JPH0258539A - 感光性両性高分子化合物およびその製造法 - Google Patents

感光性両性高分子化合物およびその製造法

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JPH0258539A
JPH0258539A JP21116888A JP21116888A JPH0258539A JP H0258539 A JPH0258539 A JP H0258539A JP 21116888 A JP21116888 A JP 21116888A JP 21116888 A JP21116888 A JP 21116888A JP H0258539 A JPH0258539 A JP H0258539A
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Japan
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general formula
group
carbon atoms
photosensitive
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JP21116888A
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English (en)
Inventor
Masakazu Kamikita
正和 上北
Hiroshi Awaji
弘 淡路
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発刊91」弓辷顧 本発明は、高分子化合物に関するものであり、さらに詳
しくは、ラングミュア・プロジェット法(以下L B法
という)でM膜できるように修飾されかつ、紫外線など
の光またはX線や電子線などの照射により2量化または
重合するか、あるいは分解する構造を有する感光性両性
高分子化合物およびその製造方法に関する。
従天皇肢血 すでに1930年代、炭素原子数16〜22くらいの脂
肪酸が水面上に単分子膜をつくり、それを基質上に累積
し得ることがラングミュアとプロジェットにより見出さ
れているか、この累積膜の応用について検討が行われは
じめたのは最近のことである。
これまでの研究の概要については、固体物理17(12
) 45 (1982) Th1n 5olid Fi
lms 68 No、1 (1980)ibid、 9
9 No、 1.2.3 (1983) In5olu
ble monolayersat liquid−g
as 1nterfaces (G、L、 Ga1ns
、 Interscience Publishers
、 New York、 1966)などにまとめられ
ているが、従来の直鎖飽和脂肪酸のラングミュア・プロ
ジェット膜(以下rLB膜」という)は耐熱性、機械的
強度に欠点があり実用的応用にはそのままでは使えない
という問題点がある。
これらを改善するものとして不飽和脂肪酸、例えばω−
トリコセン酸、ω−ヘプタデセン酸やα−オクタ、デシ
ルアクリル酸や脂肪酸の不飽和エステル、例えばステア
リン酸ビニル、オククデシルアクリレートのほか、ジア
セチレン誘導体などの重合膜が検討されているが、i!
ii+熱性は十分とはいえないし、電気的にもすぐれた
ものとはいえない。
ポリマーについてもポリ酸、ポリアルコール エチルア
クリレート、ポリペプチドなど親水性基をもつ高分子に
M膜性のあるものがしられているが、特にラングミュア
・ブロジェット膜用の材料として、修飾された高分子は
これまで検討されていないし、すぐれたLB膜材料と言
えるものはない。
一方、耐熱性フィルムとしてポリイミドがあるが、スピ
ンコードなどの方法によってはせいぜい1000Å以上
で通常は1μm以上で1000Å以下のピンホールのな
い耐熱性薄膜を作成するのは非常に困難でなる。また数
多(開発されている感光性ポリイミドにおいてもこのよ
うな薄膜を得るのは非常に困難である。
しよ゛と る  占 本発明者らは特願昭62−215,930に本来LB法
では製膜が困難である高分子化合物を修飾することによ
り同法による製膜を可能に出来、耐熱性、耐薬品性、接
着力などの機械的特性の改善され、また紫外線などの光
またはX線や電子線などの照射により2量化または重合
する不飽和結合を含ませるか、あるいは分解する構造を
含ませることによって非常に容易にパターンを形成でき
る、−船釣には製膜が難しい厚みの高分子薄膜を提供し
た。しかし、この方法では疎水性を1′5−えるための
炭化水素基が繰り返し単位あたり少なくとも1つ含まれ
るため、感光性基の導入場所、方法が制限され問題があ
った。鋭意検討した結果、疎水性基の繰り返し単位あた
りの数を減らしてもLB法で製膜できることが明らかに
なり解決された。
占を ゛ るための 本発明は、少なくとも2個の炭素原子を有する少なくと
も2価の第1の有機基R1と、少なくとも2個の炭素原
子を有する少なくとも2価の第2の有機基R2とがヘテ
ロ原子を含む酸性基Aと−・テロ原子を含む塩基性基B
の反応によってできた2 fI71iの結合基によって
交互に連結されている線状の繰返し単位を仔し、かつ該
繰返し単位へ共有結合またはイオン結合によって結合し
た、置換基を含むこともある炭素数12〜30の炭化水
素含有基を該繰返し単位平均10f[l!lあたり2〜
14個含んでおり、かつ該繰返し単位の一部または全部
に、2量化または重合可能な不飽和結合を含むか、ある
いは置換基を含むこともあるオルトニトロベンジル基 化合物および少なくとも2(UFJの炭素原子を有する
少なくとも2(lIiの第1の有機基R1を含むモノマ
ーと、少なくとも2個の炭素原子を有する少なくとも2
価の第2の有機基R2とを含むモノマーとをA−(R”
←A+B→R2+B A−(R1→−B   +   A−(R2←BB→R
’−)−B   +   A−4R2≠A(式中、Aは
ヘテロ原子を含む酸性基、Bはヘテロ原子を含む塩基性
基を表し、R1およびR2が31西以上の場合は、その
価数に応して、さらにAおよび/またはBが結合してい
る)のいずれかの組合わせにおいて、かつ組合わせる2
種のモノマーの合計20個あたり、置換基を含むことも
ある炭素数10〜30の炭化水素含有基を2〜14個含
有しており、かつ、第1の有機基R1を含むモノマーま
たは第2の有機基R2を含むモノマーの少なくとも一方
の一部または全部が2量化または重合可能な不飽和結合
を含むか、あるいは置換基を含むこともあるオルトニト
ロベンジル基を含むモノマーを使用し、該第1の有機基
R1を含むモノマーと第2の有機基R2を含むモノマー
を重合させるこ°とを特徴とする感光性両性高分子化合
物の製造方法である。
さらに詳しく説明すれば、本発明の高分子化合物は基本
骨格となる環状の繰返し単位とじてから構成される重合
体または共重合体である。
ここで、ΔB、13Aは、O,N、 S、 P、 Bな
どのヘテロ原子を含む酸性基Aと塩基性基Bの反応によ
ってできた2(lIiの結合基である。さらに具体的に
は、−COOI?、  (Rはアルキル基または水素原
子、以下同じ)−COX、  (XはαまたはBr、 
 以下同じ)  −NGO,NC3,CN、   C0
NIIR,5O2NHRなトノl’iQ性hsAと、−
NHR,−OR,−5R,−X等の塩基性基Bの反応に
よってできた基で、o     、o、o      
  。
等であり、 O,S        S 等である。
式(101,)〜(103)におけるR1は少なくとも
2個の炭素原子を含有する少なくとも2価の第1の有機
基であり、R2は少なくとも2個の炭素原子を含有する
少なくとも2価の第2の有機である。
R1,R2が3価以上であるときは、その価数に応じて
、線状の繰返し単位の形成に関与しないAおよび/また
はBが結合している。
次にR1,R2について説明する。R1,R2は少なく
とも2個の炭素原子を含有する、好ましくは5〜20個
の炭素原子を含有する少なくとも2価の基であり、脂肪
族の基であってもよく、環状脂肪族の基であってもよく
、芳香族の基であってもよく、これらの基が組合わさっ
た基であってもよく、さらにはこれらの基が脂肪族、環
状脂肪族あるいは芳香族(これらが相互に組合わさって
いてもよい)の炭素数1〜30の1価の基(これらの1
価の基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基
、メトキシ基、アセトキシ基などの基で置換されていて
もよい)で置換された基であってもよ(、あるいは−〇
 −、−COo −、−NHCO−、−CO−。
−5−、−C5S −、−NHCS−、−CS−などを
含んだ基であってもよい。しかし、R1,R2が少なく
とも6個の炭素原子を有するベンゼノイド構造によって
特徴づけられた基である場合には、耐熱性、耐薬品性や
機械的特性などの点から好ましい。
本発明のベンゼノイド不飽和とは炭素環式化合物の構造
に関してキノイド構造と対比して用いられる術語で、普
通の芳香族化合物に含まれる炭素環と同じ形の構造をい
う。
(以下余白) R1,R2の価数については制限がなし)が、2(西。
3(il[iまたは4価であり、かつ、少なくとも一方
力(3価または4価であることが特に好ましGへ〇この
ような好ましいR1,R2の具体例を例示すれば以下の
とおりである。
〔4価の例〕 ここでRlaは、 S  − 〔3価の例〕 (Rloは前記に間し) 〔2価の例〕 C)13 \ H3O −(CH2)10 C11 C1]3 − (CH2)3−C 倉 (CH2)2 −(CH2)3 − (CH2)2−0 (CH2)3 CH3 Ha C1(3 CI+3 CI+3 n=2〜15 R1,R2の価数に応じた結合手、すなわち線状の繰返
し単位を形成するための結合手と、線状の繰返し単位に
使われる以外の酸性基Aおよび/または塩基性基Bに結
合する結合手の位置については特に限定はないが、R】
および/またはR2が4価であるときは4個の結合手の
各2個が、また3価であるときは3個の結合手の2個が
、R1および/またはR2を構成する隣接する2個の炭
素原子に存在する場合には、製膜後加熱、化学的キュア
などにより、環化して5員環または6員環を形成して、
耐熱性、機械的強度、耐薬品性などを向上させるのに有
利であるため、特に好ましい。
このような好ましい4価または3(illiのR1,R
2の具体例を以下にfJIJ示するが、これに限定され
るものではない。
(pl@は前記に同じ) 次に、(101)〜(103)の繰返し単位を有する高
分子化合物がLB法で製膜可能にするだめの修飾につい
て説明する。このような修飾は、(101)〜(103
)の繰返し単位中に、共有結合またはイオン結合によっ
て置換基を有することもある炭素数10〜30.好まし
くは炭素数16〜22の炭化水素含有基(以下、疎水性
付与基という)RXを該繰返し単位平均10個あたり2
〜14個導入して疎水性を与えることによって達成され
る。
このような修飾を実現する方法には4つの方法が考えら
れる。
(1)  (101)〜(103)式の線状の繰返し単
位中のAB、BAの基に含まれる原子にRXを置換する
方法、 (II) R1,R2に直接R×を置換する方法、Cl
1l) l?I、 R2の線状の繰返し単位を作るのに
使われている以外のAおよび/またはBを通してRXを
置換する方法、 (TV) R1,R2の線状の繰返し単位を作るのに使
われている以外のAおよび/またはBを通してイオン結
合によってR′を結合する方法、 である。
勿論〔同 (n)  (II[)あるいは[lV)を併
用しても差し支えない。また、RXが2つ以上のときは
同一でも異なってもよい。
CI)  (II)  (III)および[IV)につ
いて具体的に例示すれば、(1)は、 上表のように、AB、BAの窒素原子上の水素原子の代
わりにRXを置換する方法である(n)の方法は、R1
,R2に直接R×を置換する方法で、 はその具体例の一部である。
CI[l]の方法は、R1,R2として少なくとも一方
は少なくとも3価の有機基を用いる方法で、RIR2を
含む線状の繰返し単位を作るのに使われている以外のA
および/またはBを通ってRXを置換する方法で、例え
ば などの繰返し単位において線状の繰返し単位を作るのに
使われていないAおよび/またはBを通してRXを置換
する方法である。例えば八であれば、COOR3,−C
ONHR3,−NllCOO+?3.− NHCSOR
3等、Bであれば、−NOR3,−OR3,−SR3等
によって置換することができる。
(IV)の方法は(I[I)の方法と同様の線状の繰返
し単位を作るのに使われていないAおよび/またはBを
通して、Aに対してはBに結合したRXを、Bに対して
