JP2022082436A - Polymer solution, photosensitive resin composition and usage thereof - Google Patents

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JP2022082436A JP2021175378A JP2021175378A JP2022082436A JP 2022082436 A JP2022082436 A JP 2022082436A JP 2021175378 A JP2021175378 A JP 2021175378A JP 2021175378 A JP2021175378 A JP 2021175378A JP 2022082436 A JP2022082436 A JP 2022082436A
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潤壱 田邊
Junichi Tanabe
陽雄 池田
Takao Ikeda
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Abstract

To provide a photosensitive resin composition excellent in sensitivity while having high alkali solubility, thereby excellent in developability with reduced yellow hue and also to provide a polymer solution to be used for the same.SOLUTION: A polymer solution includes: a polymer including both of, a structural unit obtained by adding an epoxy group-containing unsaturated compound to a carboxyl group of a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid, and a structural unit obtained by binding, by an ester linkage, a hydroxyalkyl (meth)acrylate to a carboxyl group having a structure derived from an unsaturated carboxylic acid; and a polyfunctional (meth)acrylic compound having two or more (meth)acryloyl groups. The amount of the polyfunctional (meth)acrylic compound is 1 to 40 mass%, inclusive, with regard to the polymer.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリマー溶液、当該ポリマー溶液を含む感光性樹脂組成物、およびこれらの用途に関する。より詳細には、本発明は、フィルム、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、表示装置および撮像素子の製造に用いられる感光性樹脂組成物の材料として使用されるポリマー溶液に関する。 The present invention relates to a polymer solution, a photosensitive resin composition containing the polymer solution, and uses thereof. More specifically, the present invention relates to polymer solutions used as materials for photosensitive resin compositions used in the manufacture of films, color filters, black matrices, display devices and image pickup devices.

液晶表示装置や固体撮像素子は、通常、カラーフィルタやブラックマトリクスを備えている。カラーフィルタやブラックマトリクスは、基板上に着色パターンや保護膜等の構造物が形成された構成となっている。これらの構造物のうち、着色パターンや保護膜の形成方法としては、感光性樹脂組成物を用いてフォトリソグラフィーにより形成する方法が主流となっている。感光性樹脂組成物に関しては、従来より種々の検討がなされており、例えば、特許文献1では、少なくとも側鎖に、酸性基を有する基および2種以上の互いに異なる重合性不飽和基を有するアルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、ならびに、光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物が記載されている。また、特許文献1の実施例には、アルカリ可溶性樹脂として、メタクリル酸/メタクリル酸アリル/グリシジル付加体を合成し、これを用いて感光性樹脂組成物を調製したことが記載されている。 A liquid crystal display device or a solid-state image sensor usually includes a color filter or a black matrix. The color filter and the black matrix have a structure in which a structure such as a coloring pattern or a protective film is formed on the substrate. Among these structures, as a method for forming a colored pattern or a protective film, a method of forming by photolithography using a photosensitive resin composition is the mainstream. Various studies have been made on the photosensitive resin composition, for example, in Patent Document 1, an alkali having an acidic group and two or more different polymerizable unsaturated groups in at least a side chain. A photosensitive resin composition containing a soluble resin, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator is described. Further, in the examples of Patent Document 1, it is described that a methacrylic acid / allyl methacrylate / glycidyl adduct was synthesized as an alkali-soluble resin, and a photosensitive resin composition was prepared using the methacrylic acid / allyl methacrylate / glycidyl adduct.

国際公開第2012/147706号International Publication No. 2012/147706

カラーフィルタやブラックマトリクスを形成するための感光性樹脂組成物には、光により重合反応が起こって硬化する性質を備える樹脂が用いられる。カラーフィルタやブラックマトリクスは、感光性樹脂組成物を、露光、現像によりパターニングした後、これを硬化することにより作製される。感光性樹脂組成物において、「高感度化」は一般的な課題にも思われるが、表示装置や撮像装置の複雑化や普及などに伴い、一層高いレベルの高感度化が求められている。感光性樹脂組成物の感度が高いほど、露光に必要な時間は短くなり、生産性を向上させることができる。 As the photosensitive resin composition for forming a color filter or a black matrix, a resin having a property of being cured by causing a polymerization reaction by light is used. The color filter and the black matrix are produced by patterning the photosensitive resin composition by exposure and development and then curing the photosensitive resin composition. In the photosensitive resin composition, "high sensitivity" seems to be a general problem, but with the complication and widespread use of display devices and image pickup devices, a higher level of high sensitivity is required. The higher the sensitivity of the photosensitive resin composition, the shorter the time required for exposure, and the higher the productivity can be.

また、カラーフィルタやブラックマトリクスを形成する際には、特に感光性樹脂組成物中の顔料の含有量が高い場合に、顔料の塩基性現像液への溶解性が低いため、感光性樹脂組成物の現像にかかる時間が長くなる。そのため、従来の塩基性現像液と比べて現像速度が速い強塩基性現像液を用いる必要がある。しかしながら、ポリマーのアルカリ溶解性が高いと、顔料や光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物のアルカリ溶解速度が速すぎたり、顔料と樹脂組成物との溶解速度の差が大きくなりすぎたりすることから、露光、現像後のパターンが、設計通りの形状とならない場合があった。 Further, when forming a color filter or a black matrix, especially when the content of the pigment in the photosensitive resin composition is high, the solubility of the pigment in the basic developer is low, so that the photosensitive resin composition is formed. It takes a long time to develop. Therefore, it is necessary to use a strong basic developer whose development speed is faster than that of the conventional basic developer. However, if the polymer has high alkali solubility, the alkali dissolution rate of the photosensitive resin composition containing the pigment or the photopolymerization initiator may be too fast, or the difference in dissolution rate between the pigment and the resin composition may become too large. Therefore, the pattern after exposure and development may not have the shape as designed.

さらに、感光性樹脂組成物を基板等に塗布し、得られた塗布膜を露光し、現像することによりパターンを形成する場合、製品の歩留まりや製品信頼性の観点から基板等に対して密着性に優れていることが要求される。加えて感光性樹脂組成物の解像性が低すぎると、露光、現像によりパターニングした際に、カラーフィルタやブラックマトリクス等の細線パターンが設計どおりの形状とならず、パターン近傍に溶け残りが発生するため、開口度が下がり、光が通過しなくなることから、色の再現性が劣るドットが発生し、パネルの歩留りが落ちるといった問題が生じる場合があった。このような問題は、特に、より微細な細線パターンが要求されるブラックマトリクスを形成する場合や厚さ10~20μm程度の厚膜をパターニングする場合において顕著であった。 Further, when a photosensitive resin composition is applied to a substrate or the like, the obtained coating film is exposed and developed to form a pattern, adhesion to the substrate or the like is obtained from the viewpoint of product yield and product reliability. Is required to be excellent. In addition, if the reproducibility of the photosensitive resin composition is too low, the fine line patterns such as the color filter and the black matrix do not have the shape as designed when patterning by exposure and development, and undissolved residue occurs in the vicinity of the pattern. As a result, the degree of opening is lowered and light does not pass through, so that dots with poor color reproducibility are generated, which may cause a problem that the yield of the panel is lowered. Such a problem is particularly remarkable when forming a black matrix that requires a finer fine line pattern or when patterning a thick film having a thickness of about 10 to 20 μm.

本発明者は、強塩基性現像液を用いる場合において、露光、現像後のパターンを設計通りの形状とするためには、感光性樹脂組成物に含まれるポリマーのアルカリ溶解性を調整しつつ、感度を維持向上させ、さらに現像後のパターン近傍の溶け残りが抑制され、基板への密着性に優れる必要があることを見出した。さらに、本発明者らは、ポリマー構造を改良することにより当該課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 In the case of using a strongly basic developer, the present inventor adjusts the alkali solubility of the polymer contained in the photosensitive resin composition in order to make the pattern after exposure and development as designed. It has been found that it is necessary to maintain and improve the sensitivity, suppress the undissolved residue in the vicinity of the pattern after development, and have excellent adhesion to the substrate. Furthermore, the present inventors have found that the problem can be solved by improving the polymer structure, and have completed the present invention.

本発明によれば、
下記一般式(1-1)で表される構造単位、および下記一般式(1-2)で表される構造単位を含む、ポリマーと、
2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する、多官能(メタ)アクリル化合物と、を含み、
前記多官能(メタ)アクリル化合物が、前記ポリマーに対して、1質量%以上40質量%以下の量である、ポリマー溶液が提供される。
According to the present invention
A polymer containing a structural unit represented by the following general formula (1-1) and a structural unit represented by the following general formula (1-2).
Containing a polyfunctional (meth) acrylic compound having two or more (meth) acryloyl groups,
A polymer solution is provided in which the polyfunctional (meth) acrylic compound is in an amount of 1% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the polymer.

Figure 2022082436000001
(一般式(1-1)中、
Zは、1以上の(メタ)アクリロイル基を含む基であり、
Qは、水素原子、または置換もしくは未置換の炭素数1~6のアルキル基であり、
Xは、酸素原子、または置換もしくは未置換の炭素数1~4のアルキレン基を表し、
Qが前記アルキル基であり、Xが前記アルキレン基である場合、QとXが縮合して環式基を形成してもよい。)
Figure 2022082436000001
(In general formula (1-1),
Z is a group containing one or more (meth) acryloyl groups.
Q is a hydrogen atom or an substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
X represents an oxygen atom or a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
When Q is the alkyl group and X is the alkylene group, Q and X may be condensed to form a cyclic group. )

Figure 2022082436000002
(一般式(1-2)中、Rは、2つ以上の(メタ)アクリロイル基を含む基である。)
Figure 2022082436000002
(In the general formula (1-2), RD is a group containing two or more (meth) acryloyl groups.)

また本発明によれば、上記ポリマー溶液と、光重合開始剤と、を含む感光性樹脂組成物が提供される。 Further, according to the present invention, there is provided a photosensitive resin composition containing the above-mentioned polymer solution and a photopolymerization initiator.

また本発明によれば、上記感光性樹脂組成物より形成される、硬化物が提供される。 Further, according to the present invention, there is provided a cured product formed from the above-mentioned photosensitive resin composition.

また本発明によれば、上記硬化物からなる、フィルムが提供される。 Further, according to the present invention, a film made of the above-mentioned cured product is provided.

本発明によれば、本発明によれば、感度が良好であるとともに、高いアルカリ溶解性を有し、よって現像性に優れるとともに、黄色化が低減された感光性樹脂組成物、およびこれに用いるためのポリマー溶液が提供される。 According to the present invention, according to the present invention, a photosensitive resin composition having good sensitivity, high alkali solubility, and thus excellent developability and reduced yellowing, and used for the same. A polymer solution for this is provided.

液晶表示装置および/または固体撮像素子の構造の一例を模式的に示す図(断面図)である。It is a figure (cross-sectional view) schematically showing an example of the structure of a liquid crystal display device and / or a solid-state image sensor.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なおすべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、すべての図面はあくまで説明用のものである。図面中の各部材の形状や寸法比などは、必ずしも現実の物品と対応するものではない。本明細書中、数値範囲の説明における「a~b」との表記は、特に断らない限り、a以上b以下のことを表す。例えば、「5~90%」とは「5%以上90%以下」を意味する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all drawings, similar components are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. All drawings are for illustration purposes only. The shape and dimensional ratio of each member in the drawing do not necessarily correspond to the actual article. In the present specification, the notation "a to b" in the description of the numerical range means a or more and b or less unless otherwise specified. For example, "5 to 90%" means "5% or more and 90% or less".

本明細書における基(原子団)の表記において、置換か無置換かを記していない表記は、置換基を有しないものと置換基を有するものの両方を包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。 In the notation of a group (atomic group) in the present specification, the notation that does not indicate whether it is substituted or unsubstituted includes both those having no substituent and those having a substituent. For example, the "alkyl group" includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

本明細書における「(メタ)アクリル」との表記は、アクリルとメタクリルの両方を包含する概念を表す。「(メタ)アクリレート」等の類似の表記についても同様である。
特に、本明細書における「(メタ)アクリロイル基」とは、-C(=O)-CH=CHで表されるアクリロイル基と、-C(=O)-C(CH)=CHで表されるメタクリロイル基とを包含する概念を表す。
The notation "(meth) acrylic" herein represents a concept that includes both acrylic and methacrylic. The same applies to similar notations such as "(meth) acrylate".
In particular, the "(meth) acryloyl group" in the present specification means an acryloyl group represented by -C (= O) -CH = CH 2 and -C (= O) -C (CH 3 ) = CH 2 . Represents a concept including a methacryloyl group represented by.

[ポリマー溶液]
本実施形態のポリマー溶液は、特定の構造を有するポリマーと、2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する、多官能(メタ)アクリル化合物とを含む。本実施形態のポリマー溶液において、多官能(メタ)アクリル化合物は、このポリマーに対して、1質量%以上40質量%以下の量で含まれる。
[Polymer solution]
The polymer solution of this embodiment contains a polymer having a specific structure and a polyfunctional (meth) acrylic compound having two or more (meth) acryloyl groups. In the polymer solution of the present embodiment, the polyfunctional (meth) acrylic compound is contained in an amount of 1% by mass or more and 40% by mass or less with respect to this polymer.

(ポリマーP)
本実施形態のポリマー溶液に用いられるポリマー(本明細書中、「ポリマーP」と称する)は、下記一般式(1-1)で表される構造単位、および下記一般式(1-2)で表される構造単位を含む.
(Polymer P)
The polymer used in the polymer solution of the present embodiment (referred to as “polymer P” in the present specification) is a structural unit represented by the following general formula (1-1) and the following general formula (1-2). Includes the represented structural units.

本実施形態のポリマー溶液に用いられるポリマーPは、一般式(1-1)で表される構造単位および一般式(1-2)で表される構造単位を含むことにより、感度に優れるとともにアルカリ溶解性に優れており、カラーフィルタまたはブラックマトリクス形成用ポリマーとして好適に用いることができる。これは、式(1-1)または式(1-2)で表される構造単位に含まれる(メタ)アクリロイル基により、硬化反応(重合反応)が促進されるためと考えられる。特に、本実施形態のポリマー溶液に用いられるポリマーPは、アルカリ溶解性が調整され、感度に優れることから、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)溶液等の強塩基性現像液を用いる場合において、露光、現像後のパターンを設計通りの形状とすることができる。 The polymer P used in the polymer solution of the present embodiment has excellent sensitivity and is alkaline by containing the structural unit represented by the general formula (1-1) and the structural unit represented by the general formula (1-2). It has excellent solubility and can be suitably used as a color filter or a polymer for forming a black matrix. It is considered that this is because the curing reaction (polymerization reaction) is promoted by the (meth) acryloyl group contained in the structural unit represented by the formula (1-1) or the formula (1-2). In particular, the polymer P used in the polymer solution of the present embodiment has its alkali solubility adjusted and is excellent in sensitivity. Therefore, when a strong basic developer such as a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution is used, it is exposed. The developed pattern can be shaped as designed.

一般式(1-1)中、Zは、1以上の(メタ)アクリロイル基を含む基であれば特に限定されないが、(メタ)アクリロイル基を1~4個含む基であることがより好ましく、(メタ)アクリロイル基を1~3個含む基であることがさらに好ましい。Zが含む(メタ)アクリロイル基の数を最適にすることで、ポリマーPは、感度に優れるとともにアルカリ溶解性(現像性)に優れ、言い換えればこれらのバランスに優れる。 In the general formula (1-1), Z is not particularly limited as long as it is a group containing one or more (meth) acryloyl groups, but is more preferably a group containing 1 to 4 (meth) acryloyl groups. It is more preferable that the group contains 1 to 3 (meth) acryloyl groups. By optimizing the number of (meth) acryloyl groups contained in Z, the polymer P has excellent sensitivity and alkali solubility (developability), in other words, an excellent balance between them.

Figure 2022082436000003
Figure 2022082436000003

Figure 2022082436000004
Figure 2022082436000004

一般式(1-1)中、
Zは、1以上の(メタ)アクリロイル基を含む基である。
Qは、水素原子、または置換もしくは未置換の炭素数1~6のアルキル基である。このアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基を挙げることができる。置換された炭素数1~6のアルキル基の置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、シアノ基、メルカプト基等を挙げることができる。
Xは、酸素原子、置換もしくは未置換の炭素数1~4のアルキレンを表す。Xを構成するアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基を挙げることができる。置換された炭素数1~4のアルレン基の置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、シアノ基、メルカプト基等を挙げることができる。
Qが前記アルキル基であり、Xが前記アルキレン基である場合、Qのアルキル基とXのアルキレン基の何れかの炭素原子とが結合して環を形成してもよい。環構造としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、デカリン環、ベンゼン環、ナフタレン環等を挙げることができる。
In the general formula (1-1),
Z is a group containing one or more (meth) acryloyl groups.
Q is a hydrogen atom or an substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group and a hexyl group. Examples of the substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, a cyano group, a mercapto group and the like.
X represents an oxygen atom, a substituted or unsubstituted alkylene having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkylene group constituting X include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group. Examples of the substituted allene group having 1 to 4 carbon atoms include a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, a cyano group, a mercapto group and the like.
When Q is the alkyl group and X is the alkylene group, the alkyl group of Q and the carbon atom of any of the alkylene groups of X may be bonded to form a ring. Examples of the ring structure include a cyclopropane ring, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a decalin ring, a benzene ring, a naphthalene ring and the like.

式(1-1)において、Xが炭素数1~4のアルキレンであり、かつZが、下記一般式(1a)で表される(メタ)アクリロイルオキシ基である態様、またはXが酸素原子であり、かつZが(メタ)アクリロイル基である態様が好ましく用いられる。 In the formula (1-1), X is an alkylene having 1 to 4 carbon atoms and Z is a (meth) acryloyloxy group represented by the following general formula (1a), or X is an oxygen atom. The embodiment in which there is and Z is a (meth) acryloyl group is preferably used.

Figure 2022082436000005
Figure 2022082436000005

一般式(1a)中、Rは、水素原子またはメチル基である。 In the general formula (1a), R is a hydrogen atom or a methyl group.

一般式(1-2)中、Rは、2つ以上の(メタ)アクリロイル基を含む基である。好ましくは、Rは、2~9の(メタ)アクリロイル基を含む基であり、より好ましくは、3~6の(メタ)アクリロイル基を含む基である。(メタ)アクリロイル基の数を最適にすることで、得られるポリマーPのフォトリソグラフィー法における感度を高めることができる。また感度と現像性とをより高度なバランスで両立することができ、さらに耐熱性を改善することができる。 In the general formula (1-2), RD is a group containing two or more (meth) acryloyl groups. Preferably, RD is a group containing 2-9 (meth) acryloyl groups, more preferably a group containing 3-6 (meth) acryloyl groups. By optimizing the number of (meth) acryloyl groups, the sensitivity of the obtained polymer P in the photolithography method can be increased. In addition, sensitivity and developability can be achieved at a higher balance, and heat resistance can be further improved.

は、下記一般式(1b)、(1c)または(1d)で表される基であることが好ましい。このような基であることで、上記の各種効果を得やすい傾向がある。 RD is preferably a group represented by the following general formula (1b), (1c) or (1d). With such a group, it tends to be easy to obtain the above-mentioned various effects.

Figure 2022082436000006
Figure 2022082436000006

式(1b)中、
kは2または3であり、
Rは水素原子またはメチル基であり、複数のRは同じでも異なっていてもよく、
は単結合、炭素数1~6のアルキレン基または-Z-X-で表される基(Zは-O-または-OCO-であり、Xは炭素数1~6のアルキレン基である)であり、複数存在するXは同一であっても異なっていてもよく、
'は単結合、炭素数1~6のアルキレン基または-X'-Z'-で表される基(X'は炭素数1~6のアルキレン基であり、Z'は-O-または-COO-である)であり、
は炭素数1~12のk+1価の有機基である。
Rは、感度の一層の向上(重合のしやすさ)などから、水素原子が好ましい。
kは、2でも3でもよいが、原料の入手容易性や感度の一層の向上の点からは、好ましくは3である。
In equation (1b),
k is 2 or 3
R is a hydrogen atom or a methyl group, and multiple Rs may be the same or different.
X 1 is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a group represented by —Z—X— (Z is —O— or —OCO—, and X is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. ), And multiple X1s may be the same or different.
X 1'is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a group represented by -X'-Z'-(X'is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and Z'is -O- or -COO-),
X 2 is a k + 1 valent organic group having 1 to 12 carbon atoms.
R is preferably a hydrogen atom because of further improvement in sensitivity (easiness of polymerization) and the like.
Although k may be 2 or 3, it is preferably 3 from the viewpoint of further improving the availability of raw materials and the sensitivity.

が炭素数1~6のアルキレン基である場合、アルキレン基は直鎖状であっても分枝状であってもよい。
が炭素数1~6のアルキレン基である場合、fは好ましくは直鎖状アルキレン基であり、より好ましくは炭素数1~3の直鎖状アルキレン基であり、さらに好ましくは-CH-(メチレン基)である。
When X 1 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, the alkylene group may be linear or branched.
When X 1 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, f 1 is preferably a linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a linear alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and further preferably −CH. 2- (Methylene group).

が-Z-X-で表される基(Zは-O-または-OCO-であり、Xは炭素数1~6のアルキレン基である)場合の、Xの炭素数1~6のアルキレン基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。
Xの炭素数1~6のアルキレン基は、好ましくは直鎖状アルキレン基であり、より好ましくは炭素数1~3の直鎖状アルキレン基であり、さらに好ましくは-CH-CH-(エチレン基)または-CH-CH(CH)-である。
When X 1 is a group represented by -Z-X- (Z is -O- or -OCO-, and X is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms), X has 1 to 6 carbon atoms. The alkylene group may be linear or branched.
The alkylene group having 1 to 6 carbon atoms of X is preferably a linear alkylene group, more preferably a linear alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and further preferably −CH2 - CH2-(. Ethylene group) or -CH 2 -CH (CH 3 )-.

'が炭素数1~6のアルキレン基である場合、その具体的態様についてはXと同様である。
'が-X'-Z'-で表される基である場合、X'の具体的態様については上記Xと同様である。
When X 1'is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, the specific embodiment thereof is the same as that of X 1 .
When X 1'is a group represented by -X'-Z'-, the specific embodiment of X'is the same as the above X.

の炭素数1~12のk+1価の有機基としては、任意の有機化合物からk+1個の水素原子を除いた任意の基を挙げることができる。ここでの「任意の有機化合物」としては、例えば分子量300以下、好ましくは200以下、より好ましくは100以下の有機化合物である。
は、例えば、炭素数1~12(好ましくは炭素数1~6)の直鎖状または分枝状炭化水素からk+1個の水素原子を除いた基である。より好ましくは、炭素数1~3の直鎖状炭化水素からk+1個の水素原子を除いた基である。なお、ここでの炭化水素は、酸素原子(例えばエーテル結合やヒドロキシ基など)を含んでもよい。また、炭化水素は飽和炭化水素であることが好ましい。
別の態様として、Xは、環状構造を含む基であってもよい。環状構造を含む基としては、脂環構造を含む基、複素環構造(例えば、イソシアヌル酸構造)を含む基などを挙げることができる。
Examples of the k + 1-valent organic group having 1 to 12 carbon atoms of X 2 include any group obtained by removing k + 1 hydrogen atoms from any organic compound. The "arbitrary organic compound" here is, for example, an organic compound having a molecular weight of 300 or less, preferably 200 or less, and more preferably 100 or less.
X 2 is, for example, a group obtained by removing k + 1 hydrogen atoms from a linear or branched hydrocarbon having 1 to 12 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms). More preferably, it is a group obtained by removing k + 1 hydrogen atoms from a linear hydrocarbon having 1 to 3 carbon atoms. The hydrocarbon here may contain an oxygen atom (for example, an ether bond or a hydroxy group). Further, the hydrocarbon is preferably a saturated hydrocarbon.
In another aspect, X 2 may be a group comprising a cyclic structure. Examples of the group containing a cyclic structure include a group containing an alicyclic structure, a group containing a heterocyclic structure (for example, an isocyanuric acid structure), and the like.

Figure 2022082436000007
Figure 2022082436000007

式(1c)中、
k、R、XおよびXは、それぞれ、式(1b)におけるR、k、XおよびXと同義であり、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよく、複数のXは互いに同一であっても異なっていてもよく、
は、炭素数1~6の2価の有機基であり、
およびXは、それぞれ独立して、単結合または炭素数1~6の2価の有機基であり、
は、炭素数1~6の2価の有機基である。
In equation (1c),
k, R, X 1 and X 2 are synonymous with R, k, X 1 and X 2 in the equation (1b), respectively, and a plurality of Rs may be the same as or different from each other, and a plurality of Rs may be different from each other. X 1s may be the same or different from each other
X3 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.
X 4 and X 5 are independently single-bonded or divalent organic groups having 1 to 6 carbon atoms, respectively.
X 6 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.

R、k、XおよびXの具体的態様、好ましい態様などについては、一般式(1b)で説明したものと同様である。
およびXの炭素数1~6の2価の有機基としては、例えば、炭素数1~6の直鎖状または分枝状炭化水素から2個の水素原子を除いた基を挙げることができる。なお、ここでの炭化水素は、酸素原子(例えば、エーテル結合やヒドロキシ基など)を含んでもよい。また、炭化水素は飽和炭化水素であることが好ましい。
およびXの炭素数1~6の2価の有機基としては、直鎖状または分枝状アルキレン基を挙げることができる。直鎖状または分枝状アルキレン基の炭素数は好ましくは1~3である。
Specific embodiments, preferred embodiments, and the like of R, k, X 1 and X 2 are the same as those described in the general formula (1b).
Examples of the divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms of X3 and X6 include a group obtained by removing two hydrogen atoms from a linear or branched hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms. Can be done. The hydrocarbon here may contain an oxygen atom (for example, an ether bond or a hydroxy group). Further, the hydrocarbon is preferably a saturated hydrocarbon.
Examples of the divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms of X4 and X5 include a linear or branched alkylene group. The linear or branched alkylene group preferably has 1 to 3 carbon atoms.

Figure 2022082436000008
Figure 2022082436000008

式(1d)中、nは、2~5の整数であり、好ましくは、2または3である。
Rの具体的態様、好ましい態様などについては、一般式(1b)で説明したものと同様である。
In formula (1d), n is an integer of 2 to 5, preferably 2 or 3.
The specific embodiment and the preferred embodiment of R are the same as those described in the general formula (1b).

ポリマーPの全構造単位中の、一般式(1-1)で表される構造単位の割合は、好ましくは0.5~20モル%、より好ましくは1~15モル%である。一般式(1-2)で表される構造単位の割合は、好ましくは1~30モル%、より好ましくは2~20モル%である。 The proportion of the structural unit represented by the general formula (1-1) in the total structural unit of the polymer P is preferably 0.5 to 20 mol%, more preferably 1 to 15 mol%. The ratio of the structural unit represented by the general formula (1-2) is preferably 1 to 30 mol%, more preferably 2 to 20 mol%.

