JP2022165664A - Photosensitive resin composition and cured film - Google Patents

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陽雄 池田
Takao Ikeda
亘平 穴田
Kohei Anada
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Abstract

To provide a photosensitive resin composition excellent in curability and capable of obtaining cured material excellent in transparency and durability such as solvent resistance.SOLUTION: A photosensitive resin composition contains a polymer containing maleic anhydride and a norbornene derivative, and a polymerization initiator, and a cured film having a thickness of 3 μm obtained by heating at 230°C for 60 minutes satisfies the following properties (a) and (b). (a) The light transmittance at a wavelength of 400 nm and the light transmittance at a wavelength of 550 nm are 95% or more. (b) A film thickness change rate represented by the following formula after immersing in a mixed solvent of monoethanolamine/DMSO=70/30 (weight ratio) at 70°C for 1 minute is 5.0% or less. Formula: [(film thickness after immersion at 70°C for 1 minute - film thickness before immersion)/film thickness before immersion]×100.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、感光性樹脂組成物および硬化膜に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photosensitive resin composition and a cured film.

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の形成には、感光性樹脂組成物が用いられることが多い。 A liquid crystal display device and a solid-state imaging device usually have a color filter and a black matrix. A photosensitive resin composition is often used for forming a color filter or a black matrix.

例えば、特許文献1には、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開示されている。当該文献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。 For example, in Patent Document 1, at least in the side chain, an alkali-soluble resin having a group having an acidic group and two or more different polymerizable unsaturated groups, a polymerizable compound, and a photosensitive containing a photopolymerization initiator A resin composition is disclosed. In Examples of 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 this.

特許文献2には、所定のノルボルネンおよびマレイン酸から誘導される繰り返し単位を含むポリマーと、光ラジカル重合開始剤と、着色剤と、を含む着色感光性樹脂組成物が開示されている。当該文献の合成例には、無水マレイン酸の開環率(エステル化率)が90%であったと記載されている。 Patent Document 2 discloses a colored photosensitive resin composition containing a polymer containing repeating units derived from predetermined norbornene and maleic acid, a photoradical polymerization initiator, and a colorant. In the synthesis example of the literature, it is described that the ring-opening rate (esterification rate) of maleic anhydride was 90%.

特許文献3には、無水マレイン酸部位を開環させた前駆体ポリマーに対し、エポキシ基を備える化合物を反応させる工程を含むポリマーの製造方法が開示されている。当該文献の実施例には、エポキシ基を備える化合物として、メタクリル酸グリシジルが記載されている。 Patent Literature 3 discloses a method for producing a polymer including a step of reacting a precursor polymer having ring-opened maleic anhydride sites with a compound having an epoxy group. In the examples of this document, glycidyl methacrylate is described as a compound with an epoxy group.

国際公開第2012/147706号WO2012/147706 国際公開第2016/194619号WO2016/194619 国際公開第2017/154439号WO2017/154439

しかしながら、特許文献1~3に記載の従来の技術においては、感光性樹脂組成物から得られる硬化物の透明性および耐溶剤性等の耐久性に改善の余地があった。 However, in the conventional techniques described in Patent Documents 1 to 3, there is room for improvement in durability such as transparency and solvent resistance of cured products obtained from photosensitive resin compositions.

本発明者らは、所定の構造を有するポリマー等を含み、硬化膜が所定の特性を満たすことで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下に示すことができる。
The present inventors have found that the above problems can be solved by containing a polymer or the like having a predetermined structure and satisfying predetermined characteristics of a cured film, and have completed the present invention.
That is, the present invention can be shown below.

本発明によれば、
下記一般式(1)~(5)で表される構成単位(1)~(5)を含むポリマーと、
重合開始剤と、
を含み、
230℃で60分間加熱して得られた膜厚3μmの硬化膜が、以下の特性(a)および(b)を満たす、感光性樹脂組成物が提供される。
(a)波長400nmの光線透過率および波長550nmの光線透過率が95%以上である。
(b)モノエタノールアミン/DMSO=70/30(重量比)の混合溶媒中に、70℃で1分間浸漬した後の下記式で表される膜厚変化率が5.0%以下である。
式:[(70℃で1分間浸漬した後の膜厚-浸漬前の膜厚)/浸漬前の膜厚]×100

Figure 2022165664000001
(一般式(2)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または未置換の炭素数1~6のアルキル基である。Xは酸素原子、置換または未置換の炭素数1~4のアルキレン基を表し、Qの前記アルキル基とXの前記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。
一般式(3)中、Rは、1以上の(メタ)アクリロイル基を含む基である。
一般式(5)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、a1は0、1または2である。) According to the invention,
a polymer containing structural units (1) to (5) represented by the following general formulas (1) to (5);
a polymerization initiator;
including
Provided is a photosensitive resin composition in which a cured film having a thickness of 3 μm obtained by heating at 230° C. for 60 minutes satisfies the following properties (a) and (b).
(a) The light transmittance at a wavelength of 400 nm and the light transmittance at a wavelength of 550 nm are 95% or more.
(b) The film thickness change rate represented by the following formula after being immersed in a mixed solvent of monoethanolamine/DMSO=70/30 (weight ratio) at 70° C. for 1 minute is 5.0% or less.
Formula: [(film thickness after immersion at 70 ° C. for 1 minute - film thickness before immersion) / film thickness before immersion] × 100
Figure 2022165664000001
(In general formula (2), Z is a group containing one or more (meth)acryloyl groups. Q is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. X is an oxygen atom, It represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and the alkyl group for Q and any carbon atom of the alkylene group for X may combine to form a ring.
In general formula (3), RA is a group containing one or more (meth)acryloyl groups.
In general formula (5), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or an organic group having 1 to 30 carbon atoms, and a1 is 0, 1 or 2. )

本発明によれば、
前記感光性樹脂組成物からなる硬化膜が提供される。
According to the invention,
A cured film comprising the photosensitive resin composition is provided.

本発明の感光性樹脂組成物は硬化性に優れ、さらに透明性および耐溶剤性等の耐久性に優れる硬化物を提供することができる。言い換えれば、これらの特性のバランスに優れる硬化物を提供することができる。 The photosensitive resin composition of the present invention has excellent curability and can provide a cured product having excellent durability such as transparency and solvent resistance. In other words, it is possible to provide a cured product having an excellent balance of these properties.

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。1 is a diagram (cross-sectional view) schematically showing an example of the structure of a liquid crystal display device and/or a solid-state imaging device; FIG.

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。
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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in all the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. Also, all drawings are for illustration purposes only. The shape and dimensional ratio of each member in the drawings do not necessarily correspond to the actual article. In this specification, the notation "a to b" in the description of numerical ranges means from a to b, unless otherwise specified. For example, "5 to 90%" means "5% to 90%".
The notation "(meth)acryl" used herein represents a concept that includes both acryl and methacryl. The same applies to similar notations such as "(meth)acrylate".

<感光性樹脂組成物>
本実施形態の感光性樹脂組成物は、一般式(1)~(5)で表される構成単位(1)~(5)を含むポリマーと、重合開始剤と、を含む。
そして、当該感光性樹脂組成物を230℃で60分間加熱して得られた膜厚3μmの硬化膜が、以下の特性(a)および(b)を満たす。
(a)波長400nmの光線透過率および波長550nmの光線透過率が95%以上、好ましくは96%以上である。
(b)モノエタノールアミン/DMSO=70/30(重量比)の混合溶媒中に、70℃で1分間浸漬した後の下記式で表される膜厚変化率が5.0%以下、好ましくは4.5%以下である。
式:[(70℃で1分間浸漬した後の膜厚-浸漬前の膜厚)/浸漬前の膜厚]×100
<Photosensitive resin composition>
The photosensitive resin composition of the present embodiment contains a polymer containing structural units (1) to (5) represented by general formulas (1) to (5), and a polymerization initiator.
A cured film having a thickness of 3 μm obtained by heating the photosensitive resin composition at 230° C. for 60 minutes satisfies the following characteristics (a) and (b).
(a) Light transmittance at a wavelength of 400 nm and light transmittance at a wavelength of 550 nm are 95% or more, preferably 96% or more.
(b) The film thickness change rate represented by the following formula after being immersed in a mixed solvent of monoethanolamine/DMSO=70/30 (weight ratio) at 70° C. for 1 minute is 5.0% or less, preferably 4.5% or less.
Formula: [(film thickness after immersion at 70 ° C. for 1 minute - film thickness before immersion) / film thickness before immersion] × 100

本実施形態の感光性樹脂組成物は、当該構成単位を含むことから硬化性および耐熱性に優れ、さらに特性(a)および(b)を満たすことから、透明性および耐溶剤性等の耐久性に優れる硬化物を提供することができる。 The photosensitive resin composition of the present embodiment is excellent in curability and heat resistance because it contains the structural unit, and further satisfies the properties (a) and (b), so durability such as transparency and solvent resistance It is possible to provide a cured product excellent in

感光性樹脂組成物の硬化物は、黄色化が抑制されて透明性に優れ、さらに使用環境における耐熱変色性に優れている必要があり、特性(a)を満たすことにより要求特性を満足することができる。言い換えれば、当該要求特性の指標とすることができる。
さらに、感光性樹脂組成物の硬化物は、その用途において耐溶剤性等の耐久性に優れることが要求されるが、特性(b)を満たすことにより要求特性を満足することができる。言い換えれば、当該要求特性の指標とすることができる。
すなわち、硬化物が特性(a)および(b)のいずれも満たすことにより、当該硬化物をカラーフィルタやブラックマトリクス等の保護膜等に好適に用いることができ、これらを備える液晶表示装置や固体撮像素子等は製品信頼性に優れることとなる。
The cured product of the photosensitive resin composition must be inhibited from yellowing, have excellent transparency, and be excellent in resistance to heat discoloration in the usage environment. can be done. In other words, it can be used as an index of the required characteristic.
Furthermore, the cured product of the photosensitive resin composition is required to have excellent durability such as solvent resistance in its application, and the required properties can be satisfied by satisfying the property (b). In other words, it can be used as an index of the required characteristic.
That is, since the cured product satisfies both the characteristics (a) and (b), the cured product can be suitably used for a color filter, a protective film such as a black matrix, etc. Imaging devices and the like will be excellent in product reliability.

さらに、本実施形態の感光性樹脂組成物を230℃で60分間加熱して得られた膜厚3μmの硬化膜が、以下の特性(c)を満たすことが好ましい。
(c)前記硬化膜の1%重量減少温度(Td1)が270℃以上であり、5%重量減少温度(Td5)が330℃以上である。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、特性(c)を満たすことから、耐熱性に優れる硬化物を提供することができる。
Furthermore, it is preferable that a cured film having a film thickness of 3 μm obtained by heating the photosensitive resin composition of the present embodiment at 230° C. for 60 minutes satisfies the following property (c).
(c) The cured film has a 1% weight loss temperature (Td1) of 270°C or higher and a 5% weight loss temperature (Td5) of 330°C or higher.
Since the photosensitive resin composition of the present embodiment satisfies the characteristic (c), it is possible to provide a cured product having excellent heat resistance.

感光性樹脂組成物の硬化物は、その用途において耐熱性に優れることが要求されるが、特性(c)を満たすことにより要求特性を満足することができる。言い換えれば、当該要求特性の指標とすることができる。
すなわち、硬化物が特性(c)を満たすことにより、当該硬化物をカラーフィルタやブラックマトリクス等の保護膜等にさらに好適に用いることができ、これらを備える液晶表示装置や固体撮像素子等は製品信頼性にさらに優れることとなる。
The cured product of the photosensitive resin composition is required to have excellent heat resistance in its application, and the required properties can be satisfied by satisfying the property (c). In other words, it can be used as an index of the required characteristic.
That is, when the cured product satisfies the characteristic (c), the cured product can be more preferably used as a protective film such as a color filter or a black matrix. Reliability is further improved.

特性(a)および(b)、さらに特性(c)を何れも満たす硬化物を得るためには、構成単位(1)~(5)を含むポリマーと、重合開始剤とを含む感光性樹脂組成物を用い、好ましくはこれらの構成比率を所定の範囲とすることにより達成することができる。
以下、各成分について説明する。
In order to obtain a cured product that satisfies both properties (a) and (b) as well as property (c), a photosensitive resin composition containing a polymer containing structural units (1) to (5) and a polymerization initiator It can be achieved by using substances and preferably by setting the composition ratio of these components within a predetermined range.
Each component will be described below.

[ポリマー]
本実施形態のポリマーは、下記一般式(1)~(5)で表される構成単位(1)~(5)を含む。
[polymer]
The polymer of this embodiment contains structural units (1) to (5) represented by the following general formulas (1) to (5).

Figure 2022165664000002
Figure 2022165664000002

本実施形態においては、本発明の効果の観点から、構成単位(1)~(5)の合計を100モル%とした場合に、構成単位(1)が0~10モル%、構成単位(4)が0~10モル%であり、構成単位(2)、(3)および(5)の合計が80~100モル%であることが好ましく、
構成単位(1)が0~5モル%、構成単位(4)が0~5モル%であり、構成単位(2)、(3)および(5)の合計が90~100モル%であることがより好ましい。
In the present embodiment, from the viewpoint of the effect of the present invention, when the total of the structural units (1) to (5) is 100 mol%, the structural unit (1) is 0 to 10 mol%, the structural unit (4 ) is 0 to 10 mol%, and the total of structural units (2), (3) and (5) is preferably 80 to 100 mol%,
Structural unit (1) is 0 to 5 mol%, structural unit (4) is 0 to 5 mol%, and the total of structural units (2), (3) and (5) is 90 to 100 mol%. is more preferred.

構成単位(2)、(3)および(5)は、これらの合計を100モル%とした場合に、構成単位(2)が20~40モル%、構成単位(3)が25~45モル%であり、構成単位(5)の合計が25~45モル%であることが好ましく、
構成単位(2)が25~35モル%、構成単位(3)が30~40モル%であり、構成単位(5)の合計が30~40モル%であることが好ましい。
Structural units (2), (3) and (5) are 20 to 40 mol% of structural unit (2) and 25 to 45 mol% of structural unit (3) when the total of these is 100 mol%. and the total amount of the structural units (5) is preferably 25 to 45 mol%,
It is preferable that the structural unit (2) is 25 to 35 mol %, the structural unit (3) is 30 to 40 mol %, and the total of the structural unit (5) is 30 to 40 mol %.

なお、ポリマー中に含まれる各構成単位の含有量(比率)は、ポリマー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。
以下、各構成単位について説明する。
The content (ratio) of each structural unit contained in the polymer includes the charged amount (molar amount) of raw materials used when synthesizing the polymer, the amount of raw materials remaining after synthesis, various spectra (e.g., IR spectrum, It can be estimated/calculated from the presence of peaks in 1 H-NMR spectrum, 13 C-NMR spectrum), peak area, and the like.
Each structural unit will be described below.