はAに結合したRXを、イオン結合によって結合させる
方法であり、例えばAに対してはAが−C00Hなら (R”、 R”、 R”は置換基を有することもある炭
素数1〜30の炭化水素含有基あるいは水素原子である
)のようにイオン結合により結合され、一方、Bに対し
てはBが−NH2、−NIIR”(R”、 R12は置
換基を有することもある炭素数1〜30の炭化水素含有
基または水素原子であり、好ましくは炭素数1〜4の炭
化水素含有基または水素原子である)のようにイオン結
合により結合される。
[II)の方法以外の方法で結合されたRXは、製膜後
、加熱、化学キュアなどの方法で環化反応を行わゼ、白
(熱性などを向上させる場合には、環化反応の際、脱離
して除去される。一方(11)の方法で結合されたRX
、ずなわち、R1またはR2に直接粘合されたRXは環
化反応の際、脱離せず、LB模膜中残留する。RXの存
在は、耐熱性などには不利であるので、用熱性などの面
からは、(1)、(1111)、CIV)の方法を採用
することが好ましい。
次に疎水性付与基Rゞについて具体的に説明する。
RXは炭素数10〜30.好ましくは16〜22の炭化
水素含有基であるが、脂肪族、環状脂肪族芳香族、これ
らが相互に結合したもの、およびそれらの置換体から選
ばれた1価の基は好ましい具体的な例であり、列挙すれ
ば (CI−13)  (CHz)n−x 。
CH(CR2)n −3 ここでn=12〜30.好ましくは16〜22であり、
直鎖系脂肪族炭化水素基が特に好ましい例である。
これらに対する置換基としてはハロゲン原子。
ニトロ基、アミノ基、シアン基、メトキシ基、アセトキ
シ基等があるが必須ではない。しかしフッ素原子は水素
原子より疎水性を向上させるので場合により使われるこ
とが望ましい。
即ち、フッ素を含有させることによってアルキル鎖の長
さを短くできる。例えば−船釣には炭素数12以上が必
要であるが、C8F+7 (CR2)葭−において長−
2で充分であり、炭素数10で製膜が可能なようにでき
る。
さらに、本発明の高分子化合物は感光性を与えるために
、その繰返し単位の一部、少なくとも5%、好ましくは
30%以上が、繰返し単位中に紫外線などの光、または
X線や電子線などの照射により、2量化または重合する
不飽和結合を有する構造を含むか、あるいは紫外線など
の光またはX線や電子線などの照射により分解する構造
を含むものである。
光などにより、2量化または重合する構造を有する場合
はネガ型感光性化合物となり、分解する構造を有する場
合は、ポジ型感光性化合物となる。
まず、ネガ型感光性化合物について説明する。
本発明のネガ型感光性化合物は、その繰返し単位の少な
くとも5%、好ましくは30%以上がその繰返し単位中
に紫外線などの光またはX線や電子線などの照射により
、2量化または重合可能な不飽和構造を含む基(以下ネ
ガ型感光性基という)を有している。
このようなネガ型感光性基としては、例えば、次のよう
なものがある。
C)+2 = CH−CH2= Ctl −C112C
)12 = Cl−C−0−C)I2CJI−C112 H CH2= CH(CI2 )n C113(Cfl2) 12 C 二C−C=C(CHz) m − L++m+l、=n) CH2=C1l−C−0(CHz)n−? 0(CHz)n− Cfl = CHCtlzOC(Ct(2) n −層 さらに前記の疎水性付与基RXに不飽和結合を有する構
造を結合させれば、 疎水性と2量化性また は重合性を共に有する基 (以下。
疎水性ネガ型態 光性基という) とすることもできる。
このような 基としては、 例えば次のようなものがある。
これらのネガ型感光性基を導入する方法は前記の疎水性
付与基R×を導入する4つの方法(1)(IT)、  
(1)および(fV)がいずれも利用し得る。
このうち、(II)の方法によってR1またはR2に直
接接合された基は、前記のとおり製膜後の環化反応の際
、脱離しないで膜中に残るので耐熱性の面からはできる
だけ炭素数が小さい方が望ましい。
他の方法で結合したネガ型感光性基は、環化反応の際脱
離して除かれるので炭素数が大きな、疎水性ネガ型感光
性基を用いることが好ましい。また同じ理由により、耐
熱性などの面からは、〔■〕。
(1)または(IV)の方法を採用することが好ましい
次にポジ型感光性化合物について説明する。
本発明のポジ型感光性化合物はその繰返し単位の少なく
とも5%、好ましくは30%以上がその繰返し単位中に
紫外線などの光または電子線やX線の照射により分解す
る構造を有する基、具体的には置換基を含むこともある
オルトニトロベンジル基(以下ポジ型感光性基という)
を少なくとも一つ有している。オルトニトロベンジル基
の置換基を前記の疎水性付与基R×とすることによって
、疎水性と分解性を共に有する基(以下疎水性ポジ型感
光性基という)とすることもできる。
これらのポジ型感光性基を導入する方法はR1またはR
2に少なくとも一つのカルボキシル基を含む繰返し単位
を有する化合物を選び、このカルボキシル基の水素原子
をポジ型感光性基で置換することによって得られる。
本発明の高分子化合物の分子量については特に限定はな
い。しかし分子量が低くても、LB法によって製膜は可
能であるが、良好な耐熱性、機械的強度、耐薬品性を得
ることはできない。また−方分子量が大きすぎると、粘
度が高すぎて製膜がうまくいかない。
従って、数平均分子量が2.000〜300 、000
程度のものが望ましい。さらに好ましくは10,000
〜150、000である。
本発明の感光性両性高分子化合物の好ましい具体例とし
ては、一般式(1)、 (2)、 +31または(4)
:(式中、R1は少なくとも2個の炭素原子を含有する
4価または3価の前記の基、R2は少なくとも2個の炭
素原子を含有する2価または3価または4価の前記の基
であり、R2が3価のときはXが、4価のときはXとY
がそれぞれR2に結合しており、XおよびYはいずれも
置換基を含むこともあるヘテロ原子を含む酸性基Aまた
は置換基を含むこともあるヘテr+原子を含む塩基性基
Bであり、R3゜R4,R”、 R”、 P、 R’l
、 R”、でζR5およびR6はいずれも置換基を含む
こともある炭素数1〜30の1価の炭化水素基または水
素原子である。)で表され乙繰返し単位を有する重合体
または共重合体にオイテ、Rり R4,R3+、 Rn
、 R”、 R1重、 R’、 R’!、 R5,t;
よびR6は該繰返し単位平均10個あたり2〜14個含
む炭素原子数10〜30.好ましくは16〜22の前記
の疎水性付与基R′であり、かつ繰返し単位の少なくと
も5%、好ましくは30%以上がその繰返し単位中にネ
ガ型またはポジ型感光性基を含んでいるポリアミック酸
およびそのエステルまたは塩である。
一般式(1)、f21. (31および(4)における
R1.R2にっいては、前記説明のとおりであり、特に
Rj、R2の一方または両方が少なくとも6個の炭素原
子を有するベンゼノイド構造を有する基であることが好
ましい。
さらにR1に結合している結合手およびR2が3価また
は4価の場合のR2に結合している結合手が4価のとき
は4個の結合手の各2個が、3(fJのときは3個の結
合手の2個が、R1および/またはR2を構成する隣接
する2個の炭素原子に存在していて、5員環または6員
環構造の前駆体にな、っていることが特に好ましい。
R3,R4,R”、 R”、戸、−1,胛、謔 R5お
よびR6はいずれも水素原子または炭素原子数1〜30
゜好ましくは1〜22の1価の基であり、脂肪族の基で
あってもよく、環状脂肪族の基であってもよく、芳香族
の基であってもよく、これらの基が組合わさった基であ
ってもよく、さらにはこれらの基が脂肪族、環状脂肪族
あるいは芳香族(これらが相互に組合わさっていてもよ
い)の炭素数1〜30の1価の基(これらの1価の基が
ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、メトキ
シ基、アセトキシ基などの基で置換されていてもよい)
で置換された基であってもよ(、あるいは−〇−COO
−〜NlIC0−,−CO−、−5−、−C5S −I
JHC5−、−CS−などを含んだ基であってもよい。
しかし、R3,R4,Ipl、 p、 R33,♂I、
 R42,R+3. R5およびR6は該繰返し単位平
均10個あたり2〜14個含む前記の疎水性付与基R8
であることが必要である。
さらに具体的に以下に説明する。
まず、一般式(1)で表される繰返し単位を有するネガ
型感光性両性高分子化合物について説明する。
R1,R2については、先に説明したとおりであり、R
1,R2の一方または両方がベンゼノイド構造を有する
基であり、かつ結合手の位置が5員環または6凸環を構
成するこさのできる位置にある前駆体構造を有するもの
が特に好ましい。また、R3,R4R5,R8ハ該繰返
し単位平均101[1aあたり2〜14個含む前記の疎
水性付与基であることが好ましい。
勿論疎水性付与基はこの他、R2に直接、またはR2に
結合しているXまたはYを介して結合していてもよい。
さらにR3とR4,またはR5とR6のいずれかの1組
がいずれも水素原子である場合には製造が容易である、
コスト的にも安価であるなどの点から好ましい。
ネガ型感光性基については、繰返し単位の一部または全
部においてR3,R4,R5,R6の少なくとも1つが
ネガ型感光性基であるか、ネガ型感光性基の少なくとも
1つがR2にiff接またはR2に結合しているXまた
はYを介して結合していればよい。
以上の一般式(11で表される繰返し中位の好ましい前
駆体構造を有するポリアミック酸およびそのエステルの
うち、R2が2価である一般式(IA)  :(式中、
R1,R2,R3,R4,R5,R6は一般式(1)に
同じ)の場合のポリイミド前駆体は本発明のポリアミッ
ク酸およびそのエステルの代表的な例である。
このような本発明の好ましい両性ポリアミド前駆体の具
体例としては、例えば (式中、R5,R6あわせて繰返し単位平均10個あた
り4つが前記の疎水性ネガ型感光性基である)(式中、
R3,R4あわせて繰返し単位平均10([lilあた
り4つが前記の疎水性ネガ型感光性基である)(式中、
R3,R4あわせて繰返し単位平均10個あたり4つが
前記の疎水性ネガ型感光性基である)(式中のR3,R
4あわせて繰返し単位平均10個あたり6つが前記の疎
水性付与基R8である)などがあげられる。
さらに、一般式(l^)において、R3,R4,R5゜
R6のいずれも水素原子ではない場合の例としては(式
中のR3,R4あわせて繰返し単位平均10個あたり6
つが前記の疎水性付与基R×である)(式中のR3,R
4あわせて繰返し単位平均10個あたり6つが前記の疎
水性ネガ型感光性基であり、R5とR6は炭素数1〜6
のアルキル基である)などがあげられる。
さらに一般式(1)において、R2が3価または4価で
ある場合の好ましい具体例としては、例えば、(式中の
R3,R4あわせて繰返し単位平均10個あたり6つが
前記の疎水性付与基R×である)ガ型ポリアミック酸ま
たはそのエステルの好ましい具体例をあげれは、例えば (式中、R3,R4は前記(16)式のR3,R4と同
じ)(式中、R3,R4は前記(16)式のR3,R4
と同じ)などがあげられる。
次に一般式(2)で表される繰返し単位を有するネ(式
中、R3の繰返し単位平均10個あたり5つが前記の疎
水性ネガ型感光性基である)などである。
次に一般式(3)で表されるネガ型感光性ポリアミック
酸塩について説明する。
R1,R2については、既に説明したとおりであり、R
1,R2の一方または両方がベンゼノイド構造を有する
基であり、かつ結合手の位置が5員環または6員環を形
成することのできる位置にある前駆体構造を有するもの
が特に好ましい。
マタ、R”、 R”、 R”、 R’l、 Ru、 R
’3. I?!、 R6ハaaし単位平均10個あたり
2〜14個が、前記の疎水性付与基であることが好まし
い。もちろん、疎水性付与基はこの他、R2に直接、ま
たはR2に結合しているXまたはYを介して結合してい
てもよい。
さらに、R5,R6がいずれも水素原子である場合は、
製造が容易であり、コスト的にも安いので特に好ましい
ネガ型感光性基については、前記一般式(1)、(21
の場合と同様、繰返し単位の一部または全部においてだ
I、 P、 R33,R41,R42,R13,I?5
. R6の少なくとも1つがネガ型感光性基であるか、
ネガ型感光性基の少なくとも1つがR2に直接、または
R2に結合しているXまたはYを介して結合していれば
よい。
以上の一般式(3)で表される繰返し単位を有する好ま
しい前駆体構造を有するポリアミ7り酸の塩のうち、R
2が2価である一般式(3A)  :%式%) (式中、R1,R”、 R”、 R”、 FP、で1.
