KR20230165909A - 감광성 수지 조성물, 경화물, 컬러 필터, 및 표시 장치용 부재 또는 표시 장치 - Google Patents

감광성 수지 조성물, 경화물, 컬러 필터, 및 표시 장치용 부재 또는 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230165909A
KR20230165909A KR1020237035106A KR20237035106A KR20230165909A KR 20230165909 A KR20230165909 A KR 20230165909A KR 1020237035106 A KR1020237035106 A KR 1020237035106A KR 20237035106 A KR20237035106 A KR 20237035106A KR 20230165909 A KR20230165909 A KR 20230165909A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
weight
resin composition
photosensitive resin
carbon atoms
Prior art date
Application number
KR1020237035106A
Other languages
English (en)
Inventor
데츠야 마에하라
Original Assignee
주식회사 다이셀
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 다이셀 filed Critical 주식회사 다이셀
Publication of KR20230165909A publication Critical patent/KR20230165909A/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/033Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. vinyl polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • C08F2/50Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light with sensitising agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/32Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing epoxy radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F265/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
    • C08F265/04Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
    • C08F265/06Polymerisation of acrylate or methacrylate esters on to polymers thereof
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/105Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having substances, e.g. indicators, for forming visible images

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract


보존 안정성이 우수한 동시에, 경화 반응성이 우수하고, 게다가 경화물의 내용제성이 우수한 감광성 수지 조성물을 제공한다. 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하며, 상기 알칼리 가용성 수지가 불포화 카복실산 또는 그 무수물에서 유래하는 구성 단위 (A)와, 하기 식 (b1)(식 중, Rb1은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb3은 2 이상의 에폭시기를 갖는 2가의 유기기를 나타낸다.)로 표시되는 에폭시 화합물에서 유래하는 구성 단위 (B)를 포함하는 공중합체인 감광성 수지 조성물.

Description

감광성 수지 조성물, 경화물, 컬러 필터, 및 표시 장치용 부재 또는 표시 장치
본 개시는 감광성 수지 조성물, 경화물, 컬러 필터, 및 표시 장치용 부재 또는 표시 장치에 관한 것이다. 본원은 2021년 4월 2일에 일본에 출원한 특허출원 제2021-063808호 및 특허출원 제2021-063809호의 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
절연막, 컬러 필터 보호막, 마이크로 렌즈 등을 제조할 때 이용되는 감광성 수지 조성물로서, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물 및 광중합 개시제를 함유하는 수지 조성물이 알려져 있다. 또한, 컬러 필터를 제조할 때 이용되는 착색 감광성 수지 조성물로서, 알칼리 가용성 수지, 착색제(안료나 염료), 광중합성 화합물 및 광중합 개시제를 함유하는 수지 조성물이 알려져 있다.
특허문헌 1에는 알칼리 가용성 수지로서, 메타크릴산과 글리시딜 메타크릴레이트를 구성 모노머로서 포함하는 공중합체를 함유하는 감광성 수지 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는 알칼리 가용성 수지로서, 메타크릴산과 3, 4-에폭시트리사이클로[5.2.1.02,6]데실 아크릴레이트를 구성 모노머로서 포함하는 공중합체를 함유하는 감광성 수지 조성물이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는 알칼리 가용성 수지로서, 메타크릴산과 벤질 메타크릴레이트를 구성 모노머로서 포함하는 공중합체를 함유하는 착색 감광성 수지 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 4에는 알칼리 가용성 수지로서, 메타크릴산과 글리시딜 메타크릴레이트를 구성 모노머로서 포함하는 공중합체를 함유하는 착색 감광성 수지 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 5에는 알칼리 가용성 수지로서, 메타크릴산과 3, 4-에폭시트리사이클로[5.2.1.02,6]데실 아크릴레이트를 구성 모노머로서 포함하는 공중합체를 함유하는 착색 감광성 수지 조성물이 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제(평)11-133600호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 제2006-171160호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 제(평)9-134004호 특허문헌 4: 일본 공개특허공보 제2011-237728호 특허문헌 5: 일본 공개특허공보 제2007-333847호
그러나, 특허문헌 1에 개시되는 감광성 수지 조성물은 시간 경과에 따라 점도가 상승(증점)하는 등, 안정성이 낮다는 결점을 가지고 있었다. 또한, 그 경화물의 내용제성도 충분하지 않았다. 특허문헌 2에 개시되는 감광성 수지 조성물은 보존 안정성은 우수하지만, 카복실산과의 반응성이 나쁘고, 230℃ 이상의 경화 온도가 필요했다.
또한, 특허문헌 3에 개시되는 착색 감광성 수지 조성물은 그 경화물의 내용제성이 낮다는 결점을 가지고 있었다. 특허문헌 4에 개시되는 착색 감광성 수지 조성물은 시간 경과에 따라 점도가 상승(증점)하는 등, 안정성이 낮다는 결점을 가지고 있었다. 또한, 그 경화물의 내용제성도 충분하지 않았다. 특허문헌 5에 개시되는 착색 감광성 수지 조성물은 보존 안정성은 우수하지만, 카복실산과의 반응성이 나쁘고, 230℃ 이상의 경화 온도가 필요했다.
따라서, 본 개시에 관한 발명의 목적은 보존 안정성이 우수한 동시에, 경화 반응성이 우수하고, 경화에 의해 내용제성이 우수한 경화물을 얻을 수 있는 감광성 수지 조성물을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 개시에 관한 발명의 다른 목적은 상기 특성을 갖는 감광성 수지 조성물의 경화물, 상기 경화물인 컬러 필터, 및 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치용 부재 또는 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 알칼리 가용성 수지로서, 특정 구성 단위를 포함하는 공중합체를 이용한 감광성 수지 조성물에 의하면, 보존 안정성이 우수하고, 비교적 낮은 온도에서도 경화하는 동시에, 경화물의 내용제성이 우수한 것을 발견했다. 본 개시에 관한 발명은 이들 지견을 기초로 완성시킨 것이다.
즉, 본 개시는 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하며,
상기 알칼리 가용성 수지가 불포화 카복실산 또는 그 무수물에서 유래하는 구성 단위 (A)와, 하기 식 (b1)
[화 1]
(식 중, Rb1은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb3은 2 이상의 에폭시기를 갖는 2가의 유기기를 나타낸다.)
로 표시되는 에폭시 화합물에서 유래하는 구성 단위 (B)를 포함하는 공중합체인 감광성 수지 조성물을 제공한다.
상기 에폭시 화합물은 하기 식 (b3)
[화 2]
(식 중, Rb1은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb5는 동일 또는 상이하며, 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. Rb6은 동일 또는 상이하며, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. nb2 및 nb3은 각각 0 이상의 정수를 나타내며, nb2와 nb3의 합은 2 이상이다. 아울러, 옥시란환은 탄소수 1~6의 알킬기를 가지고 있을 수도 있다. [] 안의 2종의 기는 반드시 식 (b3)으로 표시되는 순으로 늘어서 있을 필요는 없다.)
으로 표시되는 화합물, 및 하기 식 (b4)
[화 3]
(식 중, Rb1은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb7은 동일 또는 상이하며, 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. Rb8은 환 Z에 결합하고 있는 기이며, 동일 또는 상이하고, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. m은 1~3의 정수를 나타낸다. 환 Z는 탄소수 3~20의 지환식 탄화수소환을 나타낸다. nb4는 2 이상의 정수를 나타낸다. 아울러, 옥시란환은 탄소수 1~6의 알킬기를 가지고 있을 수도 있다. 또한, 환 Z는 Rb7 및 Rb8 이외의 기로서 탄소수 1~6의 알킬기를 가지고 있을 수도 있다.)
로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 공중합체는 추가로 하기 (c1)~(c4)로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물에서 유래하는 구성 단위 (C)를 포함하는 것이 바람직하다.
(c1) 알킬기로 치환되어 있을 수도 있는 스티렌
(c2) N-치환 말레이미드
(c3) N-비닐 화합물
(c4) 하기 식 (2)
[화 4]
(식 중, R11은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. R12는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 1가의 탄화수소기를 나타낸다. X는 헤테로 원자를 나타낸다.)
로 표시되는 불포화 카복실산 유도체
상기 공중합체는 공중합체의 전체 구성 단위에 대한 구성 단위 (A)의 함유량이 2~50중량%, 구성 단위 (B)의 함유량이 10~98중량%, 구성 단위 (C)의 함유량이 0~80중량%인 것이 바람직하다.
상기 감광성 수지 조성물은 추가로 색재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 색재는 안료 및/또는 염료인 것이 바람직하다.
본 개시에서는 또한, 상기 감광성 수지 조성물의 경화물에 대해 제공한다.
본 개시에서는 또한, 상기 경화물인 컬러 필터에 대해 제공한다.
본 개시에서는 또한, 상기 컬러 필터를 구비하는 표시 장치용 부재 또는 표시 장치에 대해 제공한다.
본 개시에 관한 발명에 의하면, 보존 안정성이 우수한 동시에, 경화 반응성이 우수하고, 게다가 경화물의 내용제성이 우수한 감광성 수지 조성물이 제공된다. 또한, 상기 특성을 갖는 감광성 수지 조성물의 경화물, 상기 경화물인 컬러 필터, 및 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치용 부재 또는 표시 장치가 제공된다.
본 개시에 관한 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함한다. 상기 감광성 수지 조성물의 용도는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 절연막, 컬러 필터 보호막, 마이크로 렌즈 등의 형성 재료로서 사용되며, 특히 투명막으로서 사용된다. 상기 감광성 수지 조성물은 추가로 색재를 포함하는 것이 바람직하다. 색재를 포함하는 감광성 수지 조성물(「착색 감광성 수지 조성물」이라고 칭하는 경우가 있다)의 용도는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 착색 패턴 형성 재료로서 사용된다.
<알칼리 가용성 수지>
본 개시에서는 알칼리 가용성 수지로서, 불포화 카복실산 또는 그 무수물에서 유래하는 구성 단위 (A)와, 상기 식 (b1)로 표시되는 에폭시 화합물에서 유래하는 구성 단위 (B)를 포함하는 공중합체를 이용한다. 상기 공중합체는 추가로 상기 (c1)~(c4)로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물에서 유래하는 구성 단위 (C)를 포함하고 있을 수도 있다. 또한, 추가로, 구성 단위 (A)~(C) 이외의 구성 단위로서 후술하는 구성 단위 (D)를 포함하고 있을 수도 있다.
[구성 단위 (A)]
구성 단위 (A)는 불포화 카복실산 또는 그 산무수물 (a)를, 상기 식 (b1)로 표시되는 에폭시 화합물 (b)와 중합시킴으로써 공중합체에 도입할 수 있다.