一般式(2)で表される構成単位(2)中、Zは1以上の(メタ)アクリロイル基を含む基である。
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、硬化性および耐熱性に優れ、さらに透明性および耐溶剤性等の耐久性に優れる硬化物を得ることができる。
In structural unit (2) represented by general formula (2), Z is a group containing one or more (meth)acryloyl groups.
Z is not particularly limited as long as it is a group containing one or more (meth)acryloyl groups, more preferably a group containing 1 to 4 (meth)acryloyl groups, and 1 to 3 (meth)acryloyl groups It is more preferably a group containing one. By optimizing the number of (meth)acryloyl groups contained in Z, it is possible to obtain a cured product having excellent curability and heat resistance, as well as excellent durability such as transparency and solvent resistance.

これらの特性の観点から、Zは(メタ)アクリロイル基を1個含む基であることが好ましく、下記一般式(2-1)で表される基であることがより好ましい。 From the viewpoint of these properties, Z is preferably a group containing one (meth)acryloyl group, more preferably a group represented by the following general formula (2-1).

Figure 2022165664000003
Figure 2022165664000003

一般式(2-1)中、Rは水素原子またはメチル基またはエチル基である。 In general formula (2-1), R is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.

一般式(2)中、Qは水素原子または置換または未置換の炭素数1~6のアルキル基である。
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。
In general formula (2), Q is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Examples of alkyl groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group and hexyl group. Examples of substituents of the substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include halogen atom, hydroxyl group, carboxyl group, amino group, cyano group, mercapto group and the like.

一般式(2)中、Xは酸素原子、置換または未置換の炭素数1~4のアルキレン基である。
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。
In general formula (2), X is an oxygen atom or a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
The alkylene group includes a methylene group, an ethylene group, a propylene group and a butylene group. Examples of the substituted arylene group having 1 to 4 carbon atoms include a halogen atom, hydroxyl group, carboxyl group, amino group, cyano group and mercapto group.

一般式(2)中、Qの前記アルキル基とXの前記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 general formula (2), any carbon atom of the alkyl group of Q and the alkylene group of X may combine to form a ring. Examples of ring structures include cyclopropane ring, cyclobutane ring, cyclopentane ring, cyclohexane ring, decalin ring, benzene ring, and naphthalene ring.

一般式(3)で表される構成単位(3)中、Rは、1以上の(メタ)アクリロイル基を含む基である。
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1~6個含む基であることが好ましく、(メタ)アクリロイル基を1~5個含む基であることがさらに好ましく、(メタ)アクリロイル基を2~5個含む基であることがより好ましい。Rが含む(メタ)アクリロイル基の数を最適にすることで、耐熱性に優れることから黄変が抑制され透明性に優れる硬化物を得ることができる。
In structural unit (3) represented by general formula (3), RA is a group containing one or more (meth)acryloyl groups.
R A is not particularly limited as long as it is a group containing one or more (meth)acryloyl groups, preferably a group containing 1 to 6 (meth)acryloyl groups, and 1 to 5 (meth)acryloyl groups A group containing 2 to 5 (meth)acryloyl groups is more preferable. By optimizing the number of (meth)acryloyl groups contained in RA , it is possible to obtain a cured product having excellent heat resistance and thus suppressing yellowing and having excellent transparency.

一般式(3)で表される構成単位(3)としては、例えば下記一般式(3-1)で表される構成単位、下記一般式(3-2)で表される構成単位を挙げることができる。 Examples of the structural unit (3) represented by the general formula (3) include structural units represented by the following general formula (3-1) and structural units represented by the following general formula (3-2). can be done.

Figure 2022165664000004
Figure 2022165664000004

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、ポリマーは、一般式(3-1)で表される構成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 general formula (3-1), R 1 S is a group containing only one (meth)acryloyl group. In particular, in the design of ordinary photosensitive resin compositions, when the curability is increased in order to increase the sensitivity, the curing proceeds too much and the developability tends to deteriorate. Since curing tends to be insufficient in some cases, the polymer preferably contains a structural unit represented by the general formula (3-1), thereby achieving both sensitivity and developability in a good balance. be able to.

は、例えば、以下一般式(3-1a)で表される基である。 R 1 S is, for example, a group represented by general formula (3-1a) below.

Figure 2022165664000005
Figure 2022165664000005

一般式(3-1a)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。
一般式(3-1a)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 general formula (3-1a), X 10 is a divalent organic group and R is a hydrogen atom or a methyl group.
The total carbon number of X 10 is preferably 1-30, more preferably 1-20, even more preferably 1-10.
In general formula (3-1a), X 10 is a divalent organic group and R is a hydrogen atom or a methyl group.
The total carbon number of X 10 is preferably 1-30, more preferably 1-20, even more preferably 1-10.

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 for 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)で表される構成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、さらに耐溶剤性等の耐久性に優れる硬化物を得ることができる。 More preferably, the divalent organic group for X 10 is a linear alkylene group having 3 to 6 carbon atoms in total. By appropriately selecting the number of carbon atoms in X 10 (chain length of X 10 ), the structural unit represented by general formula (3-1) is more likely to participate in the cross-linking reaction, and the sensitivity can be increased. Furthermore, a cured product having excellent durability such as solvent resistance can be obtained.

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 substituents include alkyl groups, aryl groups, alkoxy groups, and aryloxy groups.

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。 Also, the divalent organic group of X 10 may be any group other than an alkylene group. For example, it may be a divalent group formed by linking 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.

一般式(3-2)中、Rは、2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2~6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3~5個含む基であることがさらに好ましい。Rが含む(メタ)アクリロイル基の数を最適にすることで、硬化性をより高めることができる。また、硬化性と現像性とをより高度に両立させやすくなる。さらに、耐熱性をより高めやすくなることから透明性に優れ、さらに耐溶剤性等の耐久性に優れる硬化物を得ることができる。 In general formula (3-2), R D is not particularly limited as long as it is a group containing 2 or more (meth)acryloyl groups, but is more preferably a group containing 2 to 6 (meth)acryloyl groups. , a group containing 3 to 5 (meth)acryloyl groups. Curability can be further enhanced by optimizing the number of (meth)acryloyl groups contained in RD . Moreover, it becomes easy to make curability and developability compatible more highly. Furthermore, since the heat resistance can be increased more easily, a cured product having excellent transparency and durability such as solvent resistance can be obtained.

なお、硬化性の一層の向上の点からは、立体障害などの点で、Rは2以上のアクリロイル基(-C(=O)-CH=CHで表される基)を含むことが好ましい。 From the viewpoint of further improving curability, R D may contain two or more acryloyl groups (groups represented by -C(=O)-CH= CH2 ) in terms of steric hindrance. preferable.

は、下記一般式(3-2a)、(3-2b)または(3-2c)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。 R D is preferably a group represented by the following general formula (3-2a), (3-2b) or (3-2c). With such a group, there is a tendency to easily obtain the various effects described above.

Figure 2022165664000006
Figure 2022165664000006

一般式(3-2a)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 general formula (3-2a),
k is 2 or 3,
R is a hydrogen atom or a methyl group, multiple R 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 -ZX- (where Z is -O- or -OCO- and X is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms ), and multiple X 1 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, 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 from the viewpoint of further improvement of sensitivity (ease of polymerization).
Although k may be 2 or 3, it is preferably 3 from the standpoints of availability of raw materials and further improvement of 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、X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, X 1 is preferably a linear alkylene group, more preferably a linear alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, still more 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。 When X 1 is a group represented by -ZX- (Z is -O- or -OCO- and X is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms), X has 1 to 6 carbon atoms Alkylene groups can be straight or branched.

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。
'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。
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 still more preferably -CH 2 -CH 2 -( ethylene group) or —CH 2 —CH(CH 3 )—.
When X 1 ' is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, specific aspects thereof are the same as those of X 1 .
When X 1 ' is a group represented by -X'-Z'-, specific aspects of X' are the same as X above.

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。 Examples of the k+1-valent organic group having 1 to 12 carbon atoms for X 2 include any group obtained by removing k+1 hydrogen atoms from any organic compound. The “any organic compound” used herein is, for example, an organic compound having a molecular weight of 300 or less, preferably 200 or less, more preferably 100 or less.

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。 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. In addition, the hydrocarbon here may contain an oxygen atom (for example, an ether bond, a hydroxy group, etc.). Also, the hydrocarbon is preferably a saturated hydrocarbon.

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。 Alternatively, X 2 may be a group containing a cyclic structure. Examples of the group containing a cyclic structure include groups containing an alicyclic structure, groups containing a heterocyclic structure (eg, isocyanuric acid structure), and the like.

Figure 2022165664000007
Figure 2022165664000007

一般式(3-2b)中、
k、R、XおよびXは、それぞれ、上記の一般式(3-2a)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、それぞれ独立に、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。
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(3-2a)で説明したものと同様である。
In general formula (3-2b),
k, R, X 1 and X 2 are respectively synonymous with R, k, X 1 and X 2 in the above general formula (3-2a), and a plurality of R may be the same or different. a plurality of X 1 may be the same or different,
X 3 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms,
X 4 and X 5 are each independently a single bond or a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms,
X 6 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.
Specific embodiments and preferred embodiments of R, k, X 1 and X 2 are the same as those described for general formula (3-2a).

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。 Examples of the divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms of X 3 and X 6 include a group obtained by removing two hydrogen atoms from a linear or branched hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms. can be done. In addition, the hydrocarbon here may contain an oxygen atom (for example, an ether bond, a hydroxy group, etc.). Also, the hydrocarbon is preferably a saturated hydrocarbon.

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。 Examples of the divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms for X 4 and X 5 include linear or branched alkylene groups. The number of carbon atoms in the linear or branched alkylene group is preferably 1-3.

Figure 2022165664000008
Figure 2022165664000008

一般式(3-2c)中、nは、2~5の整数であり、好ましくは、2または3である。 In general formula (3-2c), n is an integer of 2 to 5, preferably 2 or 3.

本実施形態のポリマーに含まれる全構成単位中の、一般式(3-2)で表される構成単位の割合は、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 general formula (3-2) in all structural units contained in the polymer of the present embodiment is preferably 1 to 30 mol%, more preferably 2 to 20 mol%.

本実施形態のポリマーは、一般式(2)で表される構成単位(2)および一般式(3)で表される構成単位(3)からなる下記一般式(6)で表される構成単位を含むことができる。 The polymer of the present embodiment is a structural unit represented by the following general formula (6) consisting of a structural unit (2) represented by the general formula (2) and a structural unit (3) represented by the general formula (3). can include

Figure 2022165664000009
Figure 2022165664000009

一般式(6)中、Z、Q、Xは一般式(2)と同義であり、Rは一般式(3)と同義である。
本実施形態のポリマーに含まれる全構成単位中の、一般式(6)で表される構成単位の割合は、好ましくは30~50モル%、より好ましくは35~45モル%である。
In general formula (6), Z, Q and X have the same meanings as in general formula (2), and RA has the same meaning as in general formula (3).
The proportion of the structural unit represented by general formula (6) in the total structural units contained in the polymer of the present embodiment is preferably 30 to 50 mol%, more preferably 35 to 45 mol%.

本実施形態のポリマーは、一般式(2)で表される構成単位および一般式(3-2)で表される構成単位からなる下記一般式(7)で表される構成単位を含むことができる。 The polymer of the present embodiment may contain a structural unit represented by the following general formula (7) consisting of a structural unit represented by general formula (2) and a structural unit represented by general formula (3-2). can.

Figure 2022165664000010
Figure 2022165664000010

一般式(7)中、Q、X、Zは一般式(2)と同義であり、Rは一般式(3-2)と同義である。
本実施形態のポリマーに含まれる全構成単位中の、一般式(7)で表される構成単位の割合は、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 general formula (7), Q, X and Z have the same meanings as in general formula (2), and RD has the same meaning as in general formula (3-2).
The ratio of the structural unit represented by general formula (7) in all the structural units contained in the polymer of the present embodiment is preferably 0.25 to 17 mol%, more preferably 0.5 to 12 mol%. be.

本実施形態のポリマーは、一般式(2)で表される構成単位および一般式(3-1)で表される構成単位からなる構成単位として、下記一般式(8)で表される構成単位を含むことができる。 The polymer of the present embodiment has a structural unit represented by the following general formula (8) as a structural unit composed of a structural unit represented by the general formula (2) and a structural unit represented by the general formula (3-1). can include

Figure 2022165664000011
Figure 2022165664000011

一般式(8)中、Z、Q、Xは一般式(2)と同義であり、Rは一般式(3-1)と同義である。 In general formula (8), Z, Q and X have the same meanings as in general formula (2), and R 2 S has the same meaning as in general formula (3-1).

ポリマーが一般式(8)で表される構成単位を含む場合、ポリマーに含まれる全構成単位中の、一般式(8)で表される構成単位の割合は、好ましくは10~50モル%、より好ましくは20~45モル%である。 When the polymer contains a structural unit represented by general formula (8), the proportion of the structural unit represented by general formula (8) in all structural units contained in the polymer is preferably 10 to 50 mol%, More preferably 20 to 45 mol %.

一般式(5)で表される構成単位(5)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、a1は0、1または2である。 In structural unit (5) represented by general formula (5), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or an organic group having 1 to 30 carbon atoms, and a1 is 0, 1 or 2.

一般式(5)で表される構成単位(5)は、化学的に堅牢である。そのため、これを構成単位として含むポリマーは、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。 Structural unit (5) represented by general formula (5) is chemically robust. Therefore, a polymer containing this as a structural unit undergoes little weight loss and is stable when subjected to heat treatment. Therefore, the photosensitive resin composition containing the polymer can be suitably used for producing films and filters for use in liquid crystal display devices and solid-state imaging devices that require heat resistance.

~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 that can constitute R 1 to R 4 include substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl having 1 to 30 carbon atoms, more specifically alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkylidene group, aryl group, aralkyl group, alkaryl group, cycloalkyl group, alkoxy group, heterocyclic group, carboxyl group and the like.

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 alkyl groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and the like.
Alkenyl groups include, for example, allyl groups, pentenyl groups, and vinyl groups.
Examples of alkynyl groups include ethynyl groups.
The alkylidene group includes, for example, 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。
Aryl groups include, for example, tolyl, xylyl, phenyl, naphthyl, and anthracenyl groups.
The aralkyl group includes, for example, a benzyl group and a phenethyl group.
Examples of the alkaryl group include tolyl group and xylyl group.
Cycloalkyl groups include, for example, adamantyl, cyclopentyl, cyclohexyl, and cyclooctyl groups.

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 alkoxy groups include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, sec-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, n-pentyloxy, and neopentyloxy groups. , n-hexyloxy group and the like.
Heterocyclic groups include, for example, an epoxy group and an oxetanyl group.

一般式(5)で表される構成単位における、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。 R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the structural unit represented by general formula (5) are preferably hydrogen or alkyl groups, more preferably hydrogen.

なお、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(5)で表される構成単位において、a1は好ましくは0または1、より好ましくは0である。
The hydrogen atoms in the organic groups having 1 to 30 carbon atoms of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be substituted with arbitrary atomic groups. For example, it may be substituted with a fluorine atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, or the like. More specifically, a fluorinated alkyl group or the like may be selected as the organic group having 1 to 30 carbon atoms for R 1 , R 2 , R 3 and R 4 .
In the structural unit represented by formula (5), a1 is preferably 0 or 1, more preferably 0.