ポリマーPは、一般式(1-1)で表される構造単位および一般式(1-2)で表される構造単位からなる下記一般式(1)で表される構造単位を含むことができる。 The polymer P can include a structural unit represented by the following general formula (1) consisting of a structural unit represented by the general formula (1-1) and a structural unit represented by the general formula (1-2). ..

Figure 2022082436000009
Figure 2022082436000009

一般式(1)中、Q、X、Zは一般式(1-1)と同義であり、Rは一般式(1-2)と同義である。
ポリマーPの全構造単位中の、一般式(1)で表される構造単位の割合は、好ましくは0.25~17モル%、より好ましくは0.5~12モル%である。
In the general formula (1), Q, X, and Z are synonymous with the general formula (1-1), and RD is synonymous with the general formula (1-2).
The proportion of the structural unit represented by the general formula (1) in the total structural units of the polymer P is preferably 0.25 to 17 mol%, more preferably 0.5 to 12 mol%.

ポリマーPは、一般式(1-1)で表される構造単位を含む構造単位として、後述する一般式(3)表される構造単位、一般式(5)表される構造単位、一般式(6)表される構造単位を含むこともできる。これらの構造単位については後述する。
また、ポリマーPは、一般式(1-2)で表される構造単位を含む構造単位として、後述する一般式(8)表される構造単位を含むこともできる。この構造単位については後述する。
The polymer P is a structural unit including a structural unit represented by the general formula (1-1), which is a structural unit represented by the general formula (3), a structural unit represented by the general formula (5), and a general formula (general formula (5), which will be described later. 6) It can also include the structural unit represented. These structural units will be described later.
Further, the polymer P may also include a structural unit represented by the general formula (8) described later as a structural unit including the structural unit represented by the general formula (1-2). This structural unit will be described later.

ポリマーPは、さらに下記一般式(2)で表される構造単位を含むことができる。 The polymer P can further contain a structural unit represented by the following general formula (2).

Figure 2022082436000010
Figure 2022082436000010

一般式(2)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~30の有機基であり、aは0、1または2である。 In the general formula (2), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen atoms or organic groups having 1 to 30 carbon atoms, and a 1 is 0, 1 or 2.

一般式(2)で表される構造単位は、化学的に堅牢である。そのため、これを構造単位として含むポリマーPは、加熱処理に供された際に重量減少が小さく、安定である。よって、ポリマーPを含む感光性樹脂組成物は、耐熱性が要求される液晶表示装置や固体撮像素子に用いるためのフィルムやフィルタを製造するために好適に用いることができる。 The structural unit represented by the general formula (2) is chemically robust. Therefore, the polymer P containing this as a structural unit has a small weight loss and is stable when subjected to heat treatment. Therefore, the photosensitive resin composition containing the polymer P can be suitably used for producing a film or a filter for use in a liquid crystal display device or a solid-state image sensor that requires heat resistance.

一般式(2)中のR~Rを構成し得る炭素数1~30の有機基としては、置換または無置換の、直鎖または分岐鎖の炭素数1~30のアルキルが挙げられ、より具体的には、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキリデン基、アリール基、アラルキル基、アルカリル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ヘテロ環基、カルボキシル基などが挙げられる。 Examples of the organic group having 1 to 30 carbon atoms which can constitute R 1 to R 4 in the general formula (2) include substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl having 1 to 30 carbon atoms. More specifically, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkylidene group, an aryl group, an aralkyl group, an alkalil group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a heterocyclic group, a carboxyl group and the like can be mentioned.

アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。
アルケニル基としては、例えばアリル基、ペンテニル基、ビニル基などが挙げられる。
アルキニル基としては、例えばエチニル基などが挙げられる。
アルキリデン基としては、例えばメチリデン基、エチリデン基などが挙げられる。
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, a hexyl group and a heptyl group. Examples thereof include an octyl group, a nonyl group and a decyl group.
Examples of the alkenyl group include an allyl group, a pentenyl group, a vinyl group and the like.
Examples of the alkynyl group include an ethynyl group.
Examples of the alkylidene group include a methylidene group and an ethylidene group.

アリール基としては、例えばトリル基、キシリル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基が挙げられる。
アラルキル基としては、例えばベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。
アルカリル基としては、例えばトリル基、キシリル基などが挙げられる。
シクロアルキル基としては、例えばアダマンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられる。
Examples of the aryl group include a tolyl group, a xylyl group, a phenyl group, a naphthyl group, and an anthrasenyl group.
Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.
Examples of the alkaline group include a tolyl group and a xylyl group.
Examples of the cycloalkyl group include an adamantyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group and the like.

アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、イソブトキシ基、tert-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基などが挙げられる。
ヘテロ環基としては、例えばエポキシ基、オキセタニル基などが挙げられる。
Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, an isobutoxy group, a tert-butoxy group, an n-pentyloxy group and a neopentyloxy group. , N-hexyloxy group and the like.
Examples of the heterocyclic group include an epoxy group and an oxetanyl group.

一般式(2)で表される構造単位における、R、R、RおよびRとしては水素またはアルキル基が好ましく、水素がより好ましい。 In the structural unit represented by the general formula (2), hydrogen or an alkyl group is preferable as R1 , R2 , R3 and R4 , and hydrogen is more preferable.

なお、一般式(2)中のR、R、RおよびRの炭素数1~30の有機基中の水素原子は、任意の原子団により置換されていてもよい。例えば、フッ素原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基などで置換されていてもよい。より具体的には、R、R、RおよびRの炭素数1~30の有機基として、フッ化アルキル基などを選択してもよい。
一般式(2)で表される構造単位において、aは好ましくは0または1、より好ましくは0である。
The hydrogen atom in the organic group having 1 to 30 carbon atoms of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the general formula (2) may be substituted with an arbitrary atomic group. For example, it may be substituted with a fluorine atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, or the like. More specifically, an alkyl fluoride group or the like may be selected as the organic group having 1 to 30 carbon atoms of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 .
In the structural unit represented by the general formula (2), a 1 is preferably 0 or 1, more preferably 0.

ポリマーPの全構造単位中の、一般式(2)で表される構造単位の割合は、好ましくは10~90モル%、より好ましくは30~70モル%、さらに好ましくは40~60モル%である。 The proportion of the structural unit represented by the general formula (2) in the total structural units of the polymer P is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 30 to 70 mol%, still more preferably 40 to 60 mol%. be.

ポリマーPは、さらに下記一般式(3-1)で表される構造単位を含むことができる。 The polymer P can further contain a structural unit represented by the following general formula (3-1).

Figure 2022082436000011
Figure 2022082436000011

一般式(3-1)中、Rは、(メタ)アクリロイル基を1つのみ含む基である。特に、通常の感光性樹脂組成物の設計においては、感度を上げようと硬化性を高めた場合には硬化が進みすぎて現像性が悪くなりがちであり、一方で現像性を改良しようとした場合には硬化が不十分となりがちであるため、ポリマーPは、さらに一般式(3-1)で表される構造単位を含むことが好ましく、これにより感度と現像性の双方を良好なバランスで両立することができる。 In the general formula (3-1), RS is a group containing only one (meth) acryloyl group. In particular, in the design of a normal photosensitive resin composition, when the curability is increased in order to increase the sensitivity, the curing tends to proceed too much and the developability tends to deteriorate, while an attempt is made to improve the developability. In some cases, curing tends to be insufficient, so the polymer P preferably further contains a structural unit represented by the general formula (3-1), whereby both sensitivity and developability are well balanced. It can be compatible.

は、例えば、以下一般式(3a)で表される基である。 RS is, for example, a group represented by the following general formula (3a).

Figure 2022082436000012
Figure 2022082436000012

一般式(3a)において、X10は2価の有機基であり、Rは水素原子またはメチル基である。
10の総炭素数は、好ましくは1~30、より好ましくは1~20である、さらに好ましくは1~10である。
In the general formula (3a), X 10 is a divalent organic group and R is a hydrogen atom or a methyl group.
The total number of carbon atoms of X 10 is preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, and even more preferably 1 to 10.

10の2価の有機基としては、例えばアルキレン基が好ましい。このアルキレン基中の一部の-CH-はエーテル基(-O-)となっていてもよい。アルキレン基は、直鎖状でも分枝状でもよいが、直鎖状であることがより好ましい。 As the divalent organic group of X 10 , for example, an alkylene group is preferable. A part of -CH 2- in this alkylene group may be an ether group (-O-). The alkylene group may be linear or branched, but is more preferably linear.

10の2価の有機基としてより好ましくは、総炭素数3~6の直鎖状アルキレン基である。X10の炭素数(X10の鎖長)を適切に選択することで、一般式(3-1)で表される構造単位が架橋反応に一層関与しやすくなり、感度を高めることができる。 A linear alkylene group having a total carbon number of 3 to 6 is more preferable as the divalent organic group of X10 . By appropriately selecting the number of carbon atoms of X 10 (chain length of X 10 ), the structural unit represented by the general formula (3-1) becomes more likely to be involved in the cross-linking reaction, and the sensitivity can be increased.

10の2価の有機基(例えばアルキレン基)は、任意の置換基で置換されていてもよい。置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基などを挙げることができる。 The divalent organic group (eg, alkylene group) of X 10 may be substituted with any substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group and the like.

また、X10の2価の有機基は、アルキレン基以外の任意の基であってよい。例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、エーテル基、カルボニル基、カルボキシ基等から選ばれる1種又は2種以上の基を連結して構成される2価の基であってもよい。 Further, the divalent organic group of X 10 may be any group other than the alkylene group. For example, it may be a divalent group composed of one or more groups selected from an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, an ether group, a carbonyl group, a carboxy group and the like.

ポリマーPの全構造単位中の、一般式(3-1)で表される構造単位の割合は、好ましくは5~40モル%、より好ましくは10~30モル%である。 The proportion of the structural unit represented by the general formula (3-1) in the total structural unit of the polymer P is preferably 5 to 40 mol%, more preferably 10 to 30 mol%.

ポリマーPは、一般式(1-1)で表される構造単位および一般式(3-1)で表される構造単位からなる下記一般式(3)で表される構造単位を含むことができる。 The polymer P can include a structural unit represented by the following general formula (3) consisting of a structural unit represented by the general formula (1-1) and a structural unit represented by the general formula (3-1). ..

Figure 2022082436000013
Figure 2022082436000013

一般式(3)中、Z、Q、Xは一般式(1-1)と同義であり、Rは一般式(3-1)と同義である。 In the general formula (3), Z, Q, and X are synonymous with the general formula (1-1), and RS is synonymous with the general formula (3-1).

ポリマーPが一般式(3)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(3)で表される構造単位の割合は、好ましくは3~35モル%、より好ましくは7~25モル%である。 When the polymer P contains the structural unit represented by the general formula (3), the ratio of the structural unit represented by the general formula (3) to the total structural unit of the polymer P is preferably 3 to 35 mol%. More preferably, it is 7 to 25 mol%.

ポリマーPは、一般式(3-1)で表される構造単位を含む構造単位として、後述する一般式(8)表される構造単位を含むこともできる。この構造単位については後述する。 The polymer P may also contain a structural unit represented by the general formula (8) described later as a structural unit including the structural unit represented by the general formula (3-1). This structural unit will be described later.

ポリマーPは、さらに下記一般式(4)で表される構造単位を含むことができる。 The polymer P can further contain a structural unit represented by the following general formula (4).

一般式(1-1)で表される構造単位および一般式(1-2)で表される構造単位とともに一般式(4)で表される構造単位を含むことにより、ポリマーPは、アルカリ溶解性を調整することができる。その結果、ポリマーPを含む感光性樹脂組成物は、強塩基性現像液を用いるフォトリソグラフィー処理に供された場合においても、感度および現像性のバランスに優れる。 By including the structural unit represented by the general formula (1-1) and the structural unit represented by the general formula (1-2) as well as the structural unit represented by the general formula (4), the polymer P is alkaline-dissolved. The sex can be adjusted. As a result, the photosensitive resin composition containing the polymer P has an excellent balance between sensitivity and developability even when subjected to a photolithography process using a strong basic developer.

Figure 2022082436000014
Figure 2022082436000014

ポリマーPが一般式(4)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(4)で表される構造単位の割合は、好ましくは1~15モル%、より好ましくは2~10モル%である。 When the polymer P contains the structural units represented by the general formula (4), the ratio of the structural units represented by the general formula (4) to the total structural units of the polymer P is preferably 1 to 15 mol%. More preferably, it is 2 to 10 mol%.

ポリマーPは、さらに、一般式(1-1)で表される構造単位を含む下記一般式(5)で表される構造単位を含むことができる。当該構造単位を含むことにより、感度と現像性の双方をより良好なバランスで両立することができる。 The polymer P can further contain a structural unit represented by the following general formula (5) including a structural unit represented by the general formula (1-1). By including the structural unit, both sensitivity and developability can be achieved in a better balance.

Figure 2022082436000015
Figure 2022082436000015

一般式(5)中、Z、X、Qは一般式(1-1)と同義である。
ポリマーPが一般式(5)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(5)で表される構造単位の割合は、好ましくは1~12モル%、より好ましくは1~9モル%である。
In the general formula (5), Z, X, and Q are synonymous with the general formula (1-1).
When the polymer P contains the structural units represented by the general formula (5), the ratio of the structural units represented by the general formula (5) to the total structural units of the polymer P is preferably 1 to 12 mol%. More preferably, it is 1 to 9 mol%.

ポリマーPは、本発明の効果の観点から、さらに、一般式(1-1)で表される2つの構造単位からなる下記一般式(6)で表される構造単位を含むことができる。当該構造単位を含むことにより、感度をより改善することができる。 From the viewpoint of the effect of the present invention, the polymer P can further include a structural unit represented by the following general formula (6) consisting of two structural units represented by the general formula (1-1). By including the structural unit, the sensitivity can be further improved.

Figure 2022082436000016
Figure 2022082436000016

一般式(6)中、Z、X、Qは一般式(1-1)と同義である。複数存在するZ同士、複数存在するQ同士、複数存在するX同士は、同一でも異なっていてもよい。 In the general formula (6), Z, X, and Q are synonymous with the general formula (1-1). A plurality of Zs, a plurality of Qs, and a plurality of Xs may be the same or different.

ポリマーPが一般式(6)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(6)で表される構造単位の割合は、好ましくは1~10モル%、より好ましくは1~8モル%である。 When the polymer P contains the structural unit represented by the general formula (6), the ratio of the structural unit represented by the general formula (6) to the total structural unit of the polymer P is preferably 1 to 10 mol%. More preferably, it is 1 to 8 mol%.

本実施形態のポリマーPは、本発明の効果の観点から、さらに下記一般式(7)で表される構造単位および/または下記一般式(8)で表される構造単位を含むことができる。 From the viewpoint of the effect of the present invention, the polymer P of the present embodiment can further contain a structural unit represented by the following general formula (7) and / or a structural unit represented by the following general formula (8).

Figure 2022082436000017
Figure 2022082436000017

一般式(7)中、Rは一般式(1-2)と同義である。
ポリマーPが一般式(7)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(7)で表される構造単位の割合は、好ましくは0.5~25モル%、より好ましくは1~18モル%である。
In the general formula (7), RD is synonymous with the general formula (1-2).
When the polymer P contains the structural unit represented by the general formula (7), the ratio of the structural unit represented by the general formula (7) to the total structural unit of the polymer P is preferably 0.5 to 25 mol. %, More preferably 1-18 mol%.

Figure 2022082436000018
Figure 2022082436000018

一般式(8)中、Q、XおよびZは一般式(3-1)と同義である。
ポリマーPが一般式(8)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(8)で表される構造単位の割合は、好ましくは0.5~35モル%、より好ましくは2~25モル%である。
In the general formula (8), Q, X and Z are synonymous with the general formula (3-1).
When the polymer P contains the structural unit represented by the general formula (8), the ratio of the structural unit represented by the general formula (8) to the total structural unit of the polymer P is preferably 0.5 to 35 mol. %, More preferably 2 to 25 mol%.

ポリマーPは、上記構造単位に加え、一般式(MA)で表される構造単位を含んでもよい。一般式(MA)で表される構造単位は、アルカリ現像液により開環して、2つのカルボキシル基を生じる。そのため、当該構造単位を含むポリマーPは、優れた現像性を備える。ポリマーPが、一般式(MA)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(MA)で表される構造単位は、好ましくは、1~35モル%、より好ましくは、2~30モル%である。 In addition to the above structural units, the polymer P may contain structural units represented by the general formula (MA). The structural unit represented by the general formula (MA) is ring-opened with an alkaline developer to generate two carboxyl groups. Therefore, the polymer P containing the structural unit has excellent developability. When the polymer P contains a structural unit represented by the general formula (MA), the structural unit represented by the general formula (MA) in all the structural units of the polymer P is preferably 1 to 35 mol%. More preferably, it is 2 to 30 mol%.

Figure 2022082436000019
Figure 2022082436000019

ポリマーPは、チオエーテル基(-S-)を有する有機基を含んでもよい。ポリマーPが、チオエーテル基を有することにより、フォトリソグラフィー法において優れた感度を有するとともに、より高いアルカリ溶解性を有し、よって現像性により優れるとともに、黄色化が低減され透明性に優れた樹脂硬化物を提供することができる。 The polymer P may contain an organic group having a thioether group (—S—). Since the polymer P has a thioether group, it has excellent sensitivity in the photolithography method, has higher alkali solubility, and thus has better developability, and resin curing with reduced yellowing and excellent transparency. Can provide things.

ポリマーPが、チオエーテル基を有する有機基を含む場合、このチオエーテル基を有する有機基は、2官能以上のチオール基含有化合物から誘導される1~6価の炭素数1以上30以下のチオエーテル含有有機基(本明細書中、「チオエーテル基含有有機基(i)」と称する」であることが好ましい。ここで、「2官能以上のチオール基含有化合物」における官能基数は、チオール基の数を指す。すなわち、このチオール基含有化合物は、2以上のチオール基を含む化合物をいう。ポリマーPが、チオエーテル基含有有機基(i)を含む場合、ポリマーPは、このチオール基含有化合物が有するチオール基から誘導される1~6個のチオエーテル基を介して、上記構造単位が結合した構造を有する。このチオール基含有化合物から誘導されるチオエーテル基含有有機基(i)は、上述の構造単位との結合に関与しないチオール基を有していてもよく、ポリマーPは、2官能以上のチオール基含有化合物から誘導される1~6価の炭素数1以上30以下のチオエーテル含有有機基に異なる数の上述の構造単位が結合したポリマーの混合物であり得る。 When the polymer P contains an organic group having a thioether group, the organic group having a thioether group is a thioether-containing organic having 1 to 6 valences having 1 to 6 carbon atoms derived from a bifunctional or higher thiol group-containing compound and having 1 to 30 carbon atoms. The group (referred to as "thioether group-containing organic group (i)" in the present specification "is preferable. Here, the number of functional groups in the" bifunctional or higher thiol group-containing compound "refers to the number of thiol groups. That is, the thiol group-containing compound means a compound containing two or more thiol groups. When the polymer P contains a thioether group-containing organic group (i), the polymer P is a thiol group contained in the thiol group-containing compound. It has a structure in which the above structural units are bonded via 1 to 6 thioether groups derived from the above. The thioether group-containing organic group (i) derived from the thiol group-containing compound is the same as the above-mentioned structural units. The polymer P may have a thiol group that does not participate in the bond, and the polymer P has a different number of 1 to 6-valent thioether-containing organic groups having 1 to 6 carbon atoms derived from a bifunctional or higher thiol group-containing compound. It can be a mixture of polymers to which the structural units described above are attached.

チオエーテル基含有有機基(i)は、2官能以上、好ましくは3官能以上である。上限値は特に限定されないが、6官能以下である。
チオエーテル基含有有機基(i)の価数は、本発明の効果の観点から、1~6価、好ましくは2~6価、より好ましくは3~6価である。
The thioether group-containing organic group (i) is bifunctional or higher, preferably trifunctional or higher. The upper limit is not particularly limited, but is 6 functional or less.
The valence of the thioether group-containing organic group (i) is 1 to 6 valences, preferably 2 to 6 valences, and more preferably 3 to 6 valences from the viewpoint of the effect of the present invention.

チオエーテル基含有有機基(i)は、O、N、S、PおよびSiから選択される1以上の原子を含んでいてもよい。1~6価の炭素数1以上30以下の有機基(i)としては、例えば、1~6個のチオエーテル基(-S-*(*は結合手))を有する、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキリデン基、アリール基、アラルキル基、アルカリル基、シクロアルキル基、アルコキシ基およびヘテロ環基が挙げられる。 The thioether group-containing organic group (i) may contain one or more atoms selected from O, N, S, P and Si. Examples of the organic group (i) having 1 to 6 valences having 1 or more and 30 or less carbon atoms include an alkyl group and an alkenyl group having 1 to 6 thioether groups (-S- * (* is a bond)). Examples thereof include an alkynyl group, an alkylidene group, an aryl group, an aralkyl group, an alkalil group, a cycloalkyl group, an alkoxy group and a heterocyclic group.

アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、およびデシル基が挙げられる。アルケニル基としては、例えば、アリル基、ペンテニル基、およびビニル基が挙げられる。 Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, a hexyl group and a heptyl group. , Octyl group, nonyl group, and decyl group. Examples of the alkenyl group include an allyl group, a pentaenyl group, and a vinyl group.

アルキニル基としては、エチニル基が挙げられる。
アルキリデン基としては、例えば、メチリデン基、およびエチリデン基が挙げられる。アリール基としては、例えば、トリル基、キシリル基、フェニル基、ナフチル基、およびアントラセニル基が挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、およびフェネチル基が挙げられる。
アルカリル基としては、例えば、トリル基、キシリル基が挙げられる。
Examples of the alkynyl group include an ethynyl group.
Examples of the alkylidene group include a methylidene group and an ethylidene group. Examples of the aryl group include a tolyl group, a xylyl group, a phenyl group, a naphthyl group, and an anthrasenyl group.
Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.
Examples of the alkaline group include a tolyl group and a xylyl group.

シクロアルキル基としては、例えば、アダマンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、およびシクロオクチル基が挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、s-ブトキシ基、イソブトキシ基、t-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、およびn-ヘキシルオキシ基が挙げられる。
ヘテロ環基としては、例えば、エポキシ基、およびオキセタニル基が挙げられる。
Examples of the cycloalkyl group include an adamantyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.
Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an s-butoxy group, an isobutoxy group, a t-butoxy group, an n-pentyloxy group and a neopentyloxy group. , And n-hexyloxy groups.
Examples of the heterocyclic group include an epoxy group and an oxetanyl group.

チオエーテル基含有有機基(i)を誘導し得る2官能以上のチオール基含有化合物の具体例としては、以下の式(s-1)~(s-21)が挙げられるが、これらに限定されない。 Specific examples of the bifunctional or higher functional thiol group-containing compound capable of inducing the thioether group-containing organic group (i) include, but are not limited to, the following formulas (s-1) to (s-21).

Figure 2022082436000020
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Figure 2022082436000021
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Figure 2022082436000033
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Figure 2022082436000034
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Figure 2022082436000039
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Figure 2022082436000040
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本実施形態において、2官能以上のチオール基含有化合物は、本発明の効果の観点から、3官能以上のチオール基含有化合物を含むことが好ましい。また、当該チオール基含有化合物はエステル構造を含むことがより好ましい。
本実施形態において、2官能以上の前記チオール基含有化合物は、前記化学式(s-1)~(s-21)で表される化合物の中でも、化学式(s-1)~(s-3)、(s-5)および(s-8)~(s-10)で表される化合物を含むことがより好ましく、化学式(s-1)~(s-3)、(s-5)および(s-9)で表される化合物を含むことが特により好ましい。
In the present embodiment, the bifunctional or higher functional thiol group-containing compound preferably contains a trifunctional or higher functional thiol group-containing compound from the viewpoint of the effect of the present invention. Further, it is more preferable that the thiol group-containing compound contains an ester structure.
In the present embodiment, the bifunctional or higher functional thiol group-containing compound has the chemical formulas (s-1) to (s-3), among the compounds represented by the chemical formulas (s-1) to (s-21). It is more preferable to contain the compounds represented by (s-5) and (s-8) to (s-10), and the chemical formulas (s-1) to (s-3), (s-5) and (s) are more preferable. It is particularly preferable to include the compound represented by -9).

2官能以上のチオール基含有化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
1~6価のチオエーテル基含有有機基(i)は、これらのチオール基含有化合物のチオール基から誘導されたチオエーテル基(-S-*(*は結合手))を末端に有し、このチオエーテル基を介して上述の構造単位と結合する。チオエーテル基含有有機基(i)は、上述の構造単位との結合に関与しないチオール基を有していてもよい。
As the bifunctional or higher functional thiol group-containing compound, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
The 1- to 6-valent thioether group-containing organic group (i) has a thioether group (-S- * (* is a bond)) derived from the thiol group of these thiol group-containing compounds at the end, and this thioether. It binds to the structural units described above via a group. The thioether group-containing organic group (i) may have a thiol group that does not participate in the bond with the above-mentioned structural unit.

ポリマーPは、ノルボルネンモノマーおよび無水マレイン酸に対して重合性のモノマーから誘導されるさらなる構造単位を含んでもよい。このような構造単位としては、置換または無置換の、インデン、マレイミド、スチレン、アセナフチレン、ノルボルナジエン、ジヒドロフラン、テルペン化合物(例えば、ピネン、リモネン等)、直鎖アルケン(例えば、ペンテン等)、環状アルケン(例えば、シクロヘキセン等)、シクロドデカトリエン、トリシクロウンデカエン、フマル酸ジアルキル(例えば、フマル酸ジメチル、フマル酸エチル、フマル酸ジブチル等)、クマリン、(メタ)アクリル酸化合物(例えば、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル)、酢酸ビニル、ビニルエーテル(例えば、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル等)から誘導される構造単位が挙げられる。これらのモノマーが有し得る置換基としては、アルキル基、アリール基等が挙げられる。より具体的には、置換インデンとしては、メチルインデン等が挙げられる。置換マレイミドとしては、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド等が挙げられる。置換スチレンとしては、メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。 The polymer P may contain additional structural units derived from the norbornene monomer and the monomer polymerizable with maleic anhydride. Such structural units include substituted or unsubstituted inden, maleimide, styrene, acenaphtylene, norbornadien, dihydrofuran, terpene compounds (eg, pinen, limonene, etc.), linear alkenes (eg, penten, etc.), cyclic alkenes. (Eg, cyclohexene, etc.), cyclododecatriene, tricycloundecaene, dialkyl fumarate (eg, dimethyl fumarate, ethyl fumarate, dibutyl fumarate, etc.), coumarin, (meth) acrylic acid compounds (eg, methyl methacrylate). , Methyl acrylate), vinyl acetate, structural units derived from vinyl ethers (eg, 2-hydroxyethylvinyl ether, etc.). Examples of the substituent that these monomers can have include an alkyl group and an aryl group. More specifically, examples of the substituted indene include methyl indene and the like. Examples of the substituted maleimide include cyclohexylmaleimide and phenylmaleimide. Examples of the substituted styrene include methylstyrene and vinyltoluene.