불포화 카복실산 또는 그 산무수물 (a)로서는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 α, β-불포화 모노카복실산; 이타콘산, 말레산, 푸마르산 등의 α, β-불포화 디카복실산; 무수 메타크릴산 등의 α, β-불포화 모노카복실산의 무수물; 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 α, β-불포화 디카복실산의 무수물을 들 수 있다. 이들 중에서도, 공중합성이나 현상성의 관점에서는 아크릴산, 메타크릴산이 특히 바람직하다. 불포화 카복실산 또는 그 산무수물 (a)는 단독으로 또는 2 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
구성 단위 (A)의 공중합체에서 차지하는 비율(함유량)은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 공중합체를 구성하는 전체 구성 단위에 대해 2~50중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 3~40중량%, 더욱 바람직하게는 5~25중량%, 특히 바람직하게는 10~20중량%이다. 구성 단위 (A)의 비율이 상기 범위 내임으로써, 경화물의 내용제성이 우수한 경향이 있다. 구성 단위 (A)의 비율이 상기 상한값 이하임으로써, 과잉으로 현상되는 것이 억제되기 때문에, 내용제성이 우수한 경향이 있다. 아울러, 본 개시에서, 구성 단위의 공중합체에서 차지하는 비율이란, 공중합에 사용하는 화합물(단량체)의 중량을 기준으로 하는 것이다. 예를 들어, 구성 단위 (A)의 공중합체에서 차지하는 비율이란, 공중합에 사용하는 화합물의 총량(100중량%)에 대한, 불포화 카복실산 또는 그 산무수물 (a)의 사용량의 비율을 의미한다.
[구성 단위 (B)]
구성 단위 (B)는 하기 식 (b1)로 표시되는 에폭시 화합물 (b)를 불포화 카복실산 또는 그 산무수물 (a)와 중합시킴으로써 공중합체에 도입할 수 있다.
[화 5]
식 (b1) 중, Rb1은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb3은 2 이상의 에폭시기를 갖는 2가의 유기기를 나타낸다.
Rb1에서의 탄소수 1~7의 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기를 들 수 있다. 공중합성이나 반응성의 관점에서는, Rb1은 수소 원자, 메틸기 또는 에틸기가 바람직하다.
Rb2의 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기에 있어서, 헤테로 원자는 탄화수소기의 말단에 결합하고 있을 수도 있고, 탄화수소기를 구성하는 탄소 원자 사이에 개재하고 있을 수도 있다. 헤테로 원자는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자를 들 수 있다. Rb2는 치환기를 가지고 있을 수도 있다.
Rb2에서의 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 메틸렌기, 메틸 메틸렌기, 디메틸 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 트리메틸렌기 등의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬렌기(탄소수 1~12의 알킬렌기가 바람직하고, 탄소수 1~6의 알킬렌기가 보다 바람직하고, 탄소수 1~3의 알킬렌기가 특히 바람직하다); 1, 2-사이클로펜틸렌기, 1, 3-사이클로펜틸렌기, 사이클로펜틸리덴기, 1, 2-사이클로헥실렌기, 1, 3-사이클로헥실렌기, 1, 4-사이클로헥실렌기, 사이클로헥실리덴기 등의 사이클로알킬렌기(탄소수 3~12의 사이클로알킬렌기가 바람직하고, 탄소수 4~10의 사이클로알킬렌기가 보다 바람직하고, 탄소수 5~8의 사이클로알킬렌기가 특히 바람직하다); 옥시메틸렌기, 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 등의 옥시알킬렌기(탄소수 1~12의 옥시알킬렌기가 바람직하고, 탄소수 1~6의 옥시알킬렌기가 보다 바람직하다); 티오메틸렌기, 티오에틸렌기, 티오프로필렌기 등의 티오알킬렌기(탄소수 1~12의 티오알킬렌기가 바람직하고, 탄소수 1~6의 티오알킬렌기가 보다 바람직하다); 아미노메틸렌기, 아미노에틸렌기, 아미노프로필렌기 등의 아미노알킬렌기(탄소수 1~12의 아미노알킬렌기가 바람직하고, 탄소수 1~6의 아미노알킬렌기가 보다 바람직하다); 및 이들의 2종 이상이 결합하여 형성되는 2가의 기를 들 수 있다. 이 중에서도, 보존 안정성의 관점에서는 탄소수 1~3의 직쇄 알킬렌기가 바람직하고, 에틸렌기가 보다 바람직하다.
Rb3은 2 이상의 에폭시기를 갖는 2가의 유기기이다. 즉, 2가의 유기기이며, 적어도 2개의 에폭시기를 갖는 기이다. 상기 에폭시기는 지환식 에폭시기 이외의 에폭시기가 바람직하다. 이는, 통상의 에폭시기(지환식 에폭시기 이외의 에폭시기)가 지환식 에폭시기와 비교해 반응성이 우수하기 때문에, 본 개시의 공중합체가 비교적 낮은 온도에서도 양호한 경화성을 발휘하는 것으로 이어지기 때문이다. 또한, 식 (b1)로 표시되는 에폭시 화합물 (b)에 있어서, 에폭시기 주변이 혼잡한 구조를 취하는 경우에는 에폭시기의 반응성이 저하되기 때문에, 경화성의 향상을 위해 지환식 에폭시기 이외의 에폭시기를 사용함으로써, 양호한 내용제성과 경화성이 실현된다. 지환식 에폭시기란, 사이클로헥센 옥사이드기 등의, 지환을 구성하는 인접하는 2개의 탄소 원자와 산소 원자로 구성되는 기를 의미한다. 상기 적어도 2개의 에폭시기는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. R3b는 치환기를 가지고 있을 수도 있다.
Rb3에서의 2가의 유기기가 2 이상의 에폭시기를 가짐으로써, 아크릴 단량체 1분자당 에폭시기의 양이 많아지기 때문에, 상기 단량체를 구성 단위로서 포함하는 공중합체의 경화물의 가교 밀도는 높아진다. 때문에, 형성되는 경화막이 세밀한 구조를 취함으로써, 내용제성이 향상되는 것으로 생각된다. 아울러, 식 (b1)로 표시되는 에폭시 화합물 (b)가 갖는 에폭시기의 수, 즉 Rb3에서의 2가의 유기기가 갖는 에폭시기의 수는, 예를 들어 2~10인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2~6, 더욱 바람직하게는 2~4이다. 상기 범위 내에 있음으로써, 양호한 내용제성과 경화성을 발휘하는 경향이 있다.
Rb3에서의 유기기로서는, 예를 들어 탄화수소기, 복소환식기 및 이들의 2 이상이 단결합 또는 연결기를 통해 결합한 기를 들 수 있다.
상기 탄화수소기로서는, 예를 들어 메틸렌기, 메틸 메틸렌기, 디메틸 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 트리메틸렌기 등의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬렌기(예를 들어, 탄소수 1~12의 알킬렌기); 1, 2-사이클로펜틸렌기, 1, 2-사이클로헥실렌기 등의 단환 또는 다환의 사이클로알킬렌기(예를 들어, 탄소수 3~12의 사이클로알킬렌기); 페닐렌기 등의 아릴렌기를 들 수 있다. 상기 복소환식기로서는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 헤테로 원자를 함유하는 5~10원의 헤테로 사이클로알킬렌기 및 헤테로 아릴렌기(예를 들어, 푸란환 등의 산소 원자를 포함하는 복소환; 피롤환, 피리딘환 등의 질소 원자를 포함하는 복소환; 티오펜환 등의 황 원자를 포함하는 복소환의 구조식으로부터 2개의 수소 원자를 제외한 기)를 들 수 있다. 상기 연결기로서는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 등의 헤테로 원자(예를 들어, 에테르 결합(-O-), 티오에테르 결합(-S-) 등), 카보닐기(-CO-), 에스테르 결합(-COO-), 아미드 결합(-CONH-), 카보네이트 결합(-OCOO-) 등을 들 수 있다.
즉, Rb3은 이들 유기기에서의 적어도 2개의 수소 원자가 에폭시기로 치환된 2가의 기를 나타낸다.
Rb3은 2 이상의 에폭시기를 갖는 동시에, 2 이상의 탄화수소기가, 산소 원자를 포함하는 연결기(특히, 에테르 결합)를 통해 결합한 기인 것이 바람직하다. 이 경우의 에폭시기를 제외한 2 이상의 탄화수소기로서는, 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬렌기(특히, 주쇄의 탄소수가 1~4인 알킬렌기), 알킬기 등의 치환기를 가지고 있을 수도 있는 단환 또는 다환의 사이클로알킬렌기(특히, 탄소수 5~8의 사이클로알킬렌기)가 바람직하고, 보다 바람직하게는 치환기를 가질 수도 있는 에틸렌기, 사이클로헥센기, 노르보르넨기이다. 상기 2 이상의 탄화수소기는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 아울러, 알킬렌기에서의 주쇄의 탄소수란, Rb2-O-에 결합하는 탄소 원자부터 OH에 결합하는 탄소 원자까지를 형성하는 알킬렌기 중, 가장 짧은 탄소쇄의 수를 의미한다.
상기 에폭시 화합물 (b)로서는, 예를 들어 하기 식 (b2)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화 6]
식 (b2) 중, Rb1은 식 (b1)에서의 Rb1로서 설명한 것과 동일하며, 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 식 (b1)에서의 Rb2로서 설명한 것과 동일하며, 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb4는 동일 또는 상이하며, 에폭시기를 갖는 동시에, 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. nb1은 2 이상의 정수를 나타낸다.
Rb4에서의 에폭시기를 갖는 동시에, 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기란, 1 이상의 수소 원자가 에폭시기로 치환된, 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 의미한다. 상기 에폭시기는 지환식 에폭시기 이외의 에폭시기가 바람직하다. R4b는 치환기를 가지고 있을 수도 있다.
Rb4에서의 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 메틸렌기, 메틸 메틸렌기, 디메틸 메틸렌기, 에틸렌기 등의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬렌기(탄소수 1~8의 알킬렌기가 바람직하고, 탄소수 2~4의 알킬렌기가 보다 바람직하다); 1, 2-사이클로펜틸렌기 등의 단환 또는 다환의 사이클로알킬렌기(탄소수 3~12의 사이클로알킬렌기가 바람직하고, 탄소수 4~10의 사이클로알킬렌기가 보다 바람직하고, 탄소수 5~8의 사이클로알킬렌기가 특히 바람직하다); 옥시메틸렌기, 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 등의 옥시알킬렌기; 티오메틸렌기, 티오에틸렌기, 티오프로필렌기 등의 티오알킬렌기; 아미노메틸렌기, 아미노에틸렌기, 아미노프로필렌기 등의 아미노알킬렌기; 및 이들의 2종 이상이 결합하여 형성되는 2가의 기를 들 수 있다. 즉, Rb4는 이들 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기의 적어도 1개의 수소 원자가 에폭시기로 치환된 기를 나타낸다.