本実施形態のポリマーは、さらに下記一般式(9)で表される構成単位および/または下記一般式(10)で表される構成単位を含むことができる。 The polymer of this embodiment can further contain a structural unit represented by the following general formula (9) and/or a structural unit represented by the following general formula (10).

Figure 2022165664000012
Figure 2022165664000012

一般式(9)中、Rは一般式(3-2)と同義である。
ポリマーが一般式(9)で表される構成単位を含む場合、ポリマーに含まれる全構成単位中の、一般式(9)で表される構成単位の割合は、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 formula (9), RD has the same definition as in formula (3-2).
When the polymer contains a structural unit represented by general formula (9), the proportion of the structural unit represented by general formula (9) in all structural units contained in the polymer is preferably 0.5 to 25 mol. %, more preferably 1 to 18 mol %.

Figure 2022165664000013
Figure 2022165664000013

一般式(10)中、Rは一般式(3-1)と同義である。
ポリマーが一般式(10)で表される構成単位を含む場合、ポリマーに含まれる全構成単位中の、一般式(10)で表される構成単位の割合は、好ましくは3~35モル%、より好ましくは5~25モル%である。
In general formula (10), R 2 S has the same meaning as in general formula (3-1).
When the polymer contains a structural unit represented by general formula (10), the proportion of the structural unit represented by general formula (10) in all structural units contained in the polymer is preferably 3 to 35 mol%, More preferably, it is 5 to 25 mol %.

本実施形態のポリマーは、二重結合を有する共重合性化合物から誘導されるその他の2価の構成単位をさらに含んでもよい。 The polymer of this embodiment may further contain other divalent structural units derived from a copolymerizable compound having a double bond.

構成単位は、例えば、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(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)等から誘導される少なくとも1種の構成単位を含む。 Structural units include, for example, substituted or unsubstituted indene, maleimide, styrene, acenaphthylene, norbornadiene, dihydrofuran, terpene compounds (e.g., pinene, limonene, etc.), linear alkenes (e.g., pentene, etc.), cyclic alkenes (cyclohexene etc.), cyclododecatriene, tricycloundecaene, dialkyl fumarate (e.g., dimethyl fumarate, ethyl fumarate, dibutyl fumarate, etc.), coumarin, (meth)acrylic acid compounds (e.g., methyl methacrylate, methyl acrylate ), vinyl acetate, vinyl ether (eg, 2-hydroxyethyl vinyl ether, etc.) and the like.

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。 Examples of substituents that these monomers may have include alkyl groups and aryl groups. More specifically, substituted indene includes methylindene and the like. Substituted maleimides include cyclohexylmaleimide, phenylmaleimide and the like. Examples of substituted styrene include methylstyrene and vinyltoluene.

中でも好ましくは、Chainは、一般式(a)で表される構成単位(置換または無置換のインデンから誘導される2価の構成単位)、一般式(b)で表される構成単位(置換または無置換のマレイミドから誘導される2価の構成単位)、一般式(c)で表される構成単位(置換または無置換のスチレンから誘導される2価の構成単位)、または一般式(9)で表される構成単位(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価の構成単位)を含む。 Among them, Chain is preferably a structural unit represented by general formula (a) (a divalent structural unit derived from substituted or unsubstituted indene), a structural unit represented by general formula (b) (substituted or divalent structural unit derived from unsubstituted maleimide), structural unit represented by general formula (c) (divalent structural unit derived from substituted or unsubstituted styrene), or general formula (9) (a divalent structural unit derived from substituted or unsubstituted norbornadiene) represented by

Figure 2022165664000014
Figure 2022165664000014

一般式(a)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(b)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(c)において、R~R6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(9)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 general formula (a), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. In general formula (b) , R3 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. In general formula (c), R 4 to R 6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. In general formula (9), R 7 to R 10 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group or an organic group having 1 to 30 carbon atoms.

本実施形態のポリマーは、2官能以上のチオール基含有化合物の少なくとも1つのチオール基から誘導されるチオエーテル基を介して結合していてもよい。
具体的には、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以下の有機基に、下記Chainで表されるポリマー鎖が少なくとも1つ結合した構造を備える。本実施形態のポリマーは、具体的には下記一般式(P)で表すことができる。
The polymer of the present embodiment may be bonded via a thioether group derived from at least one thiol group of a thiol group-containing compound having a functionality of two or more.
Specifically, it has a structure in which at least one polymer chain represented by the following Chain is bonded to a monovalent to hexavalent organic group having 1 to 30 carbon atoms derived from a difunctional or more thiol group-containing compound. . Specifically, the polymer of this embodiment can be represented by the following general formula (P).

Figure 2022165664000015
Figure 2022165664000015

一般式(P)中、Chainは、前記一般式(1)~(5)の構成単位を含む上述のポリマー鎖である。 In general formula (P), Chain is the aforementioned polymer chain containing the structural units of general formulas (1) to (5).

一般式(P)中、Y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以下の有機基(i)である。 In the general formula (P), Y is a mono- to hexavalent organic group (i) having 1 or more and 30 or less carbon atoms derived from a compound containing a thiol group having a functionality of 2 or more.

本実施形態において、官能基数は、チオール基の数である。すなわち、前記チオール基含有化合物は、2以上のチオール基を含み、前記有機基(i)は当該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Chainと結合する。前記有機基(i)は、Chainとの結合に関与しないチオール基を有していてもよく、ポリマーは、nの数(結合数)が1~6のそれぞれの樹脂の混合物として得ることができる。 In this embodiment, the number of functional groups is the number of thiol groups. That is, the thiol group-containing compound contains two or more thiol groups, and the organic group (i) binds to Chain via 1 to 6 thioether groups derived from the thiol groups. The organic group (i) may have a thiol group that does not participate in bonding with Chain, and the polymer can be obtained as a mixture of resins having n (number of bonds) of 1 to 6. .

炭素数1以上30以下の前記有機基(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。
炭素数1以上30以下の前記有機基(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 organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms is bifunctional or more, preferably trifunctional or more. Although the upper limit is not particularly limited, it is hexafunctional or less.
The valence of the organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms is 1 to 6 valence, preferably 2 to 6 valence, more preferably 3 to 6 valence, from the viewpoint of the effects of the present invention.

1~6価の炭素数1以上30以下の有機基(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 monovalent to hexavalent organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms may contain one or more atoms selected from O, N, S, P and Si. Examples of the monovalent to hexavalent organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms include alkyl groups, alkenyl groups, Examples include alkynyl groups, alkylidene groups, aryl groups, aralkyl groups, alkaryl groups, cycloalkyl groups, alkoxy groups and heterocyclic groups.

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 alkyl groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group and heptyl group. , octyl, nonyl, and decyl groups. Alkenyl groups include, for example, allyl groups, pentenyl groups, and vinyl groups.

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。
Alkynyl groups include ethynyl groups.
The alkylidene group includes, for example, a methylidene group and an ethylidene group. Aryl groups include, for example, tolyl, xylyl, phenyl, naphthyl, and anthracenyl groups.
Aralkyl groups include, for example, benzyl groups and phenethyl groups.
The alkaryl group includes, for example, 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。
Cycloalkyl groups include, for example, adamantyl, cyclopentyl, cyclohexyl, and cyclooctyl groups.
Examples of alkoxy groups include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, s-butoxy, isobutoxy, t-butoxy, n-pentyloxy, and neopentyloxy groups. , and n-hexyloxy groups.
Heterocyclic groups include, for example, epoxy groups and oxetanyl groups.

2官能以上の前記チオール基含有化合物としては、下記化学式(s-1)~(s-20)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the bifunctional or higher thiol group-containing compound include compounds represented by the following chemical formulas (s-1) to (s-20).

Figure 2022165664000016
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Figure 2022165664000017
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Figure 2022165664000018
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Figure 2022165664000019
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Figure 2022165664000020
Figure 2022165664000020

Figure 2022165664000021
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Figure 2022165664000022
Figure 2022165664000022

Figure 2022165664000023
Figure 2022165664000023

Figure 2022165664000024
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Figure 2022165664000025
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Figure 2022165664000027
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Figure 2022165664000028
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Figure 2022165664000029
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Figure 2022165664000030
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Figure 2022165664000031
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Figure 2022165664000032
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Figure 2022165664000033
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Figure 2022165664000034
Figure 2022165664000034

Figure 2022165664000035
Figure 2022165664000035

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価の炭素数1以上30以下の前記有機基(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、チオエーテル基を介してChainに含まれる構成単位と結合する。前記有機基(i)は、Chainとの結合に関与しないチオール基を有していてもよい。
The bifunctional or higher thiol group-containing compounds may be used singly or in combination of two or more.
The monovalent to hexavalent organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms is a thioether group (-S-* (* is a bond)) derived from the thiol group of these thiol group-containing compounds. It has a thioether group and binds to the structural unit contained in the chain. The organic group (i) may have a thiol group that does not participate in bonding with Chain.

一般式(P)において、YにはChain以外の他の構造が結合していてもよい。具体的には、前記一般式(P)を下記一般式(P')で表すことができる。 In the general formula (P), Y may be bonded with a structure other than Chain. Specifically, the general formula (P) can be represented by the following general formula (P').

Figure 2022165664000036
Figure 2022165664000036

一般式(P')中、ChainとYは一般式(P)と同義である。pは1以上の整数であり、qは0以上の整数であり、p+qは1~6である。
Qは
In general formula (P'), Chain and Y are synonymous with general formula (P). p is an integer of 1 or more, q is an integer of 0 or more, and p+q is 1-6.
Q is

Chain以外の他の構造であるQは、Yに結合することができれば特に限定されず合成反応に用いられる種々の成分を挙げることができるが、例えば、前記一般式(6)で表される構成単位(前記一般式(7)で表される構成単位および/または前記一般式(8)で表される構成単位)、前記一般式(9)で表される構成単位、前記一般式(10)で表される構成単位、前記一般式(5)で表される構成単位、前記一般式(4)で表される構成単位、および二重結合を有する共重合性化合物から誘導される2価の構成単位から選択される少なくとも1種や、2官能以上の前記チオール基含有化合物から誘導される基が挙げられる。 Q, which is a structure other than Chain, is not particularly limited as long as it can be bonded to Y, and various components used in the synthesis reaction can be mentioned. Units (structural units represented by the general formula (7) and/or structural units represented by the general formula (8)), structural units represented by the general formula (9), general formula (10) A structural unit represented by the general formula (5), a structural unit represented by the general formula (4), and a divalent derived from a copolymerizable compound having a double bond Examples include at least one selected from structural units and groups derived from the above bifunctional or higher thiol group-containing compounds.

本実施形態のポリマーは、2官能以上の前記チオール基含有化合物として前記化学式(s-2)で表される化合物を用いた場合、例えば、以下の一般式(I)で表されるような構造を有することができる。 When the compound represented by the chemical formula (s-2) is used as the difunctional or higher thiol group-containing compound, the polymer of the present embodiment has a structure represented by the following general formula (I), for example. can have

Figure 2022165664000037
Figure 2022165664000037

一般式(I)中、Chainは一般式(P1)と同義であり、4個のChainの構造は、各々同一でも異なっていてもよい。 In general formula (I), Chain has the same definition as in general formula (P1), and the structures of the four Chains may be the same or different.

一般式(I)においては、化学式(s-2)で表される化合物の4つのメルカプト基から誘導されたチオエーテル基を介して4個のChainと結合している例によって示したが、Chainが1~3個結合している構造であってもよい。残りのチオエーテル基には前記Qが結合していてもよい。本実施形態においては、ポリマーは、Chainが1~4個結合している化合物を少なくとも1つ含む混合物として得ることができる。 In the general formula (I), an example in which four Chains are bonded via thioether groups derived from four mercapto groups of the compound represented by the chemical formula (s-2) is shown. It may be a structure in which 1 to 3 are bonded. The Q may be bonded to the remaining thioether groups. In this embodiment, the polymer can be obtained as a mixture containing at least one compound having 1 to 4 chains.

ポリマーの重量平均分子量Mwは、例えば、1,000~15,000であり、好ましくは1,500~12,000、より好ましくは2,000~10,000、さらに好ましくは、3,000~8,000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 is, for example, 1,000 to 15,000, preferably 1,500 to 12,000, more preferably 2,000 to 10,000, still more preferably 3,000 to 8. , 000. By appropriately adjusting the weight average molecular weight, it is possible to adjust sensitivity and solubility in an alkaline developer.

また、ポリマーの分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は、好ましくは1.0~5.0、より好ましくは1.0~4.0、さらに好ましくは1.0~3.0である。分散度を適切に調整することで、ポリマー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。 Further, the degree of dispersion of the polymer (weight average molecular weight Mw/number average molecular weight Mn) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 4.0, still more preferably 1.0 to 3.0. is. By appropriately adjusting the degree of dispersion, the physical properties of the polymer can be made uniform, which is preferable. These values can be obtained by gel permeation chromatography (GPC) measurement using polystyrene as a standard substance.

ポリマーのガラス転移温度は、好ましくは150~250℃、より好ましくは170~230℃である。ポリマーは、主として一般式(5)で表される構成単位を含むことにより、比較的高いガラス転移温度を有する。このことは、液晶表示装置や固体撮像素子の製造に当たって、基板上に形成されたパターンが安定に存在できるという点で好ましい。なお、ガラス転移温度は、例えば、示差熱分析(differential thermal analysis:DTA)により求めることができる。 The glass transition temperature of the polymer is preferably 150-250°C, more preferably 170-230°C. The polymer has a relatively high glass transition temperature mainly due to the inclusion of structural units represented by general formula (5). This is preferable in that the pattern formed on the substrate can exist stably in manufacturing liquid crystal display devices and solid-state imaging devices. The glass transition temperature can be determined by, for example, differential thermal analysis (DTA).

