 7 .44 (d), 7.67-7.76 (m), 8.20 (s), 8.30 (s), 8.36 (s), 8.52 (s), 8.62 (d ), 9.54 (d), 9.60 (d).

ステップ5:1−[11−(2−エチルヘキシル)−8−(2−エトキシベンゾイル)−11H−ベンゾ[a]カルバゾール−5−イル]−(2,4,6−トリメチルフェニル)−メタノン オキシム O−アセテート〔構造式(XV)〕の合成

Figure 2015165297
構造式(XIV)の化合物4.85g(9.11mmol)を塩化メチレン(50mL)に溶解させた後に氷浴にて0℃に冷却し、トリエチルアミン2.76g(27.3mmol)、アセチルクロリド0.74g(9.38mmol)の順に添加した。添加後、2.5時間反応させた後に反応液を純水へ注ぎ、酢酸エチルで抽出して有機相を集め、純水および飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥させた。乾燥後、溶剤を飛ばして淡黄〜白色の固体状物を得た(収量5.02g、収率96.0%)。
得られた化合物はH−NMRにて構造を同定した。
H−NMRスペクトル(CDCl) δ(ppm):0.78−0.90(m)、1.15−1.42(m)、2.06(s)2.07(s)、2.18(s)、2.19(s)、2.22−2.32(m)、2.38(s)、2.39(s)、3.74(q)、4.00(q)、4.69−4.76(m)、6.84(d)、6.94(s)、7.00−7.05(m)、7.42−7.51(m)、7.60(d)、7.67−7.76(m)、8.20(s)、8.30(s)、8.36(s)、8.45(s)、8.62(d)、9.54(d)、9.60(d). Step 5: 1- [11- (2-Ethylhexyl) -8- (2-ethoxybenzoyl) -11H-benzo [a] carbazol-5-yl]-(2,4,6-trimethylphenyl) -methanone oxime O -Synthesis of acetate [Structural Formula (XV)]
Figure 2015165297
After dissolving 4.85 g (9.11 mmol) of the compound of the structural formula (XIV) in methylene chloride (50 mL), the mixture was cooled to 0 ° C. in an ice bath, 2.76 g (27.3 mmol) of triethylamine, and 0.81 of acetyl chloride. 74 g (9.38 mmol) was added in that order. After the addition, the reaction was allowed to proceed for 2.5 hours, and the reaction solution was poured into pure water, extracted with ethyl acetate, and the organic phase was collected, washed with pure water and saturated brine, and dried over magnesium sulfate. After drying, the solvent was removed to obtain a pale yellow to white solid (yield 5.02 g, yield 96.0%).
The structure of the obtained compound was identified by 1 H-NMR.
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ) δ (ppm): 0.78-0.90 (m), 1.15-1.42 (m), 2.06 (s) 2.07 (s), 2 .18 (s), 2.19 (s), 2.22-2.32 (m), 2.38 (s), 2.39 (s), 3.74 (q), 4.00 (q ), 4.69-4.76 (m), 6.84 (d), 6.94 (s), 7.00-7.05 (m), 7.42-7.51 (m), 7 .60 (d), 7.67-7.76 (m), 8.20 (s), 8.30 (s), 8.36 (s), 8.45 (s), 8.62 (d ), 9.54 (d), 9.60 (d).

(実施例1〜4、比較例1〜6)
次に、感光性樹脂組成物及びその硬化物の製造に係る実施例及び比較例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。ここで、以降の実施例及び比較例の感光性樹脂組成物及びその硬化物の製造で用いた原料及び略号は以下の通りである。
(Examples 1-4, Comparative Examples 1-6)
Next, although this invention is demonstrated concretely based on the Example and comparative example which concern on manufacture of the photosensitive resin composition and its hardened | cured material, this invention is not limited to these. Here, the raw materials and abbreviations used in the production of the photosensitive resin compositions and cured products thereof in the following Examples and Comparative Examples are as follows.