Rb4에서의, 에폭시기를 제외한, 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기로서는, 그 중에서도, 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬렌기(특히, 주쇄의 탄소수가 1~4인 알킬렌기), 알킬기 등의 치환기를 가지고 있을 수도 있는 단환 또는 다환의 사이클로알킬렌기(특히, 탄소수 5~8의 사이클로알킬렌기)가 바람직하고, 보다 바람직하게는 치환기를 가질 수도 있는 에틸렌기, 사이클로헥센기, 노르보르넨기이다. 아울러, nb1이 붙여진 2 이상의 괄호 안의 Rb4는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
상기 에폭시 화합물 (b1)은 보존 안정성의 관점에서는, 하기 식 (b3)으로 표시되는 화합물 또는 하기 식 (b4)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다. 아울러, 상기 에폭시 화합물 (b1)은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
[화 7]
식 (b3) 중, Rb1은 식 (b1)에서의 Rb1로서 설명한 것과 동일하며, 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 식 (b1)에서의 Rb2로서 설명한 것과 동일하며, 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb5는 동일 또는 상이하며, 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. Rb6은 동일 또는 상이하며, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. nb2 및 nb3은 각각 0 이상의 정수를 나타내며, nb2와 nb3의 합은 2 이상이다. 옥시란환은 탄소수 1~6의 알킬기를 가지고 있을 수도 있다.
식 중 [] 안의 2종의 기는 반드시 식 (b3)으로 표시되는 순으로 늘어서 있을 필요는 없다. 즉, 식 (b3)으로 표시되는 화합물은 식 중 [] 안의 2종의 기(구성 단위)를 각각 nb2 및 nb3개씩 갖는 것을 나타내는 것이며, 상기 기의 정렬 방식은 식 (b3)으로 표시되는 순일 수도 있고, 역으로 되어 있을 수도 있으며, 또한, 교대로 늘어서 있을 수도 있고, 일정수가 연속하여 늘어서 있을 수도 있다. 보다 구체적으로 설명하면, [] 안의 2종의 기인 -C(Rb5)2-C(Rb5)(Rb6-C2H3O)-로 표시되는 기(이하, 「L기」라고 칭한다)와, -C(Rb5)(Rb6-C2H3O)-C(Rb5)2-로 표시되는 기(이하, 「R기」라고 칭한다)는 상기 식 (b3)과 같이 -Lnb2-Rnb3-으로 되어 있을 수도 있고, -Rnb3-Lnb2-로 되어 있을 수도 있다. 또한, nb2 및 nb3이 각각 2 이상인 경우, -L-R-R-L···과 같이 교대로 늘어서 있을 수도 있고, 일정수가 연속하여 늘어서 있을 수도 있다.
[화 8]
식 (b4) 중, Rb1은 식 (b1)에서의 Rb1로서 설명한 것과 동일하며, 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 식 (b1)에서의 Rb2로서 설명한 것과 동일하며, 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb7은 동일 또는 상이하며, 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. Rb8은 환 Z에 결합하고 있는 기이며, 동일 또는 상이하고, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. m은 1~3의 정수를 나타낸다. 환 Z는 탄소수 3~20의 지환식 탄화수소환을 나타낸다. nb4는 2 이상의 정수를 나타낸다. 옥시란환은 탄소수 1~6의 알킬기를 가지고 있을 수도 있다. 환 Z는 Rb7 및 Rb8 이외의 기로서 탄소수 1~6의 알킬기를 가지고 있을 수도 있다.
Rb5 및 Rb7에서의 탄소수 1~6의 알킬기로서는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, 펜틸기, 헥실기 등을 들 수 있다.
Rb6 및 Rb8에서의 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기는, 예를 들어 메틸렌기, 메틸 메틸렌기, 디메틸 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 트리메틸렌기, 부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기 등의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬렌기(탄소수 1~18의 알킬렌기가 바람직하고, 탄소수 2~12의 알킬렌기가 보다 바람직하고, 탄소수 3~8의 알킬렌기가 특히 바람직하다); 1, 2-사이클로펜틸렌기, 1, 3-사이클로펜틸렌기, 사이클로펜틸리덴기, 1, 2-사이클로헥실렌기, 1, 3-사이클로헥실렌기, 1, 4-사이클로헥실렌기, 사이클로헥실리덴기 등의 사이클로알킬렌기(탄소수 3~12의 사이클로알킬렌기가 바람직하고, 탄소수 4~10의 사이클로알킬렌기가 보다 바람직하고, 탄소수 5~8의 사이클로알킬렌기가 특히 바람직하다); 옥시메틸렌기, 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 등의 옥시알킬렌기(탄소수 1~12의 옥시알킬렌기가 바람직하고, 탄소수 1~6의 옥시알킬렌기가 보다 바람직하다); 티오메틸렌기, 티오에틸렌기, 티오프로필렌기 등의 티오알킬렌기(탄소수 1~12의 티오알킬렌기가 바람직하고, 탄소수 1~6의 티오알킬렌기가 보다 바람직하다); 아미노메틸렌기, 아미노에틸렌기, 아미노프로필렌기 등의 아미노알킬렌기(탄소수 1~12의 아미노알킬렌기가 바람직하고, 탄소수 1~6의 아미노알킬렌기가 보다 바람직하다); 및 이들의 2종 이상이 결합하여 형성되는 2가의 기를 들 수 있다.
Rb6은 보존 안정성의 관점에서는, 탄소수 1~18의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬렌기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 탄소수 3~8의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬렌기이다. 또한, Rb8은 보존 안정성의 관점에서는, 단결합이 바람직하다.
상기 환 Z에서의 탄소수 3~20의 지환식 탄화수소환으로서는, 예를 들어 사이클로프로판환, 사이클로부탄환, 사이클로펜탄환, 사이클로헥산환, 사이클로옥탄환 등의 3~20원(바람직하게는 3~15원, 특히 바람직하게는 5~12원)의 사이클로알칸환; 사이클로프로펜환, 사이클로부텐환, 사이클로펜텐환, 사이클로헥센환 등의 3~20원(바람직하게는 3~15원, 특히 바람직하게는 5~10원)의 사이클로알켄환 등의 단환의 지환식 탄화수소환; 아다만탄환; 노르보르난환, 노르보르넨환, 보르난환, 이소보르난환, 트리사이클로[5.2.1.02,6]데칸환, 테트라사이클로[4.4.0.12,5.17,10]도데칸환 등의 노르보르난환 또는 노르보르넨환을 포함하는 환; 퍼하이드로인덴환, 데칼린환(퍼하이드로나프탈렌환), 퍼하이드로플루오렌환(트리사이클로[7.4.0.03,8]트리데칸환), 퍼하이드로안트라센환 등의 다환의 방향족 축합환이 수소 첨가된 환(바람직하게는 완전 수소 첨가된 환); 트리사이클로[4.2.2.12,5]운데칸환 등의 2환계, 3환계, 4환계 등의 가교 탄화수소환(예를 들어, 탄소수 6~20의 가교 탄화수소환) 등의 2~6환의 가교환식 탄화수소환 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 보존 안정성의 관점에서는 5~12원의 사이클로알칸환 또는 노르보르난환이 바람직하다.
nb2 및 nb3은 0 이상의 정수이다. nb2와 nb3의 합은 2 이상이면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 2~20인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2~12, 더욱 바람직하게는 2~8, 특히 바람직하게는 2~4, 가장 바람직하게는 3이다.
nb4는 2 이상의 정수이면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 2~20인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2~12, 더욱 바람직하게는 2~8, 특히 바람직하게는 2~4, 가장 바람직하게는 3이다. m은 1~3의 정수이면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 1인 것이 바람직하다.
식 (b3)으로 표시되는 화합물 및 식 (b4)로 표시되는 화합물에 있어서, 옥시란환이 가지고 있을 수도 있는 탄소수 1~6의 알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 탄소수 1~6의 알킬기를 들 수 있다. 상기 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, 펜틸기, 헥실기 등을 들 수 있다.
환 Z가 가지고 있을 수도 있는 탄소수 1~6의 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, 펜틸기, 헥실기 등을 들 수 있다.
식 (b3)으로 표시되는 화합물과 식 (b4)로 표시되는 화합물에 있어서, 폴리에틸렌 옥사이드기의 주쇄와 에폭시기의 사이에는, 어느 정도의 탄소수를 갖는 탄화수소쇄가 존재하는 것이 바람직하다. 즉, 식 (b3)으로 표시되는 화합물에 있어서, Rb6은 탄소수 1~18(보다 바람직하게는 탄소수 3~8)의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬렌기임으로써 보존 안정성이 양호해진다. 또한, 식 (b4)로 표시되는 화합물에 있어서, 환 Z는 5~12원의 사이클로알칸환 또는 노르보르난환임으로써 보존 안정성이 양호해진다. 이는, 폴리에틸렌 옥사이드기의 주쇄와 에폭시기 사이에서의 탄화수소쇄가 상기의 것이면 에폭시기 주변의 구조가 혼잡함에 따라, 그 반응성이 저하되기 때문에 보존 안정성이 향상되는 것으로 생각된다. 그 한편, 상기 화합물은 경화 단계에서 비교적 낮은 온도이더라도 경화한다는 특징을 갖는다.
식 (b3)으로 표시되는 화합물의 구체적인 예로서는, 이하의 식 (b3-1)로 표시되는 화합물 및 식 (b3-2)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화 9]
[화 10]
식 (b4)로 표시되는 화합물의 구체적인 예로서는, 이하의 식 (b4-1)로 표시되는 화합물, 식 (b4-2)로 표시되는 화합물 및 식 (b4-3)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화 11]
[화 12]
[화 13]
구성 단위 (B)의 공중합체에서 차지하는 비율(함유량)은 특별히 한정되지 않으나, 전체 구성 단위에 대해 10~98중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 50~95중량%, 더욱 바람직하게는 70~92중량%, 특히 바람직하게는 80~90중량%이다. 구성 단위 (B)의 비율이 상기 하한값 이상임으로써, 공중합체에 포함되는 에폭시기가 경화에 적합한 양이 되기 때문에 비교적 낮은 온도에서도 경화하며, 더욱 경화물의 가교 구조가 조밀해지기 때문에, 내용제성이 우수한 경향이 있다. 구성 단위 (B)의 비율이 상기 상한값 이하임으로써, 공중합체에 포함되는 수산기가 적절한 양이 되기 때문에, 특히 극성이 높은 용제에 대한 내용제성이 우수한 경향이 있다. 또한, 공중합체가 친수성이 되기 때문에, 현상성이 우수한(현상 속도가 빠르고 잔사가 적은) 경향이 있다.