本実施形態のポリマーは、本発明の効果の観点から、感光性樹脂組成物100質量%中に、好ましくは10質量%以上40質量%以下、さらに好ましくは15質量%以上35質量%以下の量で含むことができる。 From the viewpoint of the effect of the present invention, the polymer of the present embodiment is preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 35% by mass or less in 100% by mass of the photosensitive resin composition. can be included in

<ポリマーの製造方法>
本実施形態のポリマーの製造方法を、前記一般式(P)で表されるポリマーの製造方法を例に説明する。
ポリマーは、任意の方法により製造(合成)することができる。ポリマーは、例えば、
工程(I):一般式(5)で表される構成単位と、一般式(4)で表される構成単位と、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)とを含む原料ポリマーを準備する工程、
工程(II):工程(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)アクリルモノマー」と称する)、および/または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)アクリルモノマー」と称する)とを、塩基性触媒の存在下で反応させて、一般式(5)で表される構成単位、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)、一般式(9)で表される構成単位および/または一般式(10)で表される構成単位、場合により一般式(4)で表される構成単位を含むポリマー前駆体を調製する工程、および
工程(III):工程(II)で得られたポリマー前駆体を、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、一般式(5)で表される構成単位、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)、一般式(9)で表される構成単位および/または一般式(10)で表される構成単位、一般式(6)で表される構成単位(一般式(7)で表される構成単位および/または一般式(8)で表される構成単位)、場合により一般式(4)で表される構成単位を含むポリマーを調製する工程、
により製造できる。
<Method for producing polymer>
The method for producing the polymer of the present embodiment will be described using the method for producing the polymer represented by the general formula (P) as an example.
A polymer can be manufactured (synthesized) by any method. For example, the polymer
Step (I): a structural unit represented by general formula (5), a structural unit represented by general formula (4), and the organic group (i) having 1 to 6 valent carbon atoms and having 1 to 30 carbon atoms; preparing a raw material polymer comprising
and/ Or a compound having a hydroxyl group and one (meth)acryloyl group (hereinafter referred to as a "monofunctional (meth)acrylic monomer") is reacted in the presence of a basic catalyst to obtain a compound represented by the general formula (5). the structural unit, the monovalent to hexavalent organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms, the structural unit represented by the general formula (9) and / or the structural unit represented by the general formula (10), A step of optionally preparing a polymer precursor containing a structural unit represented by the general formula (4), and a step (III): The polymer precursor obtained in step (II) is treated with an epoxy group-containing (Meth) by reacting with an acrylic compound, the structural unit represented by the general formula (5), the organic group (i) having 1 to 6 valent carbon atoms and 30 or less, represented by the general formula (9) Structural units and / or structural units represented by general formula (10), structural units represented by general formula (6) (structural units represented by general formula (7) and / or structural units represented by general formula (8) structural unit), optionally a step of preparing a polymer containing a structural unit represented by general formula (4),
can be manufactured by

工程(II)において、多官能(メタ)アクリルモノマーと単官能(メタ)アクリルモノマーの両方が用いられる場合、まず多官能(メタ)アクリルモノマーを原料ポリマーと反応させ、得られた反応混合物に、単官能(メタ)アクリルモノマーを反応させることが好ましい。 In step (II), when both a polyfunctional (meth)acrylic monomer and a monofunctional (meth)acrylic monomer are used, the polyfunctional (meth)acrylic monomer is first reacted with the starting polymer, and the resulting reaction mixture is added with It is preferable to react a monofunctional (meth)acrylic monomer.

(工程(I))
工程(I)における、一般式(5)で表される構成単位と、一般式(4)で表される構成単位と、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)とを含む原料ポリマーを準備する工程は、一般式(5’)で表されるモノマーと、無水マレイン酸とを含むモノマー組成物を、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(5’)のR、R、RおよびRならびにa1の定義は、一般式(5)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))
In step (I), a structural unit represented by general formula (5), a structural unit represented by general formula (4), and the monovalent to hexavalent organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms The step of preparing a raw material polymer containing a monomer represented by the general formula (5′) and a monomer composition containing maleic anhydride in the presence of the above-mentioned difunctional or higher thiol group-containing compound, polymerizing It can be carried out by (addition polymerization). The definitions of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 and a1 in general formula (5′) are the same as those in general formula (5). The same applies to preferred embodiments.

Figure 2022165664000038
Figure 2022165664000038

一般式(5’)で表されるモノマーとしては、例えば、ノルボルネン、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(5’)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。 Monomers represented by the general formula (5′) include, for example, norbornene, bicyclo[2.2.1]-hept-2-ene (common name: 2-norbornene), 5-methyl-2-norbornene, 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-2-carboxylate methyl, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride and the like. At the time of polymerization, the monomer represented by general formula (5') may be used alone or in combination of two or more.

モノマー組成物は、上記モノマーに加えて他のモノマーを含んでいてもよい。
他のモノマーとしては、二重結合を有する共重合性化合物であれば特に限定されず公知の化合物を用いることができ、一般式(5’)で表されるモノマーおよび無水マレイン酸と重合し得る。他のモノマーとしては、例えば、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(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)等が挙げられる。工程(I)においては、一般式(5’)で表されるモノマーと、無水マレイン酸と、さらに必要に応じてその他のモノマーとを、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)することができる。
The monomer composition may contain other monomers in addition to the above monomers.
The other monomer is not particularly limited as long as it is a copolymerizable compound having a double bond, and known compounds can be used, and can be polymerized with the monomer represented by the general formula (5′) and maleic anhydride. . Other monomers include, for example, substituted or unsubstituted indene, maleimide, styrene, acenaphthylene, norbornadiene, dihydrofuran, terpene compounds (e.g., pinene, limonene, etc.), linear alkenes (e.g., pentene, etc.), cyclic alkenes. (cyclohexene, etc.), cyclododecatriene, tricycloundecaene, dialkyl fumarate (e.g., dimethyl fumarate, ethyl fumarate, dibutyl fumarate, etc.), coumarin, (meth)acrylic acid compounds (e.g., methyl methacrylate, acrylic acid methyl), vinyl acetate, vinyl ether (eg, 2-hydroxyethyl vinyl ether, etc.), and the like. In step (I), a monomer represented by the general formula (5′), maleic anhydride, and optionally other monomers are combined in the presence of the difunctional or higher thiol group-containing compound, It can be polymerized (addition polymerized).

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-20)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 thiol group-containing compound include, but are not limited to, the compounds represented by the chemical formulas (s-1) to (s-20). The bifunctional or higher thiol group-containing compounds may be used singly or in combination of two or more.

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。
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。
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。
Although the polymerization method is not limited, radical polymerization using a radical polymerization initiator is preferred. Examples of polymerization initiators that can be used include azo compounds and organic peroxides.
Specific examples of azo compounds include azobisisobutyronitrile (AIBN), dimethyl 2,2′-azobis(2-methylpropionate), 1,1′-azobis(cyclohexanecarbonitrile) (ABCN), and the like. can be mentioned.
Examples of organic peroxides include hydrogen peroxide, di-tert-butyl peroxide (DTBP), benzoyl peroxide (benzoyl peroxide, BPO), and methyl ethyl ketone peroxide (MEKP).
As for the polymerization initiator, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.

重合反応に用いる溶媒としては、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 solvent used for the polymerization reaction, for example, organic solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, toluene and 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(5’)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、2官能以上の前記チオール基含有化合物を滴下しながら、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。
反応容器に仕込む際の、一般式(5’)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。
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。
In the synthesis of the raw material polymer, the monomer represented by the general formula (5′), maleic anhydride and a polymerization initiator are dissolved in a solvent and charged into a reaction vessel, and then heated to form a bifunctional or higher thiol group-containing It is carried out by allowing the addition polymerization to proceed while dropping the compound. The heating temperature is, for example, 50 to 80° C., and the heating time is, for example, 5 to 20 hours.
The molar ratio of the monomer represented by the general formula (5') to maleic anhydride when charged into the reactor is preferably 0.5:1 to 1:0.5. From the viewpoint of molecular structure control, the molar ratio is preferably 1:1.
A "raw material polymer" can be obtained by such a process.
The raw material polymer may be any of random copolymers, alternating copolymers, block copolymers, periodic copolymers, and the like. Typically they are random or alternating copolymers. Maleic anhydride is generally known as a monomer having strong alternating copolymerizability.

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。
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。
After synthesis of the raw material polymer, a step of removing low-molecular-weight components such as unreacted monomers, oligomers and residual polymerization initiators may be carried out.
Specifically, the organic phase containing the synthesized starting polymer and low-molecular-weight components is concentrated and then mixed with an organic solvent such as tetrahydrofuran (THF) to obtain a solution. This solution is then mixed with a poor solvent such as methanol to precipitate the monomer. By filtering and drying the precipitate, the purity of the starting polymer can be increased.

(工程(II))
工程(I)で得られた原料ポリマーと、多官能(メタ)アクリルモノマーおよび/または単官能(メタ)アクリルモノマーとを、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(4)で表される構成単位の一部が開環し、一般式(9)で表される構成単位および/または一般式(10)で表される構成単位が形成される。これにより、一般式(5)で表される構成単位、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)、ならびに一般式(9)で表される構成単位および/または一般式(10)で表される構成単位を含み、場合により一般式(4)で表される構成単位を含むポリマー前駆体が得られる。
(Step (II))
By reacting the raw material polymer obtained in step (I) with a polyfunctional (meth)acrylic monomer and/or a monofunctional (meth)acrylic monomer in the presence of a basic catalyst, the general A part of the structural unit represented by formula (4) is ring-opened to form a structural unit represented by general formula (9) and/or a structural unit represented by general formula (10). Thereby, the structural unit represented by the general formula (5), the organic group (i) having 1 to 6 valent carbon atoms and 30 or less, and the structural unit represented by the general formula (9) and / or general A polymer precursor containing a structural unit represented by formula (10) and optionally containing a structural unit represented by general formula (4) 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。 More specifically, first, a solution is prepared by dissolving a raw material polymer in a suitable organic solvent. 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), tetrahydrofuran (THF) can be used. , but not limited to these, various organic solvents used in synthesizing organic compounds and polymers can be used.

一般式(5)で表される構成単位、ならびに一般式(9)で表される構成単位および一般式(10)で表される構成単位の両方を含むポリマーを得る場合、次に、上記の溶液に、多官能(メタ)アクリルモノマーを加える。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して、少なくとも一般式(5)の構成単位、および一般式(9)の構成単位が、炭素数1以上30以下の前記有機基(i)と1~6個のチオエーテル基を介して結合した構造を含むポリマーを得る(工程(II-i))。 When obtaining a polymer containing both structural units represented by general formula (5) and structural units represented by general formula (9) and general formula (10), then the above A polyfunctional (meth)acrylic monomer is added to the solution. Additionally, a basic catalyst is added. Then, the solution is appropriately mixed to form a uniform solution, and at least the structural unit of general formula (5) and the structural unit of general formula (9) are combined with the organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms and 1 to A polymer containing a structure bonded via six thioether groups is obtained (step (II-i)).

ここで用いることができる多官能(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば一般式(3-2a’)で表される化合物、一般式(3-2b’)で表される化合物、および一般式(3-2c’)で表される化合物が挙げられる。一般式(3-2a’)におけるk、R、X1、X1'およびXの定義および具体的態様は、上述の一般式(3-2a)におけるものと同様である。また一般式(3-2b’)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(3-2b)におけるものと同様である。一般式(3-2c’)におけるnは、上記の一般式(3-2c)におけるものと同様である。 Polyfunctional (meth) acrylic monomers that can be used here include, for example, compounds represented by general formula (3-2a′), compounds represented by general formula (3-2b′), and general formula (3 -2c'). The definitions and specific embodiments of k, R, X1, X1' and X2 in general formula (3-2a') are the same as in general formula (3-2a) above. The definitions and specific embodiments of k, R, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 in general formula (3-2b′) are those in general formula (3-2b) above. is similar to n in general formula (3-2c′) is the same as in general formula (3-2c) above.

Figure 2022165664000039
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Figure 2022165664000040
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Figure 2022165664000041
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ヒドロキシ基を有する多官能(メタ)アクリル化合物として、好ましく使用可能なものを以下に示す。なお、以下に示される化合物のアクリロイル基の一部または全部を(メタ)アクリロイル基としたもの(またはその逆のもの)も使用可能である。 Preferred usable polyfunctional (meth)acrylic compounds having a hydroxy group are shown below. In addition, it is also possible to use the compounds shown below in which part or all of the acryloyl groups are (meth)acryloyl groups (or vice versa).

Figure 2022165664000042
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Figure 2022165664000043
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Figure 2022165664000044
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Figure 2022165664000045
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Figure 2022165664000046
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Figure 2022165664000047
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次いで、工程(II-i)で得られたポリマーに、単官能(メタ)アクリルモノマーを、塩基性触媒の存在下で反応させることで、少なくとも一般式(5)の構成単位、一般式(9)の構成単位、および一般式(10)の構成単位が、炭素数1以上30以下の前記有機基(i)と1~6個のチオエーテル基を介して結合した構造を含むポリマー前駆体を得ることができる(工程(II-ii))。 Then, the polymer obtained in step (II-i) is reacted with a monofunctional (meth)acrylic monomer in the presence of a basic catalyst to obtain at least the structural unit of general formula (5), general formula (9 ) and a structural unit of the general formula (10) are bonded to the organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms via 1 to 6 thioether groups. (Step (II-ii)).

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。なお、塩基性触媒を過剰に用いると、中和に必要な酸の量が多くなり、精製が煩雑になる等の可能性があることに留意する。 As the basic catalyst, amine compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, and the like, which are known in the field of organic synthesis, can be appropriately used. For example, an amine compound such as triethylamine, pyridine, 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 starting polymer. It should be noted that if the basic catalyst is used excessively, the amount of acid required for neutralization increases, which may complicate purification.

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(4)の構成単位の開環/一般式(6)の構成単位の形成がなされる。 The above solution is preferably heated at 60 to 80° C. for about 3 to 9 hours to open the structural unit of the general formula (4) contained in the raw material polymer/form the structural unit of the general formula (6). is done.

なお、例えば、上記の加熱の途中に、ヒドロキシ基を有する単官能(メタ)アクリル化合物を反応系中に追添することで、ポリマー中に前述の一般式(8)で表される構成単位を生成することができる。 Incidentally, for example, by adding a monofunctional (meth)acrylic compound having a hydroxy group to the reaction system during the above heating, the structural unit represented by the above general formula (8) is added to the polymer. can be generated.

反応の立体障害などの点から、ヒドロキシ基を有する単官能(メタ)アクリル化合物のほうが、ヒドロキシ基を有する多官能(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。よって、ポリマー中に前述の一般式(8)で表される構成単位を生成させる場合には、ヒドロキシ基を有する単官能(メタ)アクリル化合物を最初から反応系中には仕込まず、反応系中に追添することが好ましい。
ヒドロキシ基を有する単官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば以下一般式(3-1a’)で表される化合物が挙げられる。
一般式(3-1a’)において、X10およびRの定義については一般式(3-1a)におけるものと同様である。
From the viewpoint of reaction steric hindrance, a monofunctional (meth)acrylic compound having a hydroxy group tends to react more easily with a raw material polymer than a polyfunctional (meth)acrylic compound having a hydroxy group. Therefore, when the structural unit represented by the above general formula (8) is generated in the polymer, a monofunctional (meth)acrylic compound having a hydroxy group is not charged into the reaction system from the beginning, and It is preferable to append to
Monofunctional (meth)acrylic compounds having a hydroxy group include, for example, compounds represented by the following general formula (3-1a').
In general formula (3-1a'), the definitions of X 10 and R are the same as in general formula (3-1a).

Figure 2022165664000048
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一般式(3-1a’)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 (3-1a′) include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 2-(meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl-phthalic acid, etc. can be mentioned.