(重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂)
(A)−1成分:上記合成例1で得られたアルカリ可溶性樹脂溶液
(A)−2成分:上記比較合成例1で得られたアルカリ可溶性樹脂溶液
(Polymerizable unsaturated group-containing alkali-soluble resin)
(A) -1 component: alkali-soluble resin solution obtained in Synthesis Example 1
(A) -2 component: alkali-soluble resin solution obtained in Comparative Synthesis Example 1

(光重合性モノマー)
(B):ペンタエリスリトールテトラアクリレート(新中村工業(株)製、商品名A-TMMT)
(Photopolymerizable monomer)
(B): Pentaerythritol tetraacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Kogyo Co., Ltd., trade name A-TMMT)

(光重合開始剤)
(C)-1:上記合成例2で得られた式(IV)で表される化合物
(C)-2:上記合成例3で得られた式(XII)で表される化合物
(C)-3:上記合成例4で得られた式(XV)で表される化合物
(C)-4:エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム)(BASFジャパン社製、製品名イルガキュアOXE02)
(Photopolymerization initiator)
(C) -1: Compound represented by formula (IV) obtained in Synthesis Example 2 above
(C) -2: Compound represented by the formula (XII) obtained in Synthesis Example 3 above
(C) -3: Compound represented by the formula (XV) obtained in Synthesis Example 4 above
(C) -4: Ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (0-acetyloxime) (product name, manufactured by BASF Japan Ltd.) Irgacure OXE02)

(遮光性分散顔料)
(D):カーボンブラック濃度25.0質量%、高分子分散剤濃度5.0質量%のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散液(固形分30.0%)
(Light-shielding dispersion pigment)
(D): Propylene glycol monomethyl ether acetate dispersion having a carbon black concentration of 25.0% by mass and a polymer dispersant concentration of 5.0% by mass (solid content: 30.0%)

(シランカップリング剤)
(E):3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM-803:信越化学(株)製)
(Silane coupling agent)
(E): 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (trade name: KBM-803: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

(溶剤)
(F)-1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(F)-2:シクロヘキサノン
(solvent)
(F) -1: Propylene glycol monomethyl ether acetate
(F) -2: Cyclohexanone

(界面活性剤)
(G):BYK-330(ビックケミー社製)
(Surfactant)
(G): BYK-330 (by Big Chemie)

上記の配合成分を表1に示す割合で配合して、実施例1〜4及び比較例1〜6の感光性樹脂組成物を調製した。尚、表1中の数値はすべて質量部を表す。   The said mixing | blending component was mix | blended in the ratio shown in Table 1, and the photosensitive resin composition of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-6 was prepared. In addition, all the numerical values in Table 1 represent parts by mass.

Figure 2015165297
Figure 2015165297

[評価]
実施例1〜4および比較例1〜6のブラックレジスト用感光性樹脂組成物を用いて、以下に記す評価を行った。これらの評価結果を表2に示す。
[Evaluation]
Using the photosensitive resin compositions for black resists of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6, the following evaluations were performed. These evaluation results are shown in Table 2.

<現像特性(パターン線幅・パターン直線性)の評価>
上記で得られた各感光性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて125mm×125mmのガラス基板(コーニング1737)上にポストベーク後の膜厚が1.1μmとなるように塗布し、90℃で1分間プリベークした。その後、露光ギャップを100μmに調整し、乾燥塗膜の上に、5μmのネガ型フォトマスクを被せ、フォトマスクの上に短波長カットフィルター(型番LU0350、朝日分光(株)社製(340nm以下の水銀ランプ波長をカット))を乗せた場合(実施例1、比較例1〜4)と乗せない場合(実施例2〜4、比較例5、6)において、i線照度30mW/cm2の超高圧水銀ランプで80mJ/cm2の紫外線を照射し、感光部分の光硬化反応を行った。
<Evaluation of development characteristics (pattern line width / pattern linearity)>
Each photosensitive resin composition obtained above was applied on a 125 mm × 125 mm glass substrate (Corning 1737) using a spin coater so that the film thickness after post-baking was 1.1 μm, at 90 ° C. Pre-baked for 1 minute. Thereafter, the exposure gap was adjusted to 100 μm, a 5 μm negative photomask was covered on the dried coating film, and a short wavelength cut filter (model number LU0350, manufactured by Asahi Spectroscopic Co., Ltd. (340 nm or less) When the mercury lamp wavelength is cut)) (Example 1, Comparative Examples 1 to 4) and not (Examples 2 to 4, Comparative Examples 5 and 6), the i-line illuminance exceeds 30 mW / cm 2 The photosensitive portion was photocured by irradiating with 80 mJ / cm 2 of ultraviolet light with a high pressure mercury lamp.