四 R43,R5R6は一般式(3)に同じ)の場合の
ポリイミド前駆体は、本発明のポリアミック酸の塩の代
表的な例である。
このような本発明の好ましいポリイミド前駆体の具体例
としては、例えば (式中、r、R4tあわせて繰返し単位平均10個あた
り6つが疎水性ネガ型感光性基であり、IP、 R”。
R’、R’3は水素原子または炭素原子数1〜6のアル
キル基である) (式中、岬、四あわせて繰返し単位中平均10個あたり
4つが前記の疎水性付与基R×であり、ド。
R”、 R42,R’3は水素原子または炭素数1〜6
のアルキル基である。) さらに、一般式(3A)において、R5,R6がいずれ
も水素原子ではない場合の例としては、(式中、R”、
R’lあわせて繰返し単位平均10個あたり6つが疎水
性ネガ型感光性基であり、R”、 R”1ζ2.Roは
水素原子または炭素原子数1〜6のアルキル1人である
) (式中、+r、R4tは炭素数1〜11の炭化水素基、
IP、 R”、 R42,R’は水素原子または゛炭素
数1〜6のアルキル基、Rj R6あわせて繰返し単位
中平均10個あたりが6個が前記の疎水性付与基RXで
あり、かつ繰返し単位の一部または全部の1%、 R4
1の少なくとも一方が前記の炭素数1〜11のネガ型感
光性基である。
さらに、一般式(3)において、R2が3価または4価
の好ましい前駆体の具体例としては、例えば(式中、R
”、 R”、 R”、 R’l、 R′I2. R’3
は式(28)の例と同じ)などがあげられる。
次に、一般式(4)で表される繰返し単位を有するネガ
型ポリアミック酸塩の好ましい具体例としては、例えば (式中、R’l、 W、 R”、 r’+ R”、 K
Zハ前記式(2日)の例と同じ) (3I) (式中、戸は炭素原子数1〜11の炭化水素基、R”、
 R”、は水素原子または炭素数1〜6のアルキル基、
R5,R6あわせて繰返し単位中平均10個あたり6個
が前記の疎水性付与基R×であり、かつ繰返し単位の一
部または全部の−が炭素原子数1〜11のネガ型感光性
基である)などがあげられる。
次に一般式(1)、(2)、 (31または(4)で表
される繰返し単位で表されるポジ型感光性両性高分子化
合物について説明する。
このようなポジ型感光性両性高分子化合物は一般式(1
)、(21,(3)または(4)で表される繰返し単位
を有する両性高分子化合物の繰返し単位の一部または全
部に前記のポジ型感光性基を導入することによって得ら
れるが、特に一般式(1)または(2)で表されるポリ
アミック酸またはそのエステルの繰返し単位の一部また
は全部が一般式(1)または(2)のR3および/また
はR4が置換基を含むこともあるオルトニトロベンジル
基である一般式(12)、  (12°)%式%): (式中、RI、 R2,R31R4,R5,XおよびY
は前記の一般式(3)に電装したとおりであり、RTl
、R?2はR3゜R4,R5,R6の電装と同じである
)で表される繰返し単位である場合は、製造が容易であ
り、コスト的にも安価であるので好ましい。
一般式(12) 、  (12’ ) 、  (13)
で表される繰返し単位について、さらに具体的に説明す
る。
R1,’R2については既に説明したとおりであり、R
1,R2の一方または両方がベンゼノイド構造を有する
基であり、かつ結合手の位置が5員環または6員環を形
成することのできる位置にある前駆体構造を有するもの
が特に好ましい。
R71、R” マタはR3,R5,R6ハ繰返し単位平
均10個あたり2〜14個が前記の疎水性付与基である
ことが好ましいが、疎水性付与基はこの他、R2に直接
、またはR2に結合しているXまたはYを介して結合し
ていてもよい。
さらに、RTl、R?2またはR3,およびR5とR6
のいずれか一方の1組のいずれもが水素原子である場合
には製造が容易であり、コスト的にも安価であるので特
に好ましい。
特に一般式(12)で表される前記の好ましい前駆体構
造のうち、R2が2価である一般式(12A )  :
%式%) (式中、R1,R2,R5,R6,R71,R?2は一
般式(12)に同じ)の場合のポリイミド前駆体は、本
発明の代表的なポリアミック酸エステルを与える繰返し
単位である。
このようなポジ型感光性ポリイミドを与える繰返し単位
の具体例としては、例えば、 (式中、Rn、R?2あわせて繰返し単位中平均10個
あたり6つが前記の疎水性付与基R×である)(式中、
R71,R4あわせて繰返し単位中平均10個あたり6
つが前記の疎水性付与基層である)(式中、R3は繰返
し単位中平均10個あたり5つが前記の疎水性付与基R
Xである)  などがあげられる。
(式中、R5,R6あわせて繰返し単位中平均10個あ
たり4つが前記の疎水性付与基R×である)さらに一般
式(12)においてR2が3価または4価の好ましい前
駆体の具体例としては、例えば、(式中、R?I、R?
2は炭素原子数1〜6のアルキル基、−1−あわせて繰
返し単位中平均10(12ilあたり4つが前記の疎水
性付与基R×である)などがあげられる。
さらに一般式(13)で表される繰返し単位の好ましい
具体例としては、例えば (式中、R5,R6あわせて繰返し単位中平均10個あ
たり6つが前記の疎水性付与基RXである)(式中、R
”、 R”あわせて繰返し単位中平均10個あたり4つ
が前記の疎水性付与基R×である)などがあげられる。
前記(16)〜(39)式の式中 → は異性を表す。
例を次式 で説明すれば 本発明は(a)、 (b)が単独である場合、(at、
 fblが共有する場合を含んでいる。
以上に説明した感光性両性高分子化合物において、繰返
し単位の一部だけがネガ型またはポジ型感光性基を含む
場合は、ネガ型またはポジ型感光性基含む繰返し単位と
、含まない繰返し単位との共重合体となるが、このほか
にも、いろいろな共重合体が存在する。
一般式(1)の場合を例にとれば、例えば2種のR1か
らなる共重合体、具体的には および を表す。
さらに例えば2種のR2からなる共重合体、具体的には
、 などが例示される。
式(41)〜(43)のR1,R2,R3,R4,R5
,R6は前記一般式(1)に定義したとおりであり、X
+ Vは比率を表し、Q<x<l、Q<y<1.x+y
=1である。
またR3. R4,R5,R6が相互に異なる共重合体
も当然つくることができる。
このような共重合体は、一般式(2)、 +31. (
4)においても同様につくることができ、さらに一般式
(1)。
(21,+31. (4)およびその他の繰返し単(f
iとの相互の共重合体もつくることができる。
次に本発明の感光性両性高分子化合物の製造法について
説明する。
該方法は、第1の有機基R1を含むモノマーと、第2の
有機基R2を含むモノマーを A−+R1←A  +  B−eR2+−BA−+R1
+−B  +  A−fR2廿BB −(R’←B+A
→R叶−A (式中、Aはヘテロ原子を含む酸性基、Bはヘテロ原子
を含む塩基性基を表し、R1およびR2が31面以上の
場合は、その価数に応じてさらにAおよび/またはBが
結合している、例えば AA           t31J などである) のいずれかの組合わせにおいて、かつ組合わせる2種の
モノマーの合計20個あたり、置換基を含むこともある
炭素数10〜30の炭化水素含有基を2〜14(FM含
有しており、かつR1および/またはR2を含むモノマ
ーの一部または全部に前記のネガ型またはポジ型感光性
基を含有しているモノマーを使用し、第1の有機基R1
を含むモノマーと第2の有機基R2を含むモノマーを重
合または共重合させることよりなる。 このほか、疎水
性付与基R×も、感光性基も含まない上記の第1の有機
基R1を含むモノマーと第2のを機端R2を含むモノマ
ーを重合または共重合させて高分子化合物とした後、疎
水性付与基R×と感光性基とを導入することもできる。
しかしながら、高分子化合物にこれらの基を化学反応に
より、共有結合で望むように導入するのは簡単ではない
。ただ一般式(31,(41のように塩の形でこれらの
疎水性付与基や感光性基を導入する方法は望ましい方法
である。
以下に一管式fly、 +21. (31および(4)
で表される繰返し単位を有する本発明の感光性両性高分
子化合物の製造法について具体的に説明する。
一般式(1)で表される繰返し単位を有する本発明の感
光性両性高分子化合物は、まず一般式(5):(式中、
R1は前記と同じ)で表されるテトラカルボン酸ジ無水
物に、R3011およびR40H(R3およびR4は前
記と同じ)を反応させて得られる一般式(6):(式中
、R’+ R3+ R’は前記と同し)で表される化合
物を製造し、実質的に無水の極性有機溶媒中、10℃以
上50’C以下、好ましくはO〜40°C程度でチオニ
ルクロライド、五塩化リン、ベンゼンスルホニルクロラ
イドなどを用いて酸ハライドにし、これと同様に作った
R3. R4の炭素数が1〜9のものあるいは(5)を
混合したものを第1の有機基R1を含むモノマーとし、
さらに一般式(7A)  :%式%(7) (式中、R2,R5,R6は前記と同じ)で表されるジ
アミンを反応させる。(ここではR2が2価の場合を説
明するが、R2が3価または4価の場合も同様である) 一般式(5)で表される化合物の具体例としては、たと
えば などがあげられる。
(R1口は前記に同じ) また、R30HおよびR40Hの具体例としては、CH
30H,CH3CH20H,C113(CI+2)20
+1.  C113(CI(2)308Ct13(C1
12)501(、Ct(a(C112)v OH,CI
+3(CI+2)9011゜CH3(CH2) u O
H,Ct(3(CHz) +301. CI(3(C1
lz) +50HCH3(CI42) 170H,CH
3(CH2) +sOHC1+3(CI+2) z+o
tlC)+3(CHz)230HCF3(CI+2)1
5011 11(CF2)2(CH2) +50HH(
CF2)4 (C)+2) +30)1.  F(CF
2)a(CH2) 20+1F (CF2 )s (C
I2 )40f(、C1(3 R3,R4が前記のネガ型感光性基であるR30H。
R40Hの具体例としては、例えば CH2=Cl−CH20H。
C)lz=c)I(CH2)30H H3 CH2= C−Cl+20)1 CH3 Ctlz=C−(CH2)30H CR2=CH(C)12)tsOH CH2=CIl(CH2)  2totlCH3(CH
2) 9 C= C−C= C(CH2) s 0HC
H3(CH2)  11c = C−C= C(CH2
) 9OffCH3(C)12)  13C= C−C
= C(CH2) s 0HCH2= CH−C−0(
CI42)  +s −OH。
員 などがあげられる。
R3,R4が前記のポジ型感光性基であるR30HR4
0Hの具体例としては、 であり、R7の具体例としては、例えばC113−、C