一般式(5)で表される構成単位、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)、ならびに一般式(6)で表される構成単位および一般式(7)で表される構成単位のいずれか一方を含むポリマーを得る場合、工程(I)の後、工程(II-i)、工程(II-ii)のいずれか一方のみを実施すればよい。 The structural unit represented by the general formula (5), the organic group (i) having 1 to 6 valent carbon atoms and 30 or less, and the structural unit represented by the general formula (6) and the general formula (7) When obtaining a polymer containing either one of the represented structural units, only one of the steps (II-i) and (II-ii) may be carried out after the step (I).

(工程(III))
工程(II)で得られたポリマー前駆体を、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(6)で表される構成単位(一般式(7)で表される構成単位および/または一般式(8)で表される構成単位)が形成される。これにより、一般式(5)で表される構成単位、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)、一般式(9)で表される構成単位および/または一般式(10)で表される構成単位、一般式(6)で表される構成単位(一般式(7)で表される構成単位および/または一般式(8)で表される構成単位)、場合により一般式(4)で表される構成単位を含むポリマーを調製する。
(Step (III))
The polymer precursor obtained in step (II) is reacted with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound in the presence of a catalyst to convert the carboxyl group of the polymer precursor and the epoxy group of the epoxy group-containing (meth)acrylic compound into A structural unit represented by general formula (6) (a structural unit represented by general formula (7) and/or a structural unit represented by general formula (8)) is formed. Thereby, the structural unit represented by the general formula (5), the organic group (i) having 1 to 6 carbon atoms and 30 or less monovalent to hexavalent, the structural unit represented by the general formula (9) and / or the general formula The structural unit represented by (10), the structural unit represented by the general formula (6) (the structural unit represented by the general formula (7) and/or the structural unit represented by the general formula (8)), the case A polymer containing a structural unit represented by general formula (4) is prepared by:

工程(III)は、工程(II-ii)で得られたポリマー前駆体を含む反応系に、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。 Step (III) is preferably carried out by adding an epoxy group-containing (meth)acrylic compound to the reaction system containing the polymer precursor obtained in step (II-ii).

ポリマー前駆体と、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(II-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(III)は、工程(II-ii)で得られたポリマー前駆体を含む反応混合物から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、インサイチュで、工程(II-ii)で得られたポリマー前駆体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 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 step (II-ii) can be used as it is. Therefore, in step (III), the polymer precursor is isolated and purified from the reaction mixture containing the polymer precursor obtained in step (II-ii), or the basic catalyst contained in the mixture is neutralized. It is preferable to add the epoxy group-containing (meth)acrylic compound in situ to the reaction mixture containing the polymer precursor obtained in step (II-ii) without the addition of the epoxy group-containing (meth)acryl compound.

具体的には、ポリマー前駆体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(6)で表される構成単位(一般式(7)で表される構成単位および/または一般式(8)で表される構成単位)が形成され、ポリマーが生成する。 Specifically, the reaction solution obtained by adding the epoxy group-containing (meth)acrylic compound to the reaction mixture containing the polymer precursor is preferably heated at 60 to 80° C. for about 1 to 9 hours, A structural unit represented by general formula (6) (a structural unit represented by general formula (7) and/or A structural unit represented by the general formula (8)) is formed to produce a polymer.

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 epoxy group-containing (meth)acrylic compounds include glycidyl methacrylate (GMA), 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether (4HBAGE), 3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, and acrylic acid. Glycidyl and the like can be mentioned, 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 to be added is desirably 0.1 to 3.0 mol per 1 mol of the carboxyl group of the polymer precursor.

工程(III)の後、所望のポリマー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 step (III), the following steps are preferably carried out as appropriate in order to remove unnecessary components other than the desired polymer.

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の有機溶液を得る。 First, the above reaction solution diluted with an organic solvent and added with an acid (eg, formic acid, citric acid, etc.) is vigorously stirred in a separatory 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. An organic solution of the polymer is thus obtained.

得られたポリマーの有機溶液に、過剰量のトルエンを加えてポリマーを再沈殿させる。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、高純度の本実施形態のポリマーを得ることができる。
An excess amount of toluene is added to the resulting organic solution of the polymer to reprecipitate the polymer. In addition, the polymer powder obtained by reprecipitation is further washed with toluene several times (for example, twice).
Further, the operation of washing the obtained polymer powder with ion-exchanged water is repeated several times (for example, three times) in order to remove the acid and basic catalyst.
By drying the polymer powder after washing with ion-exchanged water, for example, at 30 to 60° C. for 16 hours or more, a highly pure polymer of the present embodiment can be obtained.

<ポリマーの製造方法>
本実施形態のポリマーの製造方法について説明する。
ポリマーは、任意の方法により製造(合成)することができる。ポリマーは、例えば、
工程(I):一般式(5)で表される構成単位と、一般式(4)で表される構成単位と、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)とを含む原料ポリマーを準備する工程、
工程(II):工程(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)アクリルモノマー」と称する)、および/または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)アクリルモノマー」と称する)とを、塩基性触媒の存在下で反応させて、一般式(5)で表される構成単位、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)、一般式(9)で表される構成単位および/または一般式(10)で表される構成単位、場合により一般式(4)で表される構成単位を含むポリマー前駆体を調製する工程、および
工程(III):工程(II)で得られたポリマー前駆体を、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、一般式(5)で表される構成単位、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)、一般式(9)で表される構成単位および/または一般式(10)で表される構成単位、一般式(6)で表される構成単位(一般式(7)で表される構成単位および/または一般式(8)で表される構成単位)、場合により一般式(4)で表される構成単位を含むポリマーを調製する工程、
により製造できる。
<Method for producing polymer>
A method for producing the polymer of the present embodiment will be described.
A polymer can be manufactured (synthesized) by any method. Polymers are, for example,
Step (I): a structural unit represented by general formula (5), a structural unit represented by general formula (4), and the organic group (i) having 1 to 6 valent carbon atoms and having 1 to 30 carbon atoms; preparing a raw material polymer comprising
and/ Or a compound having a hydroxyl group and one (meth)acryloyl group (hereinafter referred to as a "monofunctional (meth)acrylic monomer") is reacted in the presence of a basic catalyst to obtain a compound represented by the general formula (5). the structural unit, the monovalent to hexavalent organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms, the structural unit represented by the general formula (9) and / or the structural unit represented by the general formula (10), A step of optionally preparing a polymer precursor containing a structural unit represented by the general formula (4), and a step (III): The polymer precursor obtained in step (II) is treated with an epoxy group-containing (Meth) by reacting with an acrylic compound, the structural unit represented by the general formula (5), the organic group (i) having 1 to 6 valent carbon atoms and 30 or less, represented by the general formula (9) Structural units and / or structural units represented by general formula (10), structural units represented by general formula (6) (structural units represented by general formula (7) and / or structural units represented by general formula (8) structural unit), optionally a step of preparing a polymer containing a structural unit represented by general formula (4),
can be manufactured by

工程(II)において、多官能(メタ)アクリルモノマーと単官能(メタ)アクリルモノマーの両方が用いられる場合、まず多官能(メタ)アクリルモノマーを原料ポリマーと反応させ、得られた反応混合物に、単官能(メタ)アクリルモノマーを反応させることが好ましい。 In step (II), when both a polyfunctional (meth)acrylic monomer and a monofunctional (meth)acrylic monomer are used, the polyfunctional (meth)acrylic monomer is first reacted with the starting polymer, and the resulting reaction mixture is added with It is preferable to react a monofunctional (meth)acrylic monomer.

(工程(I))
工程(I)における、一般式(5)で表される構成単位と、一般式(4)で表される構成単位と、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)とを含む原料ポリマーを準備する工程は、一般式(5’)で表されるモノマーと、無水マレイン酸とを含むモノマー組成物を、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(5')のR、R、RおよびRならびにa1の定義は、一般式(5)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))
In step (I), a structural unit represented by general formula (5), a structural unit represented by general formula (4), and the monovalent to hexavalent organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms The step of preparing a raw material polymer containing a monomer represented by the general formula (5′) and a monomer composition containing maleic anhydride in the presence of the above-mentioned difunctional or higher thiol group-containing compound, polymerizing It can be carried out by (addition polymerization). The definitions of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 and a1 in general formula (5′) are the same as those in general formula (5). The same applies to preferred embodiments.

Figure 2022165664000049
Figure 2022165664000049

一般式(5’)で表されるモノマーとしては、例えば、ノルボルネン、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(5’)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。 Monomers represented by the general formula (5′) include, for example, norbornene, bicyclo[2.2.1]-hept-2-ene (common name: 2-norbornene), 5-methyl-2-norbornene, 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-2-carboxylate methyl, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride and the like. At the time of polymerization, the monomer represented by general formula (5') may be used alone or in combination of two or more.

モノマー組成物は、上記モノマーに加えて他のモノマーを含んでいてもよい。
他のモノマーとしては、二重結合を有する共重合性化合物であれば特に限定されず公知の化合物を用いることができ、一般式(5’)で表されるモノマーおよび無水マレイン酸と重合し得る。他のモノマーとしては、例えば、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(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)等が挙げられる。工程(I)においては、一般式(5’)で表されるモノマーと、無水マレイン酸と、さらに必要に応じてその他のモノマーとを、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)することができる。
The monomer composition may contain other monomers in addition to the above monomers.
The other monomer is not particularly limited as long as it is a copolymerizable compound having a double bond, and known compounds can be used, and can be polymerized with the monomer represented by the general formula (5′) and maleic anhydride. . Other monomers include, for example, substituted or unsubstituted indene, maleimide, styrene, acenaphthylene, norbornadiene, dihydrofuran, terpene compounds (e.g., pinene, limonene, etc.), linear alkenes (e.g., pentene, etc.), cyclic alkenes. (cyclohexene, etc.), cyclododecatriene, tricycloundecaene, dialkyl fumarate (e.g., dimethyl fumarate, ethyl fumarate, dibutyl fumarate, etc.), coumarin, (meth)acrylic acid compounds (e.g., methyl methacrylate, acrylic acid methyl), vinyl acetate, vinyl ether (eg, 2-hydroxyethyl vinyl ether, etc.), and the like. In step (I), a monomer represented by the general formula (5′), maleic anhydride, and optionally other monomers are combined in the presence of the difunctional or higher thiol group-containing compound, It can be polymerized (addition polymerized).

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-20)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 thiol group-containing compound include, but are not limited to, the compounds represented by the chemical formulas (s-1) to (s-20). The bifunctional or higher thiol group-containing compounds may be used singly or in combination of two or more.

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。
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。
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。
Although the polymerization method is not limited, radical polymerization using a radical polymerization initiator is preferred. Examples of polymerization initiators that can be used include azo compounds and organic peroxides.
Specific examples of azo compounds include azobisisobutyronitrile (AIBN), dimethyl 2,2′-azobis(2-methylpropionate), 1,1′-azobis(cyclohexanecarbonitrile) (ABCN), and the like. can be mentioned.
Examples of organic peroxides include hydrogen peroxide, di-tert-butyl peroxide (DTBP), benzoyl peroxide (benzoyl peroxide, BPO), and methyl ethyl ketone peroxide (MEKP).
As for the polymerization initiator, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.

重合反応に用いる溶媒としては、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 solvent used for the polymerization reaction, for example, organic solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, toluene and 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(5’)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、2官能以上の前記チオール基含有化合物を滴下しながら、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。
反応容器に仕込む際の、一般式(5’)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。
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。
In the synthesis of the raw material polymer, the monomer represented by the general formula (5′), maleic anhydride and a polymerization initiator are dissolved in a solvent and charged into a reaction vessel, and then heated to form a bifunctional or higher thiol group-containing It is carried out by allowing the addition polymerization to proceed while dropping the compound. The heating temperature is, for example, 50 to 80° C., and the heating time is, for example, 5 to 20 hours.
The molar ratio of the monomer represented by the general formula (5') to maleic anhydride when charged into the reactor is preferably 0.5:1 to 1:0.5. From the viewpoint of molecular structure control, the molar ratio is preferably 1:1.
A "raw material polymer" can be obtained by such a process.
The raw material polymer may be any of random copolymers, alternating copolymers, block copolymers, periodic copolymers, and the like. Typically they are random or alternating copolymers. Maleic anhydride is generally known as a monomer having strong alternating copolymerizability.

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。
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。
After synthesis of the raw material polymer, a step of removing low-molecular-weight components such as unreacted monomers, oligomers and residual polymerization initiators may be carried out.
Specifically, the organic phase containing the synthesized starting polymer and low-molecular-weight components is concentrated and then mixed with an organic solvent such as tetrahydrofuran (THF) to obtain a solution. This solution is then mixed with a poor solvent such as methanol to precipitate the monomer. By filtering and drying the precipitate, the purity of the starting polymer can be increased.

(工程(II))
工程(I)で得られた原料ポリマーと、多官能(メタ)アクリルモノマーおよび/または単官能(メタ)アクリルモノマーとを、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(4)で表される構成単位の一部が開環し、一般式(9)で表される構成単位および/または一般式(10)で表される構成単位が形成される。これにより、一般式(5)で表される構成単位、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)、ならびに一般式(9)で表される構成単位および/または一般式(10)で表される構成単位を含み、場合により一般式(4)で表される構成単位を含むポリマー前駆体が得られる。
(Step (II))
By reacting the raw material polymer obtained in step (I) with a polyfunctional (meth)acrylic monomer and/or a monofunctional (meth)acrylic monomer in the presence of a basic catalyst, the general A part of the structural unit represented by formula (4) is ring-opened to form a structural unit represented by general formula (9) and/or a structural unit represented by general formula (10). Thereby, the structural unit represented by the general formula (5), the organic group (i) having 1 to 6 valent carbon atoms and 30 or less, and the structural unit represented by the general formula (9) and / or general A polymer precursor containing a structural unit represented by formula (10) and optionally containing a structural unit represented by general formula (4) 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。 More specifically, first, a solution is prepared by dissolving a raw material polymer in a suitable organic solvent. 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), tetrahydrofuran (THF) can be used. , but not limited to these, various organic solvents used in synthesizing organic compounds and polymers can be used.

一般式(5)で表される構成単位、ならびに一般式(9)で表される構成単位および一般式(10)で表される構成単位の両方を含むポリマーを得る場合、次に、上記の溶液に、多官能(メタ)アクリルモノマーを加える。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して、少なくとも一般式(5)の構成単位、および一般式(9)の構成単位が、炭素数1以上30以下の前記有機基(i)と1~6個のチオエーテル基を介して結合した構造を含むポリマーを得る(工程(II-i))。 When obtaining a polymer containing both structural units represented by general formula (5) and structural units represented by general formula (9) and general formula (10), then the above A polyfunctional (meth)acrylic monomer is added to the solution. Additionally, a basic catalyst is added. Then, the solution is appropriately mixed to form a uniform solution, and at least the structural unit of general formula (5) and the structural unit of general formula (9) are combined with the organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms and 1 to A polymer containing a structure bonded via six thioether groups is obtained (step (II-i)).