次に、この露光済み塗板を25℃、0.08%水酸化カリウム水溶液中、1kgf/cmのシャワー現像圧にて、パターンが現れ始める現像時間(ブレイクタイム=BT)から、+10秒、+15秒の現像後、5kgf/cm2圧のスプレー水洗を行い、塗膜の未露光部を除去してガラス基板上に画素パターンを形成し、その後、熱風乾燥機を用いて230℃、30分間熱ポストベークした後の5μm線のマスク幅に対する線幅、パターン直線性及を評価した。現像時間80秒を過ぎてもパターン像が現れない場合は現像不可とした。なお、各評価方法は次のとおりである。 Next, this exposed coated plate is +10 seconds and +15 from the development time (break time = BT) at which a pattern begins to appear at 25 ° C. in a 0.08% potassium hydroxide aqueous solution at a shower developing pressure of 1 kgf / cm 2. After developing for 2 seconds, spray washing with 5 kgf / cm 2 pressure is performed to remove the unexposed portion of the coating film to form a pixel pattern on the glass substrate, and then heat at 230 ° C. for 30 minutes using a hot air dryer. The line width and pattern linearity with respect to the mask width of the 5 μm line after post-baking were evaluated. If the pattern image does not appear even after the development time of 80 seconds, development is impossible. Each evaluation method is as follows.

パターン線幅:測長顕微鏡(ニコン社製「XD−20」)を用いてマスク幅5μmのパターン線幅を測定した。
パターン直線性:ポストベーク後の5μmマスクパターンを顕微鏡観察し、基板に対する剥離やパターンエッジ部分のギザツキが認められないものを○、一部に認められるものを△、全体に渡って認められるものを×と評価した。
Pattern line width: A pattern line width having a mask width of 5 μm was measured using a length measuring microscope (“XD-20” manufactured by Nikon Corporation).
Pattern linearity: A 5 μm mask pattern after post-baking is observed with a microscope, ○ where there is no peeling on the substrate and no pattern edge is observed, ○ is partially recognized, △ is recognized throughout X was evaluated.

<OD/μmの評価>
上記で得られた各感光性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて125mm×125mmのガラス基板(コーニング1737)上にポストベーク後の膜厚が1.1μmとなるように塗布し、90℃で1分間プリベークした。その後、乾燥塗膜の上に、ネガ型フォトマスクを被せず、短波長カットフィルター(型番LU0350、朝日分光(株)社製(340nm以下の水銀ランプ波長をカット))を乗せた場合(実施例1、比較例1〜4)と乗せない場合(実施例2、比較例5、6)において、i線照度30mW/cm2の超高圧水銀ランプで80mJ/cm2の紫外線を照射し、感光部分の光硬化反応を行った。
<Evaluation of OD / μm>
Each photosensitive resin composition obtained above was applied on a 125 mm × 125 mm glass substrate (Corning 1737) using a spin coater so that the film thickness after post-baking was 1.1 μm, at 90 ° C. Pre-baked for 1 minute. After that, a short wavelength cut filter (model number LU0350, manufactured by Asahi Spectroscopy Co., Ltd. (cutting a mercury lamp wavelength of 340 nm or less)) is put on the dried coating film without covering with a negative photomask (Example) 1 and Comparative Examples 1 to 4) (Example 2, Comparative Examples 5 and 6), an ultraviolet ray of 80 mJ / cm 2 was irradiated with an ultrahigh pressure mercury lamp with an i-line illuminance of 30 mW / cm 2 , and a photosensitive part The photocuring reaction was performed.