H3CH2−。
CH3(CH2)2−、CH3(CH2)3−、C11
+(Ctlz)5−、CH3(C112)7CH3(C
H2) 9−、CH3(CH2) II −、CH3(
CI+2) +3−、CH3(C112) 15CH3
(Ctlz) +7− 、 CH3(C)12) +9
− 、 CI!3(CI+2) 21− 、 CH3(
CHz) 23− 。
CF3(C)+2) +5−、 H(CF2)2(CH
2) +s−。
H(CF2)4(C)12) +3−、 F(CF2)
8(CH2)2−F (CF2 )8 (CR2)a 一般式(5)で表されるテトラカルボン酸ジ無水物とR
3011および!?40Hとから一般式(6)で表され
る化合物を製造する際の反応条件などにはとくに限定は
な(、例えば約100°Cで窒素気流下、攪拌を数時間
続けることによっても1厚られるし、ヘキサメチルホス
ホルアミドのような溶剤中、室温で約4日間攪拌を続け
るというような一般的な条件が採用され得る。
前記反応を約100℃、窒素気流下で攪拌しながら3時
間加熱することによって行い、冷却後へキサメチルホス
ホルアミドに溶解し、引き続き行わしめる酸ハライド化
を行うのが反応時間の短縮化、すなわち生産性の向上な
どの点から好ましい。
前記酸ハライド化を行う際の極性溶媒の具体例としては
、たとえばヘキサメチルホスホルアミド、N、N−ジメ
チルアセトアミド、N、N−ジメチルホルムアミドなど
があげられ、これらの溶媒を実質的に無水の状態、すな
わち酸ハライド化の際に用いるチオニルクロライド、五
塩化リン、ベンゼンスルホニルクロライドなどが分解せ
ず、定量的に近い状態で酸ハライド化反応が行わしめら
れる。
酸ハライド化の際の温度が、−10°C未満になると、
長鎖アルキル基の影響による凍結固化のため反応が不均
一系となるため好ましくないが、それ以上であれば酸ハ
ライドの沸点程度の温度まで特に限定されることなく用
いることができることが明らかになった。通常はO〜4
0℃程度が好ましい。
このようにして製造された酸ハライドと同様に作ったR
3の炭素数が1〜9のものあるいは一般式(5)の混合
物にさらに一般式(7A)で表されるジアミンが反応せ
しめられ、本発明の一般式illで表される繰返し単位
を有する両性高分子化合物が製造される。
この際使用される酸ハライドは、製造されたのち、その
まま用いるのが作業性などの面で好ましい。
前記一般式(7A)で表される化合物の具体例としては
、例えば (式中、R111は前記のとおりであり、R5,R6の
具体例としては前記のR7の具体例と同じものがあげら
れ、さらに、前記したネガ型感光性基である場合もある
。) さらに、ネガ型感光性基が直接R2に結合している場合
の例としては、例えば などがある。
前記酸ハライドと一般式(7A)のジアミンを反応させ
る場合、酸ハライドに一般式(7)で表されるジアミン
を添加しても、またその逆に一般式(7)で表されるジ
アミンに酸ハライドを添加してもよいが、それらの化合
物に存在するR3. R4,R5,R6などにより、反
応物および生成物のいずれも凍結固化する傾向があるな
どするために、N、N−ジメチルアセトアミド、 N、
N−ジメチルホルムアミドなどの溶媒を用いるのが一般
的であり、反応温度としては一10℃〜+20℃、好ま
しくは0〜+10℃である。反応温度が−10℃未満に
なると凍結固化により反応が不均一系となり、+20’
Cをこえると望ましくない反応がおこりやすくなると考
えられ、いずれも好ましくない。しかし、反応を完結さ
せ、完結まで均−系の反応を行うには添加後20℃以上
の温度で引続いて反応を行うことが好ましいことが明ら
かになった。
また、場合によっては上記に説明された一般的な反応温
度以外を使用することが望ましい場合がある。
すなわち、R5,R6が炭素原子数12〜2oの前記の
基、すなわち前記の疎水性付与基RXである場合には、
一般式(7A)で表されるジアミンを均−系で反応させ
るために、その室温より高い温度の溶液に酸ハライドを
添加する方法が採用される。
前記酸ハライドと一般式(7A)で表されるジアミンと
の反応比は、得られる本発明の感光性両性高分子化合物
の分子量などを所望の値にするために適宜選択すればよ
いが、通常フィルム用のポリアミック酸を作成する際に
は高分子量のものをえるために化学量論の精製したモノ
マーと精製した溶剤とを用いる。
しかしながら本発明の感光性両性高分子化合物のように
基板に累積する際には必ずしも高分子量のものでなくて
も十分な特性を発揮できることがわかっており、モル比
は化学量論からずれていてもよい。110.8〜l/1
.2程度でも問題ないことが明ら°かになった。
一般式(7A)で表される化合物のR5およびR6がい
ずれも水素原子の場合には、反応性が良好であり、原料
コストも安価となり好ましい。 一般式(1)で表され
る繰返し単位を有する本発明のポリアミック酸エステル
は、−船釣には以上説明したような方法により製造され
るが、一般式(1)で表される繰返し単位のR3および
R3がいずれも水素原子である一般式(14八): の場合には、前記のごとき方法によらずに直接一般式(
5)で示されるテトラカルボン酸ジ無水物と、前記の疎
水性付与基R×と感光性基を含んでいる一般式(7八)
のジアミンを反応させることによって得られる。
この場合の反応条件は、前記の酸ハライドと一般式(7
)のR5,R6がいずれも疎水性付与基RXであるジア
ミンとの反応と同様である。
このようにして得られる一般式(144)で表される繰
返し単位を有する本発明の感光性両性高分子化合物は、
製造が容易であるだけでなく、LB法で製膜でき、加熱
によりポリイミドを与えるという特徴を有するものであ
る。
つぎに、一般式(2)で表される繰返し単位を有する本
発明の感光性両性高分子化合物は、前記の一般式(1)
で表される繰返し単位を有するポリアミ・2り酸および
そのエステルの製造法における一般式(5ンで表さるテ
トラカルボン酸ジ無水物の代わりに、一般式〇〇1 : (式中、R1は前記と同じ)で表されるトリカルボン酸
無水物を用いることによって得られる。すなわち、一般
式〇ので表されるトリカルボン酸無水物にR30H(R
3は前記と同じ)を反応させると、一般式(6)で表さ
れる化合物の代わりに一般式(11)  :が得られる
。この化合物を一般式(6)で表される化合物と同様に
して酸ハライドにし、これと00の酸ハライドを混合し
たものと一般式(7)で表されるジアミンを反応させて
一般式(2)で表される繰り返し単位を有する本発明の
ポリアミック酸エステルが得られる。
また一般式(2)のR3が水素原子である一般式(15
A )で表される繰返し単位を有する本発明のポリアミ
ック酸は一般式0ので表されるトリカルボン酸無水物の
酸ハライドと一般式(7)のR5,R’がいずれも前記
の疎水性付与基R×と感光性基とを含んでいるジアミン
との直接の反応によって得られる。
これらの一般式(2)で表される繰返し単位を有するポ
リアミック酸またはそのエステルの製造法番こおける反
応条件などは、前記の一般式(11で表される繰返し単
位を有するポリアミ・ツク酸またはそのエステルの製造
法の場合と同様である。
一般式01で表される化合物の具体例としては、(以下
余白) (RI6は前記に同じ) などがあげられる。
つぎに一般式(3)で表される繰返し単位を有するポリ
アミック酸塩である本発明のネガ型感光性両性高分子化
合物の製造法について説明する。
一般式(3)で表される繰返し単位を有する本発明のポ
リアミック酸塩は、前記の一般式(14八)で表される
繰返し単位を有するポリアミック酸に(式中、P、−9
炉、I?11. R42,♂3は前記に同し)で表され
るアミン化合物を反応させて得られる。
一般式(14A)で表されるポリアミック酸にこのアミ
ン化合物を反応させる方法については特に限定はないが
、LB法の展開液として望ましいようにポリアミック酸
(14A)の有機極性溶媒とベンゼンあるいはクロロホ
ルム溶液に の同じ溶媒にとかした溶液を混合することによって得ら
れる。
で表されるアミン化合物の−、 R”、 R”およびR
41゜R’、R’の適当な部分が前記の疎水性付与基R
X、またはネガ型感光性基であることが好ましい。
このような場合には(144)で表されるポリアミック
酸には、疎水性付与基または/およびネガ型感光性基を
含ませる必要がなく製造が容易である。
このような好ましい 例えば、 感光性基を含まない疎水性付与基を有するアミン化合物
としては例えば、 CI+3(CH2) u NlI2 、 CI+3(C
H2) 13NH2、CI+3(CH2) 15NI+
2 。
CH3(CH2) 17NH2、CH3(C1,) +
5Ntlz 、 CI+3(CI+2) 21 NH2
CH3(CH2) 23NH2、CF3(CH2) 1
5NH2。
H(CF2)2(CH2)15NH2、H(CF2)4
(CH2)13NH2F(CF2)8 (CH2)2N
H2、F(CF2)8 (CH2)4NH2Cl+3(
CH2) o NH(CH3)  。
CI+3(CH2)+5NH(CH3)。
C1+3(C112) +5NH(CH3)  。
CH3(CH2)23NII(CH3)  。
H(CF2)4(C112) 13NH(CH3)  
F(CFz)a (CH2)2NH(CH3)C113
(C112) 13 NH(CI(3)CH3(CI+
2) 17NII(CH3)  。
CH3(CH2) 21 Ni1(CH3)  □CI
+3(CH2) u N (CH3)2. CI+3(
CI+2) 13 N (CH3)ZC1+3(CH2
) 15N (CH3)2. C1+3(C112) 
17N (C)13)2C)13(CH2) +sN 
(CHa)z、 CH3(CI+2) 21N (CH
3)2Cl+3(CH2)23N  (C)13)2゜
It (CF2)4(CH2) 13N  (CH3)
2゜F(CF2)[1(CH2)2N (CH3)2゜
(CH3)3C(CH2) 14NH(CH3)  。
(CHs)3C(CHz) 14 N  (CH3)2
C)+2 =Cl1CO(CH2) IGNH(CH3) +5NH(C1(3) などが挙げられ、疎水性ネガ型感光性基を有するアミン
化合物としては、例えば CH2=C1l(C)12) 15N112 、  C
H2=C1l(CH2) 2+NHzCH2=CII(
CH2) 15NH(CH3)CH2=C1l(CHz
)  z+N11(CH3)C)+2=cII(CH2
) 15NII(CH3)2C)Iz=CI(CH2)
 21NH(CH3)2C)+2=CHCO(C142
) 置 CI(3 C)+2 = C−C0(CH2) 賛 +eN +6N (C)13)2゜ (CH3)2゜ CH3(CI+2) 17 N CH3 C)12cH=CH2 などが挙げられ、さらに疎水性付与基ではないネガ型感