ここで用いることができる多官能(メタ)アクリルモノマーとしては、例えば一般式(3-2a’)で表される化合物、一般式(3-2b’)で表される化合物、および一般式(3-2c’)で表される化合物が挙げられる。一般式(3-2a’)におけるk、R、X1、X1'およびXの定義および具体的態様は、上述の一般式(3-2a)におけるものと同様である。また一般式(3-2b’)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(3-2b)におけるものと同様である。一般式(3-2b’)におけるnは、上記の一般式(3-2c)におけるものと同様である。 Polyfunctional (meth) acrylic monomers that can be used here include, for example, compounds represented by general formula (3-2a′), compounds represented by general formula (3-2b′), and general formula (3 -2c'). The definitions and specific embodiments of k, R, X1, X1' and X2 in general formula (3-2a') are the same as in general formula (3-2a) above. The definitions and specific embodiments of k, R, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 in general formula (3-2b′) are those in general formula (3-2b) above. is similar to n in general formula (3-2b') is the same as in general formula (3-2c) above.

Figure 2022165664000050
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Figure 2022165664000051
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Figure 2022165664000052
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ヒドロキシ基を有する多官能(メタ)アクリル化合物として、好ましく使用可能なものを以下に示す。なお、以下に示される化合物のアクリロイル基の一部または全部を(メタ)アクリロイル基としたもの(またはその逆のもの)も使用可能である。 Preferred usable polyfunctional (meth)acrylic compounds having a hydroxy group are shown below. In addition, it is also possible to use the compounds shown below in which part or all of the acryloyl groups are (meth)acryloyl groups (or vice versa).

Figure 2022165664000053
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Figure 2022165664000054
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Figure 2022165664000055
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Figure 2022165664000056
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Figure 2022165664000057
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Figure 2022165664000058
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次いで、工程(II-i)で得られたポリマーに、単官能(メタ)アクリルモノマーを、塩基性触媒の存在下で反応させることで、少なくとも一般式(5)の構成単位、一般式(9)の構成単位、および一般式(10)の構成単位が、炭素数1以上30以下の前記有機基(i)と1~6個のチオエーテル基を介して結合した構造を含むポリマー前駆体を得ることができる(工程(II-ii))。 Then, the polymer obtained in step (II-i) is reacted with a monofunctional (meth)acrylic monomer in the presence of a basic catalyst to obtain at least the structural unit of general formula (5), general formula (9 ) and a structural unit of the general formula (10) are bonded to the organic group (i) having 1 to 30 carbon atoms via 1 to 6 thioether groups. (Step (II-ii)).

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。なお、塩基性触媒を過剰に用いると、中和に必要な酸の量が多くなり、精製が煩雑になる等の可能性があることに留意する。 As the basic catalyst, amine compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, and the like, which are known in the field of organic synthesis, can be appropriately used. For example, an amine compound such as triethylamine, pyridine, 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 starting polymer. It should be noted that if the basic catalyst is used excessively, the amount of acid required for neutralization increases, which may complicate purification.

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(4)の構成単位の開環/一般式(6)の構成単位の形成がなされる。 The above solution is preferably heated at 60 to 80° C. for about 3 to 9 hours to open the structural unit of the general formula (4) contained in the raw material polymer/form the structural unit of the general formula (6). is done.

なお、例えば、上記の加熱の途中に、ヒドロキシ基を有する単官能(メタ)アクリル化合物を反応系中に追添することで、ポリマー中に前述の一般式(8)で表される構成単位を生成することができる。 Incidentally, for example, by adding a monofunctional (meth)acrylic compound having a hydroxy group to the reaction system during the above heating, the structural unit represented by the above general formula (8) is added to the polymer. can be generated.

反応の立体障害などの点から、ヒドロキシ基を有する単官能(メタ)アクリル化合物のほうが、ヒドロキシ基を有する多官能(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。よって、ポリマー中に前述の一般式(8)で表される構成単位を生成させる場合には、ヒドロキシ基を有する単官能(メタ)アクリル化合物を最初から反応系中には仕込まず、反応系中に追添することが好ましい。
ヒドロキシ基を有する単官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば以下一般式(3-1a’)で表される化合物が挙げられる。
一般式(3-1a’)において、X10およびRの定義については一般式(3-1a)におけるものと同様である。
From the viewpoint of reaction steric hindrance, a monofunctional (meth)acrylic compound having a hydroxy group tends to react more easily with a raw material polymer than a polyfunctional (meth)acrylic compound having a hydroxy group. Therefore, when the structural unit represented by the above general formula (8) is generated in the polymer, a monofunctional (meth)acrylic compound having a hydroxy group is not charged into the reaction system from the beginning, and It is preferable to append to
Monofunctional (meth)acrylic compounds having a hydroxy group include, for example, compounds represented by the following general formula (3-1a').
In general formula (3-1a'), the definitions of X 10 and R are the same as in general formula (3-1a).

Figure 2022165664000059
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一般式(3-1a’)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 (3-1a′) include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 2-(meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl-phthalic acid, etc. can be mentioned.

一般式(5)で表される構成単位、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)、ならびに一般式(6)で表される構成単位および一般式(7)で表される構成単位のいずれか一方を含むポリマーを得る場合、工程(I)の後、工程(II-i)、工程(II-ii)のいずれか一方のみを実施すればよい。 The structural unit represented by the general formula (5), the organic group (i) having 1 to 6 valent carbon atoms and 30 or less, and the structural unit represented by the general formula (6) and the general formula (7) When obtaining a polymer containing either one of the represented structural units, only one of the steps (II-i) and (II-ii) may be carried out after the step (I).

(工程(III))
工程(II)で得られたポリマー前駆体を、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(6)で表される構成単位(一般式(7)で表される構成単位および/または一般式(8)で表される構成単位)が形成される。これにより、一般式(5)で表される構成単位、1~6価の炭素数1以上30以下の前記有機基(i)、一般式(9)で表される構成単位および/または一般式(10)で表される構成単位、一般式(6)で表される構成単位(一般式(7)で表される構成単位および/または一般式(8)で表される構成単位)、場合により一般式(4)で表される構成単位を含むポリマーを調製する。
(Step (III))
The polymer precursor obtained in step (II) is reacted with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound in the presence of a catalyst to convert the carboxyl group of the polymer precursor and the epoxy group of the epoxy group-containing (meth)acrylic compound into A structural unit represented by general formula (6) (a structural unit represented by general formula (7) and/or a structural unit represented by general formula (8)) is formed. Thereby, the structural unit represented by the general formula (5), the organic group (i) having 1 to 6 carbon atoms and 30 or less monovalent to hexavalent, the structural unit represented by the general formula (9) and / or the general formula The structural unit represented by (10), the structural unit represented by the general formula (6) (the structural unit represented by the general formula (7) and/or the structural unit represented by the general formula (8)), the case A polymer containing a structural unit represented by general formula (4) is prepared by:

工程(III)は、工程(II-ii)で得られたポリマー前駆体を含む反応系に、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。 Step (III) is preferably carried out by adding an epoxy group-containing (meth)acrylic compound to the reaction system containing the polymer precursor obtained in step (II-ii).

ポリマー前駆体と、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(II-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(III)は、工程(II-ii)で得られたポリマー前駆体を含む反応混合物から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、インサイチュで、工程(II-ii)で得られたポリマー前駆体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 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 step (II-ii) can be used as it is. Therefore, in step (III), the polymer precursor is isolated and purified from the reaction mixture containing the polymer precursor obtained in step (II-ii), or the basic catalyst contained in the mixture is neutralized. It is preferable to add the epoxy group-containing (meth)acrylic compound in situ to the reaction mixture containing the polymer precursor obtained in step (II-ii) without the addition of the epoxy group-containing (meth)acryl compound.

具体的には、ポリマー前駆体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(6)で表される構成単位(一般式(7)で表される構成単位および/または一般式(8)で表される構成単位)が形成され、ポリマーが生成する。 Specifically, the reaction solution obtained by adding the epoxy group-containing (meth)acrylic compound to the reaction mixture containing the polymer precursor is preferably heated at 60 to 80° C. for about 1 to 9 hours, A structural unit represented by general formula (6) (a structural unit represented by general formula (7) and/or A structural unit represented by the general formula (8)) is formed to produce a polymer.

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 epoxy group-containing (meth)acrylic compounds include glycidyl methacrylate (GMA), 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether (4HBAGE), 3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, and acrylic acid. Glycidyl and the like can be mentioned, 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 to be added is desirably 0.1 to 3.0 mol per 1 mol of the carboxyl group of the polymer precursor.

工程(III)の後、所望のポリマー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 step (III), the following steps are preferably carried out as appropriate in order to remove unnecessary components other than the desired polymer.

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の有機溶液を得る。 First, the above reaction solution diluted with an organic solvent and added with an acid (eg, formic acid, citric acid, etc.) is vigorously stirred in a separatory 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. An organic solution of the polymer is thus obtained.

得られたポリマーの有機溶液に、過剰量のトルエンを加えてポリマーを再沈殿させる。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、高純度の本実施形態のポリマーを得ることができる。
An excess amount of toluene is added to the resulting organic solution of the polymer to reprecipitate the polymer. In addition, the polymer powder obtained by reprecipitation is further washed with toluene several times (for example, twice).
Further, the operation of washing the obtained polymer powder with ion-exchanged water is repeated several times (for example, three times) in order to remove the acid and basic catalyst.
By drying the polymer powder after washing with ion-exchanged water, for example, at 30 to 60° C. for 16 hours or more, a highly pure polymer of the present embodiment can be obtained.

[重合開始剤]
本実施形態の感光性樹脂組成物に、ポリマーとともに含まれる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。
[Polymerization initiator]
A photoradical polymerization initiator is mentioned as a polymerization initiator which is contained together with the polymer in the photosensitive resin composition of the present embodiment. As the radical photopolymerization initiator, known compounds can be used. methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1-{4- [4-(2-hydroxy-2-methylpropionyl)benzyl]phenyl}-2-methylpropan-1-one, 2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropan-1-one, 2 -benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1,2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl) ) phenyl]-1-butanone and other alkylphenone compounds; benzophenone, 4,4'-bis(dimethylamino)benzophenone, 2-carboxybenzophenone and other benzophenone compounds; benzoin compounds such as benzoin isobutyl ether; thioxanthone compounds such as thioxanthone, 2-ethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, and 2,4-diethylthioxanthone; 2-(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-ethoxycarbonylnaphthyl)-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 -oxadiazole, halomethylated oxadiazole compounds such as 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 oxime)], ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime) and other oxime ester compounds; bis(η5 -2,4-cyclopentadien-1-yl)-bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)-phenyl)titanium compounds such as titanocene compounds; p-dimethylaminobenzoic acid, p -benzoic acid ester compounds such as diethylaminobenzoic acid; acridine compounds such as 9-phenylacridine; A photoradical polymerization initiator may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
The radical photopolymerization initiator is used in an amount of, for example, 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight 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。また、感光性樹脂組成物の黄色化が抑制されるため、当該感光性樹脂組成物を硬化して得られる物品は透明性を有する。 Since the photosensitive resin composition of the present embodiment contains the above components, it has high sensitivity in photolithography processing and excellent alkali solubility. Therefore, the photosensitive resin composition has excellent developability and excellent processability in photolithography. In addition, since yellowing of the photosensitive resin composition is suppressed, an article obtained by curing the photosensitive resin composition has transparency.

[多官能(メタ)アクリル化合物]
本実施形態の感光性樹脂組成物は、多官能(メタ)アクリル化合物を含むことができる。
2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物である多官能(メタ)アクリレート化合物は、本発明の効果を発揮することができれば、従来公知の化合物を用いることができる。
[Polyfunctional (meth)acrylic compound]
The photosensitive resin composition of this embodiment can contain a polyfunctional (meth)acrylic compound.
A conventionally known compound can be used as the polyfunctional (meth)acrylate compound, which is a compound having two or more (meth)acryloyl groups, as long as the effects of the present invention can be exhibited.

多官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば、以下の一般式(3-2p)で表される化合物、一般式(3-2q)で表される化合物、および一般式(3-2r)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。 Examples of polyfunctional (meth) acrylic compounds include compounds represented by the following general formula (3-2p), compounds represented by general formula (3-2q), and general formula (3-2r). Examples include, but are not limited to, compounds described in

一般式(3-2p)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(3-2a)におけるものと同様である。また一般式(3-2q)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(3-2b)におけるものと同様である。 The definitions and specific embodiments of k, R, X 1 , X 1 ' and X 2 in general formula (3-2p) are the same as in general formula (3-2a) above. The definitions and specific embodiments of k, R, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and X 6 in general formula (3-2q) are the same as in general formula (3-2b) above. It is the same.

一般式(3-2p)、一般式(3-2q)および一般式(3-2r)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。 Y in general formulas (3-2p), (3-2q) and (3-2r) is a hydrogen atom, a (meth)acryloyl group, or a combination thereof.

一般式(3-2p)、一般式(3-2q)および一般式(3-2r)においてYが水素原子である化合物は、未反応モノマー(すなわち、一般式(3-2p)、一般式(3-2q)および一般式(3-2r)で表される化合物)であってもよく、別途添加することもできる。
一般式(3-2r)におけるnは、2以上の整数であり、好ましくは、2~5の整数であり、より好ましくは2~3の整数である。
Compounds in which Y is a hydrogen atom in general formulas (3-2p), general formulas (3-2q) and general formulas (3-2r) are unreacted monomers (that is, general formulas (3-2p), general formulas ( 3-2q) and a compound represented by general formula (3-2r)), which can be added separately.
n in the general formula (3-2r) is an integer of 2 or more, preferably an integer of 2-5, more preferably an integer of 2-3.

Figure 2022165664000060
Figure 2022165664000060

Figure 2022165664000061
Figure 2022165664000061

Figure 2022165664000062
Figure 2022165664000062

一般式(3-2p)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 general formula (3-2p) include, but are not limited to, compounds having the following structures. In the compounds below, Y represents a hydrogen atom, a (meth)acryloyl group, or a combination thereof.

Figure 2022165664000063
Figure 2022165664000063

Figure 2022165664000064
Figure 2022165664000064

Figure 2022165664000065
Figure 2022165664000065

一般式(3-2q)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 general formula (3-2q) include, but are not limited to, the following compounds.

Figure 2022165664000066
Figure 2022165664000066

Figure 2022165664000067
Figure 2022165664000067

Figure 2022165664000068
Figure 2022165664000068

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、本発明の効果に影響を与えない範囲で配合することができ、当該樹脂組成物のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)チャートにおける多官能(メタ)アクリル化合物に由来するピーク面積が、樹脂のピーク面積に対し、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下、さらに好ましくは2%以下となる量で配合することができる。 In the polymer solution of the present embodiment, the polyfunctional (meth) acrylic compound can be blended within a range that does not affect the effects of the present invention, and the gel permeation chromatography (GPC) chart of the resin composition The peak area derived from the polyfunctional (meth)acrylic compound can be blended in an amount that is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, and still more preferably 2% or less relative to the peak area of the resin.

[単官能(メタ)アクリル化合物]
本実施形態の感光性樹脂組成物は、1つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物である単官能(メタ)アクリル化合物を含んでもよい。
[Monofunctional (meth)acrylic compound]
The photosensitive resin composition of the present embodiment may contain a monofunctional (meth)acrylic compound that is a compound having one (meth)acryloyl group.