[구성 단위 (C)]
구성 단위 (C)는 알킬기로 치환되어 있을 수도 있는 스티렌 (c1), N-치환 말레이미드 (c2), N-비닐 화합물 (c3), 및 상기 식 (2)로 표시되는 불포화 카복실산 유도체 (c4)로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물에서 유래하는 구성 단위이다. 구성 단위 (C)는 경화물(경화 피막)에 경도를 부여하는 기능이나, 공중합 반응을 원활화하는 기능, 용매에의 용해성을 높이는 기능, 기재에 대한 밀착성을 높이는 기능 등을 갖는다.
구성 단위 (C)는 상기 (c1)~(c4)로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을, 불포화 카복실산 또는 그 무수물 (a) 및 상기 식 (b1)로 표시되는 에폭시 화합물과 함께 중합시킴으로써, 공중합체에 도입할 수 있다.
(스티렌 (c1))
알킬기로 치환되어 있을 수도 있는 스티렌 (c1)에서의 알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 헥실기 등의 탄소수 1~7의 알킬기를 들 수 있다. 이들 중에서도, 메틸기 또는 에틸기 등의 탄소수 1~4의 알킬기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다. 상기 알킬기는 스티렌의 비닐기 및 벤젠환 중 어느 것에 결합하고 있을 수도 있다.
알킬기로 치환되어 있을 수도 있는 스티렌 (c1)의 대표적인 예로서, 스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐 톨루엔(o-비닐 톨루엔, m-비닐 톨루엔, p-비닐 톨루엔) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 스티렌이 바람직하다. 알킬기로 치환되어 있을 수도 있는 스티렌 (c1)은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(N-치환 말레이미드 (c2))
N-치환 말레이미드 (c2)로서는, 예를 들어 하기 식 (3)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화 14]
식 (3) 중, R21은 1가의 유기기를 나타낸다.
상기 1가의 유기기로서는, 예를 들어 탄화수소기, 복소환식기를 들 수 있다. 탄화수소기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 헥실기 등의 알킬기(예를 들어, 탄소수가 1~6인 알킬기 등); 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 사이클로옥틸기, 아다만틸기, 노르보르닐기 등의 사이클로알킬기; 페닐기 등의 아릴기; 벤질기 등의 아르알킬기; 이들의 2 이상이 결합한 기 등을 들 수 있다. 복소환식기로서는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 헤테로 원자를 함유하는 5~10원의 헤테로 사이클로알킬기 및 헤테로 아릴기를 들 수 있다.
N-치환 말레이미드 (c2)로서는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-프로필말레이미드 등의 N-알킬말레이미드; N-사이클로펜틸말레이미드, N-사이클로헥실말레이미드, N-사이클로옥틸말레이미드, N-아다만틸말레이미드, N-노르보르닐말레이미드 등의 N-사이클로알킬말레이미드; N-페닐말레이미드 등의 N-아릴말레이미드; N-벤질말레이미드 등의 N-아르알킬말레이미드 등을 들 수 있다. 그 중에서도, N-사이클로헥실말레이미드가 바람직하다. N-치환 말레이미드 (c2)는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(N-비닐 화합물 (c3))
N-비닐 화합물 (c3)으로서는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 N-비닐포름아미드, N-비닐아세트아미드, N-비닐이소프로필아미드, N-비닐-N-메틸아세트아미드, N-비닐피롤리돈, N-비닐카바졸, N-비닐피페리돈, N-비닐카프로락탐 등을 들 수 있다. N-비닐화합물 (c3)은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(불포화 카복실산 유도체 (c4))
불포화 카복실산 유도체 (c4)는 하기 식 (2)로 표시할 수 있다.
[화 15]
식 (2) 중, R11은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. R12는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 1가의 탄화수소기를 나타낸다. X는 헤테로 원자를 나타낸다.
R11에서의 탄소수 1~7의 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 헥실기 등을 들 수 있다. R11로서는 수소 원자 또는 메틸기가 특히 바람직하다.
R12에서의 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 1가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 알킬기, 헤테로 알킬기, 알케닐기, 사이클로알킬기, 헤테로 사이클로알킬기, 아릴기 및 이들의 2 이상이 연결한 기를 들 수 있다. 아울러, R12에서의 탄소 원자가 X에 결합한다.
상기 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, 헥실기, 옥틸기, 데실기, 도데실기, 이소데실기, 라우릴기, 스테아릴기 등의 탄소수 1~23의 알킬기를 들 수 있다.
상기 헤테로 알킬기로서는, 예를 들어 -(R13-O)p-R14기(식 중, R13은 탄소수 1~12의 알킬렌기를 나타낸다. R14는 수소 원자 또는 탄소수 1~12의 알킬기를 나타낸다. p는 1 이상의 정수를 나타낸다.), -R15-NR16R17기(식 중, R15는 탄소수 1~12의 알킬렌기를 나타낸다. R16 및 R17은 각각 동일 또는 상이하며, 수소 원자 또는 탄소수 1~4의 알킬기를 나타낸다.)를 들 수 있다.
상기 알케닐기로서는, 예를 들어 알릴기, 3-부테닐기, 5-헥세닐기 등의 탄소수 2~23의 알케닐기를 들 수 있다.
상기 사이클로알킬기로서는, 예를 들어 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 사이클로옥틸기, 아다만틸기, 노르보르닐기 등의 탄소수 3~12의 사이클로알킬기를 들 수 있다.
상기 헤테로 사이클로알킬기로서는, 예를 들어 옥세탄환, 옥솔란환, 옥산환, 옥세판환 등의 환상 에테르 구조를 포함하는 기(예를 들어, 3원환 이상의 환상 에테르 함유기) 등을 들 수 있다.
상기 아릴기로서는, 예를 들어 페닐기, 나프틸기 등의 탄소수 6~12의 아릴기를 들 수 있다.
X에서의 헤테로 원자로서는, 예를 들어 질소 원자, 산소 원자, 황 원자를 들 수 있다.
식 (2)로 표시되는 불포화 카복실산 유도체 (c4)로서는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 이소데실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트 등의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트; N, N-디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N, N-디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N, N-디이소프로필아미노에틸 (메타)아크릴레이트 등의 알킬아미노기를 갖는 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메타)아크릴레이트 등의 수산기 함유 (메타)아크릴레이트, 메톡시 디에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트, 에톡시 디에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 옥시디에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트, 페녹시 트리에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시 트리에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시 폴리에틸렌 글리콜 (메타)아크릴레이트 등의 폴리알킬렌 글리콜 (메타)아크릴레이트 등의 헤테로 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트; 아릴 (메타)아크릴레이트 등의 알케닐기를 갖는 (메타)아크릴레이트; 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 1-아다만틸 (메타)아크릴레이트, 이소보로닐 (메타)아크릴레이트, 트리사이클로[5, 2, 1, 02,6]데칸-8-올 (메타)아크릴레이트 등의 단환 또는 다환의 사이클로알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트; 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 2-메틸글리시딜 (메타)아크릴레이트, 2-에틸글리시딜 (메타)아크릴레이트, 2-글리시딜옥시에틸 (메타)아크릴레이트, 3-글리시딜옥시프로필 (메타)아크릴레이트, 글리시딜옥시페닐 (메타)아크릴레이트 등의 에폭시기(옥시라닐기)를 갖는 (메타)아크릴레이트, 옥세타닐 (메타)아크릴레이트, 3-메틸-3-옥세타닐 (메타)아크릴레이트, 3-에틸-3-옥세타닐 (메타)아크릴레이트, (3-메틸-3-옥세타닐)메틸 (메타)아크릴레이트, (3-에틸-3-옥세타닐)메틸 (메타)아크릴레이트, 2-(3-메틸-3-옥세타닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(3-에틸-3-옥세타닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-[(3-메틸-3-옥세타닐)메틸옥시]에틸 (메타)아크릴레이트, 2-[(3-에틸-3-옥세타닐)메틸옥시]에틸 (메타)아크릴레이트, 3-[(3-메틸-3-옥세타닐)메틸옥시]프로필 (메타)아크릴레이트, 3-[(3-에틸-3-옥세타닐)메틸옥시]프로필 (메타)아크릴레이트 등의 옥세타닐기를 갖는 (메타)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 (메타)아크릴레이트 등의 옥솔라닐기를 갖는 (메타)아크릴레이트, 3, 4-에폭시사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 3, 4-에폭시사이클로헥실메틸 (메타)아크릴레이트, 2-(3, 4-에폭시사이클로헥실)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(3, 4-에폭시사이클로헥실메틸옥시)에틸 (메타)아크릴레이트, 3-(3, 4-에폭시사이클로헥실메틸옥시)프로필 (메타)아크릴레이트 등의 지환식 에폭시기를 포함하는 (메타)아크릴레이트 등의 헤테로 사이클로알킬기(예를 들어, 3원환 이상의 환상 에테르 함유기)를 갖는 (메타)아크릴레이트; 페닐 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트 등의 아릴기를 갖는 (메타)아크릴레이트; 3-(메타)아크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-(메타)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-(메타)아크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-(메타)아크릴옥시프로필트리에톡시실란, 8-(메타)아크릴옥시옥틸트리메톡시실란 등의 알콕시실릴기 함유 (메타)아크릴레이트를 들 수 있다. 식 (2)로 표시되는 불포화 카복실산 유도체 (c4)는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 메틸 (메타)아크릴레이트가 바람직하다.
구성 단위 (C)의 공중합체에서 차지하는 비율(함유량)은 특별히 한정되지 않으나, 전체 구성 단위에 대해 0~80중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1~60중량%, 더욱 바람직하게는 5~40중량%, 특히 바람직하게는 10~30중량%, 가장 바람직하게는 15~25중량%이다. 구성 단위 (C)의 비율이 1중량% 이상(특히, 5중량% 이상)임으로써, 경화물(경화 피막)에 경도를 부여하는 기능이나, 공중합 반응을 원활화하는 기능, 용매에의 용해성을 높이는 기능, 기재에 대한 밀착성을 높이는 기능 등이 효과적으로 발현된다. 구성 단위 (C)의 비율이 상기 상한값 이하이면, 상대적으로 구성 단위 (A) 및 (B)의 비율이 많아지기 때문에, 구성 단위 (A) 및 (B)의 기능이 효과적으로 발현된다.