中でも好ましくは、上記構造単位は、一般式(IN)で表される構造単位(置換または無置換のインデンから誘導される2価の構造単位)、一般式(MI)で表される構造単位(置換または無置換のマレイミドから誘導される2価の構造単位)、一般式(ST)で表される構造単位(置換または無置換のスチレンから誘導される2価の構造単位)、または一般式(NBD)で表される構造単位(置換または無置換のノルボルナジエンから誘導される2価の構造単位)を含む。 Of these, the structural unit is preferably a structural unit represented by the general formula (IN) (a divalent structural unit derived from a substituted or unsubstituted inden) or a structural unit represented by the general formula (MI) (MI). A divalent structural unit derived from substituted or unsubstituted maleimide), a structural unit represented by the general formula (ST) (a divalent structural unit derived from substituted or unsubstituted styrene), or a general formula ( Includes structural units represented by NBD) (divalent structural units derived from substituted or unsubstituted norbornadien).

Figure 2022082436000041
Figure 2022082436000041

一般式(IN)において、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基またはアリール基を示す。一般式(MI)において、Rは、水素原子、アルキル基またはアリール基を示す。一般式(ST)において、R~Rは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基またはアリール基を示す。一般式(NBD)において、R~R10は、それぞれ独立して水素原子、水酸基または炭素数1~30の有機基を示す。 In the general formula (IN), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. In the general formula (MI), R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. In the general formula (ST), R 4 to R 6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. In the general formula (NBD), R 7 to R 10 independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, or an organic group having 1 to 30 carbon atoms.

なお、ポリマーP中に含まれる各構造単位の含有量(比率)は、ポリマーPを合成する際に用いる原料の仕込み量(モル量)、合成後に残存する原料の量、各種スペクトル(例えば、IRスペクトル、H-NMRスペクトル、13C-NMRスペクトル)のピークの存在、およびピーク面積などから推定/算出することができる。 The content (ratio) of each structural unit contained in the polymer P includes the amount of the raw material charged (molar amount) used when synthesizing the polymer P, the amount of the raw material remaining after the synthesis, and various spectra (for example, IR). It can be estimated / calculated from the existence of peaks (spectrum, 1 H-NMR spectrum, 13 C-NMR spectrum), peak area, and the like.

ポリマーPの重量平均分子量Mwは、例えば、2,000~200,000であり、好ましくは3,000~150,000、より好ましくは5,000~100,000、さらに好ましくは8,000~80,000である。重量平均分子量を適切に調整することで、感度やアルカリ現像液に対する溶解性を調整することができる。 The weight average molecular weight Mw of the polymer P is, for example, 2,000 to 200,000, preferably 3,000 to 150,000, more preferably 5,000 to 100,000, still more preferably 8,000 to 80. It is 000. By appropriately adjusting the weight average molecular weight, the sensitivity and the solubility in an alkaline developer can be adjusted.

また、ポリマーPの分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は、好ましくは1.0~8.0、より好ましくは1.5~7.0、さらに好ましくは2.0~6.0である。分散度を適切に調整することで、ポリマーPの物性を均質にすることができ、好ましい。なお、これらの値は、ポリスチレンを標準物質として用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により求めることができる。 The dispersity of the polymer P (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) is preferably 1.0 to 8.0, more preferably 1.5 to 7.0, and even more preferably 2.0 to 6. It is 0. By appropriately adjusting the dispersity, the physical properties of the polymer P can be made uniform, which is preferable. These values can be obtained by gel permeation chromatography (GPC) measurement using polystyrene as a standard substance.

(ポリマーPの製造方法)
本実施形態のポリマーPは、任意の方法により製造(合成)することができる。ポリマーPの製造方法を、第1の実施形態、第2の実施形態、および第3の実施形態により説明する。
なお、第1の実施形態および第2の実施形態において、ポリマー前駆体P'が一般式(8)で表される構造単位を含む例によって示すが、当該構造単位は任意であり、本実施形態のポリマーPは一般式(8)で表される構造単位、および一般式(3)で表される構造単位を含んでいてもよい。
(Manufacturing method of polymer P)
The polymer P of the present embodiment can be produced (synthesized) by any method. The method for producing the polymer P will be described with reference to the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment.
In the first embodiment and the second embodiment, the polymer precursor P'is shown by an example including a structural unit represented by the general formula (8), but the structural unit is arbitrary and is the present embodiment. The polymer P of the above may contain a structural unit represented by the general formula (8) and a structural unit represented by the general formula (3).

(第1の実施形態)
本実施形態のポリマーPの製造方法は、
(I)下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位、および下記一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマー前駆体(以下、「ポリマー前駆体P'」と称する)を調製する第1の工程;および

Figure 2022082436000042
(First Embodiment)
The method for producing the polymer P of the present embodiment is as follows.
(I) The structural unit represented by the following general formula (2), the structural unit represented by the following general formula (7), the structural unit represented by the following general formula (8), and the following general formula (MA). A first step of preparing a polymer precursor (hereinafter referred to as "polymer precursor P'") containing a structural unit represented; and
Figure 2022082436000042

(II)第1の工程で得られたポリマー前駆体P'を、触媒の存在下、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物と反応させて、下記一般式(1)で表される構造単位、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(3)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位、場合により下記一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマーPを調製する第2の工程、を含む。 (II) The polymer precursor P'obtained in the first step is reacted with an epoxy group-containing (meth) acrylic compound in the presence of a catalyst, and the structural unit represented by the following general formula (1) is described below. The structural unit represented by the general formula (2), the structural unit represented by the following general formula (3), the structural unit represented by the following general formula (7), and the structural unit represented by the following general formula (8). , A second step of preparing the polymer P, optionally comprising a structural unit represented by the following general formula (MA).

Figure 2022082436000043
Figure 2022082436000043

以下、これらの工程により本実施形態のポリマーPを製造(合成)する方法について説明する。
ポリマー前駆体P'を調製する第1の工程(I)は、
(I-i)下記一般式(2)で表される構造単位と、下記一般式(MA)で表される構造単位とを含む原料ポリマーを準備する工程;

Figure 2022082436000044
Hereinafter, a method for producing (synthesizing) the polymer P of the present embodiment by these steps will be described.
The first step (I) for preparing the polymer precursor P'is
(Ii) A step of preparing a raw material polymer containing a structural unit represented by the following general formula (2) and a structural unit represented by the following general formula (MA);
Figure 2022082436000044

(I-ii)工程(I-i)で得られた原料ポリマーと、ヒドロキシル基および2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下、「多官能(メタ)アクリル化合物」と称する)とを、塩基性触媒の存在下で反応させて、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、および下記一般式(MA)で表される構造単位を含む第1のポリマー前駆体を調製する工程;および (I-ii) The raw material polymer obtained in step (I-i) and a compound having a hydroxyl group and two or more (meth) acryloyl groups (hereinafter referred to as "polyfunctional (meth) acrylic compound"). Is reacted in the presence of a basic catalyst, and is represented by the structural unit represented by the following general formula (2), the structural unit represented by the following general formula (7), and the following general formula (MA). The step of preparing a first polymer precursor containing structural units; and

Figure 2022082436000045
Figure 2022082436000045

(I-iii)工程(I-ii)で得られた第1のポリマー前駆体と、ヒドロキシル基および1つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下、「単官能(メタ)アクリル化合物」と称する)とを、塩基性触媒の存在下で反応させて、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位、および下記一般式(MA)で表される構造単位を含む第2のポリマー前駆体を調製する工程を含むことが好ましい。ここで、工程(I-iiii)で得られる第2のポリマー前駆体は、上記工程(I)に記載のポリマー前駆体P'に相当する。 (I-iii) A compound having a first polymer precursor obtained in the step (I-iii), a hydroxyl group and one (meth) acryloyl group (hereinafter referred to as "monofunctional (meth) acrylic compound"). ) Is reacted in the presence of a basic catalyst, and is represented by the structural unit represented by the following general formula (2), the structural unit represented by the following general formula (7), and the following general formula (8). It is preferable to include a step of preparing a second polymer precursor containing the structural unit and the structural unit represented by the following general formula (MA). Here, the second polymer precursor obtained in the step (I-iii) corresponds to the polymer precursor P'described in the above step (I).

Figure 2022082436000046
Figure 2022082436000046

(工程(I―i))
工程(I-i)における、一般式(2)で表される構造単位と、一般式(MA)で表される構造単位とを含む原料ポリマーを準備する工程は、一般式(NBm)で表されるモノマーと、無水マレイン酸とを重合(付加重合)することで製造することができる。なお、一般式(NBm)のR、R、RおよびRならびにaの定義は、一般式(2)のものと同様である。好ましい態様についても同様である。
(Step (I-i))
In the step (Ii), the step of preparing the raw material polymer containing the structural unit represented by the general formula (2) and the structural unit represented by the general formula (MA) is represented by the general formula (NBm). It can be produced by polymerizing (addition polymerization) the monomer to be produced and maleic anhydride. The definitions of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 and a 1 of the general formula (NBm) are the same as those of the general formula (2). The same applies to the preferred embodiment.

Figure 2022082436000047
Figure 2022082436000047

一般式(NBm)で表されるモノマーとしては、例えば、ビシクロ[2.2.1]-ヘプト-2-エン(慣用名:2-ノルボルネン)、5-メチル-2-ノルボルネン、5-エチル-2-ノルボルネン、5-ブチル-2-ノルボルネン、5-ヘキシル-2-ノルボルネン、5-デシル-2-ノルボルネン、5-アリル-2-ノルボルネン、5-(2-プロペニル)-2-ノルボルネン、5-(1-メチル-4-ペンテニル)-2-ノルボルネン、5-エチニル-2-ノルボルネン、5-ベンジル-2-ノルボルネン、5-フェネチル-2-ノルボルネン、2-アセチル-5-ノルボルネン、5-ノルボルネン-2-カルボン酸メチル、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物などが挙げられる。重合の際、一般式(NBm)で表されるモノマーは、1種のみ用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the monomer represented by the general formula (NBm) include bicyclo [2.2.1] -hept-2-ene (conventional name: 2-norbornene), 5-methyl-2-norbornene, and 5-ethyl-. 2-norbornene, 5-butyl-2-norbornene, 5-hexyl-2-norbornene, 5-decyl-2-norbornene, 5-allyl-2-norbornene, 5- (2-propenyl) -2-norbornene, 5- (1-Methyl-4-pentenyl) -2-norbornene, 5-ethynyl-2-norbornene, 5-benzyl-2-norbornene, 5-phenethyl-2-norbornene, 2-acetyl-5-norbornene, 5-norbornene- Examples thereof include methyl 2-carboxylate and 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride. At the time of polymerization, only one type of monomer represented by the general formula (NBm) may be used, or two or more types may be used in combination.

重合の方法については限定されないが、ラジカル重合開始剤を用いたラジカル重合が好ましい。重合開始剤としては、例えば、アゾ化合物、有機過酸化物などを使用できる。 The method of polymerization is not limited, but radical polymerization using a radical polymerization initiator is preferable. As the polymerization initiator, for example, an azo compound, an organic peroxide, or the like can be used.

アゾ化合物として具体的には、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、1,1'-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)(ABCN)などを挙げることができる。 Specific examples of the azo compound include azobisisobutyronitrile (AIBN), dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate), and 1,1'-azobis (cyclohexanecarbonitrile) (ABCN). Can be mentioned.

有機過酸化物としては、例えば、過酸化水素、ジ-tert-ブチルパーオキサイド(DTBP)、過酸化ベンゾイル(ベンゾイルパーオキサイド,BPO)および、メチルエチルケトンパーオキサイド(MEKP)などを挙げることができる。
重合開始剤については、1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the organic peroxide include hydrogen peroxide, di-tert-butyl peroxide (DTBP), benzoyl peroxide (benzoyl peroxide, BPO), methyl ethyl ketone peroxide (MEKP) and the like.
As the polymerization initiator, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.

重合溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、トルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤を用いることができる。重合溶媒は単独溶剤でも混合溶剤でもよい。 As the polymerization solvent, for example, an organic solvent such as diethyl ether, tetrahydrofuran, toluene or methyl ethyl ketone can be used. The polymerization solvent may be a single solvent or a mixed solvent.

原料ポリマーの合成は、一般式(NBm)で表されるモノマー、無水マレイン酸および重合開始剤を溶媒に溶解させて反応容器に仕込み、その後、加熱して、付加重合を進行させることにより実施される。加熱温度は例えば50~80℃であり、加熱時間は例えば5~20時間である。 The synthesis of the raw material polymer is carried out by dissolving the monomer represented by the general formula (NBm), maleic anhydride and the polymerization initiator in a solvent, charging the reaction vessel, and then heating to proceed the addition polymerization. To. The heating temperature is, for example, 50 to 80 ° C., and the heating time is, for example, 5 to 20 hours.

反応容器に仕込む際の、一般式(NBm)で表されるモノマーと、無水マレイン酸とのモル比は、0.5:1~1:0.5であることが好ましい。分子構造制御の観点から、モル比は1:1であることが好ましい。
このような工程により、「原料ポリマー」を得ることができる。
The molar ratio of the monomer represented by the general formula (NBm) to maleic anhydride when charged in the reaction vessel is preferably 0.5: 1 to 1: 0.5. From the viewpoint of controlling the molecular structure, the molar ratio is preferably 1: 1.
By such a step, a "raw material polymer" can be obtained.

なお、原料ポリマーは、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、周期共重合体などのいずれであってもよい。典型的にはランダム共重合体または交互共重合体である。なお、一般に、無水マレイン酸は交互共重合性が強いモノマーとして知られている。
なお、原料ポリマーの合成後に、未反応モノマー、オリゴマー、残存する重合開始剤などの低分子量成分を除去する工程を行ってもよい。
The raw material polymer may be any of a random copolymer, an alternate copolymer, a block copolymer, a periodic copolymer and the like. It is typically a random copolymer or an alternating copolymer. In addition, maleic anhydride is generally known as a monomer having strong alternating copolymerizability.
After synthesizing the raw material polymer, a step of removing low molecular weight components such as unreacted monomers, oligomers, and residual polymerization initiator may be performed.

具体的には、合成された原料ポリマーと低分子量成分とが含まれた有機相を濃縮し、その後、テトラヒドロフラン(THF)などの有機溶媒と混合して溶液を得る。そして、この溶液を、メタノールなどの貧溶媒と混合し、モノマーを沈殿させる。この沈殿物を濾取して乾燥させることで、原料ポリマーの純度を上げることができる。 Specifically, the organic phase containing the synthesized raw material polymer and the low molecular weight component is concentrated and then mixed with an organic solvent such as tetrahydrofuran (THF) to obtain a solution. Then, this solution is mixed with a poor solvent such as methanol to precipitate the monomer. By filtering this precipitate and drying it, the purity of the raw material polymer can be increased.

(工程(I―ii))
工程(I-i)で得られた原料ポリマーと、多官能(メタ)アクリル化合物とを、塩基性触媒の存在下で反応させることで、原料ポリマーに含まれる一般式(MA)で表される構造単位の一部が開環し、一般式(7)で表される構造単位が形成されて、一般式(2)で表される構造単位、一般式(MA)で表される構造単位、および一般式(7)で表される構造単位を含む第1のポリマー前駆体が得られる。
(Step (I-ii))
By reacting the raw material polymer obtained in the step (Ii) with the polyfunctional (meth) acrylic compound in the presence of a basic catalyst, it is represented by the general formula (MA) contained in the raw material polymer. A part of the structural unit is opened to form the structural unit represented by the general formula (7), and the structural unit represented by the general formula (2) and the structural unit represented by the general formula (MA) are formed. And the first polymer precursor containing the structural unit represented by the general formula (7) is obtained.

より具体的には、まず、原料ポリマーを適当な有機溶剤に溶解させた溶液を準備する。有機溶媒としては、メチルエチルケトン(MEK)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、N-メチルピロリドン(NMP)、テトラヒドロフラン(THF)などの単独溶剤または混合溶剤を用いることができるが、これらのみには限定されず、有機化合物や高分子の合成で用いられる種々の有機溶剤を用いることができる。
次に、上記の溶液に、多官能(メタ)アクリル化合物を加える。さらに、塩基性触媒を加える。そして溶液を適切に混合して均一な溶液とする。
More specifically, first, a solution in which the raw material polymer is dissolved in an appropriate organic solvent is prepared. As the organic solvent, a single solvent or a mixed solvent such as methyl ethyl ketone (MEK), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), dimethylacetamide (DMAc), N-methylpyrrolidone (NMP), and tetrahydrofuran (THF) can be used. However, various organic solvents used in the synthesis of organic compounds and polymers can be used.
Next, a polyfunctional (meth) acrylic compound is added to the above solution. In addition, a basic catalyst is added. Then, the solutions are appropriately mixed to obtain a uniform solution.

多官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば、一般式(1b-m)で表される化合物、一般式(1c-m)で表される化合物、または一般式(1d-m)で表される化合物を挙げることができる。一般式(1b-m)におけるk、R、X、X'およびXの定義および具体的態様は、上述の一般式(1b)におけるものと同様である。また一般式(1c-m)におけるk、R、X、X、X、X、XおよびXの定義および具体的態様は、上述の一般式(1c)におけるものと同様である。また一般式(1d-m)におけるnの定義は、上記一般式(1d)におけるものと同様である。 Examples of the polyfunctional (meth) acrylic compound include a compound represented by the general formula (1 bm), a compound represented by the general formula (1 cm), or a compound represented by the general formula (1 dm). Compounds can be mentioned. The definitions and specific embodiments of k, R, X 1 , X 1'and X 2 in the general formula (1b-m) are the same as those in the general formula (1b) described above. The definitions and specific embodiments of k, R, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 in the general formula (1c-m) are the same as those in the general formula (1c) described above. be. Further, the definition of n in the general formula (1 dm) is the same as that in the above general formula (1d).

Figure 2022082436000048
Figure 2022082436000048

Figure 2022082436000049
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Figure 2022082436000050
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塩基性触媒としては、有機合成の分野で公知のアミン化合物や含窒素複素環化合物等を適宜用いることができる。例えば、トリエチルアミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジンなどのアミン化合物または含窒素複素環化合物を触媒として用いることができる。塩基性触媒の使用量は、例えば、原料ポリマー100質量部に対し、10~60質量部程度とすることができる。 As the basic catalyst, an amine compound or a nitrogen-containing heterocyclic compound known in the field of organic synthesis can be appropriately used. For example, an amine compound such as triethylamine, pyridine, or dimethylaminopyridine or a nitrogen-containing heterocyclic compound can be used as a catalyst. The amount of the basic catalyst used can be, for example, about 10 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material polymer.

上記溶液を、好ましくは60~80℃で、3~9時間程度加熱することで、原料ポリマー中に含まれる一般式(MA)の構造単位の一部の開環と、一般式(7)の構造単位の形成がなされ、一般式(2)で表される構造単位、一般式(MA)で表される構造単位、および一般式(7)で表される構造単位を含む第1のポリマー前駆体が生成する。 By heating the above solution at preferably 60 to 80 ° C. for about 3 to 9 hours, a part of the structural unit of the general formula (MA) contained in the raw material polymer is opened and the general formula (7) is used. A first polymer precursor in which a structural unit is formed and comprises a structural unit represented by the general formula (2), a structural unit represented by the general formula (MA), and a structural unit represented by the general formula (7). The body produces.

(工程(I―iii))
次いで、工程(I―ii)で得られた第1のポリマー前駆体と、単官能(メタ)アクリル化合物と、塩基性触媒の存在下で反応させることで、第1のポリマー前駆体に含まれる一般式(MA)で表される構造単位の一部が開環し、一般式(8)で表される構造単位が形成されて、一般式(2)で表される構造単位、一般式(MA)で表される構造単位、一般式(7)で表される構造単位、および一般式(8)で表される構造単位を含む第2のポリマー前駆体、すなわち、ポリマー前駆体P'が得られる。
(Step (I-iii))
Then, the first polymer precursor obtained in the step (I-ii) and the monofunctional (meth) acrylic compound are reacted in the presence of a basic catalyst to be contained in the first polymer precursor. A part of the structural unit represented by the general formula (MA) is opened, the structural unit represented by the general formula (8) is formed, and the structural unit represented by the general formula (2) is formed by the general formula (2). The second polymer precursor containing the structural unit represented by MA), the structural unit represented by the general formula (7), and the structural unit represented by the general formula (8), that is, the polymer precursor P'. can get.

工程(I-iii)は、工程(I-ii)で得られた第1のポリマー前駆体を含む反応系に、単官能(メタ)アクリル化合物を追添することにより実施することが好ましい。なお、反応の立体障害などの点から、単官能(メタ)アクリル化合物のほうが、多官能(メタ)アクリル化合物よりも、原料ポリマーと反応しやすい傾向にある。そのため、単官能(メタ)アクリル化合物を反応させる工程(I-ii)と、単官能(メタ)アクリル化合物を反応させる工程(I-iii)とは、同時に実施せず、この順で順次行うことが好ましい。 The step (I-iii) is preferably carried out by adding a monofunctional (meth) acrylic compound to the reaction system containing the first polymer precursor obtained in the step (I-iii). From the viewpoint of steric hindrance of the reaction, the monofunctional (meth) acrylic compound tends to react more easily with the raw material polymer than the polyfunctional (meth) acrylic compound. Therefore, the step of reacting the monofunctional (meth) acrylic compound (I-iii) and the step of reacting the monofunctional (meth) acrylic compound (I-iii) are not performed at the same time, but are sequentially performed in this order. Is preferable.

また、単官能(メタ)アクリル化合物と第1のポリマー前駆体との反応は、塩基性触媒の存在下で進行する。塩基性触媒は、工程(I-ii)で得られた反応系に残存している触媒をそのまま使用することができる。そのため、工程(I-iii)は、工程(I-ii)で得られた第1のポリマー前駆体を含む反応混合物から第1のポリマー前駆体を単離精製したり、当該混合物中に含まれる塩基性触媒を中和したりすることなく、in situで、工程(I-ii)で得られた第1のポリマー前駆体を含む反応混合物に単官能(メタ)アクリル化合物を追添することにより実施することが好ましい。 Further, the reaction between the monofunctional (meth) acrylic compound and the first polymer precursor proceeds in the presence of a basic catalyst. As the basic catalyst, the catalyst remaining in the reaction system obtained in the step (Ii) can be used as it is. Therefore, in the step (I-iii), the first polymer precursor is isolated and purified from the reaction mixture containing the first polymer precursor obtained in the step (I-iii), or is contained in the mixture. By adding a monofunctional (meth) acrylic compound to the reaction mixture containing the first polymer precursor obtained in step (I-ii) in situ without neutralizing the basic catalyst. It is preferable to carry out.

具体的には、第1のポリマー前駆体を含む反応混合物に単官能(メタ)アクリル化合物を追添して得られる反応溶液を、好ましくは60~80℃で、1~9時間程度加熱することで、第1のポリマー前駆体に含まれる一般式(MA)で表される構造単位の一部が開環し、一般式(8)で表される構造単位が形成され、ポリマー前駆体P'が生成する。 Specifically, the reaction solution obtained by adding a monofunctional (meth) acrylic compound to the reaction mixture containing the first polymer precursor is heated at preferably 60 to 80 ° C. for about 1 to 9 hours. Then, a part of the structural unit represented by the general formula (MA) contained in the first polymer precursor is opened to form the structural unit represented by the general formula (8), and the polymer precursor P' Is generated.

工程(I-iii)で用いられる単官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば、以下の一般式(3a-m)で表される化合物が挙げられる。一般式(3a-m)において、X10およびRの定義については一般式(3a)におけるものと同様である。 Examples of the monofunctional (meth) acrylic compound used in the step (I-iii) include compounds represented by the following general formula (3am). In the general formula (3a-m), the definitions of X10 and R are the same as those in the general formula (3a).

Figure 2022082436000051
Figure 2022082436000051

一般式(3a-m)で表される化合物の具体例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(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-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸などを挙げることができる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (3am) include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol mono (meth) acrylate, and 2 -Hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl-phthalic acid, etc. be able to.

(工程II))
第1の工程(I)で得られたポリマー前駆体P'を、触媒の存在下、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物と反応させて、ポリマー前駆体P'のカルボキシル基と前記エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のエポキシ基との反応により、一般式(1)で表される構造単位、一般式(3)で表される構造単位が形成されて、一般式(1)で表される構造単位、上述の一般式(2)で表される構造単位、上述の一般式(3)で表される構造単位、上述の一般式(7)で表される構造単位、上述の一般式(8)で表される構造単位、場合により上述の一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマーPを調製する。
(Step II))
The polymer precursor P'obtained in the first step (I) is reacted with an epoxy group-containing (meth) acrylic compound in the presence of a catalyst to contain the carboxyl group of the polymer precursor P'and the epoxy group. A structural unit represented by the general formula (1) and a structural unit represented by the general formula (3) are formed by the reaction of the (meth) acrylic compound with the epoxy group, and the structure represented by the general formula (1) is formed. The unit, the structural unit represented by the above-mentioned general formula (2), the structural unit represented by the above-mentioned general formula (3), the structural unit represented by the above-mentioned general formula (7), and the above-mentioned general formula (8). ), And optionally the polymer P containing the structural unit represented by the above general formula (MA).

工程(II)は、工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応系に、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物を追添することにより実施することが好ましい。 The step (II) is preferably carried out by adding an epoxy group-containing (meth) acrylic compound to the reaction system containing the polymer precursor P'obtained in the step (I-iii).

ポリマー前駆体P'と、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物との反応は、塩基性触媒の存在下で進行する。塩基性触媒は、工程(I-iii)で得られた反応系に残存している触媒をそのまま使用することができる。そのため、工程(II)は、工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応混合物からポリマー前駆体P'を単離精製したり、当該混合物中に含まれる塩基性触媒を中和したりすることなく、in situで、工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応混合物にエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物を追添することにより実施することが好ましい。 The reaction between the polymer precursor P'and the epoxy group-containing (meth) acrylic compound proceeds in the presence of a basic catalyst. As the basic catalyst, the catalyst remaining in the reaction system obtained in the step (I-iii) can be used as it is. Therefore, in step (II), the polymer precursor P'is isolated and purified from the reaction mixture containing the polymer precursor P'obtained in step (I-iii), or the basic catalyst contained in the mixture is used. It can be carried out in situ by adding an epoxy group-containing (meth) acrylic compound to the reaction mixture containing the polymer precursor P'obtained in step (I-iii) without neutralization. preferable.

具体的には、ポリマー前駆体P'を含む反応混合物にエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物を追添して得られる反応溶液を、好ましくは60~80℃で、1~9時間程度加熱することで、ポリマー前駆体P'のカルボキシル基と前記エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のエポキシ基との反応により、一般式(1)で表される構造単位と一般式(3)で表される構造単位が形成され、ポリマーPが生成する。 Specifically, the reaction solution obtained by adding an epoxy group-containing (meth) acrylic compound to the reaction mixture containing the polymer precursor P'is heated at preferably 60 to 80 ° C. for about 1 to 9 hours. The structural unit represented by the general formula (1) and the structure represented by the general formula (3) are formed by the reaction between the carboxyl group of the polymer precursor P'and the epoxy group of the epoxy group-containing (meth) acrylic compound. Units are formed and polymer P is produced.

エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物としては、メタクリル酸グリシジル(GMA)、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル(4HBAGE)、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタアクリレート、アクリル酸グリシジル等を挙げることができ、これから選択される1種または2種以上を用いることができる。 Examples of the epoxy group-containing (meth) acrylic compound include glycidyl methacrylate (GMA), 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether (4HBAGE), 3,4-epoxycyclohexylmethylacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethylmethacrylate, and acrylic acid. Examples include glycidyl and the like, and one or more selected from these can be used.

エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物の添加量は、ポリマー前駆体P'のカルボキシル基1モルに対して0.1~3.0モルであることが望ましい。 The amount of the epoxy group-containing (meth) acrylic compound added is preferably 0.1 to 3.0 mol with respect to 1 mol of the carboxyl group of the polymer precursor P'.

工程(II)の後、所望のポリマーP以外の不要な成分の除去などのため、更に以下の工程を適宜行うことが好ましい。 After the step (II), it is preferable to appropriately perform the following steps in order to remove unnecessary components other than the desired polymer P.

まず、上記で、有機溶剤で希釈し、また、酸(例えば、ギ酸、クエン酸など)を加えた反応溶液を、分液漏斗で少なくとも3分間激しく攪拌する。これを30分以上静止して、有機相と水相に分け、水相を除去する。このようにしてポリマーPの有機溶液を得る。 First, in the above, the reaction solution diluted with an organic solvent and added with an acid (for example, formic acid, citric acid, etc.) is vigorously stirred in a separating funnel for at least 3 minutes. This is allowed to stand still for 30 minutes or more, separated into an organic phase and an aqueous phase, and the aqueous phase is removed. In this way, an organic solution of polymer P is obtained.

得られたポリマーPの有機溶液に、過剰量のトルエンを加えてポリマーPを再沈殿させる。また、再沈殿により得られたポリマー粉末をさらに数回(例えば、2回)、トルエンで洗浄する。
さらに、酸や塩基性触媒の除去のため、得られたポリマー粉末を、イオン交換水で洗浄する操作を数回(例えば、3回)繰り返す。
イオン交換水で洗浄後のポリマー粉末を、例えば30~60℃で16時間以上乾燥させることで、高純度のポリマーPを得ることができる。
An excess amount of toluene is added to the obtained organic solution of the polymer P to reprecipitate the polymer P. In addition, the polymer powder obtained by reprecipitation is washed with toluene several times (for example, twice).
Further, in order to remove the acid and the basic catalyst, the operation of washing the obtained polymer powder with ion-exchanged water is repeated several times (for example, three times).
High-purity polymer P can be obtained by drying the polymer powder after washing with ion-exchanged water at, for example, 30 to 60 ° C. for 16 hours or more.

(第2の実施形態)
本実施形態のポリマーPの製造方法は、
(a)下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位および下記一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマー前駆体(以下、「ポリマー前駆体P'」と称する)を調製する第1の工程;
(Second embodiment)
The method for producing the polymer P of the present embodiment is as follows.
(A) The structural unit represented by the following general formula (2), the structural unit represented by the following general formula (7), the structural unit represented by the following general formula (8), and the following general formula (MA). First step of preparing a polymer precursor (hereinafter referred to as "polymer precursor P'") containing the structural unit to be used;

Figure 2022082436000052
Figure 2022082436000052

(b)第1の工程で得られたポリマー前駆体P'を、触媒の存在下、水で処理することにより、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(4)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、および下記一般式(8)で表される構造単位を含み、場合により下記一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマー前駆体(以下、「ポリマー前駆体P"」と称する)を調製する第2の工程;および

Figure 2022082436000053
(B) By treating the polymer precursor P'obtained in the first step with water in the presence of a catalyst, the structural unit represented by the following general formula (2) can be expressed by the following general formula (4). A structural unit represented by the following general formula (7), a structural unit represented by the following general formula (8), and in some cases a structural unit represented by the following general formula (MA). A second step of preparing a polymer precursor containing (hereinafter referred to as "polymer precursor P"); and
Figure 2022082436000053

(c)第2の工程で得られたポリマー前駆体P"を、触媒の存在下、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物と反応させて、下記一般式(1)で表される構造単位、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(3)で表される構造単位、下記一般式(4)で表される構造単位、下記一般式(5)で表される構造単位、下記一般式(6)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位、場合により下記一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマーを調製する第3の工程を含む。

Figure 2022082436000054
(C) The polymer precursor P "obtained in the second step is reacted with an epoxy group-containing (meth) acrylic compound in the presence of a catalyst, and the structural unit represented by the following general formula (1) is described below. The structural unit represented by the general formula (2), the structural unit represented by the following general formula (3), the structural unit represented by the following general formula (4), and the structural unit represented by the following general formula (5). , The structural unit represented by the following general formula (6), the structural unit represented by the following general formula (7), the structural unit represented by the following general formula (8), and in some cases, the following general formula (MA). Includes a third step of preparing a polymer containing the structural units to be made.
Figure 2022082436000054

以下、これらの工程によりポリマーPを製造(合成)する方法について説明する。なお、ポリマー前駆体を調製する第1の工程(a)は、本実施形態の第1の工程(I)と同様であるので、説明を省略する。 Hereinafter, a method for producing (synthesizing) the polymer P by these steps will be described. Since the first step (a) for preparing the polymer precursor is the same as the first step (I) of the present embodiment, the description thereof will be omitted.

(工程(b))
工程(a)で得られたポリマー前駆体P'を、触媒の存在下で、水で処理することにより、ポリマー前駆体P'に含まれる一般式(MA)で表される構造単位が開環し、一般式(4)で表される構造単位が形成されて、一般式(2)で表される構造単位、一般式(4)で表される構造単位、一般式(7)で表される構造単位、および一般式(8)で表される構造単位を含むポリマー前駆体P"を製造することができる。一般式(MA)で表される構造単位の一部が開環し、一般式(MA)の構造単位の一部が開環せずに残る場合には、ポリマーは、一般式(2)、一般式(4)、一般式(7)、および一般式(8)の構造単位に加え、一般式(MA)で表される構造単位を含む。
(Step (b))
By treating the polymer precursor P'obtained in the step (a) with water in the presence of a catalyst, the structural unit represented by the general formula (MA) contained in the polymer precursor P'is ring-opened. Then, the structural unit represented by the general formula (4) is formed, and is represented by the structural unit represented by the general formula (2), the structural unit represented by the general formula (4), and the general formula (7). The polymer precursor P "containing the structural unit represented by the general formula (8) and the structural unit represented by the general formula (8) can be produced. If some of the structural units of formula (MA) remain unopened, the polymer will have the structures of general formula (2), general formula (4), general formula (7), and general formula (8). In addition to the unit, the structural unit represented by the general formula (MA) is included.

工程(b)は、上述の工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応系に、水を追添することにより実施することが好ましい。工程(b)で使用される触媒としては、塩基性触媒を用いることができ、上記工程(I-ii)または工程(I-iii)で用いた塩基性触媒と同様の触媒を用いることができる。塩基性触媒の具体例としては、トリエチルアミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジンなどのアミン化合物または含窒素複素環化合物が挙げられる。 The step (b) is preferably carried out by adding water to the reaction system containing the polymer precursor P'obtained in the above-mentioned step (I-iii). As the catalyst used in the step (b), a basic catalyst can be used, and a catalyst similar to the basic catalyst used in the above step (I-iii) or the step (I-iii) can be used. .. Specific examples of the basic catalyst include amine compounds such as triethylamine, pyridine and dimethylaminopyridine, or nitrogen-containing heterocyclic compounds.

工程(b)では、上述の工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応系に、水を添加し、得られた反応溶液を、好ましくは60~80℃で、0.25~6時間程度加熱することで、ポリマー前駆体P'中に含まれる一般式(MA)の構造単位が開環して、一般式(4)で表される構造単位が生成する。この反応は、塩基性触媒の存在下で進行する。塩基性触媒は、工程(I-iii)で得られた反応系に残存している触媒をそのまま使用することができる。そのため、工程(b)は、工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応混合物からポリマー前駆体P'を単離精製したり、当該混合物中に含まれる塩基性触媒を中和したりすることなく、in situで、工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応混合物に水を追添することにより実施することが好ましい。 In step (b), water is added to the reaction system containing the polymer precursor P'obtained in the above-mentioned step (I-iii), and the obtained reaction solution is preferably 0 at 60 to 80 ° C. . By heating for about 25 to 6 hours, the structural unit of the general formula (MA) contained in the polymer precursor P'is ring-opened, and the structural unit represented by the general formula (4) is generated. This reaction proceeds in the presence of a basic catalyst. As the basic catalyst, the catalyst remaining in the reaction system obtained in the step (I-iii) can be used as it is. Therefore, in step (b), the polymer precursor P'is isolated and purified from the reaction mixture containing the polymer precursor P'obtained in step (I-iii), or the basic catalyst contained in the mixture is used. It is preferably carried out in situ by adding water to the reaction mixture containing the polymer precursor P'obtained in step (I-iii) without neutralization.

第3の工程(c)においては、第2の工程(b)で得られたポリマー前駆体P"を、触媒の存在下、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物と反応させてポリマーPを調製する。なお、第3の工程(c)の反応条件は、第1の実施形態の第2の工程(ii)と同一であるので説明を省略する。
第3の工程(c)の後、所望のポリマーP以外の不要な成分の除去などのため、第1の実施形態と同様に洗浄工程等を適宜行うことが好ましい。
In the third step (c), the polymer precursor P "obtained in the second step (b) is reacted with an epoxy group-containing (meth) acrylic compound in the presence of a catalyst to prepare the polymer P. Since the reaction conditions of the third step (c) are the same as those of the second step (ii) of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
After the third step (c), it is preferable to appropriately perform a cleaning step or the like as in the first embodiment in order to remove unnecessary components other than the desired polymer P.

(第3の実施形態)
本実施形態のポリマーPの製造方法は、
(A)下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位、2官能以上のチオール基含有化合物から誘導される1~6価の炭素数1以上30以下のチオエーテル含有有機基(i)(チオエーテル含有有機基(i))、および下記一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマー前駆体(以下、「ポリマー前駆体P'」と称する)を調製する第1の工程;および

Figure 2022082436000055
(Third embodiment)
The method for producing the polymer P of the present embodiment is as follows.
(A) Structural unit represented by the following general formula (2), structural unit represented by the following general formula (7), structural unit represented by the following general formula (8), bifunctional or higher thiol group-containing compound. A polymer precursor containing a thioether-containing organic group (i) (thioether-containing organic group (i)) having 1 to 6 valent carbon atoms of 1 to 30 carbon atoms derived from the above, and a structural unit represented by the following general formula (MA). First step of preparing a compound (hereinafter referred to as "polymer precursor P'"); and
Figure 2022082436000055

(B)第1の工程で得られたポリマー前駆体P'を、触媒の存在下、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物と反応させて、下記一般式(1)で表される構造単位、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(3)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位、チオエーテル含有有機基(i)、場合により下記一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマーPを調製する第2の工程、を含む。 (B) The polymer precursor P'obtained in the first step is reacted with an epoxy group-containing (meth) acrylic compound in the presence of a catalyst, and the structural unit represented by the following general formula (1) is described below. The structural unit represented by the general formula (2), the structural unit represented by the following general formula (3), the structural unit represented by the following general formula (7), and the structural unit represented by the following general formula (8). , A second step of preparing the polymer P, which comprises the thioether-containing organic group (i) and optionally the structural unit represented by the following general formula (MA).

Figure 2022082436000056
Figure 2022082436000056

以下、これらの工程により本実施形態のポリマーPを製造(合成)する方法について説明する。なお、第3の実施形態は、ポリマー前駆体を調製する第1の工程(A)のみが、上記第1の実施形態のポリマー前駆体を調製する第1の工程(I)と異なる。そのため、工程(B)の説明は省略する。 Hereinafter, a method for producing (synthesizing) the polymer P of the present embodiment by these steps will be described. In the third embodiment, only the first step (A) for preparing the polymer precursor is different from the first step (I) for preparing the polymer precursor of the first embodiment. Therefore, the description of the step (B) will be omitted.

ポリマー前駆体P'を調製する第1の工程(A)は、
(A-i)下記一般式(2)で表される構造単位と、下記一般式(MA)で表される構造単位と、チオエーテル含有有機基(i)とを含む原料ポリマーを準備する工程;

Figure 2022082436000057
The first step (A) for preparing the polymer precursor P'is
(A-i) A step of preparing a raw material polymer containing a structural unit represented by the following general formula (2), a structural unit represented by the following general formula (MA), and a thioether-containing organic group (i);
Figure 2022082436000057

(A-ii)工程(A-i)で得られた原料ポリマーと、ヒドロキシル基および2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下、「多官能(メタ)アクリル化合物」と称する)とを、塩基性触媒の存在下で反応させて、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、チオエーテル含有有機基(i)、および下記一般式(MA)で表される構造単位を含む第1のポリマー前駆体を調製する工程;および (A-ii) The raw material polymer obtained in step (A-i) and a compound having a hydroxyl group and two or more (meth) acryloyl groups (hereinafter referred to as "polyfunctional (meth) acrylic compound"). In the presence of a basic catalyst, the structural unit represented by the following general formula (2), the structural unit represented by the following general formula (7), the thioether-containing organic group (i), and the following general The step of preparing the first polymer precursor containing the structural unit represented by the formula (MA); and

Figure 2022082436000058
Figure 2022082436000058

(A-iii)工程(A-ii)で得られた第1のポリマー前駆体と、ヒドロキシル基および1つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下、「単官能(メタ)アクリル化合物」と称する)とを、塩基性触媒の存在下で反応させて、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位、チオエーテル含有有機基(i)、および下記一般式(MA)で表される構造単位を含む第2のポリマー前駆体を調製する工程を含むことが好ましい。 (A-iii) A compound having a first polymer precursor obtained in the step (A-iii), a hydroxyl group and one (meth) acryloyl group (hereinafter referred to as "monofunctional (meth) acrylic compound"). ) Is reacted in the presence of a basic catalyst, and is represented by the structural unit represented by the following general formula (2), the structural unit represented by the following general formula (7), and the following general formula (8). It is preferable to include a step of preparing a second polymer precursor containing the structural unit, the thioether-containing organic group (i), and the structural unit represented by the following general formula (MA).

Figure 2022082436000059
Figure 2022082436000059

(工程(A))
工程(A-i)における、一般式(2)で表される構造単位と、一般式(MA)で表される構造単位と、チオエーテル含有有機基(i)を含む原料ポリマーを準備する工程は、一般式(NBm)で表されるモノマーと、無水マレイン酸とを、2官能以上の前記チオール基含有化合物の存在下で、重合(付加重合)することで実施することができる。なお、一般式(NBm)のR、R、RおよびRならびにaの定義は、一般式(2)のものと同様である。好ましい態様についても同様である。また重合の条件についても、第1の実施形態の工程(I-i)と同様である。
(Step (A))
In the step (A-i), the step of preparing the raw material polymer containing the structural unit represented by the general formula (2), the structural unit represented by the general formula (MA), and the thioether-containing organic group (i) is , The monomer represented by the general formula (NBm) and maleic anhydride can be carried out by polymerization (addition polymerization) in the presence of the bifunctional or higher functional thiol group-containing compound. The definitions of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 and a 1 of the general formula (NBm) are the same as those of the general formula (2). The same applies to the preferred embodiment. Further, the polymerization conditions are the same as those in the step (Ii) of the first embodiment.

Figure 2022082436000060
Figure 2022082436000060

2官能以上のチオール基含有化合物としては、前記化学式(s-1)~(s-21)で表される化合物が挙げられるがこれらに限定されない。2官能以上のチオール基含有化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the bifunctional or higher functional thiol group-containing compound include, but are not limited to, the compounds represented by the chemical formulas (s-1) to (s-21) . As the bifunctional or higher functional thiol group-containing compound, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

本実施形態の工程(A-ii)および工程(A-iii)は、それぞれ、第1の実施形態の工程(I-ii)および工程(I-iii)における条件と同様のものを使用して実施することができる。 The steps (A-iii) and (A-iii) of the present embodiment use the same conditions as in the steps (I-ii) and (I-iii) of the first embodiment, respectively. Can be carried out.

なお本実施形態においても、工程(B)の後、所望のポリマーP以外の不要な成分の除去などのため、第1の実施形態と同様に洗浄工程等を適宜行うことが好ましい。 Also in this embodiment, after the step (B), it is preferable to appropriately perform a cleaning step or the like as in the first embodiment in order to remove unnecessary components other than the desired polymer P.

(多官能(メタ)アクリル化合物)
本実施形態のポリマー溶液は、多官能(メタ)アクリル化合物を含む。多官能(メタ)アクリル化合物を含むことにより、感光性樹脂組成物のアルカリ溶解性が改善され、さらには感光性樹脂組成物の黄色化が低減され、透明性に優れた硬化物を得ることが可能となる。さらに、多官能(メタ)アクリル化合物を含むことにより、ポリマー溶液をカラーフィルタやブラックマトリクス等の製造に使用した場合、細線パターンのパターン近傍の溶け残りの発生がより抑制され、所望の形状となることから歩留まりがより改善されるとともに、当該細線パターンの黄色化がより低減され透明性が改善される。
(Polyfunctional (meth) acrylic compound)
The polymer solution of this embodiment contains a polyfunctional (meth) acrylic compound. By containing the polyfunctional (meth) acrylic compound, the alkali solubility of the photosensitive resin composition is improved, the yellowing of the photosensitive resin composition is reduced, and a cured product having excellent transparency can be obtained. It will be possible. Furthermore, by containing the polyfunctional (meth) acrylic compound, when the polymer solution is used for manufacturing a color filter, a black matrix, etc., the generation of undissolved residue near the pattern of the fine line pattern is further suppressed, and the desired shape is obtained. Therefore, the yield is further improved, the yellowing of the fine line pattern is further reduced, and the transparency is improved.

本実施形態のポリマー溶液に配合される多官能(メタ)アクリル合物としては、例えば、以下の式(1b-p)で表される化合物、式(1c-p)で表される化合物、および式(1d-p)で表される化合物が挙げられるが、これらに限定されない。式(1b-p)におけるk、R、X、X'およびXの定義および具体的態様は、上述の式(1b)におけるものと同様である。また式(1c-p)におけるk、R、X、X、X、X、XおよびXの定義および具体的態様は、上述の式(1c)におけるものと同様である。式(1d-p)におけるnおよびRは、上記式(1d)におけるものと同様である。式(1b-p)、式(1c-p)および式(1d-p)におけるYは、水素原子または(メタ)アクリロイル基、あるいはそれらの組み合せである。 Examples of the polyfunctional (meth) acrylic compound to be blended in the polymer solution of the present embodiment include a compound represented by the following formula (1bp), a compound represented by the formula (1cp), and a compound represented by the following formula (1cp). Examples thereof include compounds represented by the formula (1d-p), but the present invention is not limited thereto. The definitions and specific embodiments of k, R, X 1 , X 1'and X 2 in the formula (1bp) are the same as those in the above formula (1b). Further, the definitions and specific embodiments of k, R, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 in the formula (1c-p) are the same as those in the above formula (1c). N and R in the formula (1d-p) are the same as those in the above formula (1d). Y in formula (1bp), formula (1c-p) and formula (1d-p) is a hydrogen atom or (meth) acryloyl group, or a combination thereof.

Figure 2022082436000061
Figure 2022082436000061

Figure 2022082436000062
Figure 2022082436000062

Figure 2022082436000063
Figure 2022082436000063

一般式(1b-p)で表される多官能(メタ)アクリル化合物の具体例としては、以下の構造の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。なお以下の化合物において、Yは水素原子、または(メタ)アクリロイル基、あるいはそれらの組み合せを表す。 Specific examples of the polyfunctional (meth) acrylic compound represented by the general formula (1bp) include, but are not limited to, compounds having the following structures. In the following compounds, Y represents a hydrogen atom, a (meth) acryloyl group, or a combination thereof.

Figure 2022082436000064
Figure 2022082436000064

Figure 2022082436000065
Figure 2022082436000065

Figure 2022082436000066
Figure 2022082436000066

一般式(1c-p)で表される多官能(メタ)アクリル化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。 Specific examples of the polyfunctional (meth) acrylic compound represented by the general formula (1c-p) include, but are not limited to, the following compounds.

Figure 2022082436000067
Figure 2022082436000067

Figure 2022082436000068
Figure 2022082436000068

Figure 2022082436000069
Figure 2022082436000069

本実施形態のポリマー溶液において、上記多官能(メタ)アクリル化合物は、上記ポリマーPに対して、1質量%以上40質量%以下の量で配合され、4質量%以上30質量%以下の量で配合されるのがより好ましく、5質量%以上25質量%以下の量で配合されるのがさらに好ましく、5.5質量%以上20質量%以下の量で配合されるのがさらにより好ましい。これにより、ポリマー溶液をカラーフィルタやブラックマトリクス等の製造に使用した場合、細線パターンのパターン近傍の溶け残りの発生がより抑制され、所望の形状となることから歩留まりがより改善されるとともに、当該細線パターンの黄色化がより低減され透明性が改善される。 In the polymer solution of the present embodiment, the polyfunctional (meth) acrylic compound is blended in an amount of 1% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the polymer P, and in an amount of 4% by mass or more and 30% by mass or less. It is more preferably blended, more preferably 5% by mass or more and 25% by mass or less, and even more preferably 5.5% by mass or more and 20% by mass or less. As a result, when the polymer solution is used in the production of color filters, black matrices, etc., the generation of undissolved residue in the vicinity of the fine line pattern is further suppressed, and the desired shape is obtained, so that the yield is further improved and the yield is further improved. The yellowing of the fine line pattern is further reduced and the transparency is improved.

(単官能(メタ)アクリル化合物)
本実施形態のポリマー溶液は、1つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物(単官能(メタ)アクリル化合物)を含んでもよい。単官能(メタ)アクリル化合物を含むことにより、得られるポリマー溶液のアルカリ溶解性が改善され、さらには黄色化が低減される。
(Monofunctional (meth) acrylic compound)
The polymer solution of the present embodiment may contain a compound having one (meth) acryloyl group (monofunctional (meth) acrylic compound). The inclusion of the monofunctional (meth) acrylic compound improves the alkali solubility of the resulting polymer solution and further reduces yellowing.

本実施形態の感光性樹脂組成物に用いてもよい単官能(メタ)アクリル化合物としては、以下の式(3a-m)で表される化合物が挙げられる。式(3a-m)において、X10およびRの定義については、上記のとおりである。

Figure 2022082436000070
Examples of the monofunctional (meth) acrylic compound that may be used in the photosensitive resin composition of the present embodiment include compounds represented by the following formula (3am). The definitions of X10 and R in the formula (3am) are as described above.
Figure 2022082436000070

一般式(3a-m)で表される化合物の具体例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(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-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸などを挙げることができる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (3am) include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol mono (meth) acrylate, and 2 -Hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl-phthalic acid, etc. be able to.

本実施形態のポリマー溶液が、単官能(メタ)アクリル化合物を含む場合、その量は、ポリマーPに対して、例えば、1質量%~5質量%の範囲である。 When the polymer solution of the present embodiment contains a monofunctional (meth) acrylic compound, the amount thereof is, for example, in the range of 1% by mass to 5% by mass with respect to the polymer P.

本実施形態のポリマー溶液は、典型的には、有機溶剤を含み、液体またはワニスの形態で提供される。有機溶剤としては、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、ラクトン系溶剤、カーボネート系溶剤などのうち1種または2種以上を用いることができる。 The polymer solution of this embodiment typically contains an organic solvent and is provided in the form of a liquid or varnish. As the organic solvent, one or more of a ketone solvent, an ester solvent, an ether solvent, an alcohol solvent, a lactone solvent, a carbonate solvent and the like can be used.

有機溶剤の具体例としては、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メチルエーテル、γ-ブチルラクトン、N-メチルピロリドンおよびシクロヘキサノン等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機溶剤の使用量は特に限定されないが、不揮発成分の濃度が例えば10~70質量%、好ましくは15~60質量%となるような量で使用される。
Specific examples of the organic solvent include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, γ-butyl lactone, N-methylpyrrolidone, cyclohexanone and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the organic solvent used is not particularly limited, but is used in such an amount that the concentration of the non-volatile component is, for example, 10 to 70% by mass, preferably 15 to 60% by mass.

[ポリマー溶液の製造方法]
本実施形態のポリマー溶液は、上記成分を、公知の方法で混合することにより作製することができる。本実施形態のポリマー溶液は、以下で説明する感光性樹脂組成物の樹脂材料として用いられる。
[Manufacturing method of polymer solution]
The polymer solution of the present embodiment can be prepared by mixing the above components by a known method. The polymer solution of this embodiment is used as a resin material for the photosensitive resin composition described below.

[感光性樹脂組成物]
本実施形態の感光性樹脂組成物は、上述のポリマーPと、光重合開始剤とを含む。すなわち、本実施形態の感光性樹脂組成物は、上述の本実施形態のポリマー溶液と、光重合開始剤とを含む。以下に各成分について説明する。
[Photosensitive resin composition]
The photosensitive resin composition of the present embodiment contains the above-mentioned polymer P and a photopolymerization initiator. That is, the photosensitive resin composition of the present embodiment contains the above-mentioned polymer solution of the present embodiment and a photopolymerization initiator. Each component will be described below.