次に、この露光済み塗板を25℃、0.08%水酸化カリウム水溶液中、1kgf/cmのシャワー現像圧にて、60秒の現像後、5kgf/cm2圧のスプレー水洗を行い、その後、熱風乾燥機を用いて230℃、30分間熱ポストベークした後、光照射部のODをマクベス透過濃度計を用いて評価した。さらに、光照射部の膜厚を測定し、OD値を膜厚で割った値をOD/μmとした。 Next, this exposed coated plate was developed in a 0.08% aqueous potassium hydroxide solution at 25 ° C. at a shower developing pressure of 1 kgf / cm 2 for 60 seconds, and then washed with 5 kgf / cm 2 pressure of spray water. After hot post-baking at 230 ° C. for 30 minutes using a hot air dryer, the OD of the light irradiation part was evaluated using a Macbeth transmission densitometer. Furthermore, the film thickness of the light irradiation part was measured, and the value obtained by dividing the OD value by the film thickness was defined as OD / μm.

<密着性の評価>
上記で得られた各感光性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて125mm×125mmのガラス基板(コーニング1737)上にポストベーク後の膜厚が1.1μmとなるように塗布し、90℃で1分間プリベークした。その後、ネガ型フォトマスクを用いずに塗膜の上に短波長カットフィルター(型番 LU0350 朝日分光(株)社製(340nm以下の水銀ランプ波長をカット))を乗せた場合(実施例1、比較例1〜4)と乗せない場合(実施例2〜4、比較例5、6)において、i線照度30mW/cm2の超高圧水銀ランプで80mJ/cm2でベタ露光し、熱風乾燥機を用いて230℃、30分間熱ポストベークした。そして、上記で得られたポストベーク基板について、JISK6856−1994の3点折り曲げ密着試験方法に準じた評価法により、以下のようにしてシールガラス基板との密着強度を評価した。
<Evaluation of adhesion>
Each photosensitive resin composition obtained above was applied on a 125 mm × 125 mm glass substrate (Corning 1737) using a spin coater so that the film thickness after post-baking was 1.1 μm, at 90 ° C. Pre-baked for 1 minute. Then, when a short wavelength cut filter (model number LU0350, manufactured by Asahi Spectroscopy Co., Ltd. (cutting a mercury lamp wavelength of 340 nm or less)) is placed on the coating film without using a negative photomask (Example 1, comparison) In Examples 1 to 4) and when not mounted (Examples 2 to 4, Comparative Examples 5 and 6), solid exposure was performed at 80 mJ / cm 2 with an ultrahigh pressure mercury lamp with an i-line illuminance of 30 mW / cm 2 , and a hot air dryer It was used and post-baked at 230 ° C. for 30 minutes. And about the post-baked board | substrate obtained above, the adhesive strength with a sealing glass board | substrate was evaluated as follows by the evaluation method according to the JISK6856-1994 three-point bending adhesion test method.

上記のポストベーク基板、及び樹脂組成物を塗布してないガラス基板(コーニング1737)それぞれを20mm×63mmの短冊状に切断し、試験片を用意した。ポストベーク済の塗膜板と感光性樹脂組成物を塗布してないガラス基板とが一定の量のシール剤エポキシ系接着剤(ストラクトボンドXN−21s(三井化学製))を介して重ね合わせ幅が8mmになるように、双方の基板(試験片)を貼りあわせた。重ね合わせたときのシール剤エポキシ系接着剤の形が円形でかつ直径が約5mmである。その後、重ね合わせた試験片を90℃、20分のプリベーク、続いて、150℃、2時間ポストベークをそれぞれ実施し、三点折り曲げ試験片を作成した。さらに20mm×63mmの塗布していないガラス片同士も上記と同じ方法で張り合わせた比較試験用のサンプルを作成した。   Each of the post-baked substrate and the glass substrate (Corning 1737) not coated with the resin composition was cut into 20 mm × 63 mm strips to prepare test pieces. Post-baked coating plate and glass substrate not coated with photosensitive resin composition are overlapped with a certain amount of sealant epoxy adhesive (Structbond XN-21s (Mitsui Chemicals)) Both substrates (test pieces) were bonded together so that the thickness was 8 mm. When laminated, the sealant epoxy adhesive has a circular shape and a diameter of about 5 mm. Thereafter, the superposed test pieces were pre-baked at 90 ° C. for 20 minutes, followed by post-baking at 150 ° C. for 2 hours to prepare three-point bent test pieces. Furthermore, the sample for the comparative test which bonded together the glass piece which is not apply | coated 20 mm x 63 mm with the same method as the above was created.