光性基を有するアミン化合物としては、例えば C)+3 / CH3 / C)Iz=Ctl 一0CR2C112N \ CI+3 C)+3 / CH2=C1l−C112NH2、C)+2=c  −
CI+zNHzC1(3 (CH2= CH−CHz) 2NHなどがある。
つぎに一般式(4)で表される繰返し単位を有する本発
明のポリアミック酸塩は、面記一般式(3)で表される
繰返し単位を有するポリアミック酸塩の装造法における
一般式(14A)で表されるポリアミック酸のかわりに
一般式(15A)で表されるポリれるアミン化合物を反
応させることによって得られる。反応の条件などは、一
般式(3)の繰返し単位を有するポリアミック酸塩を得
るときと同様である。
以上の説明は、全てR2が2価の場合のみについて説明
したが、R2が3価または4価の場合も同様にして製造
することができ、この場合は一般式(7A)で表される
ジアミンのかわりに、一般式(7B)または(7C) 
 : R5−NH−R2−NIL−R6(7B)C0N)+2 (R2,R5,R6,XおよびYは前記一般式(1)ニ
定義したとおり)で表されるジアミンを用いればよい。
(7B)および(7C)の具体例としては、例えばNH
2 / NH2 (式中のR5,R6は一般式(1)に定τしたとおり)
などが挙げられる。
このようにしてつくられた本発明の感光性高分子化合物
は一般にN、N−ジメチルアセトアミド、N、N−ジメ
チルホルムアミド、NN−ジエチルホルムアミド、ヘキ
サメチルホスホルアミドなどの有機極性溶剤に易溶、上
記有機極性溶剤とクロロホルムなどの通常の有機溶剤な
との混合溶剤に溶、1lTl常の有機溶剤、例えばヘン
ゼン、エーテル、クロロホルム、アセトン、メタノール
などにI−fi〜不ン容である。
また赤外線スペクトル分析で前記ヘテロ原子を含む酸性
基Aとヘテロ原子を含む塩基性基Bとの反応でできた:
Hil[iの結合基−AB−、酸性基Aまたは/および
塩基性基B(例えば前記一般式(1八)(3A)  (
12A)  (14A)などのポリイミド前駆体ではカ
ルボン酸(場合によってはカルボン酸エステル)、アミ
ド)および長鎖アルキル基の特徴的な吸収が存在する。
オルトニトロベンジル基を有するポジ型感光性両性化合
物の場合にはニトロ基の特徴的な吸収も存在する。
また前記のポリイミド前駆体のように、ヘテロ原子を含
む5員環または6員環となり得る前駆体構造を有するポ
リアミック酸またはそのエステルの場合、熱分析結果に
も特徴があり、約200℃で重量の急激な減少がはじま
り、約400℃で完結する。完結したのちには、例えば
ポリイミド前駆体の場合アミド、カルボン酸エステル、
ニトロ基および&鎖アルキル基の吸収が消失し、イミド
環の吸収が現れ、熱的に閉環反応が進むことを示す。
一方前駆体がポリアミック酸塩の場合は一般には熱的に
は閉環反応は進行しないが、氷酢酸、ピリジンのような
閉環化試剤に2.% 7Bすることによって閉環反応が
完結する。完結したのちには、例えばポリイミド前駆体
の場合アミド、カルボキシレートおよび長鎖アルキル基
の吸収が消失し、イミド環の吸収が表れる。
次に本発明に用いるL B膜の製法について説明する。
LB膜の製法としては、膜を形成する物質を水面上に展
開し、水面上に展開された物質を一定の表面圧で圧縮し
て単分子膜を形成し、その膜を横切って基板を上下し膜
を基板上に移しとる垂直浸漬法のほか、水平付着法2回
転円筒法などの方法(新実験化学講座第18巻、界面と
コロイド、498〜508頁)などがあげられ、通常行
われている方法であれば特に限定されることなく使用す
ることができる。
ラングミュア・プロジェット法は配向した、しかも厚み
を数十人単位で制御できる方法で2000Å以下さらに
は1000Å以下、数百人、数十人の薄膜を形成するの
にすぐれた方法であり、本発明の基板上の薄膜もこの特
徴をもつ。しがし1o、ooo人またはそれ以上の厚み
の膜もこの方法で製膜し得る。
LB法で膜を形成させる場合、一般にL B膜を形成さ
せる物質を水面上に展開する際に、水には解けないで気
相中に蒸発してしまうヘンゼン、クロロホルムなどの溶
媒が使用されるが、本発明の感光性両性高分子化合物の
場合には、溶解度をあげるために有機極性溶媒を併用す
ることが望ましい。このような有機極性溶媒としては、
た止えばN、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメ
チルアセトアミド、 N、N−ジエチルホルムアミド、
 NNジエチルアセトアミド、N、N−ジメチルメトキ
シアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−
2−ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサ
メチルホスホルアミド、テトラメチレンスルホン、ジメ
チルテトラメチレンスルホンなどがあげられる。
ヘンゼン、クロロホルムなどと有機極性溶媒とを併用す
る場合には、水面上へ展開するとヘンゼン、クロロホル
ムなどは気相中に蒸発し、有機極性溶媒は大量の水に熔
解すると考えられる。
本発明の感光性両性高分子化合物を水面上に展開する際
に使用する溶液の濃度には特に限定はないが、通常2〜
5X]0−3M程度が用いられ、良好な製膜性を得るた
めに金属イオンの添加やp II調整は必ずしも必要で
はなく、金属イオンの排除はエレクトロニクス分野等で
使う際に有利な点となると考えられる。
本発明の感光性両性高分子化合物を用いたJ、 B膜を
形成する基板には特に限定はなく、形成されたLBIの
用途に応じて選択すればよいが、LB膜を加熱または化
学キュアしてポリイミドなどに環化して用いる場合には
耐熱性や耐薬品性が良好であることが必要である。
前記のごとき基板の具体例としては、ガラス、アルミナ
、石英などのような無機の基板のほか金属製やプラスチ
ック製の基板、さらにはS2、 GaAs。
ZnSのような■族、m−v族、n−v’i族などの半
導体、PbTiO3、BaTiO3、LiNbO3、L
iTaO3のような強誘電体製の基板あるいは磁性体基
板などがあげられる。勿論、上記のような基板上の金曜
薄膜が応用に通したようにパターン化されていてもよい
し、Si+ GaAs、 ZnSのような半導体や、強
誘電体製の基板が前もって加工され、素子が形成されて
いるものでもよい。これらの基板は通常行われるような
表面処理を施して用いてもよいことは勿論のことである
本発明の感光性両性高分子化合物は一般に、ガラス、石
英、S2、 5i02などの表面には接着強度が弱い傾
向があり、シランカップリング剤、特にアミノ基やエポ
キシ基とアルコキシ基を有するシランカップリング剤(
例えばUCCのA−1100や八−187など)で処理
するか、アルミニウム金属を含むキレートで処理し酸化
アルミの層を形成させると製膜特性や接着強度が改善さ
れ、本発明の好ましい実7ifii態様である。勿論、
当業界で行われるように基板が高級脂肪酸の金属で数層
処理されてもよい。
また、本発明の感光性両性高分子化合物を基板上に累積
する際に、公知のLBI+9化合物との混合物を使用す
ると製膜性能が向上し、本発明の望ましい実施態様であ
る。
公知のLI3膜化合物とは、先に引用された文献などに
も記載され、当業界で公知の化合物である。
特に炭素数が16から22くらいの炭化水素基と親水基
とからなる下式の化合物が好ましい。
CHz(C)12)n−IZ C)Iz=CH(C)Iz)n−z Z、   CHミ
C−(CHz)n−z ZCH3(CHz)rc=c 
 C=C(CHz)rnZ。
CH2= CD−C−0(CHz)n Z 。
C)+3 CI+2  =  C−C−0(Ctlz) n Z■ 等でn=16〜22.y+m=n−5゜Z =OH,N
i2  、  NIIR、NR’R’、  C0OH,
CONH2゜C0NIIR″、 C0NR’R’、 C
0OR’ (R’は低級脂肪族炭化水素である。) 製膜性の改善のためにはC)I3(CH2)n−42の
式で表されるものがコスト面ですくれているが、不飽和
結合を含むものは光や放射線などを照射することによっ
て重合させることができる特徴を有し本発明の望ましい
実施態様である。
これらから選ばれた少なくとも1つの化合物と高分子化
合物との混合比率については特に限定はない。また先に
挙げたポリイミド前駆体あるいは共重合体から選ばれた
2種以上混合して製膜することもできる。
また、本発明では次のような増感剤およびその長鎖炭化
水素置換体を用いることも好ましい。好ましい増感剤と
しては、アントラキノン、ベンゾキノン、ナフトキノン
、ベンゾアントラキノン、ヘンシフエノン等、当業界で
公知の増感剤があるが、LB膜に好ましいように修飾さ
れた長鎖炭化水素置換体が挙げられる。
本発明の感光性両性高分子化合物を用いるとLB法で基
板に欠陥の少ない薄膜を形成することができるが、この
LB膜は通常の微細加工技術でバクーン化できる。すな
わちLB膜にフォトマスクを介して紫外線、可視光線、
電子線、X線などを照射しネガ型感光性の場合は未露光
部を、ポジ型感光性の場合露光部を現像液で熔解除去す
ることによってレリーフ・パターンを得ることができる
前記に具体的に説明したオルトニトロベンジル基を有す
る本発明のポジ型感光性両性高分子化合物は照射により
オルトニトロベンジルエステルが分解してポリアミック
酸が生成する。例えば照射によって本発明の前駆体が分
解して生成するポリアミック酸がアルカリ水溶液に可溶
であるので、アルカリ水溶液を主体とした溶液を現像液
として使うことができる。
ネガ型感光性の場合の現像液は、当該ネガ型感光性化合
物の溶剤であればよいが、N、N−ジメチルアセトアミ
ド、N−N−ジメチルホルムアミド、NN−ジエチルホ
ルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、N−メチル
−2−ピロリドンなどとベンゼン、エーテル、クロロホ
ルム、アセトンなどとの混合溶剤が望ましい。
現像によって形成したレリーフ・バクーンを洗浄し現像
溶媒を除去する液としては現像液と混和性の良い水、メ
タノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ヘン
セン。トルエン、キシレンなどが好ましい。このように
パターン化された高分子化合物薄膜をそのまま使用する
こともできるが、さらにこの薄膜を部分的にあるいは完
全にイミド化あるいは閉環させることによってイミド環
や他の耐熱性の環構造をもつポリマーとすることができ
る。
イミド化あるいは閉環反応方法については、特に限定は
ないが、ポリアミ・ツク酸あるいはそのエステルの場合