(光重合開始剤)
本実施形態の感光性樹脂組成物に用いられる光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤が挙げられる。光ラジカル重合開始剤としては、公知の化合物を用いることができ、例えば、2,2-ジエトキシアセトフェノン、2,2-ジメトキシー2-フェニルアセトフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-〔4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル〕-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-〔4-(2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオニル)ベンジル〕フェニル}-2-メチルプロパン-1-オン、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、2-(ジメチルアミノ)-2-〔(4-メチルフェニル)メチル〕-1-〔4-(4-モルホリニル)フェニル〕-1-ブタノン等のアルキルフェノン系化合物;ベンゾフェノン、4,4'-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、2-カルボキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテ等のベンゾイン系化合物;チオキサントン、2-エチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;2-(4-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-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)-s-トリアジン、2-(4-エトキシナフチル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-エトキシカルボキニルナフチル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン等のハロメチル化トリアジン系化合物;2-トリクロロメチル-5-(2'-ベンゾフリル)-1,3,4-オキサジアゾール、2-トリクロロメチル-5-〔β-(2'-ベンゾフリル)ビニル〕-1,3,4-オキサジアゾール、4-オキサジアゾール、2-トリクロロメチル-5-フリル-1,3,4-オキサジアゾール等のハロメチル化オキサジアゾール系化合物;2,2'-ビス(2-クロロフェニル)-4,4',5,5'-テトラフェニル-1,2'-ビイミダゾール、2,2'-ビス(2,4-ジクロロフェニル)-4,4',5,5'-テトラフェニル-1,2'-ビイミダゾール、2,2'-ビス(2,4,6-トリクロロフェニル)-4,4',5,5'-テトラフェニル-1,2'-ビイミダゾール等のビイミダゾール系化合物;1,2-オクタンジオン,1-〔4-(フェニルチオ)-2-(O-ベンゾイルオキシム)〕、エタノン,1-〔9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル〕-,1-(O-アセチルオキシム)等のオキシムエステル系化合物;ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム等のチタノセン系化合物;p-ジメチルアミノ安息香酸、p-ジエチルアミノ安息香酸等の安息香酸エステル系化合物;9-フェニルアクリジン等のアクリジン系化合物;等が挙げられる。光ラジカル重合開始剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光ラジカル重合開始剤は、ポリマー100質量部に対し、例えば、1~20質量部の量で、好ましくは、3~10質量部の量で用いられる。
(Photopolymerization initiator)
Examples of the photopolymerization initiator used in the photosensitive resin composition of the present embodiment include a photoradical polymerization initiator. Known compounds can be used as the photoradical polymerization initiator, for example, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-hydroxy-2-. Methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propane-1-one, 2-hydroxy-1- {4- [4- (2-Hydroxy-2-methylpropionyl) benzyl] Phenyl} -2-methylpropan-1-one, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropane-1-one, 2, -Benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) ) Phenyl] Alkylphenone compounds such as -1-butanone; benzophenone compounds such as benzophenone, 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone, 2-carboxybenzophenone; benzoinmethyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, Benzoin-based compounds such as benzoin isobutylate; thioxanthone-based compounds such as thioxanthone, 2-ethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone; 2- (4- (4- Methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxynaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-ethoxynaphthyl)- Halomethylated triazine compounds such as 4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-ethoxycarbokynylnaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine; 2-trichloromethyl -5- (2'-benzofuryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5-[β- (2'-benzofuryl) vinyl] -1,3,4-oxadiazole, 4 -Halomethylated oxadiazole compounds such as oxadiazol, 2-trichloromethyl-5-furyl-1,3,4-oxadiazole; 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4,4', 5,5'-Tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2 , 2'-bis (2,4-dichlorophenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (2,4,6-trichlorophenyl) Biimidazole compounds such as -4,4', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole; 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) -2- (O-benzoyl) Oxim)], etanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazole-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime) and other oxime ester compounds; bis (η5) -2,4-Cyclopentadiene-1-yl) -bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrole-1-yl) -phenyl) Titanosen compounds such as titanium; p-dimethylaminobenzoic acid, p. -A benzoic acid ester-based compound such as diethylaminobenzoic acid; an acridin-based compound such as 9-phenylacridin; and the like can be mentioned. The photoradical polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more.
The photoradical polymerization initiator is used, for example, in an amount of 1 to 20 parts by mass, preferably 3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer.

本実施形態の感光性樹脂組成物は、上記成分を含むことにより、フォトリソグラフィー処理において高い感度を有するとともに、すぐれたアルカリ溶解性を有する。そのため、感光性樹脂組成物は、フォトリソグラフィー法において優れた現像性、優れた加工性を備える。 By containing the above components, the photosensitive resin composition of the present embodiment has high sensitivity in photolithography processing and has excellent alkali solubility. Therefore, the photosensitive resin composition has excellent developability and excellent processability in the photolithography method.

(着色剤)
一態様として、感光性樹脂組成物は着色剤を含んでもよい。着色剤を含むことで、液晶表示装置や固体撮像素子のカラーフィルタの形成材料として好ましく用いることができる。着色剤としては、種々の顔料または染料を用いることができる。
顔料としては有機顔料や無機顔料を用いることができる。
(Colorant)
In one aspect, the photosensitive resin composition may contain a colorant. By containing a colorant, it can be preferably used as a material for forming a color filter of a liquid crystal display device or a solid-state image sensor. As the colorant, various pigments or dyes can be used.
As the pigment, an organic pigment or an inorganic pigment can be used.

有機顔料としては、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキサジン系顔料、チオインジゴ系顔料、アントラキノン系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、キサンテン系顔料、ピロメテン系顔料、染料レーキ系顔料等を使用することができる。 Organic pigments include azo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, perylene pigments, perinone pigments, isoindolinone pigments, isoindolin pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments, anthraquinone pigments, and quinophthalone pigments. Pigments, metal complex pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, xanthene pigments, pyromethene pigments, dye lake pigments and the like can be used.

無機顔料としては、白色・体質顔料(酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、クレー、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等)、有彩顔料(黄鉛、カドミニウム系、クロムバーミリオン、ニッケルチタン、クロムチタン、黄色酸化鉄、ベンガラ、ジンククロメート、鉛丹、群青、紺青、コバルトブルー、クロムグリーン、酸化クロム、バナジン酸ビスマス等)、光輝材顔料(パール顔料、アルミ顔料、ブロンズ顔料等)、蛍光顔料(硫化亜鉛、硫化ストロンチウム、アルミン酸ストロンチウム等)を使用することができる。 Inorganic pigments include white / extender pigments (titanium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, clay, talc, barium sulfate, calcium carbonate, etc.) and chromatic pigments (yellow lead, cadmium-based, chrome vermillion, nickel titanium, chrome titanium). , Yellow iron oxide, red iron oxide, zinc chromate, lead tan, ultramarine, dark blue, cobalt blue, chrome green, chromium oxide, bismuth vanadate, etc.), bright material pigments (pearl pigments, aluminum pigments, bronze pigments, etc.), fluorescent pigments ( Zinc sulfide, strontium sulfide, strontium aluminate, etc.) can be used.

染料としては、例えば、特開2003-270428号公報や特開平9-171108号公報、特開2008-50599号公報等に記載されている公知の染料を使用することができる。
感光性樹脂組成物が着色剤を含む場合、感光性樹脂組成物は着色剤を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
As the dye, for example, known dyes described in JP-A-2003-270428, JP-A-9-171108, JP-A-2008-50599 and the like can be used.
When the photosensitive resin composition contains a colorant, the photosensitive resin composition may contain only one colorant or two or more colorants.

着色剤(特に顔料)は、目的や用途に応じて、適切な平均粒子径を有するものを使用できるが、特にカラーフィルタのような透明性が要求される場合は、0.1μm以下の小さい平均粒子径が好ましく、その他、塗料などの隠蔽性が必要とされる場合は、0.5μm以上の大きい平均粒子径が好ましい。 A colorant (particularly a pigment) having an appropriate average particle size can be used depending on the purpose and application, but a small average of 0.1 μm or less is particularly required when transparency such as a color filter is required. When the particle size is preferable and other concealing properties such as paint are required, a large average particle size of 0.5 μm or more is preferable.

着色剤は、目的や用途に応じて、ロジン処理、界面活性剤処理、樹脂系分散剤処理、顔料誘導体処理、酸化皮膜処理、シリカコーティング、ワックスコーティングなどの表面処理がなされていてもよい。 The colorant may be surface-treated such as rosin treatment, surfactant treatment, resin-based dispersant treatment, pigment derivative treatment, oxide film treatment, silica coating, and wax coating, depending on the purpose and application.

感光性樹脂組成物が着色剤を含む場合、その量は目的や用途に応じて適宜設定すればよいが、着色濃度と着色剤の分散安定性との両立などから、感光性樹脂組成物の不揮発成分(溶剤を除く成分)全体に対して、好ましくは3~70質量%であり、より好ましくは5~60質量%、さらに好ましくは10~50質量%である。 When the photosensitive resin composition contains a colorant, the amount thereof may be appropriately set according to the purpose and application, but from the viewpoint of achieving both the coloring concentration and the dispersion stability of the colorant, the photosensitive resin composition is non-volatile. It is preferably 3 to 70% by mass, more preferably 5 to 60% by mass, and further preferably 10 to 50% by mass with respect to the entire component (component excluding the solvent).

(界面活性剤)
本実施形態の感光性樹脂組成物は、界面活性剤を含むことができ、界面活性剤としては非イオン性界面活性剤が好ましい。
(Surfactant)
The photosensitive resin composition of the present embodiment may contain a surfactant, and the nonionic surfactant is preferable as the surfactant.

非イオン性界面活性剤を含むことにより、前記感光性樹脂組成物を基材上に塗布して樹脂膜を得る際の塗布性が良好となり、均一な厚みの塗布膜を得ることができる。また、塗布膜を現像する際の残渣やパターン浮き上がりを防止することができる。 By containing the nonionic surfactant, the coatability when the photosensitive resin composition is applied onto the substrate to obtain a resin film is improved, and a coated film having a uniform thickness can be obtained. In addition, it is possible to prevent residues and pattern floating when developing the coating film.

非イオン性界面活性剤は、たとえばフッ素基(たとえば、フッ素化アルキル基)もしくはシラノール基を含む化合物、またはシロキサン結合を主骨格とする化合物である。本実施形態においては、非イオン性界面活性剤として、フッ素系界面活性剤またはシリコーン系界面活性剤を含むものを用いることがより好ましく、フッ素系界面活性剤を用いることがとくに好ましい。フッ素系界面活性剤としては例えば、DIC(株)製のメガファックF-171、F-173、F-444、F-470、F-471、F-475、F-482、F-477、F-554、F-556、およびF-557、住友スリーエム(株)製のノベックFC4430、及びFC4432等が挙げられるが、これらに限定されない。
界面活性剤を使用する場合の界面活性剤の配合量としては、樹脂100質量部に対して、0.01~10重量%が好ましい。
The nonionic surfactant is, for example, a compound containing a fluorine group (for example, a fluorinated alkyl group) or a silanol group, or a compound having a siloxane bond as a main skeleton. In the present embodiment, it is more preferable to use a nonionic surfactant containing a fluorine-based surfactant or a silicone-based surfactant, and it is particularly preferable to use a fluorine-based surfactant. Examples of the fluorine-based surfactant include Megafuck F-171, F-173, F-444, F-470, F-471, F-475, F-482, F-477, and F manufactured by DIC Co., Ltd. -554, F-556, and F-557, Novec FC4430, FC4432, etc. manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., but are not limited thereto.
When a surfactant is used, the blending amount of the surfactant is preferably 0.01 to 10% by weight with respect to 100 parts by mass of the resin.

(溶剤)
感光性樹脂組成物は、典型的には、溶剤を含むことができる。溶剤としては有機溶剤が好ましく用いられる。具体的には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、ラクトン系溶剤、カーボネート系溶剤などのうち1種または2種以上を用いることができる。
(solvent)
The photosensitive resin composition can typically contain a solvent. An organic solvent is preferably used as the solvent. Specifically, one or more of a ketone solvent, an ester solvent, an ether solvent, an alcohol solvent, a lactone solvent, a carbonate solvent and the like can be used.

溶剤の例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、乳酸エチル、メチルイソブチルカルビノール(MIBC)、ガンマブチロラクトン(GBL)、N-メチルピロリドン(NMP)、メチル-n-アミルケトン(MAK)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、シクロヘキサノン、またはこれらの混合物を挙げることができる。
溶剤の使用量は特に限定されないが、不揮発成分の濃度が例えば10~70質量%、好ましくは15~60質量%となるような量で使用される。
Examples of solvents include propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate, methylisobutylcarbinol (MIBC), gamma-butyrolactone (GBL), N-methylpyrrolidone (NMP), methyl-. Examples thereof include n-amyl ketone (MAK), diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, cyclohexanone, or a mixture thereof.
The amount of the solvent used is not particularly limited, but is used in such an amount that the concentration of the non-volatile component is, for example, 10 to 70% by mass, preferably 15 to 60% by mass.

(遮光剤)
本実施形態の樹脂組成物は、遮光剤を含むことができる。感光性樹脂組成物は遮光剤を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
(Shading agent)
The resin composition of the present embodiment may contain a light-shielding agent. The photosensitive resin composition may contain only one kind of light-shielding agent, or may contain two or more kinds of light-shielding agents.

感光性樹脂組成物が遮光剤を含む場合、その量は目的や用途に応じて適宜設定すればよいが、遮光性能と遮光剤の分散安定性との両立などから、感光性樹脂組成物の不揮発成分(溶剤を除く成分)全体に対して、好ましくは3~70質量%であり、より好ましくは5~60質量%、さらに好ましくは10~50質量%である。 When the photosensitive resin composition contains a light-shielding agent, the amount thereof may be appropriately set according to the purpose and application, but from the viewpoint of achieving both light-shielding performance and dispersion stability of the light-shielding agent, the photosensitive resin composition is non-volatile. It is preferably 3 to 70% by mass, more preferably 5 to 60% by mass, and further preferably 10 to 50% by mass with respect to the entire component (component excluding the solvent).

(架橋剤)
本実施形態の感光性樹脂組成物は、架橋剤を含むことができる。
架橋剤は、光重合開始剤から発生する活性化学種の作用によりポリマーを架橋可能なもの(ポリマーと化学結合することができるもの)であれば、特に限定されない。
架橋剤は、ポリマーとのみ化学結合するのではなく、架橋剤同士で反応して結合形成してもよい。
(Crosslinking agent)
The photosensitive resin composition of the present embodiment may contain a cross-linking agent.
The cross-linking agent is not particularly limited as long as it can cross-link the polymer by the action of the active chemical species generated from the photopolymerization initiator (those that can chemically bond with the polymer).
The cross-linking agent may not only chemically bond with the polymer, but may react with each other to form a bond.

架橋剤は、例えば、一分子中に2以上の重合性二重結合を有する多官能化合物が好ましく、一分子中に2以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリル化合物であることがより好ましい(ただし、架橋剤は、前述のポリマーには該当しない)。ポリマーが有する架橋性基(重合性二重結合)と同種の架橋性基を有する架橋剤を用いることが、均一な硬化性、感度の更なる向上などの点で好ましい。
架橋剤一分子あたりの官能数(重合性二重結合の数)の上限は特にないが、例えば8以下、好ましくは6以下である。
The cross-linking agent is, for example, a polyfunctional compound having two or more polymerizable double bonds in one molecule, and a polyfunctional (meth) acrylic compound having two or more (meth) acryloyl groups in one molecule. (However, the cross-linking agent does not correspond to the above-mentioned polymer). It is preferable to use a cross-linking agent having the same kind of cross-linking group as the cross-linking group (polymerizable double bond) of the polymer in terms of uniform curability and further improvement of sensitivity.
The upper limit of the functional number (the number of polymerizable double bonds) per molecule of the cross-linking agent is not particularly limited, but is, for example, 8 or less, preferably 6 or less.

架橋剤として具体的には、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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFアルキレンオキシドジ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(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ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の、多官能(メタ)アクリレート類;
エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ブチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジビニルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル等の、多官能ビニルエーテル類;
(メタ)アクリル酸2-ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3-ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1-メチル-2-ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸5-ビニロキシペンチル、(メタ)アクリル酸6-ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p-ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2-(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチル等の、ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
エチレングリコールジアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ポリエチレングリコールジアリルエーテル、プロピレングリコールジアリルエーテル、ブチレングリコールジアリルエーテル、ヘキサンジオールジアリルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジアリルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、グリセリントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタアリルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリアリルエーテル、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル等の、多官能アリルエーテル類;
(メタ)アクリル酸アリル等の、アリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキレンオキシド付加トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキレンオキシド付加トリ(メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等の、多官能(メタ)アクリロイル基含有イソシアヌレート類;
トリアリルイソシアヌレート等の、多官能アリル基含有イソシアヌレート類;
トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の多官能イソシアネートと(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル等の、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル類との反応で得られる多官能ウレタン(メタ)アクリレート類;
ジビニルベンゼン等の、多官能芳香族ビニル類;
等を挙げることができる。
Specific examples of the cross-linking agent include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, and hexanediol di. (Meta) acrylate, cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate, bisphenol A alkylene oxide di (meth) acrylate, bisphenol Falkylene oxide di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tetra (meth) Acrylate, glycerintri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ethylene oxide-added trimethylolpropanetri (meth) acrylate, ethylene oxide-added ditrimethylol Propanetetra (meth) acrylate, ethylene oxide-added pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ethylene oxide-added dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, propylene oxide-added trimethylolpropanetri (meth) acrylate, propylene oxide-added dimethylolpropanetetra (meth) Acrylate, propylene oxide-added pentaerythritol tetra (meth) acrylate, propylene oxide-added dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ε-caprolactone-added trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ε-caprolactone-added trimethylolpropane tetra (meth) acrylate , Ε-caprolactone-added pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ε-caprolactone-added dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and other polyfunctional (meth) acrylates;
Ethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, polyethylene glycol divinyl ether, propylene glycol divinyl ether, butylene glycol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, bisphenol A alkylene oxide divinyl ether, bisphenol F alkylene oxide divinyl ether, trimetylol propanetrivinyl ether, ditri Methylol propane tetravinyl ether, glycerin trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, dipentaerythritol pentavinyl ether, dipentaerythritol hexavinyl ether, ethylene oxide-added trimethylol propanetrivinyl ether, ethylene oxide-added ditrimethylol propanetetravinyl ether, ethylene oxide-added pentaerythritol tetravinyl ether, ethylene oxide. Polyfunctional vinyl ethers such as added dipentaerythritol hexavinyl ether;
2-vinyloxyethyl (meth) acrylate, 3-vinyloxypropyl (meth) acrylic acid, 1-methyl-2-vinyloxyethyl (meth) acrylic acid, 2-vinyloxypropyl (meth) acrylic acid, 4 (meth) acrylic acid -Vinyloxybutyl, (meth) acrylic acid 4-vinyloxycyclohexyl, (meth) acrylic acid 5-vinyloxypentyl, (meth) acrylic acid 6-vinyloxyhexyl, (meth) acrylic acid 4-vinyloxymethylcyclohexylmethyl, ( Contains vinyl ether groups (meth) such as p-vinyloxymethylphenylmethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyethoxyethoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate. Acrylic acid esters;
Ethylene glycol diallyl ether, diethylene glycol diallyl ether, polyethylene glycol diallyl ether, propylene glycol diallyl ether, butylene glycol diallyl ether, hexanediol diallyl ether, bisphenol A alkylene oxide diallyl ether, bisphenol Falkylene oxide diallyl ether, trimethyl propanetriallyl ether, Ditrimethylol propanetetraallyl ether, glycerin triallyl ether, pentaerythritol tetraallyl ether, dipentaerythritol pentaallyl ether, dipentaerythritol hexaallyl ether, ethylene oxide-added trimethylol propanetriallyl ether, ethylene oxide-added ditrimethylol propanetetraallyl ether, Polyfunctional allyl ethers such as ethylene oxide-added pentaerythritol tetraallyl ether and ethylene oxide-added dipentaerythritol hexaallyl ether;
Allyl group-containing (meth) acrylic acid esters such as allyl (meth) acrylic acid;
Polyfunctional (meth) acryloyl such as tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, tri (methacryloyloxyethyl) isocyanurate, alkylene oxide-added tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, alkylene oxide-added tri (methacryloyloxyethyl) isocyanurate, etc. Group-containing isocyanates;
Polyfunctional allyl group-containing isocyanates such as triallyl isocyanurate;
Reaction of polyfunctional isocyanates such as tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and xylylene diisocyanate with hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid esters such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate. Polyfunctional urethane (meth) acrylates obtained in
Polyfunctional aromatic vinyls such as divinylbenzene;
And so on.

中でも、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等の三官能(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等の四官能(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の六官能(メタ)アクリレートが好ましい。 Among them, trifunctional (meth) acrylates such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate and pentaerythritol tri (meth) acrylate, and tetrafunctional (meth) acrylates such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate and dimethylolpropane tetra (meth) acrylate. Hexofunctional (meth) acrylates such as acrylates and dipentaerythritol hexa (meth) acrylates are preferred.

感光性樹脂組成物が架橋剤を含む場合、感光性樹脂組成物は架橋剤を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。感光性樹脂組成物が架橋剤を含む場合、その量は目的や用途に応じて適宜設定すればよい。一例として、架橋剤の量は、感光性樹脂100質量部に対して通常30~70質量部、好ましくは40~60質量部程度とすることができる。 When the photosensitive resin composition contains a cross-linking agent, the photosensitive resin composition may contain only one kind of cross-linking agent, or may contain two or more kinds of cross-linking agents. When the photosensitive resin composition contains a cross-linking agent, the amount thereof may be appropriately set according to the purpose and application. As an example, the amount of the cross-linking agent can be usually about 30 to 70 parts by mass, preferably about 40 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the photosensitive resin.

(その他の添加剤)
感光性樹脂組成物は、各種目的や要求特性に応じて、フィラー、上述のポリマー以外のバインダー樹脂、酸発生剤、耐熱向上剤、現像助剤、可塑剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、艶消し剤、消泡剤、レベリング剤、帯電防止剤、分散剤、スリップ剤、表面改質剤、揺変化剤、揺変助剤、シランカップリング剤、多価フェノール化合物等の成分を含んでもよい。
(Other additives)
The photosensitive resin composition may be a filler, a binder resin other than the above-mentioned polymers, an acid generator, a heat resistance improver, a development aid, a plasticizer, a polymerization inhibitor, an ultraviolet absorber, or an oxidation, depending on various purposes and required properties. Ingredients such as inhibitors, matting agents, defoaming agents, leveling agents, antistatic agents, dispersants, slip agents, surface modifiers, rocking agents, rocking aids, silane coupling agents, polyhydric phenol compounds, etc. May include.

[用途]
上述の感光性樹脂組成物を用いて膜形成し、その膜を露光・現像してパターンを形成することにより、パターン付フィルムを得ることができる。このフィルムは、カラーフィルタやブラックマトリクスなどに適用される。つまり、着色剤を含む感光性樹脂組成物を用いてパターンを形成することで、カラーフィルタを得ることができる。また、遮光剤を含む感光性樹脂組成物を用いてパターンを形成することで、ブラックマトリックスを得ることができる。そして、カラーフィルタやブラックマトリクスを備える液晶表示装置や固体撮像素子を製造することができる。
パターンを形成する典型的な手順を説明する。
[Use]
A patterned film can be obtained by forming a film using the above-mentioned photosensitive resin composition and exposing and developing the film to form a pattern. This film is applied to color filters, black matrices, and the like. That is, a color filter can be obtained by forming a pattern using a photosensitive resin composition containing a colorant. Further, a black matrix can be obtained by forming a pattern using a photosensitive resin composition containing a light-shielding agent. Then, it is possible to manufacture a liquid crystal display device or a solid-state image sensor provided with a color filter and a black matrix.
A typical procedure for forming a pattern will be described.

(感光性樹脂膜の形成)
例えば、上記の感光性樹脂組成物を、任意の基板上に塗布し、必要に応じて乾燥させることで、まず、感光性樹脂膜を得る。
(Formation of photosensitive resin film)
For example, the above-mentioned photosensitive resin composition is applied onto an arbitrary substrate and dried if necessary to first obtain a photosensitive resin film.

組成物を塗布する基板は特に限定されない。例えば、ガラス基板、シリコンウエハ、セラミック基板、アルミ基板、SiCウエハー、GaNウエハー、銅張積層板などが挙げられる。
基板は、未加工の基板であっても、電極や素子が表面に形成された基板であってもよい。接着性の向上のために表面処理さていてもよい。
The substrate on which the composition is applied is not particularly limited. For example, a glass substrate, a silicon wafer, a ceramic substrate, an aluminum substrate, a SiC wafer, a GaN wafer, a copper-clad laminate, and the like can be mentioned.
The substrate may be an unprocessed substrate or a substrate on which electrodes and elements are formed on the surface. It may be surface-treated to improve the adhesiveness.

感光性樹脂組成物の塗布方法は特に限定されない。スピナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング、インクジェット法などにより行うことができる。 The method of applying the photosensitive resin composition is not particularly limited. It can be performed by rotary coating using a spinner, spray coating using a spray coater, dipping, printing, roll coating, an inkjet method, or the like.

基板上に塗布した感光性樹脂組成物の乾燥は、典型的にはホットプレート、熱風、オーブン等で加熱処理することで行われる。加熱温度は、通常80~140℃、好ましくは90~120℃である。また、加熱の時間は、通常30~600秒、好ましくは30~300秒程度である。 Drying of the photosensitive resin composition applied on the substrate is typically performed by heat treatment with a hot plate, hot air, an oven or the like. The heating temperature is usually 80 to 140 ° C, preferably 90 to 120 ° C. The heating time is usually about 30 to 600 seconds, preferably about 30 to 300 seconds.

感光性樹脂膜の膜厚は、特に限定されず、最終的に得ようとするパターンに応じて適宜調整すればよいが、通常0.5~10μm、好ましくは1~5μmである。なお、膜厚は、感光性樹脂組成物中の溶剤の含有量や塗布方法などにより調整可能である。 The film thickness of the photosensitive resin film is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the pattern to be finally obtained, but is usually 0.5 to 10 μm, preferably 1 to 5 μm. The film thickness can be adjusted by adjusting the content of the solvent in the photosensitive resin composition, the coating method, and the like.

(露光)
露光は、典型的には、適当なフォトマスクを介して活性光線を感光性樹脂膜に当てることで行う。
(exposure)
The exposure is typically performed by irradiating the photosensitive resin film with an active ray through a suitable photomask.

活性光線としては、例えばX線、電子線、紫外線、可視光線などが挙げられる。波長でいうと200~500nmの光が好ましい。パターンの解像度や取り扱い性の点で、光源は水銀ランプのg線、h線又はi線であることが好ましく、特にi線が好ましい。また、2つ以上の光線を混合して用いてもよい。露光装置としては、コンタクトアライナー、ミラープロジェクション又はステッパ-が好ましい。
露光の光量は、感光性樹脂膜中の感光剤の量などにより適宜調整すればよいが、例えば100~500mJ/cm程度である。
Examples of the active ray include X-rays, electron beams, ultraviolet rays, visible rays and the like. In terms of wavelength, light having a wavelength of 200 to 500 nm is preferable. From the viewpoint of pattern resolution and handleability, the light source is preferably g-line, h-line or i-line of a mercury lamp, and i-line is particularly preferable. Further, two or more light rays may be mixed and used. As the exposure apparatus, a contact aligner, a mirror projection or a stepper is preferable.
The amount of light for exposure may be appropriately adjusted depending on the amount of the photosensitive agent in the photosensitive resin film and the like, and is, for example, about 100 to 500 mJ / cm 2 .

なお、露光後、必要に応じて、感光性樹脂膜を再度加熱してもよい(露光後加熱:Post Exposure Bake)。その温度は、例えば70~150℃、好ましくは90~120℃である。また、時間は、例えば30~600秒、好ましくは30~300秒である。露光後加熱をすることで、光ラジカル重合開始剤から発生したラジカルによる反応が促進され、硬化反応が一層促される。 After the exposure, the photosensitive resin film may be heated again if necessary (heating after exposure: Post Exposure Bake). The temperature is, for example, 70 to 150 ° C, preferably 90 to 120 ° C. The time is, for example, 30 to 600 seconds, preferably 30 to 300 seconds. By heating after exposure, the reaction by radicals generated from the photoradical polymerization initiator is promoted, and the curing reaction is further promoted.