上記で得られた試験片において、重ね合わせ部位が中心となるよう、塗布板と対向基板(塗布無し基板)、又は塗布していない比較試験用のガラス基板を2点の支持体で支え(2点の支持体の長さは3cm)、重ね合わせ部の真上から真下に向かってオリエンテック社製「UCT−100」を用いて1mm/分の速度で加重をかけていき、剥離面の観察とそのときの加重を読み取り、シール剤エポキシ系接着剤の塗布面積で割り、単位面積当たりの加重を密着強度とした。また、121℃、100%RH、2atm、及び5時間の条件下においてPCT(プレッシャー・クッカー・テスト)を実施した後、同様の密着強度テストを実施し、PCT前後での密着強度を評価した。PCT前後におけるレジストを塗布していないガラス同士の密着強度をそれぞれ100としたときの、各組成の密着強度を相対値として示した。PCT前後において60以上を○、60未満を×とした。   In the test piece obtained above, the coated plate and the counter substrate (uncoated substrate) or the uncoated glass substrate for comparison test are supported by two supports so that the overlapping part is centered (2 The length of the support at the point is 3 cm), and the load is applied at a speed of 1 mm / min using “UCT-100” manufactured by Orientec from directly above the overlapped portion to observe the peeled surface. And the load at that time were read, divided by the application area of the sealant epoxy adhesive, and the weight per unit area was defined as the adhesion strength. Further, after performing PCT (pressure cooker test) under the conditions of 121 ° C., 100% RH, 2 atm, and 5 hours, the same adhesion strength test was performed to evaluate the adhesion strength before and after PCT. The adhesion strength of each composition was shown as a relative value when the adhesion strength between the glasses to which no resist was applied before and after PCT was 100, respectively. Before and after PCT, 60 or more was evaluated as ◯, and less than 60 was evaluated as ×.

Figure 2015165297
Figure 2015165297

以上の結果、実施例1〜4の感光性樹脂組成物から得られた塗膜は線幅、パターン直線性、密着強度ともに良好であった。これに対し、比較例1〜6のブラックレジスト用感光性樹脂組成物から得られた塗膜は線幅、パターン直線性、密着強度全ての項目が良好なものはなかった。例えば、比較例3、比較例6のように密着強度において良好な組成物においても、現像性においてパターンが細くなりやすく、パターンエッジがぎざつきやすくてパターンの直線性が悪くなりやすいため、特に5μm以下といった細線を安定的に形成することが困難であることがわかる。   As a result, the coating films obtained from the photosensitive resin compositions of Examples 1 to 4 had good line width, pattern linearity, and adhesion strength. On the other hand, none of the coating films obtained from the photosensitive resin compositions for black resists of Comparative Examples 1 to 6 had good line width, pattern linearity, and adhesion strength. For example, even in compositions having good adhesion strength as in Comparative Example 3 and Comparative Example 6, the pattern tends to be thin in developability, the pattern edge tends to be jagged, and the linearity of the pattern tends to be deteriorated. It can be seen that it is difficult to stably form a thin line such as the following.

Claims (10)