[구성 단위 (D)]
본 개시의 공중합체는 상기 구성 단위 (A)~(C) 이외의 구성 단위 (D)를 포함하고 있을 수도 있다. 구성 단위 (D)로서는, 예를 들어 (메타)아크릴아미드, (메타)아크릴니트릴에서 유래하는 구성 단위를 들 수 있다.
본 개시의 공중합체가 구성 단위 (A)와 구성 단위 (B)를 포함하고, 구성 단위 (C)를 포함하지 않는 경우, 구성 단위 (A)와 구성 단위 (B)의 총량은 전체 구성 단위에 대해 90중량% 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 95중량% 이상, 더욱 바람직하게는 99중량% 이상이고, 실질적으로 100중량%일 수도 있다. 또한, 본 개시의 공중합체가 구성 단위 (A)와 구성 단위 (B)와 구성 단위 (C)를 포함하는 경우, 구성 단위 (A)~(C)의 총량은 전체 구성 단위에 대해 90중량% 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 95중량% 이상, 더욱 바람직하게는 99중량% 이상이고, 실질적으로 100중량%일 수도 있다.
공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 6000~60000인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 7000~30000, 더욱 바람직하게는 8000~20000, 특히 바람직하게는 8500~15000이다. 공중합체의 분자량 분포(중량 평균 분자량과 수평균 분자량의 비: Mw/Mn)는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 6.0 이하(예를 들어, 1.5~6.0)인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2.0~5.0, 더욱 바람직하게는 3.0~4.0이다. 중량 평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)은, 예를 들어 GPC에 의해 표준 물질로서 폴리스티렌을 이용하여 측정할 수 있으며, 실시예에서 이용한 방법에 의해 측정된 것인 것이 바람직하다.
본 개시의 공중합체는 본 개시에 관한 감광성 수지 조성물의 바인더 수지로서 기능한다.
<공중합체의 제조 방법>
본 개시에서의 공중합체는 불포화 카복실산 또는 그 무수물 (a)와, 상기 식 (b1)로 표시되는 에폭시 화합물 (b)와, 필요에 따라, 상기 (c1)~(c4)로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물과, 상기 구성 단위 (D)에 대응하는 화합물을 공중합에 부여함으로써 제조할 수 있다. 이하, 불포화 카복실산 또는 그 무수물 (a) 등의 공중합체에 도입할 수 있는 화합물을 「단량체」라고 총칭하는 경우가 있다.
본 개시의 공중합체의 제조 방법에서는, 중합 개시제의 존재하에서 공중합에 부여할 수도 있다. 상기 중합 개시제로서는 관용 내지 공지의 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 2, 2'-아조비스이소부티로니트릴, 2, 2'-아조비스(2, 4-디메틸발레로니트릴), 2, 2'-아조비스(4-메톡시-2, 4-디메틸발레로니트릴), 디메틸-2, 2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 디에틸-2, 2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 디부틸-2, 2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트) 등의 아조 화합물, 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시피발레이트, 1, 1-비스(t-부틸 퍼옥시)사이클로헥산 등의 유기 과산화물, 과산화수소 등을 들 수 있다. 과산화물을 라디칼 중합 개시제로서 사용하는 경우, 환원제를 조합하여 레독스형의 개시제로 할 수도 있다. 이 중에서도 아조 화합물이 바람직하며, 2, 2'-아조비스이소부티로니트릴, 2, 2'-아조비스(2, 4-디메틸발레로니트릴), 디메틸-2, 2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트)가 보다 바람직하다.
중합 개시제의 사용량은 원활한 공중합 반응을 해치지 않는 범위이면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 단량체의 총량(100 중량부)에 대해 1~20중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5~15중량부이다.
본 개시의 공중합 반응은 용액 중합, 괴상 중합, 현탁 중합, 괴상-현탁 중합, 유화 중합 등의, 아크릴계 폴리머나 스티렌계 폴리머를 제조할 때 이용하는 관용의 방법에 의해 수행할 수 있다. 단량체, 중합 개시제는 각각 반응계에 일괄 공급할 수도 있고, 그 일부 또는 전부를 반응계에 적하할 수도 있다. 예를 들어, 일정 온도로 유지한 단량체 또는 단량체와 중합 용매의 혼합액 중에, 중합 개시제를 중합 용매에 용해한 용액을 적하하고 중합하는 방법이나, 미리 단량체, 중합 개시제를 중합 용매에 용해시킨 용액을 일정 온도로 유지한 중합 용매 중에 적하하고 중합하는 방법(적하 중합법) 등을 채용할 수 있다.
본 개시의 공중합체는 중합 용매 중에서 공중합 반응에 부여함으로써 얻어지는 것인 것이 바람직하다. 중합 용매는 단량체 조성 등에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어 에테르(디에틸 에테르; 에틸렌 글리콜 모노 또는 디알킬 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노 또는 디알킬 에테르, 프로필렌 글리콜 모노 또는 디알킬 에테르, 프로필렌 글리콜 모노 또는 디아릴 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노 또는 디알킬 에테르, 트리프로필렌 글리콜 모노 또는 디알킬 에테르, 1, 3-프로판디올 모노 또는 디알킬 에테르, 1, 3-부탄디올 모노 또는 디알킬 에테르, 1, 4-부탄디올 모노 또는 디알킬 에테르, 글리세린 모노, 디 또는 트리알킬 에테르 등의 글리콜 에테르류 등의 쇄상 에테르; 테트라하이드로푸란, 디옥산 등의 환상 에테르 등), 에스테르(아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 아세트산 이소아밀, 젖산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, C5-6 사이클로알칸디올 모노 또는 디아세테이트, C5-6 사이클로알칸 디메탄올 모노 또는 디아세테이트 등의 카복실산 에스테르류; 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노 또는 디아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노 또는 디아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노 또는 디아세테이트, 디프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 모노 또는 디아세테이트, 1, 3-프로판디올 모노알킬 에테르 아세테이트, 1, 3-프로판디올 모노 또는 디아세테이트, 1, 3-부탄디올 모노알킬 에테르 아세테이트, 1, 3-부탄디올 모노 또는 디아세테이트, 1, 4-부탄디올 모노알킬 에테르 아세테이트, 1, 4-부탄디올 모노 또는 디아세테이트, 글리세린 모노, 디 또는 트리아세테이트, 글리세린 모노 또는 디C1-4 알킬 에테르 디 또는 모노아세테이트, 트리프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트, 트리프로필렌 글리콜 모노 또는 디아세테이트 등의 글리콜 아세테이트류 또는 글리콜 에테르 아세테이트류 등), 케톤(아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 사이클로헥사논, 3, 5, 5-트리메틸-2-사이클로헥센-1-온 등), 아미드(N, N-디메틸아세트아미드, N, N-디메틸포름아미드 등), 설폭사이드(디메틸 설폭사이드 등), 알코올(메탄올, 에탄올, 프로판올, C5-6 사이클로알칸디올, C5-6 사이클로알칸 디메탄올 등), 탄화수소(벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소, 헥산 등의 지방족 탄화수소, 사이클로헥산 등의 지환식 탄화수소 등), 이들의 혼합 용매 등을 들 수 있다.
중합 반응에서의 반응 온도는 단량체의 종류나 조성에 따라 적절히 선택할 수 있으며 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 30~150℃인 것이 바람직하다.
상기 방법에 의해 얻어진 공중합체를 포함하는 반응 용액은 필요에 따라, 침전 또는 재침전을 실시함으로써 정제할 수 있다. 침전 또는 재침전에 이용하는 용매는 유기 용매 및 물의 어느 것일 수도 있으며, 또한 그 혼합 용매일 수도 있다. 유기 용매로서, 예를 들어 탄화수소(펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄 등의 지방족 탄화수소; 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산 등의 지환식 탄화수소; 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소), 할로겐화 탄화수소(염화메틸렌, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화 지방족 탄화수소; 클로로벤젠, 디클로로벤젠 등의 할로겐화 방향족 탄화수소 등), 니트로 화합물(니트로메탄, 니트로에탄 등), 니트릴(아세토니트릴, 벤조니트릴 등), 에테르(디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 디메톡시에탄 등의 쇄상 에테르; 테트라하이드로푸란, 디옥산 등의 환상 에테르), 케톤(아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디이소부틸케톤 등), 에스테르(아세트산 에틸, 아세트산 부틸 등), 카보네이트(디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등), 알코올(메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필 알코올, 부탄올 등), 카복실산(아세트산 등) 및 이들 용매를 포함하는 혼합 용매 등을 들 수 있다.
<색재>
본 개시에 있어서, 감광성 수지 조성물은 색재를 포함하고 있을 수도 있다. 색재(착색제)로서는 착색성을 갖는 것이면 무방하며, 컬러 필터 등의 용도에 따라 색채나 재질을 적절히 선택할 수 있다. 구체적으로는, 색재로서 안료, 염료 및 천연 색소 중 어느 것이든 사용할 수 있으나, 컬러 필터 용도에는 높은 색순도, 휘도, 콘트라스트 등이 요구되기 때문에, 안료 및/또는 염료가 바람직하다.
상기 안료로서는 유기 안료, 무기 안료 중 어느 것이든 무방하며, 유기 안료로서는, 예를 들어 컬러 인덱스(C.I.; The Society of Dyers and Colourists사 발행)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있다. 구체적으로는, 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.)명이 붙여져 있는 것을 들 수 있다.
C.I. 피그먼트 옐로우 1, C.I. 피그먼트 옐로우 3, C.I. 피그먼트 옐로우 12, C.I. 피그먼트 옐로우 13, C.I. 피그먼트 옐로우 14, C.I. 피그먼트 옐로우 16, C.I. 피그먼트 옐로우 17, C.I. 피그먼트 옐로우 20, C.I. 피그먼트 옐로우 24, C.I. 피그먼트 옐로우 31, C.I. 피그먼트 옐로우 55, C.I. 피그먼트 옐로우 83, C.I. 피그먼트 옐로우 86, C.I. 피그먼트 옐로우 93, C.I. 피그먼트 옐로우 94, C.I. 피그먼트 옐로우 109, C.I. 피그먼트 옐로우 110, C.I. 피그먼트 옐로우 117, C.I. 피그먼트 옐로우 125, C.I. 피그먼트 옐로우 137, C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 147, C.I. 피그먼트 옐로우 148, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 153, C.I. 피그먼트 옐로우 154, C.I. 피그먼트 옐로우 155, C.I. 피그먼트 옐로우 166, C.I. 피그먼트 옐로우 168, C.I. 피그먼트 옐로우 180, C.I. 피그먼트 옐로우 194, C.I. 피그먼트 옐로우 211, C.I. 피그먼트 옐로우 214 등의 황색 안료.