(現像)
露光された感光性樹脂膜を、適当な現像液により現像することで、パターンを得ること、また、パターンを備えた基板を製造することができる。
本実施形態のポリマー溶液を含む感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂膜は、基板への密着性に優れることから、現像工程においてパターンの剥離が抑制される。
(developing)
By developing the exposed photosensitive resin film with an appropriate developer, a pattern can be obtained and a substrate having the pattern can be manufactured.
Since the photosensitive resin film made of the photosensitive resin composition containing the polymer solution of the present embodiment has excellent adhesion to the substrate, peeling of the pattern is suppressed in the developing process.

現像工程においては、適当な現像液を用いて、例えば浸漬法、パドル法、回転スプレー法などの方法を用いて現像を行うことができる。現像により、感光性樹脂膜の露光部(ポジ型の場合)又は未露光部(ネガ型の場合)が溶出除去され、パターンが得られる。
使用可能な現像液は特に限定されない。例えば、アルカリ水溶液や有機溶剤が使用可能である。
In the developing step, development can be carried out using a suitable developer, for example, by a method such as a dipping method, a paddle method, or a rotary spray method. By development, the exposed portion (in the case of the positive type) or the unexposed portion (in the case of the negative type) of the photosensitive resin film is eluted and removed, and a pattern is obtained.
The developer that can be used is not particularly limited. For example, an alkaline aqueous solution or an organic solvent can be used.

アルカリ水溶液として具体的には、(i)水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニアなどの無機アルカリ水溶液、(ii)エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミンなどの有機アミン水溶液、(iii)テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドなどの4級アンモニウム塩の水溶液などが挙げられる。
本実施形態のポリマーは、アルカリ溶解性が調整され、感度に優れることから、TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)溶液等の強塩基性現像液を用いる場合において、露光、現像後のパターンを設計通りの形状とすることができる。
Specific examples of the alkaline aqueous solution include (i) an inorganic alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate and ammonia, (ii) an organic amine aqueous solution such as ethylamine, diethylamine, triethylamine and triethanolamine, and (iii). Examples thereof include an aqueous solution of a quaternary ammonium salt such as tetramethylammonium hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide.
Since the polymer of the present embodiment has adjusted alkali solubility and is excellent in sensitivity, when a strong basic developer such as TMAH (tetramethylammonium hydroxide) solution is used, the pattern after exposure and development is as designed. Can be in the shape of.

有機溶剤として具体的には、シクロペンタノンなどのケトン系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)や酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル系溶剤、等が挙げられる。
現像液には、例えばメタノール、エタノールなどの水溶性有機溶媒や、界面活性剤などが添加されていてもよい。
Specific examples of the organic solvent include a ketone solvent such as cyclopentanone, an ester solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and butyl acetate, and an ether solvent such as propylene glycol monomethyl ether.
A water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol, a surfactant, or the like may be added to the developing solution.

本実施形態においては、現像液としてアルカリ水溶液を用いることが好ましく、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、炭酸ナトリウム水溶液、または水酸化カリウム水溶液を用いることがより好ましい。
アルカリ水溶液の濃度は、好ましくは0.1~10質量%であり、更に好ましくは0.5~5質量%である。
以上の工程により、パターンを得ること/パターンを備えた基板を製造することができるが、現像の後、様々な処理を行ってもよい。
In the present embodiment, it is preferable to use an alkaline aqueous solution as a developer, and it is more preferable to use a tetramethylammonium hydroxide, a sodium carbonate aqueous solution, or a potassium hydroxide aqueous solution.
The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass.
By the above steps, a pattern can be obtained / a substrate having the pattern can be manufactured, but various processes may be performed after the development.

例えば、現像の後、リンス液によりパターンおよび基板を洗浄してもよい。リンス液としては、例えば蒸留水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 For example, after development, the pattern and substrate may be washed with a rinse solution. Examples of the rinsing solution include distilled water, methanol, ethanol, isopropanol, propylene glycol monomethyl ether and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

また、得られたパターンを加熱して十分に硬化させるようにしてもよい。加熱温度は、典型的には150~400℃、好ましくは160~300℃、より好ましくは200~250℃である。加熱時間は特に限定されないが、例えば15~300分の範囲内である。この加熱処理は、ホットプレート、オーブン、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンなどにより行うことが出来る。加熱処理を行う際の雰囲気気体としては、空気であっても、窒素、アルゴンなどの不活性ガスであってもよい。また、減圧下で加熱してもよい。
カラーフィルタおよび/またはブラックマトリクスを備える、液晶表示装置および/または固体撮像素子の構造の一例について、図1に模式的に示す。
Further, the obtained pattern may be heated to be sufficiently cured. The heating temperature is typically 150-400 ° C, preferably 160-300 ° C, more preferably 200-250 ° C. The heating time is not particularly limited, but is, for example, in the range of 15 to 300 minutes. This heat treatment can be performed by a hot plate, an oven, a temperature-increasing oven in which a temperature program can be set, or the like. The atmospheric gas for heat treatment may be air or an inert gas such as nitrogen or argon. Further, it may be heated under reduced pressure.
FIG. 1 schematically shows an example of the structure of a liquid crystal display device and / or a solid-state image sensor provided with a color filter and / or a black matrix.

基板10上には、ブラックマトリクス11とカラーフィルタ12が形成されている。また、このブラックマトリクス11とカラーフィルタ12の上部に保護膜13および透明電極層14が設けられている。 A black matrix 11 and a color filter 12 are formed on the substrate 10. Further, a protective film 13 and a transparent electrode layer 14 are provided above the black matrix 11 and the color filter 12.

基板10は、通常、光を通過する材料により構成されるものであり、たとえば、ガラスの他、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスルホン、環状オレフィンの重合体などにより構成される。基板10は、必要に応じて、コロナ放電処理、オゾン処理、薬液処理等が施されたものであってもよい。
基板10は、好ましくはガラスより構成される。
ブラックマトリクス11は、たとえば、遮光剤を含む感光性樹脂組成物の硬化物によって構成される。
The substrate 10 is usually made of a material that allows light to pass through, and is made of, for example, a polymer of polyester, polycarbonate, polyolefin, polysulfone, cyclic olefin, or the like, in addition to glass. The substrate 10 may be subjected to a corona discharge treatment, an ozone treatment, a chemical solution treatment, or the like, if necessary.
The substrate 10 is preferably made of glass.
The black matrix 11 is composed of, for example, a cured product of a photosensitive resin composition containing a light-shielding agent.

カラーフィルタ12としては、通常、赤、緑、青の三色が存在する。カラーフィルタ12は、各色に応じた着色剤を含む感光性樹脂組成物の硬化物により構成される。 The color filter 12 usually has three colors of red, green, and blue. The color filter 12 is composed of a cured product of a photosensitive resin composition containing a colorant corresponding to each color.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are examples of the present invention, and various configurations other than the above can be adopted.

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例中の使用化合物については、以下の略号または商品名で示す場合がある。
・MA:無水マレイン酸
・NB:2-ノルボルネン
・MEK:メチルエチルケトン
・PEMP:ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、下記式(s-2)で表される化合物(SC有機化学株式会社製)

Figure 2022082436000071
・TMMP:トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、下記式(s-1)で表される化合物 (SC有機化学株式会社製)
Figure 2022082436000072
・DPMP:ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)、下記式(s-3)で表される化合物(SC有機化学株式会社製)
Figure 2022082436000073
・4-HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート
・HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
・GMA:メタクリル酸グリシジル
・A-TMM-3LM-N:以下2種の化合物の混合物、ガスクロマトグラフ測定に基づく混合物中の左の化合物の量は約57%(新中村化学工業株式会社製)
Figure 2022082436000074
The compounds used in the examples may be indicated by the following abbreviations or trade names.
-MA: maleic anhydride-NB: 2-norbornene-MEK: methyl ethyl ketone-PEMP: pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), a compound represented by the following formula (s-2) (manufactured by SC Organic Chemistry Co., Ltd.) )
Figure 2022082436000071
-TMMP: Trimethylolpropanetris (3-mercaptopropionate), a compound represented by the following formula (s-1) (manufactured by SC Organic Chemistry Co., Ltd.)
Figure 2022082436000072
-DPMP: Dipentaerythritol hexakis (3-mercaptopropionate), a compound represented by the following formula (s-3) (manufactured by SC Organic Chemistry Co., Ltd.)
Figure 2022082436000073
4-HBA: 4-hydroxybutyl acrylate-HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate-GMA: glycidyl methacrylate-A-TMM-3LM-N: A mixture of the following two compounds, left in the mixture based on gas chromatograph measurement The amount of compound in is about 57% (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.)
Figure 2022082436000074

・A-9550:以下2種の化合物の混合物、水酸基価から見積もった混合物中の左の化合物の量は約50%(新中村化学工業株式会社製) A-9550: The amount of the compound on the left in the mixture of the following two compounds and the mixture estimated from the hydroxyl value is about 50% (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.).

Figure 2022082436000075
Figure 2022082436000075

<原料ポリマーの合成>
(原料ポリマー1の合成)
撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、無水マレイン酸353.02g(3.6mol)と、2-ノルボルネン338.94g(3.6mol)と、ジメチル2,2´-アゾビス(2-メチルプロピオネート)41.45g(0.180mol)とを計量して入れた。これらを、メチルエチルケトン578.98gおよびトルエン113.0gからなる混合溶媒に溶解させ、溶解液を作製した。
この溶解液に対して、30分間窒素を通気して酸素を除去し、次いで、撹拌しつつ温度63℃で9.5時間加熱することで、無水マレイン酸と、2-ノルボルネンとを重合させ、重合溶液を作製した。
上記で得られた重合溶液をメチルエチルケトン712.92gで希釈した後、メタノール8519.9gに滴下することで白色固体を沈殿させた。得られた白色固体を、温度120℃で真空乾燥することにより、2-ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備えるポリマー(原料ポリマー1)550.4gを得た。
得られたポリマーをGPC測定した結果、重量平均分子量Mwは11,600であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は1.79であった。
<Synthesis of raw material polymer>
(Synthesis of raw material polymer 1)
Maleic anhydride 353.02 g (3.6 mol), 2-norbornene 338.94 g (3.6 mol) and dimethyl 2,2'-azobis (3.6 mol) in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a condenser. 2-Methylpropionate) 41.45 g (0.180 mol) was weighed and added. These were dissolved in a mixed solvent consisting of 578.98 g of methyl ethyl ketone and 113.0 g of toluene to prepare a solution.
The solution was aerated with nitrogen for 30 minutes to remove oxygen, and then heated at a temperature of 63 ° C. for 9.5 hours with stirring to polymerize maleic anhydride and 2-norbornene. A polymerization solution was prepared.
The polymerization solution obtained above was diluted with 712.92 g of methyl ethyl ketone and then added dropwise to 8519.9 g of methanol to precipitate a white solid. The obtained white solid was vacuum dried at a temperature of 120 ° C. to obtain 550.4 g of a polymer (raw material polymer 1) having a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride. ..
As a result of GPC measurement of the obtained polymer, the weight average molecular weight Mw was 11,600, and the polydispersity (weight average molecular weight Mw) / (number average molecular weight Mn) was 1.79.

(原料ポリマー2の合成)
撹拌機および冷却管および滴下漏斗を備えた反応容器内に、2-ノルボルネンの75%トルエン溶液602.56g(NB換算451.92g、4.8mol)、無水マレイン酸(MA、470.69g、4.8mol)およびメチルエチルケトン(MEK)2238.50gを加え、撹拌・溶解させた。次いで、窒素バブリングにより系内の溶存酸素を除去したのち、加温し、内温が80℃に到達したところで、2,2'-アゾビスイソ酪酸ジメチル(和光純薬工業製,商品名:V-601、44.21g、0.19mol)およびPEMP(ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート))(140.73g、0.29mol)をMEK189.74gに溶解させた溶液を1時間かけて添加した。その後、さらに80℃で7時間反応させた。次いで、反応混合物を室温まで冷却した。上記で得られた重合溶液を、メタノール3686.4gに滴下することで白色固体を沈殿させた。得られた白色固体を、さらにメタノール3686.4gで洗浄した後、温度120℃で真空乾燥することにより、2-ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備えるポリマー(原料ポリマー2)908.1gを得た。
得られたポリマーをゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定した結果、重量平均分子量Mwは2700であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は1.57であった。
(Synthesis of raw material polymer 2)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser and a dropping funnel, 602.56 g (NB equivalent 451.92 g, 4.8 mol) of a 75% toluene solution of 2-norbornene, maleic anhydride (MA, 470.69 g, 4). 8.8 mol) and 2238.50 g of methyl ethyl ketone (MEK) were added, and the mixture was stirred and dissolved. Next, after removing the dissolved oxygen in the system by nitrogen bubbling, the mixture was heated, and when the internal temperature reached 80 ° C., dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: V-601). , 44.21 g, 0.19 mol) and PEMP (pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate)) (140.73 g, 0.29 mol) dissolved in MEK189.74 g were added over 1 hour. Then, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 7 hours. The reaction mixture was then cooled to room temperature. The polymerization solution obtained above was added dropwise to 3686.4 g of methanol to precipitate a white solid. The obtained white solid is further washed with 3686.4 g of methanol and then vacuum dried at a temperature of 120 ° C. to provide a polymer having a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride (a polymer having a structural unit derived from maleic anhydride. Raw material polymer 2) 908.1 g was obtained.
As a result of measuring the obtained polymer using gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw was 2700, and the polydispersity (weight average molecular weight Mw) / (number average molecular weight Mn) was 1.57. there were.

[原料ポリマー2の構造解析]
原料ポリマー2の合成は、反応開始時においては、溶剤中にモノマーおよびPEMPが溶解した状態でスタートし、その後、反応が進行してポリマーが生成する。反応溶液および得られたポリマーのそれぞれについて分析したところ、以下の結果が得られた。
[Structural analysis of raw material polymer 2]
At the start of the reaction, the synthesis of the raw material polymer 2 is started with the monomer and PEMP dissolved in the solvent, and then the reaction proceeds to form the polymer. Analysis of each of the reaction solution and the obtained polymer gave the following results.

(a)反応溶液の分析
再沈殿精製前の反応溶液のGPC測定で、PEMP単体のピークが認められなかった。すなわち、反応溶液中にPEMPが残存していないことが確認された。また、再沈殿精製前の反応溶液のGC(ガスクロマトグラフィー)測定で、反応前と比べ、反応後の反応溶液中の2-ノルボルネン単体、無水マレイン酸単体のピークが減少しており、2-ノルボルネンおよび無水マレイン酸が反応し、ポリマーを形成していることが確認された。
ガスクロマトグラフィー測定の測定条件は下記の通りであった。
・GC装置:GC-2030(株式会社島津製作所)
・キャリアガス:N
・検出器:水素炎イオン化(FID)検出器、FID温度:300℃
・カラム:SH-RXi-1HT、内径0.25、長さ30m、膜厚0.25μm(株式会社島津ジーエルシー)
・気化室温度:210℃
・カラム流量:0.64mL/min
・カラム昇温条件:50℃5minホールド、20℃/minで300℃まで昇温、300℃10minホールド
(A) Analysis of reaction solution No peak of PEMP alone was observed in the GPC measurement of the reaction solution before reprecipitation purification. That is, it was confirmed that no PEMP remained in the reaction solution. In addition, in the GC (gas chromatography) measurement of the reaction solution before reprecipitation and purification, the peaks of 2-norbornen alone and maleic anhydride alone in the reaction solution after the reaction were reduced compared to before the reaction, and 2-. It was confirmed that norbornene and maleic anhydride reacted to form a polymer.
The measurement conditions for gas chromatography measurement were as follows.
-GC equipment: GC-2030 (Shimadzu Corporation)
・ Carrier gas: N 2
-Detector: Hydrogen flame ionization (FID) detector, FID temperature: 300 ° C
-Column: SH-RXi-1HT, inner diameter 0.25, length 30 m, film thickness 0.25 μm (Shimadzu GLC Co., Ltd.)
・ Vaporization chamber temperature: 210 ℃
-Column flow rate: 0.64 mL / min
-Column temperature rise conditions: 50 ° C 5 min hold, 20 ° C / min temperature rise to 300 ° C, 300 ° C 10 min hold

(b)ポリマーの分析
再沈殿精製後のポリマーのGPC測定で、PEMP単体、2-ノルボルネン単体、無水マレイン酸単体のピークが認められなかった。すなわち、ポリマー中にPEMP、2-ノルボルネン単体および無水マレイン酸が残存していないことが確認された。
(B) Polymer analysis In the GPC measurement of the polymer after reprecipitation and purification, no peaks of PEMP alone, 2-norbornene alone, and maleic anhydride alone were observed. That is, it was confirmed that PEMP, 2-norbornene alone and maleic anhydride did not remain in the polymer.

得られた原料ポリマー2中の硫黄量を、フラスコ燃焼、イオンクロマト法による元素分析により確認し、原料ポリマー2中に硫黄元素が存在していることを確認した。また反応溶液のGPC測定で、PEMP単体のピークが認められず、未反応のPEMPが残っていないことから、PEMPが原料ポリマー2中に取り込まれたことを確認した。 The amount of sulfur in the obtained raw material polymer 2 was confirmed by elemental analysis by flask combustion and ion chromatography, and it was confirmed that the sulfur element was present in the raw material polymer 2. Further, in the GPC measurement of the reaction solution, no peak of PEMP alone was observed, and no unreacted PEMP remained. Therefore, it was confirmed that PEMP was incorporated into the raw material polymer 2.

元素分析方法は以下の通りである。
-試験項目
フラスコ燃焼~イオンクロマト法による全硫黄の定量
-試験方法
フラスコ燃焼~イオンクロマト法
(1)試料約50mgを酸素と置換した密封系のフラスコ内で完全燃焼させる。
(2)生成したガスをあらかじめ添加されているフラスコ内の過酸化水素吸57収液に捕集し、50mlに定容したものを検液とする。
(3)イオンクロマト分析装置に検液及び標準液を導入し、検量線法により硫酸イオンの濃度を求め、試料中に含まれる硫黄量を算出する。
-使用装置
ダイオネクスICS-3000型イオンクロマトグラフ
The elemental analysis method is as follows.
-Test item Flask combustion-Quantification of total sulfur by ion chromatography-Test method Flask combustion-Ion chromatography (1) Completely burn about 50 mg of a sample in a sealed flask replaced with oxygen.
(2) The generated gas is collected in a hydrogen peroxide-absorbing 57-collecting liquid in a flask to which a pre-added gas has been added, and a constant volume of 50 ml is used as a test solution.
(3) A test solution and a standard solution are introduced into an ion chromatographic analyzer, the concentration of sulfate ion is determined by the calibration curve method, and the amount of sulfur contained in the sample is calculated.
-Device used Dionex ICS-3000 type ion chromatograph

[原料ポリマー2に含まれるチオエーテル構造の確認]
以下の化学式で示されるPEMP単体の13C-NMR測定により、炭素a由来のピークaが19.0ppm付近に、炭素b由来のピークbが62.0ppm付近に確認された。
[Confirmation of thioether structure contained in raw material polymer 2]
By 13C-NMR measurement of PEMP alone represented by the following chemical formula, a peak a derived from carbon a was confirmed to be around 19.0 ppm, and a peak b derived from carbon b was confirmed to be around 62.0 ppm.

Figure 2022082436000076
PEMPを使用して合成した原料ポリマー1の13C-NMR測定において、62.0ppm付近に、炭素b由来のピークbの出現を確認した。反応溶液のGPC測定で、PEMP単体のピークが認められず、未反応のPEMPが残っていないことから、PEMPが原料ポリマー1中に取り込まれたことを確認した。
また、原料ポリマー1の13C-NMR測定では、炭素a由来のピークaが確認されず、代わりに28ppm付近に62.0ppmチオエーテル(R-S-R')に対応するピークcが出現した。このピークcの積分値はピークbの積分値のおよそ2倍になっていることから、原料ポリマー2は下記のようなチオエーテル基を有する骨格を備えており、チオール基は消失していた。原料ポリマー2を用いて合成した実施例のポリマーも同様の骨格を備えると考えられる。
Figure 2022082436000076
In the 13 C-NMR measurement of the raw material polymer 1 synthesized using PEMP, the appearance of the peak b derived from carbon b was confirmed at around 62.0 ppm. In the GPC measurement of the reaction solution, no peak of PEMP alone was observed, and no unreacted PEMP remained. Therefore, it was confirmed that PEMP was incorporated into the raw material polymer 1.
Further, in the 13 C-NMR measurement of the raw material polymer 1, the peak a derived from carbon a was not confirmed, and instead, the peak c corresponding to 62.0 ppm thioether (RSR') appeared in the vicinity of 28 ppm. Since the integrated value of the peak c is about twice the integrated value of the peak b, the raw material polymer 2 has a skeleton having a thioether group as described below, and the thiol group has disappeared. It is considered that the polymer of the example synthesized by using the raw material polymer 2 also has a similar skeleton.

Figure 2022082436000077
13C-NMR測定の条件は以下の通りである。
(試験条件)測定サンプルは、秤量した試料に測定溶媒を加えて濃度調製した後、NMR測定用試料管に規定分量注いで作製した。
・測定装置:日本電子JNM-ECA400超伝導FT-NMR装置
・共鳴周波数:100.53MHz
・測定核:13
・測定法:NNE測定(インバースゲートデカップリング法)
・パルス幅:3.83μsec
・パルス繰り返し待ち時間:30s
・積算回数:4096回
・測定温度:室温
・測定溶媒:DMSO-d6(重水素化ジメチルスルホキシド)
・試料濃度:20%(w/v)
Figure 2022082436000077
13 The conditions for C-NMR measurement are as follows.
(Test conditions) The measurement sample was prepared by adding a measurement solvent to the weighed sample to adjust the concentration, and then pouring a specified amount into a sample tube for NMR measurement.
・ Measuring device: JEOL JNM-ECA400 superconducting FT-NMR device ・ Resonance frequency: 100.53MHz
・ Measurement nucleus: 13 C
-Measurement method: NNE measurement (inverse gate decoupling method)
-Pulse width: 3.83 μsec
・ Pulse repetition waiting time: 30s
・ Number of integrations: 4096 times ・ Measurement temperature: Room temperature ・ Measurement solvent: DMSO-d6 (deuterated dimethyl sulfoxide)
-Sample concentration: 20% (w / v)

(原料ポリマー3の合成)
PEMPの代わりに、TMMP(101.99g、0.25mol)を用いた以外は、原料ポリマー2と同様にして、2-ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備えるポリマー(原料ポリマー3)900.1gを得た。
得られた原料ポリマー3をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定した結果、重量平均分子量Mwは3,100であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は1.74であった。
反応溶液のGPC測定で、TMMP単体のピークが認められず、未反応のTMMPが残っていないことから、TMMPが原料ポリマー3中に取り込まれたことを確認した。
また、原料ポリマー3の13C-NMR測定により、TMMPが原料ポリマー3中に取り込まれたことを確認した。
得られた原料ポリマー3中の硫黄量を、フラスコ燃焼、イオンクロマト法による元素分析により確認し、原料ポリマー3中に硫黄元素が存在していることを確認した。
(Synthesis of raw material polymer 3)
Similar to the raw material polymer 2, it has a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride, except that TMMP (101.99 g, 0.25 mol) is used instead of PEMP. 900.1 g of a polymer (raw material polymer 3) was obtained.
As a result of measuring the obtained raw material polymer 3 using gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw was 3,100, and the polydispersity (weight average molecular weight Mw) / (number average molecular weight Mn) was. It was 1.74.
In the GPC measurement of the reaction solution, no peak of TMMP alone was observed, and no unreacted TMMP remained. Therefore, it was confirmed that TMMP was incorporated into the raw material polymer 3.
Further, it was confirmed by 13 C-NMR measurement of the raw material polymer 3 that TMMP was incorporated into the raw material polymer 3.
The amount of sulfur in the obtained raw material polymer 3 was confirmed by elemental analysis by flask combustion and ion chromatography, and it was confirmed that the sulfur element was present in the raw material polymer 3.

(原料ポリマー4の合成)
PEMPの代わりに、DPMP(100.23g、0.13mol)を用いた以外は、原料ポリマー2と同様にして、2-ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備えるポリマー(原料ポリマー4)890.2gを得た。
得られた原料ポリマー4をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定した結果、重量平均分子量Mwは3,600であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は2.02であった。
反応溶液のGPC測定で、DPMP単体のピークが認められず、未反応のDPMPが残っていないことから、DPMPが原料ポリマー4中に取り込まれたことを確認した。
また、原料ポリマー4の13C-NMR測定により、DPMPが原料ポリマー4中に取り込まれたことを確認した。
得られた原料ポリマー4中の硫黄量を、フラスコ燃焼、イオンクロマト法による元素分析により確認し、原料ポリマー4中に硫黄元素が存在していることを確認した。
(Synthesis of raw material polymer 4)
Similar to the raw material polymer 2, it has a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride, except that DPMP (100.23 g, 0.13 mol) is used instead of PEMP. 890.2 g of a polymer (raw material polymer 4) was obtained.
As a result of measuring the obtained raw material polymer 4 using gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw was 3,600, and the polydispersity (weight average molecular weight Mw) / (number average molecular weight Mn) was. It was 2.02.
In the GPC measurement of the reaction solution, no peak of DPMP alone was observed, and no unreacted DPMP remained. Therefore, it was confirmed that DPMP was incorporated into the raw material polymer 4.
Further, it was confirmed by 13 C-NMR measurement of the raw material polymer 4 that DPMP was incorporated into the raw material polymer 4.
The amount of sulfur in the obtained raw material polymer 4 was confirmed by elemental analysis by flask combustion and ion chromatography, and it was confirmed that the sulfur element was present in the raw material polymer 4.

<ポリマーPの合成>
(調製例1:ポリマーP1の調製)
原料ポリマー1のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)および単官能(メタ)アクリル化合物(HEMA)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られたポリマーP1を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー1 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 102.26gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-TMM-3LM-N 58.12gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、HEMA 50.78g(0.390モル)を加え、温度70℃で4時間反応させた。さらにその後、GMA 26.62g(0.187モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー1中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、A-TMM-3LM-NおよびHEMAで開環し、GMAと反応させたポリマーP1を得た。
ポリマーP1GPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP1には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
<Synthesis of polymer P>
(Preparation Example 1: Preparation of polymer P1)
The MA unit of the raw material polymer 1 is ring-opened with a trifunctional (meth) acrylic compound (A-TMM-3LM-N) and a monofunctional (meth) acrylic compound (HEMA), and then an epoxy group-containing (meth) acrylic compound (meth). The polymer P1 obtained by reacting with GMA) was prepared. The details will be described below.
First, 102.26 g of MEK was added to 160 g of the raw material polymer (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Then, 58.12 g of A-TMM-3LM-N was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added, and the mixture was reacted at a temperature of 70 ° C. for 2 hours. After that, 50.78 g (0.390 mol) of HEMA was added, and the mixture was reacted at a temperature of 70 ° C. for 4 hours. After that, 26.62 g (0.187 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70 ° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The prepared reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous solution of formic acid to remove the aqueous phase from the reaction solution. Then, the polymer was purified by the following procedure.
-The polymer was reprecipitated with an excess amount of toluene.
-The operation of washing the polymer powder obtained by reprecipitation with an excess amount of toluene was repeated twice.
-The operation of washing the polymer powder after washing twice with an excess amount of water was performed three times.
The resulting reaction product was dried at 40 ° C. for 16 hours.
As described above, the structural unit derived from maleic anhydride in the raw material polymer 1 was ring-opened with A-TMM-3LM-N and HEMA to obtain a polymer P1 reacted with GMA.
The disappearance of the peaks of the polyfunctional (meth) acrylic compound, the monofunctional (meth) acrylic compound, and the epoxy group-containing (meth) acrylic compound used was confirmed by the polymer P1 GPC measurement. As a result, it was confirmed that the obtained polymer P1 did not contain an unreacted (meth) acrylic compound, a (meth) acrylic compound having no hydroxyl group, and an unreacted epoxy group-containing (meth) acrylic compound. ..