下記(A)〜(D)成分、
(A)エポキシ基を2個以上有する化合物と(メタ)アクリル酸との反応物と、多価カルボン酸又はその無水物と反応させて得られた重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂、
(B)少なくとも1個のエチレン性不飽和結合を有する光重合性モノマー、
(C)光重合開始剤、及び
(D)黒色有機顔料、混色有機顔料及び遮光材からなる群から選ばれた1以上の遮光成分を必須成分として含む遮光膜用感光性樹脂組成物において、
(A)成分と(B)成分との重量割合(A)/(B)が、50/50〜90/10であり、(A)成分と(B)成分の合計100重量部に対して(C)成分を2〜30重量部含有し、
且つ、(C)成分の光重合開始剤として下記一般式(I)で表される化合物を含有することを特徴とする遮光膜用感光性樹脂組成物。
Figure 2015165297
但し、一般式(I)において、R1およびR2は、炭素Cが1〜20個のアルキル基又は炭素Cが6〜20個のアリール基を示し、前記アルキル基又はアリール基はエーテル結合を含んでもよく、また前記アルキル基又はアリール基における水素原子の一部が以下に示す置換基で置換されていてもよい。置換基としては、炭素Cが2〜12個のアルケニル基、炭素Cが4〜8個のシクロアルケニル基、炭素Cが2〜12個のアルキニル基、炭素Cが3〜10個のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ハロゲンで置換されていてもよい炭素Cが1〜5のアルコキシ基、又はハロゲンである。R3は、炭素Cが6〜20個のアリール基、または、炭素5〜20個のヘテロアリール基を示す。
The following (A) to (D) ingredients,
(A) a polymerizable unsaturated group-containing alkali-soluble resin obtained by reacting a reaction product of a compound having two or more epoxy groups with (meth) acrylic acid and a polyvalent carboxylic acid or an anhydride thereof;
(B) a photopolymerizable monomer having at least one ethylenically unsaturated bond,
(C) a photopolymerization initiator, and
(D) In a photosensitive resin composition for a light-shielding film comprising as an essential component one or more light-shielding components selected from the group consisting of black organic pigments, mixed-color organic pigments and light-shielding materials,
The weight ratio (A) / (B) of the component (A) and the component (B) is 50/50 to 90/10, and the total amount of the component (A) and the component (B) is 100 parts by weight ( C) 2-30 parts by weight of component,
And the photosensitive resin composition for light shielding films characterized by including the compound represented by the following general formula (I) as a photoinitiator of (C) component.
Figure 2015165297
However, in the general formula (I), R 1 and R 2 represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and the alkyl group or aryl group represents an ether bond. In addition, a part of hydrogen atoms in the alkyl group or aryl group may be substituted with the following substituents. As the substituent, carbon C has 2 to 12 alkenyl groups, carbon C has 4 to 8 cycloalkenyl groups, carbon C has 2 to 12 alkynyl groups, and carbon C has 3 to 10 cycloalkyl groups. , Phenyl group, naphthyl group, carbon C which may be substituted with halogen is 1-5 alkoxy group, or halogen. R 3 represents an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a heteroaryl group having 5 to 20 carbon atoms.
(C)成分の光重合開始剤が、下記一般式(II)で表される化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載の遮光膜用感光性樹脂組成物。
Figure 2015165297
但し、一般式(II)において、R1およびR2は、炭素Cが1〜20個のアルキル基又は炭素Cが6〜20個のアリール基を示し、前記アルキル基又はアリール基はエーテル結合を含んでもよく、また前記アルキル基又はアリール基における水素原子の一部が以下に示す置換基で置換されていてもよい。置換基としては、炭素Cが2〜12個のアルケニル基、炭素Cが4〜8個のシクロアルケニル基、炭素Cが2〜12個のアルキニル基、炭素Cが3〜10個のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ハロゲンで置換されていてもよい炭素Cが1〜5のアルコキシ基、又はハロゲンである。
2. The photosensitive resin composition for a light-shielding film according to claim 1, wherein the photopolymerization initiator of component (C) contains a compound represented by the following general formula (II).
Figure 2015165297
However, in General Formula (II), R 1 and R 2 represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and the alkyl group or aryl group has an ether bond. In addition, a part of hydrogen atoms in the alkyl group or aryl group may be substituted with the following substituents. As the substituent, carbon C has 2 to 12 alkenyl groups, carbon C has 4 to 8 cycloalkenyl groups, carbon C has 2 to 12 alkynyl groups, and carbon C has 3 to 10 cycloalkyl groups. , Phenyl group, naphthyl group, carbon C which may be substituted with halogen is 1-5 alkoxy group, or halogen.
(C)成分の光重合開始剤が、下記一般式(III)で表される化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載の遮光膜用感光性樹脂組成物。