単官能(メタ)アクリル化合物としては、以下の一般式(3-1a’)で表される化合物が挙げられる。単官能(メタ)アクリル化合物は未反応モノマーであってもよく、別途添加することもできる。
一般式(3-1a’)において、X10およびRの定義については一般式(3-1a)におけるものと同様である。
Monofunctional (meth)acrylic compounds include compounds represented by the following general formula (3-1a′). The monofunctional (meth)acrylic compound may be an unreacted monomer or may be added separately.
In general formula (3-1a'), the definitions of X 10 and R are the same as in general formula (3-1a).

Figure 2022165664000069
Figure 2022165664000069

一般式(3-1a’)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 (3-1a′) include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 2-(meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl-phthalic acid, etc. can be mentioned.

本実施形態のポリマー溶液において、単官能(メタ)アクリル化合物は、本発明の効果に影響を与えない範囲で配合することができ、当該樹脂組成物のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)チャートにおける単官能(メタ)アクリル化合物に由来するピーク面積が、樹脂のピーク面積に対し、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下、さらに好ましくは2%以下となる量で配合することができる。 In the polymer solution of the present embodiment, the monofunctional (meth)acrylic compound can be blended within a range that does not affect the effects of the present invention. The peak area derived from the functional (meth)acrylic compound can be blended in such an amount that the peak area of the resin is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, and still more preferably 2% or less.

[着色剤]
本実施形態の感光性樹脂組成物は着色剤を含むことができる。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。
[Coloring agent]
The photosensitive resin composition of this embodiment can contain a colorant. By containing a coloring agent, it can be preferably used as a material for forming a color filter of a liquid crystal display device or a solid-state imaging device. Various pigments or dyes can be used as colorants.
An organic pigment or an inorganic pigment can be used as the pigment.

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-based pigments, phthalocyanine-based pigments, quinacridone-based pigments, perylene-based pigments, perinone-based pigments, isoindolinone-based pigments, isoindoline-based pigments, dioxazine-based pigments, thioindigo-based pigments, anthraquinone-based pigments, and quinophthalone-based pigments. Pigments, metal complex pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, xanthene pigments, pyrromethene 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 and extender pigments (titanium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, clay, talc, barium sulfate, calcium carbonate, etc.), chromatic pigments (yellow, cadmium-based, chrome vermillion, nickel titanium, chrome titanium , yellow iron oxide, red iron oxide, zinc chromate, red lead, ultramarine blue, navy blue, cobalt blue, chrome green, chromium oxide, bismuth vanadate, etc.), luster 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, etc. can be used.
When the photosensitive resin composition contains a coloring agent, the photosensitive resin composition may contain only one coloring agent, or may contain two or more coloring agents.

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。 Colorants (particularly pigments) having an appropriate average particle size can be used depending on the purpose and application. Particle size is preferred, and when concealing properties such as paint are required, a large average particle size of 0.5 μm or more is preferred.

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 subjected to surface treatment such as rosin treatment, surfactant treatment, resin-based dispersant treatment, pigment derivative treatment, oxide film treatment, silica coating, wax coating, etc., 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. It is preferably 3 to 70% by mass, more preferably 5 to 60% by mass, still more preferably 10 to 50% by mass, based on the total components (components 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 can contain a surfactant, and the surfactant is preferably a nonionic 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 including a nonionic surfactant, the coating properties of the photosensitive resin composition are improved when a resin film is obtained by applying the composition onto a substrate, and a coating film having a uniform thickness can be obtained. In addition, it is possible to prevent residues and patterns from rising when the coating film is developed.

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。
A nonionic surfactant is, for example, a compound containing a fluorine group (eg, a fluorinated alkyl group) or a silanol group, or a compound having a siloxane bond as a main skeleton. In this embodiment, it is more preferable to use a fluorine-based surfactant or a silicone-based surfactant as the nonionic surfactant, and it is particularly preferable to use a fluorine-based surfactant. Examples of fluorosurfactants include Megafac F-171, F-173, F-444, F-470, F-471, F-475, F-482, F-477 and F manufactured by DIC Corporation. -554, F-556, and F-557, Novec FC4430 and FC4432 manufactured by Sumitomo 3M Limited, and the like, but are not limited thereto.
When a surfactant is used, the amount of the surfactant to be blended is preferably 0.01 to 10% by weight with respect to 100 parts by mass of the resin.

(溶剤)
本実施形態の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 of this embodiment can typically contain a solvent. An organic solvent is preferably used as the solvent. Specifically, one or more of ketone-based solvents, ester-based solvents, ether-based solvents, alcohol-based solvents, lactone-based solvents, carbonate-based solvents, 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, methyl isobutyl carbinol (MIBC), gamma-butyrolactone (GBL), N-methylpyrrolidone (NMP), methyl- n-amyl ketone (MAK), diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, cyclohexanone, or mixtures thereof.
The amount of the solvent used is not particularly limited, but it is used in such an amount that the concentration of non-volatile components 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。
(Light shielding agent)
The resin composition of this embodiment can contain a light shielding agent. The photosensitive resin composition may contain only 1 type of light-shielding agents, and may contain 2 or more types.

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. It is preferably 3 to 70% by mass, more preferably 5 to 60% by mass, still more preferably 10 to 50% by mass, based on the total components (components 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 this embodiment can contain a cross-linking agent.
The cross-linking agent is not particularly limited as long as it can cross-link the polymer (can chemically bond with the polymer) by the action of the active chemical species generated from the photopolymerization initiator.
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, preferably 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. is more preferred (but the cross-linking agent does not fall under the aforementioned polymers). It is preferable to use a cross-linking agent having the same type of cross-linking group as the cross-linking group (polymerizable double bond) of the polymer from the viewpoint of uniform curability and further improvement of sensitivity.
Although there is no particular upper limit to the number of functionalities (the number of polymerizable double bonds) per molecule of the cross-linking agent, it 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 cross-linking agents 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, hexanediol di(meth)acrylate, (meth)acrylates, cyclohexanedimethanol di(meth)acrylate, bisphenol A alkylene oxide di(meth)acrylate, bisphenol F alkylene oxide di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tetra(meth) Acrylate, glycerin tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, ethylene oxide-added trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethylene oxide-added ditrimethylol Propane tetra(meth)acrylate, ethylene oxide-added pentaerythritol tetra(meth)acrylate, ethylene oxide-added dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, propylene oxide-added trimethylolpropane tri(meth)acrylate, propylene oxide-added ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate Acrylates, propylene oxide-added pentaerythritol tetra(meth)acrylate, propylene oxide-added dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, ε-caprolactone-added trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ε-caprolactone-added ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate , ε-caprolactone-added pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ε-caprolactone-added dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, 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, trimethylolpropane trivinyl ether, ditri Methylolpropane tetravinyl ether, glycerin trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, dipentaerythritol pentavinyl ether, dipentaerythritol hexavinyl ether, ethylene oxide-added trimethylolpropane trivinyl ether, ethylene oxide-added ditrimethylolpropane tetravinyl ether, ethylene oxide-added pentaerythritol tetravinyl ether, ethylene oxide Polyfunctional vinyl ethers such as adduct dipentaerythritol hexavinyl ether;
2-vinyloxyethyl (meth) acrylate, 3-vinyloxypropyl (meth) acrylate, 1-methyl-2-vinyloxyethyl (meth) acrylate, 2-vinyloxypropyl (meth) acrylate, 4 (meth) acrylic acid -vinyloxybutyl, 4-vinyloxycyclohexyl (meth)acrylate, 5-vinyloxypentyl (meth)acrylate, 6-vinyloxyhexyl (meth)acrylate, 4-vinyloxymethylcyclohexylmethyl (meth)acrylate, ( Vinyl ether group-containing (meth) such as p-vinyloxymethylphenylmethyl meth)acrylate, 2-(vinyloxyethoxy)ethyl (meth)acrylate, and 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 F alkylene oxide diallyl ether, trimethylolpropane triallyl ether, ditrimethylolpropane tetraallyl ether, glycerin triallyl ether, pentaerythritol tetraallyl ether, dipentaerythritol pentaallyl ether, dipentaerythritol hexaallyl ether, ethylene oxide-added trimethylolpropane triallyl ether, ethylene oxide-added ditrimethylolpropane tetraallyl 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)acrylate;
Polyfunctional (meth)acryloyl such as tri(acryloyloxyethyl) isocyanurate, tri(methacryloyloxyethyl) isocyanurate, alkylene oxide-added tri(acryloyloxyethyl) isocyanurate, alkylene oxide-added tri(methacryloyloxyethyl) isocyanurate group-containing isocyanurates;
Polyfunctional allyl group-containing isocyanurates 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;
etc. can be mentioned.

なかでも、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, tetrafunctional (meth)acrylates such as pentaerythritol tetra(meth)acrylate and ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate ) acrylate and hexafunctional (meth)acrylate such as dipentaerythritol hexa(meth)acrylate 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 cross-linking agent, or two or more 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 weight, preferably about 40 to 60 parts by weight, per 100 parts by weight of the photosensitive resin.

(その他の成分)
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 ingredients)
Depending on various purposes and required properties, the photosensitive resin composition may contain fillers, binder resins other than the above polymers, acid generators, heat resistance improvers, development aids, plasticizers, polymerization inhibitors, ultraviolet absorbers, oxidation Ingredients such as inhibitors, matting agents, antifoaming agents, leveling agents, antistatic agents, dispersing agents, slip agents, surface modifiers, thixotropic agents, thixotropic aids, silane coupling agents, polyhydric phenol compounds, etc. may include

[フィルム、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、液晶表示装置および固体撮像素子]
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。
[Films, color filters, black matrices, liquid crystal displays and solid-state imaging devices]
A patterned film can be obtained by forming a film using the photosensitive resin composition described above, 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. Moreover, a black matrix can be obtained by forming a pattern using a photosensitive resin composition containing a light shielding agent. Then, a liquid crystal display device and a solid-state imaging device having color filters and a black matrix can be manufactured.
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, a photosensitive resin film is first obtained by applying the above photosensitive resin composition onto an arbitrary substrate and drying it as necessary.

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 to which the composition is applied is not particularly limited. Examples thereof include glass substrates, silicon wafers, ceramic substrates, aluminum substrates, SiC wafers, GaN wafers, and copper-clad laminates.
The substrate may be an unprocessed substrate or a substrate having electrodes or elements formed thereon. It may be surface-treated to improve adhesion.

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 applied by spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, immersion, printing, roll coating, 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 coated on the substrate is typically performed by heat treatment using a hot plate, hot air, an oven, or the like. The heating temperature is usually 80-140°C, preferably 90-120°C. The heating time is usually 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. In addition, the film thickness can be adjusted by 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)
Exposure is typically performed by exposing the photosensitive resin film to actinic rays 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。
Actinic rays include, for example, X-rays, electron beams, ultraviolet rays, and visible rays. Light with 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 particularly preferably i-line. Also, two or more rays may be mixed and used. A contact aligner, mirror projection or stepper is preferred as the exposure device.
The amount of light for exposure may be appropriately adjusted depending on the amount of the photosensitive agent in the photosensitive resin film, 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 as necessary (post-exposure heating: Post Exposure Bake). The temperature is, for example, 70-150°C, preferably 90-120°C. Also, the time is, for example, 30 to 600 seconds, preferably 30 to 300 seconds. Heating after exposure accelerates the reaction by radicals generated from the photoradical polymerization initiator, further accelerating the curing reaction.

(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 a suitable developer, a pattern can be obtained, and a patterned substrate 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 development 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 development step, development can be carried out using a suitable developer, for example, by a dipping method, a puddle method, a rotary spray method, or the like. By development, the exposed portion (in the case of a positive type) or the unexposed portion (in the case of a negative type) of the photosensitive resin film is eluted and removed to obtain a pattern.
Usable developer 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 alkaline aqueous solutions include (i) inorganic alkaline aqueous solutions such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate and ammonia, (ii) organic amine aqueous solutions such as ethylamine, diethylamine, triethylamine and triethanolamine, and (iii) Examples include aqueous solutions of quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide.
Since the polymer of the present embodiment has adjusted alkali solubility and excellent sensitivity, when using a strongly basic developer such as a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) solution, the pattern after exposure and development can be formed as designed. can have 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 organic solvents include ketone solvents such as cyclopentanone, ester solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and butyl acetate, and ether solvents such as propylene glycol monomethyl ether.
A water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol, or a surfactant may be added to the developer.

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 this embodiment, it is preferable to use an alkaline aqueous solution as the developer, and it is more preferable to use 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.
Through the above steps, it is possible to obtain a pattern/manufacture a substrate with a pattern, and various treatments may be performed after 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. Examples of rinse liquids 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。
Alternatively, the obtained pattern may be heated to sufficiently harden it. 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, within the range of 15 to 300 minutes. This heat treatment can be performed using a hot plate, an oven, a heating oven in which a temperature program can be set, or the like. The atmospheric gas for the heat treatment may be air or an inert gas such as nitrogen or argon. Moreover, you may heat under pressure reduction.
FIG. 1 schematically shows an example of the structure of a liquid crystal display device and/or a solid-state imaging device having color filters and/or black matrices.

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 color filters 12 are formed on the substrate 10 . A protective film 13 and a transparent electrode layer 14 are provided on 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 generally made of a material that transmits light, such as glass, polyester, polycarbonate, polyolefin, polysulfone, or a cyclic olefin polymer. The substrate 10 may be subjected to corona discharge treatment, ozone treatment, chemical treatment, or the like, if necessary.
Substrate 10 is preferably composed of glass.
The black matrix 11 is composed of, for example, a cured 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。 As the color filter 12, there are usually three colors of red, green and blue. The color filter 12 is composed of a cured 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ができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be adopted. Moreover, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications, improvements, etc. within the scope of achieving the object of the present invention.

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、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の様々な構成を採用することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be employed within the scope that does not impair the effects of the present invention.

以下に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these.