300〜400℃近辺の温度で加熱スルのが一般的であ
り、レーザー光などを用し)で行ってもよい。例えば一
般式(IA)で表される繰返し単位の場合には、 なる反応がおこり、また一般式(14A)で表される繰
返し単位の場合には、 なる反応が起こり、また一般式(12A)で表される繰
返し単位の場合には なる反応がおこってポリイミド化物となる。
さらに、本発明の感光性両性高分子化合物が一般式(3
)または(4)で表される繰返し単位を有するポリアミ
、り酸塩である場合にはポリアミック酸のキュアの際に
用いられる化学キュア剤例えば無水rIF、酸、ピリジ
ンなどで行うのが望ましい。このとき、例えば一般式(
3A)で表される繰返し単位の場合には、 なる反応がおこり、イミド化物となる。
また、本発明の前駆体構造を有する感光性両性高分子化
合物は通常のLB膜より耐熱性、耐薬品性が改善されて
いるので、イミド化などの閉環反応を行わないで、LB
l’Jをそのままデバイスなどの用途に使用することも
できる。
次に本発明の複合物品について述べる。
本発明に用いる感光性両性高分子化合物は、その感光性
を利用して、種々のパターン化された薄膜をつくること
ができる。
このパターン化された薄膜は導電性、光導電性、光学特
性、絶縁性、熱特性や化学反応性を生かしたエレクトロ
ニクス分野でそのまま電気電子デバイスの中に残して使
用することができる。
第1に重要な本発明の薄膜を含んだ電気・電子デバイス
は金属/絶縁膜/半導体構造(以下MISという)のデ
バイスであり、平面エレクトロニクスデバイスや集積回
路の基本となる構造である。
第1〜7図が代表的模式図である。第1図は半導体基板
に絶縁膜として本発明の薄膜を形成させ、その上に全屈
電極を設けたものである。S2、Geなどの■屈半導体
、GaAs、 GaPなどのm−v族半導体、CdTe
、 CdS、 ZnS、 Zn5e、 Cd11gTc
などのU−rl/l土族体を使用することによって例え
ば太陽電池のような光電変換素子、LED、EL、フィ
トダイオードのような発光素子、受光素子、光検出素子
その他ガスセンサー、温度センサーのような各種トラン
スジューサーを構成することができる。
勿論本発明の半導体としては多結晶、多結晶あるい5ま
アモルファスのいずれが選ばれてもよい。
第2図は第1図と同等であるが1″′)の基板上に2個
以上の素子を作る場合にこのような電1jが付けられる
。このような構成によってCCD(Chδrgecou
pled device)のような電荷移動型デバイス
が作られ興味ある応用である。
次に第3図は電極(6明電極であってもよく、勿論パタ
ーン化されていてもよい。)をもつ絶縁基板上に、半導
体が多くの場合は半導体薄膜が形成されその上に本発明
の薄膜電極が設けられた構造になっている。
第4図は薄膜が絶′F1基板側電極と半導体薄膜との間
に設けられている点に第3図と違いがある。
半導体薄膜は分子線エピタキシ(MBE)有機金屈気相
生長法(MOCVD)原子層エピタキシ(At、E)茎
i法、スパック法、スプレーパイロリシス法、塗布法な
ど通常半導体薄膜を作製するのに使われる方法で作られ
限定されない。
半導体としては先に第1.2図で挙げたものを同様に使
うことができ、作られるデバイスも同様である。
第4図の構成では本発明の薄膜の上に半導体薄膜が形成
されるので形成時の熱が薄■9の削熟性を越えると望ま
しくないが、閉環後の薄膜ではアモルファスシリコン等
は十分累積できるし2、その他の半導体も低温形成技術
が進んでいるので今(多、多くの半導体が使えるように
なるであろう。
MIS構造デバイスのもっとも重要なデバイスの構造は
第5,6図で代表的に表されるゲート電極でチャンネル
電流を制御して駆動するタイプのいわゆる電界効果トラ
ンジスター(FET)構造をもつものである。
第5図は半導体基板を使っているのに対し、第6図では
絶縁基板上に形成された半導体、多(の場合半導体薄膜
を使っている違いがある。
MISFETはデバイスの基本型の一つであり、これに
より種々のデバイスを作ることができる。
大面積基板上に作れば液晶デイスプレィを駆動させる薄
膜トランジスターや集積度を上げれば集積回路を構成で
きる。
他の興味ある応用は第5,6図でゲート電極をとりはず
した構造であり、絶縁膜あるいはそれと併用してイオン
、ガスや活性物質に感応する膜をつけることにより、イ
オン感応FET (ISFIET)やガス感応EET 
(Chem  FET) 、免疫FET (IMFET
) 、酵素FET (ENFET)を構成できる。
動作原理はイオンやガス活性物質がゲート絶縁膜表面と
作用することによる電界効果によって説明できるが、本
発明の薄膜を用いる場合には、その上に種々の6機物で
さらに修飾する際に従来の無機物にくらべて有利となる
。特に長鎖アルキル基の残っている薄膜ではそのアルキ
ル基(疎水性)部分とタンパク質の疎水性部分との相互
作用を利用できる。
第7図はl5FETの例で石英基板上に半導体H々が図
のように形成され、その上に絶縁膜とイオン感応膜を設
けた構造となっている。この絶縁膜として本発明の薄膜
を用いることができる。
MIS構造のデバイスを構成するときの半導体として通
常、良好な絶縁膜を酸化などの方法で形成するのが難し
いm−v、n−vt族などの化合物半導体を使う場合が
本発明の好ましい実施態様であり、CaAsの場合には
FETを形成する場合、上記の問題点からMetal−
5OmiconductorF F、T (MESFE
T)の形で実用化されているが、M I S構造にする
ことによって性能の向上が期待される。
GaAsを使ってMIS集積回路を構成すると駆動電圧
を低げる効果のほか、GaAs半導体中でのキャリヤー
モビリティ−の大きさを利用した高速で動作する集積回
路(HEMT)を非常に簡虫な方法で作ることができる
第2に重要な本発明の薄膜を含んだ電気・電子デバイス
は金属/絶縁膜/金属(以下MIMという)構造のデバ
イスである。
第8〜10図が模式図である。絶縁基板あるいは半導体
基板を用いその上に金属、絶縁膜、金属の順に形成され
る。
第8図はキャパシターの構造であり、キャパシタンスの
湿度による変化を追跡すれば湿度センサーとなる。また
この構造によってMIM構造のトランジスターを作るこ
ともできる。
第911i21のようにすれば、熱電子トランジスタを
もW成できる。
第1O図のように半導体あるいは半導体デバイス上にキ
ャパシターを作ることによってVLS 1のメモリセル
のキャパシターとして使うことができる。
第10図の構成で熱電子を半導体中に注入するようなタ
イプのデバイスも作製できる。さらに金属のかわりにN
bのような起電導体を使うことにより、ジョセフソンジ
ャンクション(JJ)デバイスを作ることも可能である
第3の薄膜を含んだ電気・電子デバイスは、絶縁膜/全
屈構造NM構造)のデバイスであり、第11図で模式的
に表される。もっとも単純なもので、金属の上に絶縁膜
として本発明の薄膜を形成することにより得られる。
一つの応用は液晶配向膜であり、パターン化した電極、
通常はITOなどの退団電極の上に本発明の薄膜を形成
することによって得られる。
次の応用は図12.13の独立した二つの電極上に本発
明の薄膜を形成することにより湿度、ガスなどのセンサ
ーとして使うことができる。
以上本発明の薄膜を含んだ電気・電子デバイスについて
述べたが、他の応用例は前記に挙げた文献の中に特にP
、S、シ:nceLL、 G、G、 Robertsの
総説(Thin 5olid Films 68.13
5〜171 (1980) )に求めることができる。
その他の半導体デバイス、化合物半導体デバイスについ
てはE、S、 Yang、 Fundamentals
 of Semニーconductor Device
s MaGraw−11i11.1978+今井ら編著
、化合物半導体デバイス(1)([)工業調査会(19
84)の底置を参考にすることができる。
次に電気・電子デバイス以外のデバイスについて述べる
色素を含む薄膜や、TeOxなど無機薄膜にビット形成
や相変化をさせることによりその変化を0.1で光学的
に読み出す記録方式の採用が進んでいる。
本発明の薄膜は光、熱特に通常光学記録に使われるレー
ザー光によって反応を起こし、薄膜の厚みの変化が生じ
ビットが形成されること、またこの反応によって薄膜の
屈折率も変化するので、これを利用した光学記録が可能
であることが示唆される。
そのほか、ウニイブガイド用のクラツド材あるいは光学
回路成分としても応用が考えられる。
本発明の薄膜の場合、厚みの正確なコントロールと化合
物を変えることによって屈折率の調整ができる。このこ
とは光学回路成分としての重要な要件である。
あらゆる分野での保護用コーティング材料としても好適
であろうし、−船釣にLB15%の分野で使われる機能
性のLB材料と脂肪酸の混合膜、積層膜の手法を、本発
明の混合物を脂肪酸のかわりに使うことによって種々の
機能性を発現でき、これを使った用途が考えられる。例
えば色素、酵素を含んだ膜を作成することによって、光
電変換素子やバイオセンサーを作ることができる。
特に重要な本発明から得られるパターン化された感光性
両性高分子化合物の薄膜およびさらに該感光性高分子化
合物が閉環反応しくqる前駆体構造である場合には、該
感光性高分子化合物の薄膜を閉環させることによって形
成された耐熱性高分子化合物薄膜の用途はレジストであ
り、超薄膜であり、耐熱性、耐薬品性の特徴を生かして
サブミクロン、クォーターミクロンのような極微細加工
用のドライエツチング可能なレジストとして使い得る。
次に本発明の前駆体およびその製法を実施例に基づき説
明する。
実施例1 2−ヒドロキシエチルメタクリレート29.6 gとピ
リジン18.1 gをテトラヒドロフラン200戴に溶
かし、約5°Cで3,5−ジニトロ安息香酸クロライド
50gのテトラヒドロフラン溶液をゆっくりと滴下し、
その後10℃で1時間反応を続けた。析出したピリジン
塩酸塩を除いたのち、水に注ぎ析出した沈澱物を洗浄後
、乾燥して3,5−ジニトロ安息香酸エチルメタクリル
酸エステル58gを得た。
この3,5−ジニトロ安息香酸エチルメタクリル酸エス
テル25gを酢酸200mRに溶かして鉄粉135gを
水75巌/酢酸175m1.にp3させた溶液中に、2
5°Cで少しづづ加え、添加終了後15分間攪拌した。
鉄粉を除いたのち、0℃に冷やし、アンモニア水でp 
H= 8にし、酢酸エチルで抽出した。酢酸エチルを留
去して得た粗生成物をシリカゲルカラムで精製し9gの
3.5−ジアミノ安息香酸エチルメタクリル酸エステル
(m、p、 88〜89℃、IR,プロトンNMRで同
定)を得た。
ピロメト ト ジステア1ルエスールのAピロメリット
酸二無水物10.91gとステアリルアルコール27.