C.I. 피그먼트 오렌지 5, C.I. 피그먼트 오렌지 13, C.I. 피그먼트 오렌지 14, C.I. 피그먼트 오렌지 24, C.I. 피그먼트 오렌지 31, C.I. 피그먼트 오렌지 34, C.I. 피그먼트 오렌지 36, C.I. 피그먼트 오렌지 38, C.I. 피그먼트 오렌지 40, C.I. 피그먼트 오렌지 42, C.I. 피그먼트 오렌지 43, C.I. 피그먼트 오렌지 46, C.I. 피그먼트 오렌지 49, C.I. 피그먼트 오렌지 51, C.I. 피그먼트 오렌지 55, C.I. 피그먼트 오렌지 59, C.I. 피그먼트 오렌지 61, C.I. 피그먼트 오렌지 64, C.I. 피그먼트 오렌지 65, C.I. 피그먼트 오렌지 68, C.I. 피그먼트 오렌지 70, C.I. 피그먼트 오렌지 71, C.I. 피그먼트 오렌지 72, C.I. 피그먼트 오렌지 73, C.I. 피그먼트 오렌지 74 등의 오렌지색의 안료.
C.I. 피그먼트 레드 1, C.I. 피그먼트 레드 2, C.I. 피그먼트 레드 5, C.I. 피그먼트 레드 9, C.I. 피그먼트 레드 17, C.I. 피그먼트 레드 31, C.I. 피그먼트 레드 32, C.I. 피그먼트 레드 41, C.I. 피그먼트 레드 97, C.I. 피그먼트 레드 105, C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 123, C.I. 피그먼트 레드 144, C.I. 피그먼트 레드 149, C.I. 피그먼트 레드 166, C.I. 피그먼트 레드 168, C.I. 피그먼트 레드 170, C.I. 피그먼트 레드 171, C.I. 피그먼트 레드 175, C.I. 피그먼트 레드 176, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 178, C.I. 피그먼트 레드 179, C.I. 피그먼트 레드 180, C.I. 피그먼트 레드 185, C.I. 피그먼트 레드 187, C.I. 피그먼트 레드 192, C.I. 피그먼트 레드 202, C.I. 피그먼트 레드 206, C.I. 피그먼트 레드 207, C.I. 피그먼트 레드 209, C.I. 피그먼트 레드 214, C.I. 피그먼트 레드 215, C.I. 피그먼트 레드 216, C.I. 피그먼트 레드 220, C.I. 피그먼트 레드 221, C.I. 피그먼트 레드 224, C.I. 피그먼트 레드 242, C.I. 피그먼트 레드 243, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 255, C.I. 피그먼트 레드 262, C.I. 피그먼트 레드 264, C.I. 피그먼트 레드 265, C.I. 피그먼트 레드 272 등의 적색 안료.
C.I. 피그먼트 바이올렛 1, C.I. 피그먼트 바이올렛 19, C.I. 피그먼트 바이올렛 23, C.I. 피그먼트 바이올렛 29, C.I. 피그먼트 바이올렛 32, C.I. 피그먼트 바이올렛 36, C.I. 피그먼트 바이올렛 38 등의 바이올렛색 안료.
C.I. 피그먼트 블루 15, C.I. 피그먼트 블루 15:3, C.I. 피그먼트 블루 15:4, C.I. 피그먼트 블루 15:6, C.I. 피그먼트 블루 60, C.I. 피그먼트 블루 80 등의 청색 안료.
C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린 36, C.I. 피그먼트 그린 58 등의 녹색 안료.
C.I. 피그먼트 브라운 23, C.I. 피그먼트 브라운 25 등의 브라운색 안료.
C.I. 피그먼트 블랙 1, C.I. 피그먼트 블랙 7 등의 흑색 안료.
또한, 상기 무기 안료로서는, 예를 들어 산화티탄, 황산바륨, 탄산칼슘, 아연화(亞鉛華), 황산납, 황색 납, 아연황(亞鉛黃), 벵갈라(적색 산화철(III)), 카드뮴 적, 군청, 감청, 산화크롬 그린, 코발트 그린, 엄버, 티탄블랙, 합성 철흑, 카본 블랙 등을 들 수 있다.
본 개시에서는, 안료를 재결정법, 재침전법, 용제 세정법, 승화법, 진공 가열법 또는 이들의 조합에 의해 정제하여 사용할 수도 있다. 또한, 안료는 그 입자 표면을 수지로 개질하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 염료로서는 각종 유용성 염료, 직접 염료, 산성 염료, 금속 착체 염료 등 중으로부터 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.)명이 붙여진 것을 들 수 있다.
C.I. 솔벤트 옐로우 4, C.I. 솔벤트 옐로우 14, C.I. 솔벤트 옐로우 15, C.I. 솔벤트 옐로우 24, C.I. 솔벤트 옐로우 82, C.I. 솔벤트 옐로우 88, C.I. 솔벤트 옐로우 94, C.I. 솔벤트 옐로우 98, C.I. 솔벤트 옐로우 162, C.I. 솔벤트 옐로우 179, C.I. 애시드 옐로우 17, C.I. 애시드 옐로우 29, C.I. 애시드 옐로우 40, C.I. 애시드 옐로우 76 등의 황색 염료.
C.I. 솔벤트 오렌지 2, C.I. 솔벤트 오렌지 7, C.I. 솔벤트 오렌지 11, C.I. 솔벤트 오렌지 15, C.I. 솔벤트 오렌지 26, C.I. 솔벤트 오렌지 56, C.I. 애시드 오렌지 51, C.I. 애시드 오렌지 63 등의 오렌지색 염료.
C.I. 솔벤트 레드 45, C.I. 솔벤트 레드 49, C.I. 애시드 레드 91, C.I. 애시드 레드 92, C.I. 애시드 레드 97, C.I. 애시드 레드 114, C.I. 애시드 레드 138, C.I. 애시드 레드 151 등의 적색 염료.
C.I. 솔벤트 블루 35, C.I. 솔벤트 블루 37, C.I. 솔벤트 블루 59, C.I. 솔벤트 블루 67, C.I. 애시드 블루 80, C.I. 애시드 블루 83, C.I. 애시드 블루 90 등의 청색 염료.
C.I. 애시드 그린 9, C.I. 애시드 그린 16, C.I. 애시드 그린 25, C.I. 애시드 그린 27 등의 녹색 염료.
본 개시에 있어서 색재는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 개시의 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하는 경우, 색재의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 1~30중량%, 바람직하게는 3~15중량%이다.
본 개시의 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하는 경우, 색재의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해, 예를 들어 1~30중량%, 바람직하게는 3~15중량%이다. 여기서 「고형분」이란, 예를 들어 감광성 수지 조성물이 포함할 수 있는 용제 이외의 성분이다.
본 개시에 있어서 색재로서 안료를 사용하는 경우, 소망에 따라, 안료 분산제, 안료 분산 조제와 함께 사용할 수 있다. 상기 안료 분산제로서는, 예를 들어 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성(兩性) 등의 분산제(계면활성제); 아크릴계 공중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민 등의 폴리머 분산제를 들 수 있다.
상기 안료 분산제는 시판의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어 아크릴계 공중합체로서 Disperbyk-2000, Disperbyk-2001, BYK-LPN6919, BYK-LPN21116(이상, 빅케미(BYK)사 제품), 폴리에스테르로서 아지스퍼(AJISPER)-PB821, 아지스퍼-PB822, 아지스퍼-PB880(아지노모토파인테크노 가부시키가이샤(Ajinomoto Fine-Techno Co.,Inc.) 제품), 폴리우레탄으로서 Disperbyk-161, Disperbyk-162, Disperbyk-165, Disperbyk-167, Disperbyk-170, Disperbyk-182(이상, 빅케미(BYK)사 제품), 솔스퍼스(Solsperse) 76500(루브리졸(주)(Lubrizol Corporation) 제품), 폴리에틸렌이민으로서 솔스퍼스 24000(루브리졸(주) 제품) 등을 들 수 있다.
이들 안료 분산제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 안료 분산제의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 안료 100중량부에 대해, 예를 들어 100중량부 이하, 바람직하게는 1~70중량부, 보다 바람직하게는 10~70중량부, 더욱 바람직하게는 30~60중량부이다. 안료 분산제의 함유량이 상기 범위에 있으면, 균일한 분산 상태의 안료 분산액이 얻어지는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
상기 안료 분산 조제로서는, 예를 들어 안료 유도체를 들 수 있으며, 구체적으로는 구리 프탈로시아닌, 디케토 피롤로 피롤, 퀴노프탈론의 설폰산 유도체 등을 들 수 있다. 안료 분산 조제의 함유량은 본 개시에 관한 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 결정할 수 있다.
<광중합성 화합물>
본 개시의 광중합성 화합물로서는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 다관능 비닐 화합물, 다관능 티올 화합물, 다관능 에폭시 화합물을 들 수 있다.