Figure 2015165297
但し、一般式(III)において、R及びRは、独立に水素原子、-O-CH2CH3、-O-(CH2)n+1CH3、-O-CH2CF3、又は、-O-CH2(CF2nCHF2を示す。ただし、R又はRのいずれか1つは水素原子である。nは1〜3の整数である。
2. The photosensitive resin composition for a light-shielding film according to claim 1, wherein the photopolymerization initiator of component (C) contains a compound represented by the following general formula (III).
Figure 2015165297
However, in the general formula (III), R 4 and R 5 are independently a hydrogen atom, —O—CH 2 CH 3 , —O— (CH 2 ) n + 1 CH 3 , —O—CH 2 CF 3 , or -O-CH 2 (CF 2 ) n CHF 2 is shown. However, any one of R 4 or R 5 is a hydrogen atom. n is an integer of 1 to 3.
(C)成分の光重合開始剤が、下記式(IV)で表される化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載の遮光膜用感光性樹脂組成物。
Figure 2015165297
2. The photosensitive resin composition for a light-shielding film according to claim 1, wherein the photopolymerization initiator as the component (C) contains a compound represented by the following formula (IV).
Figure 2015165297
(A)成分として、下記一般式(V)で表される化合物と(メタ)アクリル酸との反応物に、更に多価カルボン酸又はその無水物と反応させて得られる重合性不飽和基含有アルカリ可溶性樹脂を使用することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の遮光膜用感光性樹脂組成物。
Figure 2015165297
但し、一般式(V)において、R及びRは、独立に水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、又はハロゲン原子を示し、Xは、‐CO‐、−SO2−、‐C(CF3)2−、-Si(CH3)2‐、-CH2‐、-C(CH3)2‐、-O-、フルオレン-9,9-ジイル基又は単結合を示し、lは0〜10の数である。
(A) Component containing a polymerizable unsaturated group obtained by reacting a compound represented by the following general formula (V) with (meth) acrylic acid and further reacting with a polyvalent carboxylic acid or its anhydride An alkali-soluble resin is used, The photosensitive resin composition for light shielding films in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
Figure 2015165297
In the general formula (V), R 6 and R 7 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogen atom, and X represents —CO—, —SO 2 —, —C (CF 3 ) 2- , -Si (CH 3 ) 2- , -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -O-, fluorene-9,9-diyl group or a single bond, It is a number from 0 to 10.
(D)成分における遮光成分の含有量が、遮光膜用感光性樹脂組成物中の固形分に対して40〜70質量%である請求項1〜5のいずれかに記載の遮光膜用感光性樹脂組成物。   (D) Content of the light shielding component in a component is 40-70 mass% with respect to solid content in the photosensitive resin composition for light shielding films, The photosensitive property for light shielding films in any one of Claims 1-5. Resin composition. (D)遮光成分が、カーボンブラックである請求項1〜6のいずれかに記載の遮光膜用感光性樹脂組成物。   (D) The light shielding component is carbon black, The photosensitive resin composition for light shielding films in any one of Claims 1-6. 請求項1〜7のいずれかに記載の遮光膜用感光性樹脂組成物を硬化させて形成したことを特徴とする塗膜。   A coating film formed by curing the photosensitive resin composition for a light-shielding film according to claim 1. 請求項1〜7のいずれかに記載の遮光膜用感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布、プリベークした後、紫外線露光装置による露光、アルカリ水溶液による現像、及びポストベークして作製された遮光膜を備えたことを特徴とするカラーフィルター。   A light shielding film prepared by applying the photosensitive resin composition for a light shielding film according to any one of claims 1 to 7 on a transparent substrate, prebaking, then exposing with an ultraviolet exposure device, developing with an alkaline aqueous solution, and postbaking. A color filter characterized by having a membrane. 請求項1〜7のいずれかに記載の遮光膜用感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布、プリベークした後、紫外線露光装置による露光、アルカリ水溶液による現像、及びポストベークして作製された遮光膜を備えたことを特徴とするタッチパネル。   A light shielding film prepared by applying the photosensitive resin composition for a light shielding film according to any one of claims 1 to 7 on a transparent substrate, prebaking, then exposing with an ultraviolet exposure device, developing with an alkaline aqueous solution, and postbaking. A touch panel comprising a film.
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