05 gを12 させ、生成物を200献エタノ 融点133〜37℃のビロメリ ルエステルを得た。IR,プロ された。
0°Cで3時間反応 一ルで再結晶して ソト酸ジステアリ ドンNMRで同定 ピロメリット酸ジステアリルエステル1. l =1 
gとビロメリノ)・酸ジエチルエステル1.09gを6
ccのへキサメチルホスホlし7ミドに7容かし、5゛
Cに冷却してチオニルクロライド1.19 gを約5°
Cで滴下し、滴下後約1時間保持し反応を終了させた。
その後ジメチルジアセトアミド30ccに7容解させた
1、 32 gの3.5−ジアミノ安息香酸エチルメタ
クリル酸エステルを約10℃で滴下し、約20℃に反応
温度を上げて2時間反応させた後、40Q ccのエタ
ノールに注いで反応生成物を析出させた。析出物を口過
、30℃で減圧乾燥して約4gの淡黄色粉末を得た。I
Rスペクトル、プロトン−NMRで同定された。
実施例2 実施例1の生成物を簗留したクロロホルム/ジメチルア
セトアミド(8: 2)の混合液に溶かしてL B膜用
の展開液を調製した。再蒸留水上、20℃で表面圧と繰
返し単位あたりの面積との関係を測定したところ、良好
な凝縮相の形成を示し、極限面積は約65人2/uni
tであった。
アルミニウムを蒸着したガラス基板上への累積はY型で
あり、良好な累積膜が得られた。199屓の累積膜にマ
スクを通して超高圧水銀灯を用いて、紫外線を照射し光
硬化させた。光硬化後、エタノール、ジメチルアセタミ
ド(1: 1)で現像し、レリーフパターンを形成した
。その後窒素気流下、400℃1時間加熱処理したとこ
ろ、パターン膜中でイミド化が進行していることをFT
−IR−ATRスペクトルで確認した。
発肌辺班来 本発明によるとLB法により製脱でき、しかも紫外線な
どの光または電子線やX線などの照射により2量化また
は重合可能なように、あるいは分解可能なように修飾さ
れた感光性の両性高分子化合物が水面上に安定な膜を形
成し、基板上に良好に累積できるようになる。累積膜を
光硬化または光分解させレリーフパターンを形成させ、
望むならば部分的あるいは完全にイミド化などの環化を
させることにより、耐熱性の極めて良好で、耐薬品性、
機械的特性のよい一般的には作成が難しい厚み、すなわ
ち10,000Å以下、望むなら10〜1,000人の
パターン化した超薄膜を得ることができる。
第1 囚 第2図 第5図 1ff6図 第3図 第4図 第7図 第12図 第8図 @9図 溶10z 第Hg 第13図 手続補正書働側 1、 事件の表示 昭和63年特許願第211168号 2、 発明の名称 感光性両性高分子化合物およびその製造法3、補正をす
る者 事件との関係  特許出願人 名 称  (094)鐘淵化学工業株式会社4、代理人 住 所  大阪市東区淡路町2丁目40番地4弘栄ビル
  電話(06) 222−0547氏名 (6036
)弁理士赤岡辿夫 5、  M正命令の日付 昭和63年11月29日発送 6、 補正の対象 補正の内容 明細書第152頁第10行の下に下記を挿入する。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第7図は代表的なMis構造デバイスの模式図
であり、第8図〜第10図はM I M構造、第11図
〜第13図はIM構造のそれである。。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも2個の炭素原子を有する少なくとも2価
    の第1の有機基R^1と、少なくとも2個の炭素原子を
    有する少なくとも2価の第2の有機基R^2とがヘテロ
    原子を含む酸性基Aと塩基性基Bの反応によってできた
    2価の結合基によって交互に連結されている線状の繰返
    し単位を有し、かつ該繰返し単位へ共有結合またはイオ
    ン結合によって結合した、置換基を含むこともある炭素
    数10〜30の炭化水素含有基を該繰返し単位平均10
    個あたり2〜14個含んでおり、かつ該繰返し単位の一
    部または全部に、2量化または重合可能な不飽和結合を
    含むか、あるいは置換基を含むこともあるオルトニトロ
    ベンジル基▲数式、化学式、表等があります▼を含む感
    光性両性高分子化合物。 2、第1および第2の有機基R^1およびR^2の一方
    または両方が少なくとも6個の炭素を有するベンゼノイ
    ド構造の基である特許請求の範囲第1項記載の感光性両
    性高分子化合物。 3、繰返し単位がヘテロ原子を含む5員環または6員環
    を生成する前駆体構造を備えている特許請求の範囲第1
    項または第2項記載の感光性両性高分子化合物。 4、第1の有機基R^1が4価または3価であり、第2
    の有機基R^2が4価または3価または2価であり、か
    つR^1、R^2の一方または両方が少なくとも6個の
    炭素原子を有するベンゼノイド構造である特許請求の範
    囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の感光性両性高
    分子化合物。 5、一般式(1): ▲数式、化学式、表等があります▼(1) (式中、R^1は少なくとも2個の炭素原子を含有する
    4価の基、R^2は少なくとも2個の炭素原子を含有す
    る2価または3価または4価の基であり、R^2が3価
    のときはXが、4価のときはXとYがそれぞれR^2に
    結合しており、R^1、R^2の少なくとも一方が少な
    くとも6個の炭素原子を有するベンゼノイド構造の基で
    あり、XおよびYはいずれも置換基を含むこともあるヘ
    テロ原子を含む酸性基Aまたは、置換基を含むこともあ
    るヘテロ原子を含む塩基性基Bであり、R^3、R^4
    、R^5およびR^6はいずれも置換基を含むこともあ
    る炭素数1〜30の1価の炭化水素基または水素原子で
    あり、R^3、R^4、R^5およびR^6は該繰返し
    単位平均10個あたり2〜14個含む炭素原子数10〜
    30の前記の基である)で表される繰返し単位を有し、
    かつ、該繰返し単位の一部または全部が2量化または重
    合可能な不飽和結合あるいは置換基を含むこともあるオ
    ルトニトロベンジル基を含む両性ポリアミック酸または
    そのエステルである特許請求の範囲第4項記載の感光性
    両性高分子化合物。 6、一般式(1)においてR^3、R^4、R^5およ
    びR^6がいずれも炭素原子数1〜22の前記の1価の
    基または水素元素であり、R^3、R^4、R^5およ
    びR^6は該繰返し単位平均10個あたり2〜14個含
    む炭素原子数16〜22の基であるポリアミック酸また
    はそのエステルである特許請求の範囲第5項記載の感光
    性両性高分子化合物。7、一般式(1)において、R^
    1に結合しているR^3OCO−、R^4OCO−、−
    NR^5−CO−および−CO−NR^6−R^2の4
    個の基の各2個づつが、それぞれ5員環を形成するよう
    にR^1を構成する隣接する2個の炭素原子に結合し、
    および/またはR^2が3価のときはR^2に結合して
    いる−CONR^5、−CONR^6、Xの3個の基の
    2個が、R^2が4個のときはR^2に結合している−
    CONR^5、−CONR^6、X、Yの4個の基の各
    2個づつが、5員環または6員環を形成するようにR^
    2を構成する隣接する2個の炭素原子に結合している前
    駆体構造を有する特許請求の範囲第5項または第6項記
    載の感光性両性高分子化合物。 8、一般式(1)の繰返し単位の一部または全部に一般
    式(1)のR^2、R^3、R^4、R^5、R^6の
    少なくとも1個が2量化または重合可能な不飽和結合を
    有する繰返し単位を含むポリアミック酸またはそのエス
    テルである特許請求の範囲第5項ないし第7項記載のネ
    ガ型感光性両性高分子化合物。 9、一般式(1)の繰返し単位の一部または全部に一般
    式(1)のR^3および/またはR^4が▲数式、化学
    式、表等があります▼で表されるオルトニトロベンジル
    基(ただし、R^7は置換基を含むこともある炭素数1
    〜30の炭化水素基または水素である)である繰返し単
    位を含んでいるポリアミック酸またはそのエステルであ
    る特許請求の範囲第5項ないし第7項のいずれかに記載
    のポジ型感光性両性高分子化合物。 10、一般式(2): ▲数式、化学式、表等があります▼(2) (式において、R^1が3価であること以外R^1、R
    ^2、R^3、R^5、R^6、XおよびYは一般式(
    1)の定義と同じ基である)で表される繰返し単位を有
    し、かつ、該繰返し単位の一部または全部が2量化また
    は重合可能な不飽和結合、あるいは置換基を含むことも
    あるオルトニトロベンジル基を有するポリアミック酸ま
    たはそのエステルである特許請求の範囲第4項記載の感
    光性両性高分子化合物。 11、一般式(2)において、R^3、R^5およびR
    ^6がいずれも炭素原子数1〜22の前記の1価の基ま
    たは水素原子であり、R^3、R^5およびR^6は該
    繰返し単位平均10個あたり2個〜14個含む炭素原子
    数16〜22の基であるポリアミック酸またはそのエス
    テルである特許請求の範囲第10項記載の感光性両性高
    分子化合物。 12、一般式(2)において、R^1に結合しているR
    ^3OCO−O−NR^5−CO−および−CO−NR
    ^6−R^2−の3個の基の2個が、5員環を形成する
    ようにR^1を構成する隣接する2個の炭素原子に結合
    し、および/またはR^2が3価のときはR^2に結合
    している−CONR^5、−CONR^6、Xの3個の
    基の2個が、R^2が4価のときはR^2に結合してい
    る−CONR^5、−CONR^6、X、Yの4個の基
    の各2個づつが、5員環または6員環を形成するように
    R^2を構成する隣接する2個の炭素原子に結合してい
    る前駆体構造を有する特許請求の範囲第10項または第
    11項記載の感光性両性高分子化合物。 13、一般式(2)の繰返し単位の一部または全部に一
    般式(2)のR^2、R^3、R^5、R^6の少なく
    とも1個が2量化または重合可能な不飽和結合を有する
    繰返し単位を含むポリアミック酸またはそのエステルで
    ある特許請求の範囲第10項ないし第12項のいずれか
    に記載のネガ型感光性両性高分子化合物。 14、一般式(2)の繰返し単位の一部に一般式(2)
    のR^3が▲数式、化学式、表等があります▼で表され
    るオルトニトロベンジ ル基(ただし、R^7は置換基を含むこともある炭素数
    1〜30の炭化水素基または水素である)である繰返し
    単位を含んでいるポリアミック酸またはそのエステルで
    ある特許請求の範囲第10項ないし第12項のいずれか
    に記載のポジ型感光性両性高分子化合物。 15、一般式(3): ▲数式、化学式、表等があります▼(3) (式中、R^1、R^2、R^5、R^6、XおよびY
    は一般式(1)の定義と同じ基であり、R^3^1、R
    ^3^2、R^3^3、R^4^1、R^4^2および
    R^4^3は、R^5、R^6の定義と同じ基であり、
    R^3^1、R^3^2、R^3^3、R^4^1、R
    ^4^2、R^4^3、R^5、R^6は該繰返し単位
    平均10個あたり2〜14個含む炭素原子数10〜30
    の基である)で表される繰返し単位を有し、かつ、該繰
    返し単位の一部または全部が2量化または重合可能な不
    飽和結合を含む感光性ポリアミック酸塩である特許請求
    の範囲第4項記載のガネ型感光性両性高分子化合物。 16、一般式(3)において、R^3^1、R^3^2
    、R^3^3、R^4^1、R^4^2、R^4^3、
    R^5およびR^6がいずれも炭素原子数1〜22の前
    記の1価の基または水素原子であり、R^3^1、R^
    3^2、R^3^3、R^4^1、R^4^2、R^4
    ^3、R^5およびR^6は該繰返し単位平均10個あ
    たり2〜14個含む炭素原子数16〜22の基であるポ
    リアミック酸塩である特許請求の範囲第15項記載のネ
    ガ型感光性両性高分子化合物。 17、一般式(3)において、R^1に結合している▲
    数式、化学式、表等があります▼−NR^5−COおよ
    び−CO−NR^6−R^2−の4個の基の各2個づつ
    が、それぞれ5員環を形成するようにR^1を構成する
    隣接する2個の炭素原子に結合し、および/または、R
    ^2が3価のときはR^2に結合している−CONR^
    5、−CONR^6、Xの3個の基の2個が、R^2が
    4価のときはR^2に結合している−CONR^5、−
    CONR^6、X、Yの4個の基の各2個づつが、5員
    環または6員環を形成するようにR^2を構成する隣接
    する2個の炭素原子に結合している前駆体構造を有する
    特許請求の範囲第15項または第16項記載のネガ型感
    光性両性高分子化合物。 18、一般式(3)の繰返し単位の一部または全部に一
    般式(3)のR^2、R^3^1、R^3^2、R^3
    ^3、R^4^1、R^4^2、R^4^3、R^5、
    R^6の少なくとも1個が2量化または重合可能な不飽
    和結合を有する繰返し単位を含んでいるポリアミック酸
    塩である特許請求の範囲第15項ないし第17項のいず
    れかに記載のネガ型感光性両性高分子化合物。 19、一般式(4): ▲数式、化学式、表等があります▼(4) (式において、R^1が3価であること以外、R^1、
    R^2、R^3^1、R^3^2、R^3^3、R^5
    、R^6、XおよびYは一般式(3)の定義に同じ基で
    ある)で表される繰返し単位を有し、かつ、該繰返し単
    位の一部または全部が2量化または重合可能な不飽和結