다관능 비닐 화합물로서는, 비닐기를 2개 이상 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 등의 알킬렌 글리콜의 디(메타)아크릴레이트; 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 등의 폴리알킬렌 글리콜의 디(메타)아크릴레이트; 양말단 하이드록시 폴리부타디엔, 양말단 하이드록시 폴리이소프렌, 양말단 하이드록시 폴리카프리락톤 등의 양말단 하이드록실화 중합체의 디(메타)아크릴레이트; 글리세린, 1, 2, 4,-부탄트리올, 트리메틸올 알칸, 테트라메틸올 알칸, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 등의 3가 이상의 다가 알코올의 폴리(메타)아크릴레이트; 3가 이상의 다가 알코올의 폴리알킬렌 글리콜 부가물의 폴리(메타)아크릴레이트; 1, 4-사이클로헥산디올, 1, 4-벤젠디올 등의 환식 폴리올의 폴리(메타)아크릴레이트; 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트, 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 실리콘 수지 (메타)아크릴레이트 등의 올리고 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, (메타)아크릴로일기를 2 이상 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트가 바람직하다. 다관능 비닐 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
다관능 티올 화합물로서는, 티올기를 2개 이상 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 헥산디티올, 데칸디티올, 1, 4-부탄디올 비스티오프로피오네이트, 1, 4-부탄디올 비스티오글리콜레이트, 에틸렌 글리콜 비스티오글리콜레이트, 에틸렌 글리콜 비스티오프로피오네이트, 트리메틸올프로판 트리스티오글리콜레이트, 트리메틸올프로판 트리스티오프로피오네이트, 트리메틸올프로판 트리스(3-메르캅토부티레이트), 펜타에리트리톨 테트라키스티오글리콜레이트, 펜타에리트리톨 테트라키스티오프로피오네이트, 트리메르캅토프로피온산 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트, 1, 4-디메틸 메르캅토 벤젠, 2, 4, 6-트리메르캅토-s-트리아진, 2-(N, N-디부틸아미노)-4, 6-디메르캅토-s-트리아진, 테트라에틸렌 글리콜 비스3-메르캅토프로피오네이트, 트리메틸올프로판 트리스3-메르캅토프로피오네이트, 트리스(3-메르캅토프로피닐옥시에틸)이소시아누레이트, 펜타에리트리톨 테트라키스3-메르캅토프로피오네이트, 디펜타에리트리톨 테트라키스3-메르캅토프로피오네이트, 1, 4-비스(3-메르캅토부티릴옥시)부탄, 1, 3, 5-트리스(3-메르캅토부틸옥시에틸)-1, 3, 5-트리아진-2, 4, 6(1H, 3H, 5H)-트리온, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-메르캅토부티레이트) 등을 들 수 있다. 다관능 티올 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
다관능 에폭시 화합물로서는, 에폭시기를 2개 이상 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 글리시딜 에테르형 에폭시 화합물[폴리하이드록시 화합물(비스페놀류, 다가 페놀류, 지환식 다가 알코올류, 지방족 다가 알코올류 등)과 에피클로로히드린의 반응에 의해 생성되는 글리시딜 에테르류(예를 들어, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 디에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 등의 (폴리)C2-4 알킬렌 글리콜 디글리시딜 에테르; 레조르신, 하이드로퀴논 등의 다가 페놀류의 디글리시딜 에테르; 사이클로헥산디올, 사이클로헥산디메탄올, 수첨 비스페놀류 등의 지환식 다가 알코올류의 디글리시딜 에테르; 비스페놀류(4, 4'-디하이드록시비페닐, 비스페놀 A 등의 비스(하이드록시페닐)알칸류 등) 또는 그 C2-3 알킬렌 옥사이드 부가체의 디글리시딜 에테르 등), 노볼락형 에폭시 수지(페놀 노볼락형 또는 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등) 등], 글리시딜 에스테르형 에폭시 화합물, 지환족 에폭시 화합물(또는 환상 지방족 에폭시 수지), 복소환식 에폭시 수지(트리글리시딜 이소시아누레이트(TGIC), 히단토인형 에폭시 수지 등), 글리시딜 아민형 에폭시 화합물[아민류와 에피클로로히드린의 반응 생성물, 예를 들어 N-글리시딜 방향족 아민{테트라글리시딜 디아미노디페닐메탄(TGDDM), 트리글리시딜 아미노페놀(TGPAP, TGMAP 등), 디글리시딜아닐린(DGA), 디글리시딜 톨루이딘(DGT), 테트라글리시딜 크실릴렌디아민(TGMXA 등) 등}, N-글리시딜 지환족 아민(테트라글리시딜 비스아미노사이클로헥산 등) 등] 등을 들 수 있다. 다관능 에폭시 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
광중합성 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 광중합성 화합물의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 상기 알칼리 가용성 수지 100중량부에 대해, 예를 들어 1~100중량부인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5~60중량부, 더욱 바람직하게는 10~40중량부이다.
또한, 본 개시의 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하는 경우, 광중합성 화합물의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 상기 색재 100중량부에 대해, 예를 들어 10~800중량부가 바람직하며, 보다 바람직하게는 50~500중량부, 더욱 바람직하게는 200~300중량부이다. 광중합성 화합물의 함유량이 상기 범위이면, 경화가 충분히 일어나고, 양호한 밀착성이 얻어진다.
<광중합 개시제>
본 개시에 있어서, 광중합 개시제로서는 특별히 한정되지 않으나, 광라디칼 중합 개시제, 광양이온 중합 개시제를 들 수 있다.
광라디칼 중합 개시제는 광의 조사에 의해 라디칼을 발생하여, 감광성 수지 조성물에 포함되는 광중합성 화합물의 경화 반응(라디칼 중합)을 개시시키는 화합물이다. 광라디칼 중합 개시제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
광라디칼 중합 개시제로서는, 예를 들어 티오크산톤계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물, 오늄염계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, α-디케톤계 화합물, 다핵 퀴논계 화합물, 디아조계 화합물, 이미드설포네이트계 화합물, 안트라센계 화합물 등을 들 수 있다.
상기 티오크산톤계 화합물로서는, 예를 들어 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 4-이소프로필티오크산톤, 2, 4-디메틸티오크산톤, 2, 4-디에틸티오크산톤, 2, 4-디이소프로필티오크산톤, 2, 4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물로서는, 예를 들어 디에톡시아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질 디메틸 케탈, 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸프로판-1-온, 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노 프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-(2-메틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(3-메틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(4-메틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(2-에틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(2-프로필벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(2-부틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(2, 3-디메틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(2, 4-디메틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(2-클로로벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(2-브로모벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(3-클로로벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(4-클로로벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(3-브로모벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(4-브로모벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(2-메톡시벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(3-메톡시벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(4-메톡시벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(2-메틸-4-메톡시벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(2-메틸-4-브로모벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-(2-브로모-4-메톡시벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논, 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸 화합물로서는, 예를 들어 2, 2'-비스(2-클로로페닐)-4, 4', 5, 5'-테트라페닐 비이미다졸, 2, 2'-비스(2, 3-디클로로페닐)-4, 4', 5, 5'-테트라페닐 비이미다졸, 2, 2'-비스(2-클로로페닐)-4, 4', 5, 5'-테트라페닐 비이미다졸, 2, 2'-비스(2-클로로페닐)-4, 4', 5, 5'-테트라(알콕시페닐) 비이미다졸, 2, 2'-비스(2-클로로페닐)-4, 4', 5, 5'-테트라(디알콕시페닐) 비이미다졸, 2, 2'-비스(2-클로로페닐)-4, 4', 5, 5'-테트라(트리알콕시페닐) 비이미다졸, 4, 4' 5, 5'-위(位)의 페닐기가 카보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다.
상기 트리아진계 화합물로서는, 예를 들어 2, 4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1, 3, 5-트리아진, 2, 4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1, 3, 5-트리아진, 2, 4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1, 3, 5-트리아진, 2, 4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1, 3, 5-트리아진, 2, 4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-1, 3, 5-트리아진, 2, 4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(푸란-2-일)에테닐]-1, 3, 5-트리아진, 2, 4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1, 3, 5-트리아진, 2, 4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3, 4-디메톡시페닐)에테닐]-1, 3, 5-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 옥심 화합물로서는, O-에톡시카보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있다.
상기 벤조인계 화합물로서는, 예를 들어 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물로서는, 예를 들어 벤조페논, o-벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸 디페닐 설파이드, 3, 3', 4, 4'-테트라(tert-부틸 퍼옥시 카보닐)벤조페논, 2, 4, 6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 안트라센계 화합물로서는, 예를 들어 9, 10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9, 10-디메톡시안트라센, 9, 10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9, 10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다.
상기 광양이온 중합 개시제는 광의 조사에 의해 산을 발생하여, 감광성 수지 조성물에 포함되는 광중합성 화합물의 경화 반응(양이온 중합)을 개시시키는 화합물이며, 광을 흡수하는 양이온부와 산의 발생원이 되는 음이온부로 이루어진다. 광양이온 중합 개시제는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
광양이온 중합 개시제로서는, 예를 들어 디아조늄염계 화합물, 요오도늄염계 화합물, 설포늄염계 화합물, 포스포늄염계 화합물, 셀레늄염계 화합물, 옥소늄염계 화합물, 암모늄염계 화합물, 브로민염계 화합물 등을 들 수 있다.
광양이온 중합 개시제의 음이온부로서는, 예를 들어 [(Y)sB(Phf)4-s]-(식 중, Y는 페닐기 또는 비페닐일기를 나타낸다. Phf는 수소 원자의 적어도 하나가 퍼플루오로알킬기, 퍼플루오로알콕시기 및 할로겐 원자로부터 선택되는 적어도 1종으로 치환된 페닐기를 나타낸다. s는 0~3의 정수이다), BF4 -, [(Rf)kPF6-k]-(Rf: 수소 원자의 80% 이상이 불소 원자로 치환된 알킬기, k: 0~5의 정수), AsF6 -, SbF6 -, SbF5OH- 등을 들 수 있다.
광양이온 중합 개시제로서는, 예를 들어 (4-하이드록시페닐)메틸벤질설포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 4-(4-비페닐일티오)페닐-4-비페닐일페닐설포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 4-(페닐티오)페닐디페닐설포늄 페닐트리스(펜타플루오로페닐)보레이트, [4-(4-비페닐일티오)페닐]-4-비페닐일페닐설포늄 페닐트리스(펜타플루오로페닐)보레이트, 디페닐[4-(페닐티오)페닐]설포늄 트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트, 디페닐[4-(페닐티오)페닐]설포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 디페닐[4-(페닐티오)페닐]설포늄 헥사플루오로포스페이트, 4-(4-비페닐일티오)페닐-4-비페닐일페닐설포늄 트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트, 비스[4-(디페닐설포니오)페닐]설파이드 페닐트리스(펜타플루오로페닐)보레이트, [4-(2-티옥산토닐티오)페닐]페닐-2-티옥산토닐설포늄 페닐트리스(펜타플루오로페닐)보레이트, 4-(페닐티오)페닐디페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트 등을 들 수 있다.