(調製例2:ポリマーP2の調製)
原料ポリマー1のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)で開環し、さらに水を添加して開環させ、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られたポリマーP2を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー1 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 103.92gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-TMM-3LM-N 58.12gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、水 1.50g(0.083モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、GMA 26.62g(0.187モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー1中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、A-TMM-3LM-Nおよび水で開環し、GMAと反応させたポリマーP2を得た。
ポリマーP2のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP4には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
(Preparation Example 2: Preparation of polymer P2)
The MA unit of the raw material polymer 1 is ring-opened with a trifunctional (meth) acrylic compound (A-TMM-3LM-N), water is further added to open the ring, and then an epoxy group-containing (meth) acrylic compound (GMA) is opened. ) To prepare the obtained polymer P2. The details will be described below.
First, 103.92 g of MEK was added to 160 g of the raw material polymer (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Then, 58.12 g of A-TMM-3LM-N was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added, and the mixture was reacted at a temperature of 70 ° C. for 2 hours. After that, 1.50 g (0.083 mol) of water was added, and the mixture was reacted at a temperature of 70 ° C. for 2 hours. After that, 26.62 g (0.187 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70 ° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The prepared reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous solution of formic acid to remove the aqueous phase from the reaction solution. Then, the polymer was purified by the following procedure.
-The polymer was reprecipitated with an excess amount of toluene.
-The operation of washing the polymer powder obtained by reprecipitation with an excess amount of toluene was repeated twice.
-The operation of washing the polymer powder after washing twice with an excess amount of water was performed three times.
The resulting reaction product was dried at 40 ° C. for 16 hours.
As described above, the structural unit derived from maleic anhydride in the raw material polymer 1 was ring-opened with A-TMM-3LM-N and water to obtain a polymer P2 reacted with GMA.
By GPC measurement of the polymer P2, the disappearance of the peaks of the polyfunctional (meth) acrylic compound and the epoxy group-containing (meth) acrylic compound used was confirmed. As a result, it was confirmed that the obtained polymer P4 does not contain an unreacted (meth) acrylic compound, a (meth) acrylic compound having no hydroxyl group, and an unreacted epoxy group-containing (meth) acrylic compound. ..

(調製例3:ポリマーP3の調製)
原料ポリマー1のMA単位を、5官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物(4-HBA)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られたポリマーP3を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー1 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 102.36gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-9550 52.54gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、4-HBA 56.27g(0.390モル)を加え、温度70℃で4時間反応させた。さらにその後、GMA 26.62g(0.187モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー1中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、A-9550および4-HBAで開環し、GMAと反応させたポリマーP3を得た。
ポリマーP3のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物、単官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP3には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
(Preparation Example 3: Preparation of Polymer P3)
The MA unit of the raw material polymer 1 is ring-opened with a pentafunctional (meth) acrylic compound and a monofunctional (meth) acrylic compound (4-HBA), and then reacted with an epoxy group-containing (meth) acrylic compound (GMA). The resulting polymer P3 was prepared. The details will be described below.
First, 102.36 g of MEK was added to 160 g of the raw material polymer (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Then, 52.54 g of A-9550 was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added, and the mixture was reacted at a temperature of 70 ° C. for 2 hours. After that, 56.27 g (0.390 mol) of 4-HBA was added, and the mixture was reacted at a temperature of 70 ° C. for 4 hours. After that, 26.62 g (0.187 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70 ° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The prepared reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous solution of formic acid to remove the aqueous phase from the reaction solution. Then, the polymer was purified by the following procedure.
-The polymer was reprecipitated with an excess amount of toluene.
-The operation of washing the polymer powder obtained by reprecipitation with an excess amount of toluene was repeated twice.
-The operation of washing the polymer powder after washing twice with an excess amount of water was performed three times.
The resulting reaction product was dried at 40 ° C. for 16 hours.
As described above, the structural unit derived from maleic anhydride in the raw material polymer 1 was ring-opened with A-9550 and 4-HBA to obtain a polymer P3 reacted with GMA.
By GPC measurement of the polymer P3, the disappearance of the peaks of the polyfunctional (meth) acrylic compound, the monofunctional (meth) acrylic compound, and the epoxy group-containing (meth) acrylic compound used was confirmed. As a result, it was confirmed that the obtained polymer P3 does not contain an unreacted (meth) acrylic compound, a (meth) acrylic compound having no hydroxyl group, and an unreacted epoxy group-containing (meth) acrylic compound. ..

(調製例4:ポリマーP4の調製)
原料ポリマー2のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)および単官能(メタ)アクリル化合物(4-HBA)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られたポリマーP4を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー2 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 100.54gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-TMM-3LM-N 58.12gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、4-HBA 40.51g(0.281モル)を加え、温度70℃で4時間反応させた。さらにその後、GMA 26.62g(0.187モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、A-TMM-3LM-Nおよび4-HBAで開環し、GMAと反応させたポリマーP4を得た。
ポリマーP4のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP4には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
(Preparation Example 4: Preparation of Polymer P4)
The MA unit of the raw material polymer 2 is ring-opened with a trifunctional (meth) acrylic compound (A-TMM-3LM-N) and a monofunctional (meth) acrylic compound (4-HBA), and then an epoxy group-containing (meth) acrylic. The polymer P4 obtained by reacting with the compound (GMA) was prepared. The details will be described below.
First, 100.54 g of MEK was added to 260 g of the raw material polymer (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Then, 58.12 g of A-TMM-3LM-N was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added, and the mixture was reacted at a temperature of 70 ° C. for 2 hours. After that, 40.51 g (0.281 mol) of 4-HBA was added, and the mixture was reacted at a temperature of 70 ° C. for 4 hours. After that, 26.62 g (0.187 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70 ° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The prepared reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous solution of formic acid to remove the aqueous phase from the reaction solution. Then, the polymer was purified by the following procedure.
-The polymer was reprecipitated with an excess amount of toluene.
-The operation of washing the polymer powder obtained by reprecipitation with an excess amount of toluene was repeated twice.
-The operation of washing the polymer powder after washing twice with an excess amount of water was performed three times.
The resulting reaction product was dried at 40 ° C. for 16 hours.
As described above, the structural unit derived from maleic anhydride in the raw material polymer was ring-opened with A-TMM-3LM-N and 4-HBA to obtain a polymer P4 reacted with GMA.
By GPC measurement of the polymer P4, the disappearance of the peaks of the polyfunctional (meth) acrylic compound, the monofunctional (meth) acrylic compound, and the epoxy group-containing (meth) acrylic compound used was confirmed. As a result, it was confirmed that the obtained polymer P4 does not contain an unreacted (meth) acrylic compound, a (meth) acrylic compound having no hydroxyl group, and an unreacted epoxy group-containing (meth) acrylic compound. ..

(調製例5:ポリマーP5の調製)
4-HBAの添加量を54.02g、GMAを33.28g、MEKを100.91gに代えた以外は調製例4と同様にしてポリマーP5を作製した。
(Preparation Example 5: Preparation of Polymer P5)
Polymer P5 was prepared in the same manner as in Preparation Example 4 except that the amount of 4-HBA added was 54.02 g, GMA was 33.28 g, and MEK was replaced with 100.91 g.

(調製例6:ポリマーP6の調製)
原料ポリマー2のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られたポリマーP13を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー1 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 100.57gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-TMM-3LM-N 58.12gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、GMA 13.31g(0.094モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、A-TMM-3LM-Nで開環し、GMAと反応させたポリマーP6を得た。
ポリマーP6のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP6には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
(Preparation Example 6: Preparation of Polymer P6)
Polymer P13 obtained by opening the MA unit of the raw material polymer 2 with a trifunctional (meth) acrylic compound (A-TMM-3LM-N) and then reacting with an epoxy group-containing (meth) acrylic compound (GMA). Was produced. The details will be described below.
First, 100.57 g of MEK was added to 160 g of the raw material polymer (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Then, 58.12 g of A-TMM-3LM-N was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added, and the mixture was reacted at a temperature of 70 ° C. for 2 hours. After that, 13.31 g (0.094 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70 ° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The prepared reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous solution of formic acid to remove the aqueous phase from the reaction solution. Then, the polymer was purified by the following procedure.
-The polymer was reprecipitated with an excess amount of toluene.
-The operation of washing the polymer powder obtained by reprecipitation with an excess amount of toluene was repeated twice.
-The operation of washing the polymer powder after washing twice with an excess amount of water was performed three times.
The resulting reaction product was dried at 40 ° C. for 16 hours.
As described above, the structural unit derived from maleic anhydride in the raw material polymer was ring-opened with A-TMM-3LM-N to obtain a polymer P6 reacted with GMA.
By GPC measurement of the polymer P6, the disappearance of the peaks of the polyfunctional (meth) acrylic compound, the monofunctional (meth) acrylic compound, and the epoxy group-containing (meth) acrylic compound used was confirmed. As a result, it was confirmed that the obtained polymer P6 does not contain an unreacted (meth) acrylic compound, a (meth) acrylic compound having no hydroxyl group, and an unreacted epoxy group-containing (meth) acrylic compound. ..

(調製例7:ポリマーP7の調製)
原料ポリマー1のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)および単官能(メタ)アクリル化合物(4-HBA)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られたポリマーP7を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー1 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 100.14gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-TMM-3LM-N 58.12gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、4-HBA 56.27g(0.390モル)を加え、温度70℃で4時間反応させた。さらにその後、GMA 26.62g(0.187モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー3のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)および単官能(メタ)アクリル化合物(4-HBA)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られるポリマーP7を作製した
(Preparation Example 7: Preparation of Polymer P7)
The MA unit of the raw material polymer 1 is ring-opened with a trifunctional (meth) acrylic compound (A-TMM-3LM-N) and a monofunctional (meth) acrylic compound (4-HBA), and then an epoxy group-containing (meth) acrylic. The polymer P7 obtained by reacting with compound (GMA) was prepared. The details will be described below.
First, 100.14 g of MEK was added to 160 g of the raw material polymer (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Then, 58.12 g of A-TMM-3LM-N was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added, and the mixture was reacted at a temperature of 70 ° C. for 2 hours. After that, 56.27 g (0.390 mol) of 4-HBA was added, and the mixture was reacted at a temperature of 70 ° C. for 4 hours. After that, 26.62 g (0.187 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70 ° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The prepared reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous solution of formic acid to remove the aqueous phase from the reaction solution. Then, the polymer was purified by the following procedure.
-The polymer was reprecipitated with an excess amount of toluene.
-The operation of washing the polymer powder obtained by reprecipitation with an excess amount of toluene was repeated twice.
-The operation of washing the polymer powder after washing twice with an excess amount of water was performed three times.
The resulting reaction product was dried at 40 ° C. for 16 hours.
As described above, the MA unit of the raw material polymer 3 is ring-opened with a trifunctional (meth) acrylic compound (A-TMM-3LM-N) and a monofunctional (meth) acrylic compound (4-HBA), and then contains an epoxy group ( A polymer P7 obtained by reacting with a meta) acrylic compound (GMA) was prepared.

(調製例8:ポリマーP8の調製)
原料ポリマー3を原料ポリマー4に代えた以外は調製例7と同様にして、原料ポリマー4のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)および単官能(メタ)アクリル化合物(4-HBA)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られるポリマーP8を作製した
(Preparation Example 8: Preparation of Polymer P8)
The MA unit of the raw material polymer 4 is the trifunctional (meth) acrylic compound (A-TMM-3LM-N) and the monofunctional (meth) in the same manner as in Preparation Example 7 except that the raw material polymer 3 is replaced with the raw material polymer 4. A polymer P8 obtained by opening the ring with an acrylic compound (4-HBA) and then reacting with an epoxy group-containing (meth) acrylic compound (GMA) was prepared.

表1に、各調製例で使用した成分、各成分の仕込み量を無水マレイン酸(MA)換算で示し、各構造単位の量(モル分率、モル%)をH-NMRの積分値解析により算出し、無水マレイン酸(MA)換算で示した。 Table 1 shows the components used in each preparation example and the amount of each component charged in terms of maleic anhydride (MA), and the amount of each structural unit (molar fraction, mol%) is analyzed by 1 H-NMR integral value. And shown in terms of maleic anhydride (MA).

(ポリマーPの物性)
各調製例で得られたポリマーPの下記の物性を測定した。結果を表1に示す。
(Physical characteristics of polymer P)
The following physical characteristics of the polymer P obtained in each preparation example were measured. The results are shown in Table 1.

(重量平均分子量(Mw)・分子量分布(PDI))
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、および分子量分布(PDI:Mw/Mn)は、GPC測定により得られる標準ポリスチレン(PS)の検量線から求めた、ポリスチレン換算値を用いる。測定条件は、以下の通りである。結果を表1に示す。
東ソー社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置HLC-8320GPC
カラム:東ソー社製TSK-GEL Supermultipore HZ-M
検出器:液体クロマトグラム用RI検出器
測定温度:40℃
溶媒:THF
試料濃度:2.0mg/ミリリットル
(Weight average molecular weight (Mw) / molecular weight distribution (PDI))
For the weight average molecular weight (Mw), the number average molecular weight (Mn), and the molecular weight distribution (PDI: Mw / Mn), polystyrene-equivalent values obtained from the calibration curve of standard polystyrene (PS) obtained by GPC measurement are used. The measurement conditions are as follows. The results are shown in Table 1.
Tosoh gel permeation chromatography device HLC-8320GPC
Column: Tosoh TSK-GEL Supermultipore HZ-M
Detector: RI detector for liquid chromatogram Measurement temperature: 40 ° C
Solvent: THF
Sample concentration: 2.0 mg / ml

(酸価)
ポリマーの酸価は以下の方法で測定した。
ポリマー約50mg及び内部標準物質としてテレフタル酸ジメチル約5mgを計量し、DMSO-d6に溶解させた。この溶液について、核磁気共鳴分光装置JNM-AL300(JEOL社製)を用いてH-NMRの測定を行った。H-NMR測定内標準のテレフタル酸ジメチルのフェニル基の4Hのピーク(8.1ppm付近)の積分値を基準にして、ポリマーのカルボキシル基(-COOH)のHのピーク(12.4ppm付近)の積分値からカルボキシル基の量を求める。そして、その量から酸価(mgKOH/g)が算出できる。酸価の値が大きいほど、ポリマー単位質量あたりのカルボキシル基の量が多いことを表す。
結果を表1に示す。酸価が50gKOH/g以上であることにより、ポリマーが十分な現像性を有するために必要なカルボキシ基がポリマー中に存在するとみなすことができる。
(Acid value)
The acid value of the polymer was measured by the following method.
About 50 mg of polymer and about 5 mg of dimethyl terephthalate as an internal standard were weighed and dissolved in DMSO-d6. This solution was measured by 1 H-NMR using a nuclear magnetic resonance spectroscope JNM-AL300 (manufactured by JEOL Ltd.). 1 H peak (around 12.4 ppm) of the carboxyl group (-COOH) of the polymer based on the integrated value of the 4H peak (around 8.1 ppm) of the phenyl group of dimethyl terephthalate, which is the standard in 1 H-NMR measurement. The amount of carboxyl group is obtained from the integrated value of. Then, the acid value (mgKOH / g) can be calculated from the amount. The larger the acid value, the larger the amount of carboxyl groups per polymer unit mass.
The results are shown in Table 1. When the acid value is 50 gKOH / g or more, it can be considered that the carboxy group necessary for the polymer to have sufficient developability is present in the polymer.

(二重結合当量)
ポリマーの二重結合当量は以下の方法で測定した。
上記の酸価の測定方法と同様に、H-NMRの測定を行った。得られたスペクトルチャートのアクリロイル基に由来するシグナル(5.6-5.8ppm、3H)と内部標準物質のフェニル基のシグナル(8.1ppm、4H)の積分比から、ポリマー中のアクリロイル基量(mol/g)を算出し、メタクリロイル基に由来するシグナル(5.6-5.8ppm、2H)と内部標準物質のフェニル基のシグナル(8.1ppm、4H)の積分比から、ポリマー中のメタクリロイル基量(mol/g)を算出した。ここで、6.0-6.1ppmのメタクリロイル基に由来するシグナルについては微小であり、アクリロイル基のシグナルとも重複するため、アクリロイル基のシグナルとして計算した。算出したポリマー中のアクリロイル基量(mol/g)とメタクリロイル基(mol/g)の合計から二重結合量(mol/g)を算出し、二重結合量より、二重結合当量(g/mol)を算出した。
結果を表1に示す。二重結合当量の値が小さいほど、ポリマー単位質量あたりのC=C二重結合の量が多いことを表す。二重結合当量は450g/mol以下であることにより、(高感度化に必要な密度の二重結合がポリマー中に存在する)とみなすことができる。
(Double bond equivalent)
The double bond equivalent of the polymer was measured by the following method.
1 H-NMR was measured in the same manner as in the above acid value measuring method. From the integral ratio of the signal derived from the acryloyl group (5.6-5.8 ppm, 3H) of the obtained spectrum chart and the signal of the phenyl group of the internal standard substance (8.1 ppm, 4H), the amount of acryloyl group in the polymer (Mol / g) is calculated, and from the integral ratio of the signal derived from the methacryloyl group (5.6-5.8 ppm, 2H) and the signal of the phenyl group of the internal standard substance (8.1 ppm, 4H), in the polymer. The amount of methacryloyl group (mol / g) was calculated. Here, since the signal derived from the methacryloyl group of 6.0-6.1 ppm is minute and overlaps with the signal of the acryloyl group, it was calculated as the signal of the acryloyl group. The double bond amount (mol / g) is calculated from the total of the acryloyl group amount (mol / g) and the methacryloyl group (mol / g) in the calculated polymer, and the double bond equivalent (g / g) is calculated from the double bond amount. mol) was calculated.
The results are shown in Table 1. The smaller the value of the double bond equivalent, the larger the amount of C = C double bonds per unit mass of polymer. Since the double bond equivalent is 450 g / mol or less, it can be regarded as (the double bond having the density required for high sensitivity is present in the polymer).

Figure 2022082436000078
Figure 2022082436000078

(実施例1~8、比較例1~9)
(ポリマー溶液の調製)
得られたポリマーP1~P8をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に溶解させて、固形分濃度30質量%のポリマー溶液を作製した。実施例1~8および比較例1では、表2に示す配合量の多官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)を添加した。
(Examples 1 to 8, comparative examples 1 to 9)
(Preparation of polymer solution)
The obtained polymers P1 to P8 were dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) to prepare a polymer solution having a solid content concentration of 30% by mass. In Examples 1 to 8 and Comparative Example 1, the polyfunctional (meth) acrylic compound (A-TMM-3LM-N) shown in Table 2 was added.

(ポリマー溶液のアルカリ溶解速度)
各実施例および比較例のポリマー溶液のアルカリ溶解速度を、以下の方法を使用して測定した。
ウエハー上に上記のポリマー溶液をスピンコートし、PGMEAを乾燥させ、そして温度100℃で2分間プリベークすることで、膜厚約2μmの樹脂膜を作製した。
この樹脂膜を、ウエハーごと、温度23℃の2.38%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)水溶液に浸漬し、樹脂膜の溶解速度を測定した。
溶解速度は、浸漬したウエハーを目視で観察して樹脂膜が溶解して干渉模様が見えなくなるまでの時間を測定し、その時間で膜厚を割り算することで算出した。結果を表2に示す。アルカリ溶解速度が、200nm/s以上、2200nm/s以下であれば、現像性が良好とみなすことができる。
(Alkaline dissolution rate of polymer solution)
The alkali dissolution rates of the polymer solutions of each example and comparative example were measured using the following methods.
The above polymer solution was spin-coated on the wafer, PGMEA was dried, and prebaked at a temperature of 100 ° C. for 2 minutes to prepare a resin film having a film thickness of about 2 μm.
This resin film was immersed in a 2.38% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution at a temperature of 23 ° C. for each wafer, and the dissolution rate of the resin film was measured.
The dissolution rate was calculated by visually observing the immersed wafer, measuring the time until the resin film was dissolved and the interference pattern disappearing, and dividing the film thickness by that time. The results are shown in Table 2. When the alkali dissolution rate is 200 nm / s or more and 2200 nm / s or less, it can be considered that the developability is good.

(感光性樹脂組成物の調製)
全固形分濃度が30質量%になるように、以下成分をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に溶解して、感光性樹脂組成物を調製した。
・ポリマー溶液中の固形分(多官能(メタ)アクリル化合物を含む場合はポリマーPと多官能(メタ)アクリル化合物の合計量):100質量部
・多官能アクリレート(ジペンタエリスリトールへキサアクリレート)(新中村化学工業株式会社製、A-DPH):50質量部
・光重合開始剤(BASF社製、Irgacure OXE01):5質量部
・密着助剤(信越化学工業株式会社製、KBM-403):1質量部
・界面活性剤(DIC株式会社製、F-556):0.5質量部
得られた感光性樹脂組成物は必要に応じてPTFEメンブレンフィルターMillex-LS(メルクミリポア社製)でろ過し、不溶分を取り除いた。
(Preparation of photosensitive resin composition)
The following components were dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) to prepare a photosensitive resin composition so that the total solid content concentration was 30% by mass.
-Solid content in the polymer solution (total amount of polymer P and polyfunctional (meth) acrylic compound when polyfunctional (meth) acrylic compound is contained): 100 parts by mass-Polyfunctional acrylate (dipentaerythritol hexaacrylate) ( Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd., A-DPH): 50 parts by mass ・ Photopolymerization initiator (BASF, Irgacure OXE01): 5 parts by mass ・ Adhesion aid (Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd., KBM-403): 1 part by mass ・ Surface active agent (manufactured by DIC Co., Ltd., F-556): 0.5 parts by mass The obtained photosensitive resin composition is filtered with a PTFE membrane filter Millex-LS (manufactured by Merck Millipore) as necessary. And the insoluble matter was removed.

得られた感光性樹脂組成物を、以下の項目について評価した。 The obtained photosensitive resin composition was evaluated for the following items.

[現像性評価(アルカリ現像液に対する感光性樹脂組成物の溶解速度)]
実施例、比較例で得られた感光性樹脂組成物をウエハー上にスピンコートし、PGMEAを乾燥させ、そして温度100℃で2分間プリベークすることで、膜厚2μm±0.2の樹脂膜を作製した。
この樹脂膜を、ウエハーごと、温度23℃の0.5%TMAH水溶液に浸漬し、樹脂膜の溶解速度を測定した。
溶解速度は、浸漬したウエハーを目視で観察して樹脂膜が溶解して干渉模様が見えなくなるまでの時間を測定し、その時間で膜厚を割り算することで算出した。結果を表2に示す。アルカリ溶解速度が、200nm/s以上、3000nm/s以下であれば、現像性が良好とみなすことができる。
[Developability evaluation (dissolution rate of photosensitive resin composition in alkaline developer)]
The photosensitive resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples were spin-coated on a wafer, PGMEA was dried, and prebaked at a temperature of 100 ° C. for 2 minutes to form a resin film having a film thickness of 2 μm ± 0.2. Made.
This resin film was immersed in a 0.5% TMAH aqueous solution having a temperature of 23 ° C. for each wafer, and the dissolution rate of the resin film was measured.
The dissolution rate was calculated by visually observing the immersed wafer, measuring the time until the resin film was dissolved and the interference pattern disappearing, and dividing the film thickness by that time. The results are shown in Table 2. When the alkali dissolution rate is 200 nm / s or more and 3000 nm / s or less, it can be considered that the developability is good.

[感光性樹脂組成物の感度評価(0.5%TMAH水溶液)]
(残膜率が90%以上となる露光量)
実施例、比較例で得られた感光性樹脂組成物を、HMDS(Hexamethyldisilazane)処理した3インチシリコンウエハ上に回転塗布し、100℃、120秒間ホットプレートにてベークして、約3.0μm厚(±0.3μm)の薄膜Aを得た。
この薄膜Aに、遮光率1~100%の階調を有するフォトマスクを介して、キヤノン社製g+h+i線マスクアライナー(PLA-501F)にて100mJ/cmの露光量でg+h+i線を露光した。
露光後、薄膜を0.5質量%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)水溶液で23℃、表2に記載の現像時間で現像(ウエハごと浸漬)することで、1~100mJ/cmの各露光量で露光、現像された薄膜Bを得た。
上記の方法にて得られた薄膜A、薄膜Bの膜厚から、以下の式より残膜率を算出した。
残膜率(%)=(各露光量での薄膜Bの膜厚/薄膜Aの膜厚)×100
そして、残膜率が90%以上となる露光量を、各感光性樹脂組成物の感度とした。結果を表2に示す。残膜率が90%以上となる露光量が、50mJ/cm以下であれば、感光性組成物として問題なく使用することができ、20mJ/cm以下であれば感度が良好であるとみなすことができる。
[Sensitivity evaluation of photosensitive resin composition (0.5% TMAH aqueous solution)]
(Exposure amount at which the residual film ratio is 90% or more)
The photosensitive resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples were spin-coated on a 3-inch silicon wafer treated with HMDS (Hexamethyldisilazane), baked at 100 ° C. for 120 seconds on a hot plate, and about 3.0 μm thick. A thin film A (± 0.3 μm) was obtained.
The thin film A was exposed to g + h + i lines at an exposure amount of 100 mJ / cm 2 with a Canon g + h + i line mask aligner (PLA-501F) via a photomask having a gradation with a shading rate of 1 to 100%.
After the exposure, the thin film is developed (immersed together with the wafer) at 23 ° C. in a 0.5 mass% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution for the development time shown in Table 2, and each exposure is 1 to 100 mJ / cm 2 . A thin film B exposed and developed by quantity was obtained.
From the film thicknesses of the thin films A and B obtained by the above method, the residual film ratio was calculated from the following formula.
Remaining film ratio (%) = (film thickness of thin film B / film thickness of thin film A at each exposure amount) × 100
The exposure amount at which the residual film ratio was 90% or more was defined as the sensitivity of each photosensitive resin composition. The results are shown in Table 2. If the exposure amount at which the residual film ratio is 90% or more is 50 mJ / cm 2 or less, it can be used as a photosensitive composition without any problem, and if it is 20 mJ / cm 2 or less, the sensitivity is considered to be good. be able to.