    合を含むポアミック酸塩である特許請求の範囲第4項記
    載のネガ型感光性両性高分子化合物。 20、一般式(4)において、R^3^1、R^3^2
    、R^3^3、R^5およびR^6がいずれも炭素原子
    数1〜22の前記の1価の基または水素原子であり、R
    ^3^1、R^3^2、R^3^3、R^5およびR^
    6は該繰返し単位平均10個あたり2〜14個含む炭素
    原子数16〜22の基であるポリアミック酸塩である特
    許請求の範囲第19項記載のネガ型感光性両性高分子化
    合物。 21、一般式(4)において、R^1に結合している▲
    数式、化学式、表等があります▼−NR^5−COおよ
    び−CO−NR^6−R^2−の3個の基の2個が5員
    環を形成するようにR^1を構成する隣接する2個の炭
    素原子に結合し、および/または、R^2が3価のとき
    はR^2に結合している−CONR^5、−CONR^
    6、Xの3個の基の2個が、R^2が4価のときはR^
    2に結合している−CONR^5、−CONR^6、X
    、Yの4個の基の各2個づつが、5員環または6員環を
    形成するようにR^2を構成する隣接する2個の炭素原
    子に結合している前駆体構造を有する特許請求の範囲第
    19項または第20項記載のネガ型感光性両性高分子化
    合物。 22、一般式(4)の繰返し単位の一部または全部に一
    般式(4)のR^2、R^3^1、R^3^2、R^3
    ^3、R^5、R^6の少なくとも1個が2量化または
    重合可能な不飽和結合を有する繰返し単位を含んでいる
    ポリアミック酸塩である特許請求の範囲第19項ないし
    第21項のいずれかに記載のネガ型感光性両性高分子化
    合物。 23、一般式(1)、(2)、(3)および(4)にお
    いて、R^5、R^6がいずれも水素原子である特許請
    求の範囲第5項ないし第22項のいずれかに記載の感光
    性両性高分子化合物。 24、少なくとも2個の炭素原子を有する少なくとも2
    価の第1の有機基R^1を含むモノマーと、少なくとも
    2個の炭素原子を有する少なくとも2個の第2の有機基
    R^2とを含むモノマーとを A■R^1■A+B■R^2■B A■R^1■B+A■R^2■B B■R^1■B+A■R^2■A (式中、Aはヘテロ原子を含む酸性基、Bはヘテロ原子
    を含む塩基性基を表し、R^1およびR^2が3価以上
    の場合は、その価数に応じて、さらにAおよび/または
    Bが結合している)のいずれかの組合わせにおいて、か
    つ組合わせる2種のモノマーの合計20個あたり、置換
    基を含むこともある炭素数10〜30の炭化水素含有基
    を2〜14個含有しており、かつ、第1の有機基R^1
    を含むモノマーまたは第2の有機基R^2を含むモノマ
    ーの少なくとも一方の一部または全部が2量化または重
    合可能な不飽和結合を含むか、あるいは置換基を含むこ
    ともあるオルトニトロベンジル基を含むモノマーを使用
    し、該第1の有機基R^1を含むモノマーと第2の有機
    基R^2を含むモノマーを重合させることを特徴とする
    感光性両性高分子化合物の製造法。 25、一般式(5): ▲数式、化学式、表等があります▼(5) (式中、R^1は少なくとも2個の炭素原子を含有する
    4価の基である)で表されるテトラカルボン酸ジ無水物
    に、R^3OHおよびR^4OH(式中、R^3および
    R^4は一般式(1)の定義と同じ、ただし水素原子を
    除く)で表されるアルコールを反応させて得られる一般
    式(6): ▲数式、化学式、表等があります▼(6) (式中、R^1、R^3、R^4は前記と同じ)で表さ
    れる化合物を、実質的に無水の極性有機溶媒中、−10
    ℃以上で酸ハライドにし、これを第1の有機基R^1を
    含むモノマーとし、これと一般式(7):▲数式、化学
    式、表等があります▼(7) (式中、R^2、R^5、R^6、XおよびYは一般式
    (1)の定義と同じ)で表されるジアミンを第2の有機
    基R^2を含むモノマーとして−10℃以上で反応させ
    る一般式(1): ▲数式、化学式、表等があります▼(1) で表される繰返し単位を有するポリアミック酸またはそ
    のエステルを製造するに際し、一般式(6)で表される
    化合物および一般式(7)で表されるジアミンの少なく
    とも一方のR^3、R^4またはR^5、R^6の合計
    20個あたり2〜14個は、置換基を含むこともある炭
    素数10〜30の炭化水素含有基であり、かつ、一般式
    (6)で表される化合物および一般式(7)で表される
    ジアミンの少なくとも一方の一部または全部が2量化ま
    たは重合可能な不飽和結合を含むか、あるいは置換基を
    含むこともあるオルトニトロベンジル基を含むことを特
    徴とする特許請求の範囲第24項記載の感光性両性高分
    子化合物の製造方法。 26、一般式(8): ▲数式、化学式、表等があります▼(8) (式中、R^1は少なくとも2個の炭素原子を含有する
    3価の基ある)で表されるトリカルボン酸無水物に、R
    ^3OH(式中、R^3は一般式(1)の定義と同じ、
    ただし水素原子を除く)で表されるアルコールを反応さ
    せて得られる一般式(9): ▲数式、化学式、表等があります▼(9) (式中、R^1、R^3は前記と同じ)で表される化合
    物を、実質的に無水の極性有機溶媒中、−10℃以上で
    酸ハライドにし、これを第1の有機基R^1を含むモノ
    マーとし、これと一般式(7)で表されるジアミンを第
    2の有機基R^2を含むモノマーとして−10℃以上で
    反応させる一般式(2): ▲数式、化学式、表等があります▼(2) で表される繰返し単位を有するポリアミック酸またはそ
    のエステルを製造するに際し、一般式(10)で表され
    る化合物および一般式(7)ジアミンの少なくとも一方
    のR^3またはR^5、R^6の合計20個あたり2〜
    14個は、置換基を含むこともある炭素数10〜30の
    炭化水素含有基であり、かつ、一般式(10)で表され
    る化合物および一般式(7)で表されるジアミンの少な
    くとも一方の一部または全部が2量化または重合可能な
    不飽和結合を含むか、あるいは置換基を含むこともある
    オルトニトロベンジル基を含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第24項記載の感光性両性高分子化合物の製造
    方法。 27、前記一般式(1)または(2)で表される繰返し
    単位を有するポリアミック酸またはそのエステルを製造
    する際に、一般式(5)または(8)で表される無水物
    と2量化または重合可能な不飽和結合を含むアルコール
    と反応させ、一般式(6)のR^3、R^4の少なくと
    も一方、または一般式(9)のR^3が2量化または重
    合可能な不飽和結合を含む化合物とし、これを実質的に
    無水の極性有機溶媒中、−10℃以上で酸ハライドにし
    、これを第1の有機基R^1を含むモノマーの一部また
    は全部として用いることを特徴とする特許請求の特許請
    求の範囲第25項または第26項記載の感光性両性高分
    子化合物の製造方法。 28、前記一般式(1)または(2)で表される繰返し
    単位を有するポリアミック酸エステルを製造する際に、
    一般式(5)または(8)で表される無水物に、▲数式
    、化学式、表等があります▼および▲数式、化学式、表
    等があります▼ (ただし、R^7^1、R^7^2は炭素数1〜30の
    置換基を含むこともある炭化水素基または水素原子であ
    る)で表されるオルトニトロベンジルアルコールを反応
    させて得られる一般式(10)または(10’)あるい
    は(11): ▲数式、化学式、表等があります▼(10) ▲数式、化学式、表等があります▼(10’) ▲数式、化学式、表等があります▼(11) (式中、R^1、R^3、R^7^1、R^7^2は前
    記と同じ)で表される化合物を、実質的に無水の極性有
    機溶媒中、10℃以上50℃以下で酸ハライドにし、こ
    れを第1の有機基R^1を含むモノマーの一部または全
    部として用いることにより、繰返し単位の一部または全
    部が一般式(12)または(12’)あるいは((13
    ): ▲数式、化学式、表等があります▼(12) ▲数式、化学式、表等があります▼(12’) ▲数式、化学式、表等があります▼(13) (式中、R^1、R^2、R^3、R^5、R^6、R
    ^7^1、R^7^2、XおよびYは前記に同じ)で表
    される繰返し単位を含むことを特徴とする特許請求の範
    囲第25項または第26項記載の感光性両性高分子化合
    物の製造方法。 29、一般式(5)で表されるテトラカルボン酸ジ無水
    物を第1の有機基R^1を含むモノマーとして、これと
    一般式(7)で表されるジアミンを−10℃以上で反応
    させて得られる一般式(14): ▲数式、化学式、表等があります▼(14) (式中、R^1、R^2、R^5、R^6は前記と同じ
    )で表される繰返し単位を有するポリアミック酸に ▲数式、化学式、表等があります▼および▲数式、化学
    式、表等があります▼ (式中、R^3^1、R^3^2、R^3^3、R^4
    ^1、R^4^2、R^4^3は一般式(2)で定義さ
    れた基に同じ)で表されるアミン化合物を反応させて得
    られる一般式(3): ▲数式、化学式、表等があります▼(3) で表される繰返し単位を有するポリアミック酸の塩を製
    造するに際し、R^3^1、R^3^2、R^3^3、
    R^4^1、R^4^2、R^4^3、R^5、R^6
    は該繰返し単位平均10個あたり2〜14個の、置換基
    を含むこともある炭素数10〜30の炭化水素含有基を
    含み、かつ、繰返し単位の一部または全部がR^2、R
    ^3^1、R^3^2、R^3^3、R^4^1、R^
    4^2、R^4^3、R^5、R^6の少なくとも一つ
    が2量化または重合可能な不飽和結合を有する繰返し単
    位を含むようなジアミンおよび/またはアミン化合物を
    用いることを特徴とする特許請求の範囲第24項記載の
    感光性両性高分子化合物の製造方法。 30、一般式(8)で表されるトリカルボン酸無水物に
    一般式(7)で表されるジアミンを−10℃以上で反応
    させて得られる一般式(15): ▲数式、化学式、表等があります▼(15) (式中、R^1、R^2、R^5、R^6は前記と同じ
    )で表される繰返し単位を有するポリアミック酸に (式中、R^3^1、R^3^2、R^3^3は一般式
    (2)で定義された基に同じ)で表されるアミン化合物
    を反応させて得られる一般式(4): ▲数式、化学式、表等があります▼(4) で表される繰返し単位を有するポリアミック酸の塩を製
    造する際に、R^3^1、R^3^2、R^3^3、R
    ^5、R^6は該繰返し単位平均10個あたり2〜14
    個の、置換基を含むこともある炭素数10〜30の炭化
    水素含有基を含み、かつ、繰返し単位の一部または全部
    がR^2、R^3^1、R^3^2、R^3^3、R^
    5、R^6の少なくとも一つが2量化または重合可能な
    不飽和結合を有する繰返し単位を含むようなジアミンお
    よび/またはアミン化合物を用いることを特徴とする特
    許請求の範囲第24項記載の感光性両性高分子化合物の
    製造方法。 31、前記一般式(3)または(4)で表される繰返し
    単位を有するポリアミック酸塩を製造する際に、一般式
    (14)で表されるポリアミック酸に反応させる▲数式
    、化学式、表等があります▼および/または▲数式、化
    学式、表等があります▼ あるいは一般式(15)で表されるポリアミック酸に反
    応させる ▲数式、化学式、表等があります▼ (R^3^1、R^3^2、R^3^3、R^4^1、
    R^4^2、R^4^3は前記に同じ)で表されるアミ
    ン化合物の一部または全部が、R^3^1、R^3^2
    、R^3^3、R^4^1、R^4^2、R^4^3の
    少なくとも一つが2量化または重合可能な不飽和結合を
    有するアミン化合物であることを特徴とする特許請求の
    範囲第29項または第30項記載の感光性両性高分子化
    合物の製造方法。 32、前記一般式(1)、(2)、(3)および(4)
    で表される繰返し単位を有するポリアミック酸のエステ
    ルまたはその塩の製造法において、一般式(7)で表さ
    れるジアミンのR^2、R^5、R^6の少なくとも一
    つが2量化または重合可能な不飽和結合を有するジアミ
    ンを第2の有機基R^2を含むモノマーの一部として用
    いることを特徴とする特許請求の範囲第25項、第26
    項、第29項または第30項のいずれかに記載の感光性
    両性高分子化合物の製造方法。 33、前記一般式(1)、(2)、(3)または(4)
    で表される繰返し単位を有するポリアミック酸またはそ
    のエステルあるいはその塩を製造する際、一般式(7)
    で表されるジアミンのR^5、R^6がいずれも水素原
    子であることを特徴とする特許請求の範囲第25項ない
    し第27項、第28項ないし第31項のいずれかに記載
    の感光性両性高分子化合物の製造方法。
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JPH06175364A (ja) * 1992-12-08 1994-06-24 Toray Ind Inc 化学線感応性重合体組成物

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