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。
・MAN: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)
・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
The compounds used in Examples may be indicated by the following abbreviations or trade names.
・MAN: maleic anhydride ・NB: 2-norbornene ・MEK: methyl ethyl ketone ・PEMP: pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate)
・HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate ・GMA: glycidyl methacrylate

<前駆体ポリマーの合成>
[合成例1]
(前駆体ポリマーA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(MAN、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)(PEMP、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成単位と、無水マレイン酸に由来する構成単位とを備えるポリマー(前駆体ポリマーA)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3,500であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は1.52であった。
得られた前駆体ポリマーA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1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、さらに原料ポリマー1の13C-NMR測定からPEMPが前駆体ポリマーA中に取り込まれたことを確認した。
<Synthesis of precursor polymer>
[Synthesis Example 1]
(Synthesis of precursor polymer A)
602.56 g of a 75% toluene solution of 2-norbornene (451.92 g as NB, 4.8 mol), maleic anhydride (MAN, 470.69 g, 4 .8 mol) and 2238.50 g of methyl ethyl ketone (MEK) were added, stirred and dissolved. Then, after removing dissolved oxygen in the system by nitrogen bubbling, it is heated, and when the internal temperature reaches 80 ° C., dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, trade name: V-601 , 44.21 g, 0.19 mol) and pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) (PEMP, 140.73 g, 0.29 mol) in 189.74 g of MEK was added over 1 hour. After that, the mixture was further reacted 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 resulting white solid was further washed with 3686.4 g of methanol and then vacuum dried at a temperature of 120° C. to obtain a polymer comprising structural units derived from 2-norbornene and structural units derived from maleic anhydride ( 908.1 g of precursor polymer A) were obtained.
As a result of measuring the obtained polymer using gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight Mw was 3,500, and the polydispersity (weight average molecular weight Mw)/(number average molecular weight Mn) was 1.0. was 52.
The amount of sulfur in the obtained precursor polymer A was confirmed by elemental analysis by flask combustion and ion chromatography, and the presence of elemental sulfur in raw material polymer 1 was confirmed. In addition, the GPC measurement of the reaction solution did not show a single peak of PEMP and no unreacted PEMP remained. It was confirmed.

[合成例2]
(前駆体ポリマーBの合成)
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)(PEMP)を用いない以外は、合成例1と同様にしてポリマー(前駆体ポリマーB)799.1g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11,700であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は1.90であった。結果を表1に示す。
[Synthesis Example 2]
(Synthesis of precursor polymer B)
799.1 g of a polymer (precursor polymer B) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) (PEMP) was not used.
The obtained polymer was measured by gel permeation chromatography (GPC) and found to have a weight average molecular weight Mw of 11,700 and a polydispersity (weight average molecular weight Mw)/(number average molecular weight Mn) of 1.0. was 90. Table 1 shows the results.

Figure 2022165664000070
Figure 2022165664000070

(ポリマーの合成)
[合成例3]
(ポリマーAの合成)
前駆体ポリマーAのMAN単位を、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Aを合成した。以下、詳細を説明する。
まず、前駆体ポリマーA 60g(MAN換算0.312モル)に対して、MEK 112.76gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、 HEMA 81.2g(0.624モル)を加え、その後、トリエチルアミン6.0g(0.059モル)及び4-ジメチルアミノピリジン0.30g(DMAP,0.0025モル)を加え、温度70℃で16時間反応させた。さらにその後、GMA 44.4g(0.312モル)を加え、温度70℃で8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Aを精製した。
・過剰量の水でポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー固体を、過剰量の水で洗浄する操作を2回繰り返した。
・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、前駆体ポリマーA中の無水マレイン酸に由来する構成単位を、HEMAで開環し、GMAと反応させたポリマーAを得た。
ポリマーAのGPC測定により、使用した単官能(メタ)アクリル化合物のピーク、及びエポキシ基含有(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Aには、未反応の(メタ)アクリル化合物も、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物も含まれないことを確認した。
H-NMR測定により、ポリマーAが、HEMAで開環された構造、およびGMAが反応した構造を有することを確認した。
結果を表2に示す。
(Synthesis of polymer)
[Synthesis Example 3]
(Synthesis of polymer A)
Polymer A was synthesized by ring-opening the MAN unit of precursor polymer A with a monofunctional (meth)acrylic compound (HEMA) and then reacting it with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound (GMA). Details will be described below.
First, 112.76 g of MEK was added to 60 g of precursor polymer A (0.312 mol in terms of MAN) to prepare a solution. To this solution was then added 81.2 g (0.624 mol) of HEMA, followed by 6.0 g (0.059 mol) of triethylamine and 0.30 g of 4-dimethylaminopyridine (DMAP, 0.0025 mol). ) was added and reacted at a temperature of 70° C. for 16 hours. After that, 44.4 g (0.312 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70° C. for 8 hours to prepare a reaction solution.
The prepared reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous formic acid solution to remove the aqueous phase from the reaction solution. After that, polymer A was purified by the following procedure.
• The polymer was reprecipitated with an excess amount of water.
- The operation of washing the polymer solid obtained by reprecipitation with an excessive amount of water was repeated twice.
• The resulting reaction product was dried at 40°C for 16 hours.
As described above, the structural unit derived from maleic anhydride in precursor polymer A was ring-opened with HEMA to obtain polymer A, which was reacted with GMA.
GPC measurement of polymer A confirmed disappearance of the peak of the monofunctional (meth)acrylic compound used and the peak of the epoxy group-containing (meth)acrylic compound. Thus, it was confirmed that the obtained polymer A contained neither an unreacted (meth)acrylic compound nor an epoxy group-containing (meth)acrylic compound.
1 H-NMR measurement confirmed that Polymer A had a HEMA-opened structure and a GMA-reacted structure.
Table 2 shows the results.

[合成例4]
(ポリマーBの合成)
前駆体ポリマーBを用いた以外は合成例3と同様にしてポリマーBを合成した。
結果を表2に示す。
[Synthesis Example 4]
(Synthesis of Polymer B)
Polymer B was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 3 except that precursor polymer B was used.
Table 2 shows the results.

[合成例5]
(ポリマーCの合成)
GMAの量を1/2とした以外は、合成例3と同様にしてポリマーCを合成した。
ポリマーC中に含まれる未反応のカルボン酸はH-NMRにより測定した結果、17mol%であった。
結果を表2に示す。
[Synthesis Example 5]
(Synthesis of Polymer C)
Polymer C was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 3, except that the amount of GMA was halved.
As a result of measurement by 1 H-NMR, the unreacted carboxylic acid contained in Polymer C was found to be 17 mol %.
Table 2 shows the results.

Figure 2022165664000071
Figure 2022165664000071

[実施例1、比較例1~2]
(ポリマー溶液の調製)
合成例3~5で得られたポリマー 100質量部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1を作製した。
[Example 1, Comparative Examples 1 and 2]
(Preparation of polymer solution)
100 parts by mass of the polymers obtained in Synthesis Examples 3 to 5 were dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) to prepare a polymer solution 1 having a solid concentration of 30% by mass.

(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、以下の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(各ポリマー):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)
A photosensitive resin composition was prepared by dissolving the following components in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) such that the total solid concentration was 30% by mass.
- Solid content in the polymer solution (each polymer): 100 parts by mass - Polyfunctional acrylate (dipentaerythritol hexaacrylate) (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., A-DPH): 50 parts by mass - Photoinitiator ( BASF Corporation, Irgacure OXE01): 5 parts by mass Adhesion aid (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-403): 1 part by mass Surfactant (DIC Corporation, F-556): 0.5 mass Part The obtained photosensitive resin composition was filtered through a PTFE membrane filter Millex-LS (manufactured by Merck Millipore) as necessary to remove insoluble matter.

<評価方法>
合成例で合成されたポリマー、実施例・比較例で得られた感光性樹脂組成物について、以下に従い評価を行った。
<Evaluation method>
The polymers synthesized in Synthesis Examples and the photosensitive resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated as follows.

(重量平均分子量(Mw)・数平均分子量(Mn)・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), number average molecular weight (Mn), molecular weight distribution (PDI))
Weight-average molecular weight (Mw), number-average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (PDI: Mw/Mn) are obtained from a standard polystyrene (PS) calibration curve obtained by GPC measurement, and polystyrene conversion values are used. The measurement conditions are as follows. Table 1 shows the results.
Gel permeation chromatography device HLC-8320GPC manufactured by Tosoh Corporation
Column: TSK-GEL Supermultipore HZ-M manufactured by Tosoh Corporation
Detector: RI detector for liquid chromatogram Measurement temperature: 40°C
Solvent: THF
Sample concentration: 2.0 mg/ml

[透明性]
感光性樹脂組成物を縦100mm、横100mmサイズのコーニング社製ガラス基板上に塗布し、100℃、120秒間の条件で乾燥し、g+h+i線マスクアライナー(キヤノン(株)社製、PLA-501F(超高圧水銀ランプ))を用いてg+h+i線を積算光量が100mJ/cm2となるように全面露光して、約3.0μm厚の樹脂膜を得た。この樹脂膜を大気雰囲気下、230℃、1時間加熱して得られた硬化膜について、波長550nm及び400nmの光線透過率を紫外可視分光光度計で評価し、得られた透過率を各波長における硬化膜の透明性とした。
[transparency]
The photosensitive resin composition was coated on a Corning glass substrate having a size of 100 mm in length and 100 mm in width, dried at 100° C. for 120 seconds, and applied with a g + h + i line mask aligner (PLA-501F (manufactured by Canon Inc.). An ultra-high pressure mercury lamp)) was used to expose the entire surface to the g+h+i line so that the integrated amount of light was 100 mJ/cm 2 , and a resin film having a thickness of about 3.0 μm was obtained. For a cured film obtained by heating this resin film at 230 ° C. for 1 hour in an air atmosphere, the light transmittance at wavelengths of 550 nm and 400 nm was evaluated with an ultraviolet-visible spectrophotometer, and the obtained transmittance was measured at each wavelength. The transparency of the cured film was defined as the transparency.

[耐薬品性]
感光性樹脂組成物を、3インチのシリコンウエハ上に回転塗布し(回転数500~2500rpm)、ホットプレートを用いて100℃、120秒の条件でプリベークすることにより、約3.0μm厚の樹脂膜を得た。次いで、上記樹脂膜に対し、g+h+i線マスクアライナー(キヤノン(株)社製、PLA-501F(超高圧水銀ランプ))を用いてg+h+i線を積算光量が100mJ/cm2となるように全面露光した。さらに、上記樹脂膜に対し、オーブン中、230℃、1時間の条件下で加熱処理を行った。これにより得られた硬化膜を、70℃のモノエタノールアミンとジメチルスルホキシド(=7:3)の混合液中に1分間浸漬した後、純水で30秒間リンスした。
[chemical resistance]
A photosensitive resin composition is spin-coated on a 3-inch silicon wafer (500 to 2500 rpm) and pre-baked on a hot plate at 100° C. for 120 seconds to form a resin having a thickness of about 3.0 μm. A membrane was obtained. Next, the entire surface of the resin film was exposed to g+h+i rays using a g+h+i-ray mask aligner (manufactured by Canon Inc., PLA-501F (ultra-high pressure mercury lamp)) so that the integrated light amount was 100 mJ/cm. Further, the resin film was heat-treated in an oven at 230° C. for 1 hour. The cured film thus obtained was immersed in a mixture of monoethanolamine and dimethylsulfoxide (=7:3) at 70° C. for 1 minute, and then rinsed with pure water for 30 seconds.

[耐熱性]
硬化膜について、Tg-DTA装置(TG/DTA6200 セイコーインスツルメンツ社製)にて昇温10℃/分の条件で昇温し1%熱重量減少温度(Td1)および5%熱重量減少温度(Td5)を測定した。
[Heat-resistant]
For the cured film, the temperature was raised at 10 ° C./min with a Tg-DTA device (TG/DTA6200, manufactured by Seiko Instruments Inc.) to obtain a 1% thermal weight loss temperature (Td1) and a 5% thermal weight loss temperature (Td5). was measured.

Figure 2022165664000072
Figure 2022165664000072

表3の結果から、本実施形態の感光性樹脂組成物は、硬化性および耐熱性に優れ、さらに透明性および耐溶剤性等の耐久性に優れる硬化物、言い換えればこれらの特性のバランスに優れた硬化物を提供できることが明らかとなった。 From the results of Table 3, the photosensitive resin composition of the present embodiment is excellent in curability and heat resistance, and is a cured product with excellent durability such as transparency and solvent resistance, in other words, an excellent balance of these properties. It has become clear that a cured product can be provided.

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 (6)

下記一般式(1)~(5)で表される構成単位(1)~(5)を含むポリマーと、
重合開始剤と、
を含み、
230℃で60分間加熱して得られた膜厚3μmの硬化膜が、以下の特性(a)および(b)を満たす、感光性樹脂組成物。
(a)波長400nmの光線透過率および波長550nmの光線透過率が95%以上である。
(b)モノエタノールアミン/DMSO=70/30(重量比)の混合溶媒中に、70℃で1分間浸漬した後の下記式で表される膜厚変化率が5.0%以下である。
(式)
[(70℃で1分間浸漬した後の膜厚-浸漬前の膜厚)/浸漬前の膜厚]×100
Figure 2022165664000073
(一般式(2)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または未置換の炭素数1~6のアルキル基である。Xは酸素原子、置換または未置換の炭素数1~4のアルキレン基を表し、Qの前記アルキル基とXの前記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。
一般式(3)中、Rは、1以上の(メタ)アクリロイル基を含む基である。
一般式(5)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、a1は0、1または2である。)
a polymer containing structural units (1) to (5) represented by the following general formulas (1) to (5);
a polymerization initiator;
including
A photosensitive resin composition in which a cured film having a thickness of 3 μm obtained by heating at 230° C. for 60 minutes satisfies the following characteristics (a) and (b).
(a) The light transmittance at a wavelength of 400 nm and the light transmittance at a wavelength of 550 nm are 95% or more.
(b) The film thickness change rate represented by the following formula after being immersed in a mixed solvent of monoethanolamine/DMSO=70/30 (weight ratio) at 70° C. for 1 minute is 5.0% or less.
(formula)
[(film thickness after immersion at 70 ° C. for 1 minute - film thickness before immersion) / film thickness before immersion] × 100
Figure 2022165664000073
(In general formula (2), Z is a group containing one or more (meth)acryloyl groups. Q is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. X is an oxygen atom, It represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and the alkyl group for Q and any carbon atom of the alkylene group for X may combine to form a ring.
In general formula (3), RA is a group containing one or more (meth)acryloyl groups.
In general formula (5), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or an organic group having 1 to 30 carbon atoms, and a1 is 0, 1 or 2. )
前記ポリマーにおいて、構成単位(1)~(5)の合計を100モル%とした場合に、構成単位(1)が0~5モル%、構成単位(4)が0~5モル%であり、構成単位(2)、(3)および(5)の合計が90~100モル%である、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。 In the polymer, when the total of the structural units (1) to (5) is 100 mol%, the structural unit (1) is 0 to 5 mol% and the structural unit (4) is 0 to 5 mol%, 2. The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the total amount of structural units (2), (3) and (5) is 90 to 100 mol %. 前記硬化膜の1%重量減少温度(Td1)が270℃以上であり、5%重量減少温度(Td5)が330℃以上である、請求項1または2に記載の感光性樹脂組成物。 3. The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the cured film has a 1% weight loss temperature (Td1) of 270° C. or higher and a 5% weight loss temperature (Td5) of 330° C. or higher. 前記ポリマーが、2官能以上のチオール基含有化合物の少なくとも1つのチオール基から誘導されるチオエーテル基を介して結合している、請求項1~3のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer is bonded via a thioether group derived from at least one thiol group of a thiol group-containing compound having two or more functionalities. さらに多官能(メタ)アクリル化合物を含む、請求項1~4のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4, further comprising a polyfunctional (meth)acrylic compound. 請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物からなる硬化膜。 A cured film comprising the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5.
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