(残膜率が95%以上となる露光量)
上記の(残膜率が90%以上となる露光量)と同様の方法で、残膜率が95%以上となる露光量を測定した。結果を表2に示す。残膜率が95%以上となる露光量が、50mJ/cm以下であれば、感光性組成物として問題なく使用することができ、20mJ/cm以下であれば感度が良好であるとみなすことができる。
(Exposure amount with residual film ratio of 95% or more)
The exposure amount having a residual film ratio of 95% or more was measured by the same method as described above (exposure amount having a residual film ratio of 90% or more). The results are shown in Table 2. If the exposure amount at which the residual film ratio is 95% or more is 50 mJ / cm 2 or less, it can be used as a photosensitive composition without any problem, and if it is 20 mJ / cm 2 or less, the sensitivity is considered to be good. be able to.

[現像時の密着性]
(ラインパターンに対する密着性)
感光性樹脂組成物を、イーグルXGガラス(コーニング社製、厚み0.5mm)上に回転塗布し、100℃、120秒間ホットプレートにてベークして、約3.0μm厚(±0.1μm)の薄膜を得た。
この薄膜に横幅40μm、縦幅400μmのガラス部(露光部)と横幅40μm、縦幅400μmのクロム部(遮光部)を交互に、計5か所のガラス部(露光部)有するフォトマスクを介して、キヤノン社製g+h+i線マスクアライナー(PLA-501F)にて18mJ/cmの露光量でg+h+i線を露光した。この露光により、フォトマスクのガラス部は光を透過するため指定の露光量で露光され、クロム部は光を透過しないため、未露光部となり、露光部と未露光部を交互に有するラインパターンが得られた。露光後、薄膜を0.5質量%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)水溶液で23℃、10秒間現像(ウエハごと浸漬)することで、18mJ/cmの露光量で露光、現像された薄膜を得た。露光、現像後の計5か所の横幅40μm、縦幅400μmのラインパターンについて、ラインパターンの剥離の有無を顕微鏡で観察した。
(判定基準)
密着:現像後のラインパターンは基板に密着しており、剥離している箇所は認められなかった。
剥離:現像後のラインパターンにおいて、基板から剥離している箇所が認められた。
[Adhesion during development]
(Adhesion to line pattern)
The photosensitive resin composition was spin-coated on Eagle XG glass (Corning Inc., thickness 0.5 mm) and baked on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds to a thickness of about 3.0 μm (± 0.1 μm). A thin film was obtained.
A photomask having a total of five glass parts (exposed parts), alternately having a glass part (exposed part) having a width of 40 μm and a vertical width of 400 μm and a chrome part (light-shielding part) having a width of 40 μm and a vertical width of 400 μm, is passed through this thin film. Then, the g + h + i line was exposed with a g + h + i line mask aligner (PLA-501F) manufactured by Canon Inc. at an exposure amount of 18 mJ / cm 2 . By this exposure, the glass part of the photomask is exposed with a specified exposure amount because it transmits light, and the chrome part is unexposed because it does not transmit light, and a line pattern having exposed parts and unexposed parts alternately is formed. Obtained. After the exposure, the thin film was developed with a 0.5 mass% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution at 23 ° C. for 10 seconds (immersed together with the wafer) to expose and develop the thin film at an exposure amount of 18 mJ / cm 2 . Obtained. The presence or absence of peeling of the line pattern was observed with a microscope at a total of 5 line patterns having a width of 40 μm and a height of 400 μm after exposure and development.
(criterion)
Adhesion: The line pattern after development was in close contact with the substrate, and no peeling was observed.
Peeling: In the line pattern after development, a part peeling from the substrate was observed.

(ドットパターンに対する密着性)
感光性樹脂組成物を、イーグルXGガラス(コーニング社製、厚み0.5mm)上に回転塗布し、100℃、120秒間ホットプレートにてベークして、約3.0μm厚(±0.1μm)の薄膜を得た。
この薄膜に横幅50μm、縦幅50μmのガラス部(露光部)とガラス部の周囲がクロム部(遮光部)になっているパターンを計3か所有するフォトマスクを介して、キヤノン社製g+h+i線マスクアライナー(PLA-501F)にて18mJ/cmの露光量でg+h+i線を露光した。この露光により、フォトマスクのガラス部は光を透過するため指定の露光量で露光され、クロム部は光を透過しないため、未露光部となり、横幅50μm、縦幅50μmの露光分を有するドットパターンが得られた。露光後、薄膜を0.5質量%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)水溶液で23℃、10秒間現像(ウエハごと浸漬)することで、18mJ/cmの露光量で露光、現像された薄膜を得た。露光、現像後の計3か所の横幅50μm、縦幅50μmのドットパターンについて、パターンの剥離の有無を顕微鏡で観察した。
さらに上記と同様の手順で、横幅、縦幅がそれぞれ40μm、30μm、20μm、10μm、8μm、6μm、4μm、2μm、1μmのドットパターンについて、パターンの剥離の有無を顕微鏡で観察した。
現像後のドットパターンについて、剥離している箇所は認められなかった最小のドットパターン幅を密着ドットパターンとした。ここで、横幅50μm、縦幅50μ現像後のドットパターンにおいて、基板から剥離している箇所が認められたものについては、「剥離」とした。
(Adhesion to dot pattern)
The photosensitive resin composition was spin-coated on Eagle XG glass (Corning Inc., thickness 0.5 mm) and baked on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds to a thickness of about 3.0 μm (± 0.1 μm). A thin film was obtained.
Canon's g + h + i line via a photomask that owns a total of 3 patterns of this thin film with a glass part (exposed part) with a width of 50 μm and a length of 50 μm and a chrome part (light-shielding part) around the glass part. The g + h + i line was exposed with a mask aligner (PLA-501F) at an exposure amount of 18 mJ / cm 2 . By this exposure, the glass part of the photomask is exposed with a specified exposure amount because it transmits light, and the chrome part is an unexposed part because it does not transmit light, and a dot pattern having an exposure amount of 50 μm in width and 50 μm in height. was gotten. After the exposure, the thin film was developed with a 0.5 mass% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution at 23 ° C. for 10 seconds (immersed together with the wafer) to expose and develop the thin film at an exposure amount of 18 mJ / cm 2 . Obtained. The presence or absence of pattern peeling was observed with a microscope for a total of three dot patterns having a width of 50 μm and a height of 50 μm after exposure and development.
Further, in the same procedure as above, the presence or absence of pattern peeling was observed with a microscope for dot patterns having a width and a height of 40 μm, 30 μm, 20 μm, 10 μm, 8 μm, 6 μm, 4 μm, 2 μm, and 1 μm, respectively.
Regarding the dot pattern after development, the minimum dot pattern width in which no peeling was observed was used as the close contact dot pattern. Here, in the dot pattern after development with a width of 50 μm and a height of 50 μm, a portion where peeling from the substrate was observed was referred to as “peeling”.

(パターン近傍の溶け残りの発生の確認)
以下の手順で感光性樹脂組成物の細線パターンを作成し、細線パターンのパターン近傍の溶け残りの発生を確認した。結果を表3に示す。
各実施例および比較例において、全固形分濃度が30質量%になるように感光性樹脂組成物を調製した。
得られた感光性樹脂組成物を、HMDS(Hexamethyldisilazane)処理した3インチシリコンウエハ上に回転塗布し、100℃、120秒間ホットプレートにてベークして、3.0μm厚(±0.3μm)の薄膜Aを得た。
この薄膜Aに20μm幅のガラス部(露光部)と20μm幅のクロム部(遮光部)を交互に有するフォトマスクを介して、キヤノン社製g+h+i線マスクアライナー(PLA-501F)にて2mJ/cmの間隔で2~24mJ/cmの各露光量でg+h+i線を露光し、2~24mJ/cmの各露光量で露光されたパターンを計12箇所得た。この露光により、フォトマスクのガラス部は光を透過するため指定の露光量で露光され、クロム部は光を透過しないため、未露光部となり、2~24mJ/cmの各露光量について、露光部と未露光部を交互に有するパターンが得られた。露光後、薄膜を0.5%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)水溶液で23℃、10秒間現像(ウエハごと浸漬)することで、2~24mJ/cmの各露光量で露光後、現像したパターンを計12か所含む薄膜Bを得た。薄膜Bの2~24mJ/cmの露光量で露光されたパターン12か所のうち、パターンの横幅が20.0±1.0μmとなる露光量で露光されたパターンについて、パターン近傍の溶け残りの発生の有無を顕微鏡で観察した。
(判定基準)
あり:パターン近傍に溶け残りが認められた。
なし:パターン近傍に溶け残りは観察されなかった。
(Confirmation of undissolved residue near the pattern)
A fine line pattern of the photosensitive resin composition was created by the following procedure, and the occurrence of undissolved residue near the pattern of the fine line pattern was confirmed. The results are shown in Table 3.
In each Example and Comparative Example, the photosensitive resin composition was prepared so that the total solid content concentration was 30% by mass.
The obtained photosensitive resin composition was rotationally coated on a 3-inch silicon wafer treated with HMDS (Hexamethyldisilazane) and baked on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds to a thickness of 3.0 μm (± 0.3 μm). A thin film A was obtained.
2 mJ / cm with a Canon g + h + i-line mask aligner (PLA-501F) via a photomask having 20 μm wide glass parts (exposed parts) and 20 μm wide chrome parts (light-shielding parts) alternately in this thin film A. G + h + i lines were exposed at each exposure amount of 2 to 24 mJ / cm 2 at intervals of 2, and a total of 12 patterns exposed at each exposure amount of 2 to 24 mJ / cm 2 were obtained. By this exposure, the glass part of the photo mask is exposed with a specified exposure amount because it transmits light, and the chrome part becomes an unexposed part because it does not transmit light, and it is exposed for each exposure amount of 2 to 24 mJ / cm 2 . A pattern having alternating portions and unexposed portions was obtained. After the exposure, the thin film was developed with a 0.5% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution at 23 ° C. for 10 seconds (immersion together with the wafer) to expose and then develop at each exposure amount of 2 to 24 mJ / cm 2 . A thin film B containing a total of 12 patterns was obtained. Of the 12 patterns exposed with an exposure amount of 2 to 24 mJ / cm 2 of the thin film B, the pattern exposed with an exposure amount having a width of 20.0 ± 1.0 μm is left undissolved in the vicinity of the pattern. The presence or absence of the occurrence of was observed with a microscope.
(criterion)
Yes: Undissolved residue was found near the pattern.
None: No undissolved residue was observed near the pattern.

Figure 2022082436000079
Figure 2022082436000079

実施例の感光性樹脂組成物は、アルカリ溶解速度が良好であり、よって、現像性に優れていた。実施例の感光性樹脂組成物は、残膜率が90%もしくは95%以上となる露光量が、20mJ/cm以下であり、換言すると低い露光量で硬化し、感度が高いと言える。よって、実施例の感光性樹脂組成物は、高い現像性と高い感度、低いイエローインデックスとをバランス良く備えていた。さらに実施例の感光性樹脂組成物はパターン近傍の溶け残りの発生が抑制され、所望の形状とすることができ、より微細なドットパターンが密着し、パターンの剥離が抑制され、密着性にも優れていた。 The photosensitive resin composition of the example had a good alkali dissolution rate, and was therefore excellent in developability. In the photosensitive resin composition of the example, the exposure amount at which the residual film ratio is 90% or 95% or more is 20 mJ / cm 2 or less, in other words, it is cured at a low exposure amount, and it can be said that the sensitivity is high. Therefore, the photosensitive resin composition of the example has a good balance of high developability, high sensitivity, and low yellow index. Further, the photosensitive resin composition of the example suppresses the generation of undissolved residue in the vicinity of the pattern, can be formed into a desired shape, adheres to a finer dot pattern, suppresses peeling of the pattern, and also has adhesiveness. It was excellent.

<カラーフィルタの作製>
実施例1~6で調製した感光性樹脂組成物に対し、さらに、顔料分散液NX-061(大日精化工業株式会社製、緑色)を適量加えた着色感光性樹脂組成物を調製した。
これを基板上に製膜し、露光、アルカリ現像処理などを行うことで、緑色のカラーフィルタを形成することができた。
また、顔料分散液として、NX-061の代わりに、同社製のNX-053(青色)、NX-032(赤色)などを用いて、青色または赤色のカラーフィルタを形成することができた。
<Making color filters>
A colored photosensitive resin composition was prepared by further adding an appropriate amount of the pigment dispersion liquid NX-061 (manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd., green) to the photosensitive resin compositions prepared in Examples 1 to 6.
A green color filter could be formed by forming a film on the substrate and performing exposure, alkaline development, and the like.
Further, as the pigment dispersion liquid, NX-053 (blue), NX-032 (red) and the like manufactured by the same company could be used instead of NX-061 to form a blue or red color filter.

<ブラックマトリクスの作製>
実施例1~6で調製した感光性樹脂組成物に対し、さらに、カーボンブラック分散液NX-595(大日精化工業株式会社製)を適量加えた黒色感光性樹脂組成物を調製した。
これを基板上に製膜し、露光、アルカリ現像処理などを行うことで、ブラックマトリクスを形成することができた。
<Making a black matrix>
A black photosensitive resin composition was prepared by further adding an appropriate amount of carbon black dispersion NX-595 (manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd.) to the photosensitive resin compositions prepared in Examples 1 to 6.
A black matrix could be formed by forming a film on a substrate and performing exposure, alkaline development, and the like.

10 基板
11 ブラックマトリクス
12 カラーフィルタ
13 保護膜
14 透明電極層
10 Substrate 11 Black matrix 12 Color filter 13 Protective film 14 Transparent electrode layer

Claims (17)

下記一般式(1-1)で表される構造単位、および下記一般式(1-2)で表される構造単位を含む、ポリマーと、
2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する、多官能(メタ)アクリル化合物と、を含み、
前記多官能(メタ)アクリル化合物は、前記ポリマーに対して、1質量%以上40質量%以下の量である、
ポリマー溶液。
Figure 2022082436000080
(一般式(1-1)中、
Zは、1以上の(メタ)アクリロイル基を含む基であり、
Qは、水素原子、または置換もしくは未置換の炭素数1~6のアルキル基であり、
Xは、酸素原子、または置換もしくは未置換の炭素数1~4のアルキレン基を表し、
Qが前記アルキル基であり、Xが前記アルキレン基である場合、QとXが縮合して環式基を形成してもよい。)
Figure 2022082436000081
(一般式(1-2)中、Rは、2つ以上の(メタ)アクリロイル基を含む基である。)
A polymer containing a structural unit represented by the following general formula (1-1) and a structural unit represented by the following general formula (1-2).
Containing a polyfunctional (meth) acrylic compound having two or more (meth) acryloyl groups,
The polyfunctional (meth) acrylic compound is in an amount of 1% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the polymer.
Polymer solution.
Figure 2022082436000080
(In general formula (1-1),
Z is a group containing one or more (meth) acryloyl groups.
Q is a hydrogen atom or an substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
X represents an oxygen atom or a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
When Q is the alkyl group and X is the alkylene group, Q and X may be condensed to form a cyclic group. )
Figure 2022082436000081
(In the general formula (1-2), RD is a group containing two or more (meth) acryloyl groups.)
前記多官能(メタ)アクリル化合物は、一般式(1b-p)で表される化合物、一般式(1c-p)で表される化合物、および一般式(1d-p)で表される化合物から選択される少なくとも1つを含む、請求項1に記載のポリマー溶液。
Figure 2022082436000082
(一般式(1b-p)中、
kは、2または3であり、
Rは、水素原子またはメチル基であり、複数のRは同じでも異なっていてもよく、
は、単結合、炭素数1~6のアルキレン基または-Z-X-で表される基(ここで、Zは、-O-、または-OCO-であり、Xは、炭素数1~6のアルキレン基である)であり、複数存在するXは、同一であっても異なっていてもよく、
'は、単結合、炭素数1~6のアルキレン基、または-X'-Z'-で表される基(ここで、X'は炭素数1~6のアルキレン基であり、Z'は-O-または-COO-である)であり、
は、炭素数1~12のk+1価の有機基であり、
Yは、水素原子、または(メタ)アクリロイル基、あるいはそれらの組み合せである。)
Figure 2022082436000083
(一般式(1c-p)中、
kは、2または3であり、
Rは、水素原子またはメチル基であり、複数のRは同じでも異なっていてもよく、
は、単結合、炭素数1~6のアルキレン基または-Z-X-で表される基(ここで、Zは、-O-、または-OCO-であり、Xは、炭素数1~6のアルキレン基である)であり、複数存在するXは、同一であっても異なっていてもよく、
は、炭素数1~12のk+1価の有機基であり、
は、炭素数1~6の2価の有機基であり、
およびXは、それぞれ独立して、単結合または炭素数1~6の2価の有機基であり、
は、炭素数1~6の2価の有機基であり、
Yは、水素原子、または(メタ)アクリロイル基、あるいはそれらの組み合せである。)
Figure 2022082436000084
(一般式(1d-p)中、
nは、2~5の整数であり、
Rは水素原子またはメチル基であり、複数のRは同じでも異なっていてもよく、
Yは、水素原子、または(メタ)アクリロイル基、あるいはそれらの組み合せである。)
The polyfunctional (meth) acrylic compound is composed of a compound represented by the general formula (1bp), a compound represented by the general formula (1cp), and a compound represented by the general formula (1d-p). The polymer solution of claim 1, comprising at least one selected.
Figure 2022082436000082
(In the general formula (1bp),
k is 2 or 3 and
R is a hydrogen atom or a methyl group, and a plurality of Rs may be the same or different.
X 1 is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a group represented by —Z—X— (where Z is —O— or —OCO—, and X is carbon number 1). It is an alkylene group of up to 6), and a plurality of X 1s existing may be the same or different.
X 1'is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a group represented by -X'-Z'-(where X'is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and Z' Is -O- or -COO-),
X 2 is a k + 1 valent organic group having 1 to 12 carbon atoms.
Y is a hydrogen atom, or a (meth) acryloyl group, or a combination thereof. )
Figure 2022082436000083
(In the general formula (1c-p),
k is 2 or 3 and
R is a hydrogen atom or a methyl group, and a plurality of Rs may be the same or different.
X 1 is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a group represented by —Z—X— (where Z is —O— or —OCO—, and X is carbon number 1). It is an alkylene group of up to 6), and a plurality of X 1s existing may be the same or different.
X 2 is a k + 1 valent organic group having 1 to 12 carbon atoms.
X3 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.
X 4 and X 5 are independently single-bonded or divalent organic groups having 1 to 6 carbon atoms, respectively.
X 6 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.
Y is a hydrogen atom, or a (meth) acryloyl group, or a combination thereof. )
Figure 2022082436000084
(In the general formula (1d-p),
n is an integer of 2 to 5,
R is a hydrogen atom or a methyl group, and multiple Rs may be the same or different.
Y is a hydrogen atom, or a (meth) acryloyl group, or a combination thereof. )
一般式(1-1)で表される前記構造単位において、Zは、一般式(1a)で表される(メタ)アクリロイルオキシ基を含む、請求項1または2に記載のポリマー溶液。
Figure 2022082436000085
(一般式(1a)中、Rは、水素原子またはメチル基である。)
The polymer solution according to claim 1 or 2, wherein in the structural unit represented by the general formula (1-1), Z contains a (meth) acryloyloxy group represented by the general formula (1a).
Figure 2022082436000085
(In the general formula (1a), R is a hydrogen atom or a methyl group.)
前記ポリマーは、一般式(2)で表される構造単位をさらに含む、請求項1~3のいずれかに記載のポリマー溶液。
Figure 2022082436000086
(一般式(2)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~30の有機基であり、aは、0、1または2である。)
The polymer solution according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer further contains a structural unit represented by the general formula (2).
Figure 2022082436000086
(In the general formula (2), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen atoms or organic groups having 1 to 30 carbon atoms, and a 1 is 0, 1 or 2. be.)
一般式(1-2)で表される前記構造単位において、Rは、下記一般式(1b)、(1c)および(1d)で表される基の少なくとも1つを含む、請求項1~4のいずれかに記載のポリマー溶液。
Figure 2022082436000087
(一般式(1b)中、
kは、2または3であり、
Rは、水素原子またはメチル基であり、複数のRは同じでも異なっていてもよく、
は、単結合、炭素数1~6のアルキレン基または-Z-X-で表される基(ここで、Zは、-O-、または-OCO-であり、Xは、炭素数1~6のアルキレン基である)であり、複数存在するXは、同一であっても異なっていてもよく、
'は、単結合、炭素数1~6のアルキレン基、または-X'-Z'-で表される基(ここで、X'は炭素数1~6のアルキレン基であり、Z'は-O-または-COO-である)であり、
は、炭素数1~12のk+1価の有機基である。)
Figure 2022082436000088
(一般式(1c)中、
kは、2または3であり、
Rは、水素原子またはメチル基であり、複数のRは同じでも異なっていてもよく、
は、単結合、炭素数1~6のアルキレン基または-Z-X-で表される基(ここで、Zは、-O-、または-OCO-であり、Xは、炭素数1~6のアルキレン基である)であり、複数存在するXは、同一であっても異なっていてもよく、
は、炭素数1~12のk+1価の有機基であり、
は、炭素数1~6の2価の有機基であり、
およびXは、それぞれ独立して、単結合または炭素数1~6の2価の有機基であり、
は、炭素数1~6の2価の有機基である。)
Figure 2022082436000089
(一般式(1d)中、nは、2~5の整数であり、Rは、水素原子またはメチル基であり、複数のRは同じでも異なっていてもよい。)
In the structural unit represented by the general formula (1-2), RD comprises at least one of the groups represented by the following general formulas (1b), (1c) and (1d). 4. The polymer solution according to any one of 4.
Figure 2022082436000087
(In the general formula (1b),
k is 2 or 3 and
R is a hydrogen atom or a methyl group, and a plurality of Rs may be the same or different.
X 1 is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a group represented by —Z—X— (where Z is —O— or —OCO—, and X is carbon number 1). It is an alkylene group of up to 6), and a plurality of X 1s existing may be the same or different.
X 1'is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a group represented by -X'-Z'-(where X'is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and Z' Is -O- or -COO-),
X 2 is a k + 1 valent organic group having 1 to 12 carbon atoms. )
Figure 2022082436000088
(In the general formula (1c),
k is 2 or 3 and
R is a hydrogen atom or a methyl group, and a plurality of Rs may be the same or different.
X 1 is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a group represented by —Z—X— (where Z is —O— or —OCO—, and X is carbon number 1). It is an alkylene group of up to 6), and a plurality of X 1s existing may be the same or different.
X 2 is a k + 1 valent organic group having 1 to 12 carbon atoms.
X3 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.
X 4 and X 5 are independently single-bonded or divalent organic groups having 1 to 6 carbon atoms, respectively.
X 6 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms. )
Figure 2022082436000089
(In the general formula (1d), n is an integer of 2 to 5, R is a hydrogen atom or a methyl group, and a plurality of Rs may be the same or different.)
前記ポリマーは、一般式(3-1)で表される構造単位をさらに含む、請求項1~5のいずれかに記載のポリマー溶液。
Figure 2022082436000090
(一般式(3-1)中、Rは、単一の(メタ)アクリロイル基を含む基である。)
The polymer solution according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymer further contains a structural unit represented by the general formula (3-1).
Figure 2022082436000090
(In the general formula (3-1), RS is a group containing a single (meth) acryloyl group.)
前記ポリマーは、一般式(4)で表される構造単位をさらに含む、請求項1~6のいずれかに記載のポリマー溶液。
Figure 2022082436000091
The polymer solution according to any one of claims 1 to 6, wherein the polymer further contains a structural unit represented by the general formula (4).
Figure 2022082436000091
前記ポリマーは、一般式(5)で表される構造単位を含む、請求項1~7のいずれかに記載のポリマー溶液。
Figure 2022082436000092
(一般式(5)において、Q、XおよびZは、一般式(1-1)におけるものと同義である。)
The polymer solution according to any one of claims 1 to 7, wherein the polymer contains a structural unit represented by the general formula (5).
Figure 2022082436000092
(In the general formula (5), Q, X and Z are synonymous with those in the general formula (1-1).)
前記ポリマーは、一般式(6)で表される構造単位をさらに含む、請求項1~8のいずれかに記載のポリマー溶液。
Figure 2022082436000093
(一般式(6)において、Q、XおよびZは、一般式(1-1)におけるものと同義である。)
The polymer solution according to any one of claims 1 to 8, wherein the polymer further contains a structural unit represented by the general formula (6).
Figure 2022082436000093
(In the general formula (6), Q, X and Z are synonymous with those in the general formula (1-1).)
前記ポリマーは、一般式(MA)で表される構造単位をさらに含む、請求項1~9のいずれかに記載のポリマー溶液。
Figure 2022082436000094
The polymer solution according to any one of claims 1 to 9, wherein the polymer further contains a structural unit represented by the general formula (MA).
Figure 2022082436000094
前記ポリマーは、チオエーテル基を有する有機基をさらに含む、請求項1~10のいずれかに記載のポリマー溶液。 The polymer solution according to any one of claims 1 to 10, wherein the polymer further contains an organic group having a thioether group. 前記チオエーテル基を有する有機基は、下記化学式(s-1)~(s-21)で表される2官能以上のチオール基含有化合物から誘導される1~6価の炭素数1以上30以下の有機基を含む、請求項11に記載のポリマー溶液。
Figure 2022082436000095
The organic group having a thioether group has 1 to 6 valent carbon atoms of 1 to 30 or less derived from a bifunctional or higher functional thiol group-containing compound represented by the following chemical formulas (s-1) to (s-21). The polymer solution according to claim 11, which comprises an organic group.
Figure 2022082436000095
前記2官能以上のチオール基含有化合物は、下記化学式(s-1)~(s-3)、(s-5)および(s-8)~(s-10)で表される化合物から選択される少なくとも1つを含む、請求項12に記載のポリマー溶液。
Figure 2022082436000096
The bifunctional or higher functional thiol group-containing compound is selected from the compounds represented by the following chemical formulas (s-1) to (s-3), (s-5) and (s-8) to (s-10). 12. The polymer solution of claim 12, comprising at least one of the above.
Figure 2022082436000096
カラーフィルタまたはブラックマトリクスの形成に用いられる、請求項1~13のいずれかに記載のポリマー溶液。 The polymer solution according to any one of claims 1 to 13, which is used for forming a color filter or a black matrix. 請求項1~13のいずれかに記載のポリマー溶液と、
光重合開始剤と、を含む、
感光性樹脂組成物。
The polymer solution according to any one of claims 1 to 13, and the polymer solution.
Including a photopolymerization initiator,
Photosensitive resin composition.
請求項15に記載の感光性樹脂組成物より形成される、硬化物。 A cured product formed from the photosensitive resin composition according to claim 15. 請求項16に記載の硬化物からなる、フィルム。 A film comprising the cured product according to claim 16.
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