광양이온 중합 개시제로서는, 상품명 「사일라큐어(CYRACURE) UVI-6970」, 「사일라큐어 UVI-6974」, 「사일라큐어 UVI-6990」, 「사일라큐어 UVI-950」(이상, 미국 유니언카바이드(Union Carbide)사 제품), 「Irgacure250」, 「Irgacure261」, 「Irgacure264」(이상, BASF사 제품), 「CG-24-61」(시바가이기(Ciba-Geigy)사 제품), 「옵토머(OPTOMER) SP-150」, 「옵토머 SP-151」, 「옵토머 SP-170」, 「옵토머 SP-171」(이상, (주)ADEKA 제품), 「DAICAT II」(가부시키가이샤 다이셀(Daicel Corporation) 제품), 「UVAC1590」, 「UVAC1591」(이상, 다이셀 사이테크 가부시키가이샤(Daicel-Cytec Company, Ltd.) 제품), 「CI-2064」, 「CI-2639」, 「CI-2624」, 「CI-2481」, 「CI-2734」, 「CI-2855」, 「CI-2823」, 「CI-2758」, 「CIT-1682」(이상, 니혼소다 가부시키가이샤(Nippon Soda Co., Ltd.) 제품), 「PI-2074」(로디아(Rhodia)사 제품, 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 톨루일쿠밀요오도늄염), 「FFC509」(3M사 제품), 「BBI-102」, 「BBI-101」, 「BBI-103」, 「MPI-103」, 「TPS-103」, 「MDS-103」, 「DTS-103」, 「NAT-103」, 「NDS-103」(이상, 미도리카가쿠 가부시키가이샤(Midori Kagaku Co., Ltd.) 제품), 「CD-1010」, 「CD-1011」, 「CD-1012」(이상, 미국, Sartomer사 제품), 「CPI-100P」, 「CPI-101A」(이상, 산아프로 가부시키가이샤(San-Apro Ltd.) 제품) 등의 시판품을 사용할 수 있다.
광중합 개시제의 함유량(2종 이상 함유하는 경우에는 그 총량)으로서는, 감광성 수지 조성물에 포함되는 광중합성 화합물(전량) 100중량부에 대해, 예를 들어 0.1~10중량부, 바람직하게는 0.5~5중량부, 더욱 바람직하게는 1~3중량부이다. 광중합 개시제의 함유량이 상기 범위를 하회하면, 경화성이 저하되는 경향이 있다. 한편, 광중합 개시제의 함유량이 상기 범위를 상회하면, 경화물이 착색되기 쉬워지는 경향이 있다.
<용제>
용제로서는, 예를 들어 에테르(디에틸 에테르; 에틸렌 글리콜 모노 또는 디알킬 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노 또는 디알킬 에테르, 프로필렌 글리콜 모노 또는 디알킬 에테르, 프로필렌 글리콜 모노 또는 디아릴 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노 또는 디알킬 에테르, 트리프로필렌 글리콜 모노 또는 디알킬 에테르, 1, 3-프로판디올 모노 또는 디알킬 에테르, 1, 3-부탄디올 모노 또는 디알킬 에테르, 1, 4-부탄디올 모노 또는 디알킬 에테르, 글리세린 모노, 디 또는 트리알킬 에테르 등의 글리콜 에테르류 등의 쇄상 에테르; 테트라하이드로푸란, 디옥산 등의 환상 에테르 등), 에스테르(아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 아세트산 이소아밀, 젖산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, C5-6 사이클로알칸디올 모노 또는 디아세테이트, C5-6 사이클로알칸 디메탄올 모노 또는 디아세테이트 등의 카복실산 에스테르류; 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노 또는 디아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노 또는 디아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노 또는 디아세테이트, 디프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 모노 또는 디아세테이트, 1, 3-프로판디올 모노알킬 에테르 아세테이트, 1, 3-프로판디올 모노 또는 디아세테이트, 1, 3-부탄디올 모노알킬 에테르 아세테이트, 1, 3-부탄디올 모노 또는 디아세테이트, 1, 4-부탄디올 모노알킬 에테르 아세테이트, 1, 4-부탄디올 모노 또는 디아세테이트, 글리세린 모노, 디 또는 트리아세테이트, 글리세린 모노 또는 디C1-4 알킬 에테르 디 또는 모노아세테이트, 트리프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트, 트리프로필렌 글리콜 모노 또는 디아세테이트 등의 글리콜 아세테이트류 또는 글리콜 에테르 아세테이트류 등), 케톤(아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 사이클로헥사논, 3, 5, 5-트리메틸-2-사이클로헥센-1-온 등) 등을 들 수 있다. 이들 용제는 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 혼합하여 이용할 수도 있다.
본 개시의 감광성 수지 조성물은 상기 성분 이외에도, 예를 들어 노볼락 수지, 페놀 수지, 이미드 수지, 카복시기 함유 수지 등의 수지, 경화제, 경화 촉진제, 첨가제(충전제, 소포제, 난연제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 착색제, 저응력화제, 가요성 부여제, 왁스류, 수지, 가교제, 할로겐 트랩제, 레벨링제, 젖음성 개량제 등)를 포함하고 있을 수도 있다.
본 개시의 감광성 수지 조성물에서의 알칼리 가용성 수지의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 5~80중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 10~70중량%, 더욱 바람직하게는 15~60중량%, 특히 바람직하게는 20~55중량%이다.
또한, 알칼리 가용성 수지의 함유량은, 예를 들어 15~75중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 20~70중량%, 더욱 바람직하게는 25~60중량%, 특히 바람직하게는 30~55중량%이다. 이 경우, 감광성 수지 조성물은 색재를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 알칼리 가용성 수지의 함유량은, 예를 들어 5~70중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 10~60중량%, 더욱 바람직하게는 15~50중량%, 특히 바람직하게는 20~40중량%이다. 이 경우, 감광성 수지 조성물은 색재를 포함하는 것이 바람직하다.
본 개시의 감광성 수지 조성물에서의 알칼리 가용성 수지의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해, 예를 들어 30~95중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 40~90중량%, 더욱 바람직하게는 50~85중량%, 특히 바람직하게는 60~80중량%이다. 여기서 「고형분」이란, 예를 들어 감광성 수지 조성물이 포함할 수 있는 용제 이외의 성분이다.
또한, 알칼리 가용성 수지의 함유량은 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해, 예를 들어 40~90중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 50~85중량%, 더욱 바람직하게는 60~80중량%이다. 이 경우, 감광성 수지 조성물은 색재를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 알칼리 가용성 수지의 함유량은 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해, 예를 들어 40~90중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 50~80중량%, 더욱 바람직하게는 60~75중량%이다. 이 경우, 감광성 수지 조성물은 색재를 포함하는 것이 바람직하다.
본 개시의 감광성 수지 조성물에서의 광중합성 화합물의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 1~60중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 2~40중량%, 더욱 바람직하게는 3~30중량%, 특히 바람직하게는 5~20중량%이다.
또한, 광중합성 화합물의 함유량은, 예를 들어 3~40중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 5~30중량%, 더욱 바람직하게는 8~25중량%, 특히 바람직하게는 10~20중량%이다. 이 경우, 감광성 수지 조성물은 색재를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 광중합성 화합물의 함유량은, 예를 들어 2~30중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 3~20중량%, 더욱 바람직하게는 5~15중량%이다. 이 경우, 감광성 수지 조성물은 색재를 포함하는 것이 바람직하다.
본 개시의 감광성 수지 조성물에서의 광중합성 화합물의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해, 예를 들어 3~60중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 5~50중량%, 더욱 바람직하게는 10~40중량%, 특히 바람직하게는 15~30중량%이다.
또한, 광중합성 화합물의 함유량은 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해, 예를 들어 5~50중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 10~40중량%, 더욱 바람직하게는 15~30중량%, 특히 바람직하게는 18~25중량%이다. 이 경우, 감광성 수지 조성물은 색재를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 광중합성 화합물의 함유량은 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해, 예를 들어 5~40중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 10~30중량%, 더욱 바람직하게는 15~25중량%이다. 이 경우, 감광성 수지 조성물은 색재를 포함하는 것이 바람직하다.
본 개시의 감광성 수지 조성물을 조제하는 방법으로서는, 예를 들어 용제에 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 필요에 따라 그 외 첨가제를 용해시키는 방법 등을 들 수 있다.
또한, 본 개시의 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하는 경우, 감광성 수지 조성물을 조제하는 방법으로서는, 예를 들어 용제 중에서, 필요에 따라 안료 분산제를 병존시키고, 안료 등의 색재를 분산시켜 색재 분산액을 조제하고, 별도 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 필요에 따라 그 외 첨가제를 용제에 용해시키고, 이를 상기 색재 분산액과 혼합하고, 필요에 따라 추가로 용제를 첨가하는 방법 등을 들 수 있다.
본 개시의 감광성 수지 조성물은 통상 용기에 봉입하여 유통, 보관에 제공된다. 본 개시의 감광성 수지 조성물은 유통, 보관 시에 보존 안정성이 우수하다.
<경화물>
본 개시의 상기 감광성 수지 조성물을 경화시킴으로써 제반 물성이 우수한 경화물이 얻어진다. 예를 들어, 상기 감광성 수지 조성물을 스핀 코터, 딥 코터, 롤러 코터, 슬릿 코터 등의 관용의 도포 수단에 의해 각종 기재 또는 기판에 도공하여 도막을 형성한 후, 상기 도막을 경화시킴으로써 경화물을 얻을 수 있다. 경화는 예를 들어 감광성 수지 조성물에 광조사 및/또는 가열 처리를 실시함으로써 수행된다.
상기 광조사는 예를 들어 수은 램프, 크세논 램프, 카본 아크 램프, 메탈 할라이드 램프, 태양광, 전자선원, 레이저 광원, LED 광원 등을 사용하여, 적산 조사량이 예를 들어 500~5000 mJ/cm2가 되는 범위로 조사하는 것이 바람직하다.
상기 가열 처리는 예를 들어 60~300℃(바람직하게는 100~250℃)의 온도에서, 예를 들어 1~120분간(바람직하게는 1~60분) 가열하는 것이 바람직하다.
기재 또는 기판으로서는, 실리콘 웨이퍼, 금속, 플라스틱, 유리, 세라믹 등을 들 수 있다. 경화 후의 도막의 두께는, 예를 들어 0.05~20 μm가 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.1~10 μm이다.
본 개시의 경화물(경화 후의 도막)은 내용제성이 우수하고, 높은 절연성을 갖는 것이기 때문에, 보호막(컬러 필터 보호막 등)이나 절연막, 혹은 마이크로 렌즈의 형성 재료 등으로서 유용하다.
<컬러 필터>
본 개시에 관한 컬러 필터는 색재를 포함하는 감광성 수지 조성물로 형성된 착색 패턴을 구비하는 것이다. 컬러 필터는 예를 들어 기판 위에 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 착색 패턴을 형성하는 공정 및 상기 착색 패턴을 포스트베이크하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 컬러 필터의 패턴을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 상기 감광성 수지 조성물을 스핀 코터 등의 관용의 도포 수단에 의해 기판 또는 다른 수지층 위에 도포하고, 용제 등의 휘발 성분을 제거하여 착색층을 형성하고, 포토마스크를 통해 상기 착색층을 노광하여 현상하는 방법 등을 들 수 있다.
기판으로서는, 예를 들어 유리 기판, 실리콘 기판, 폴리카보네이트 기판, 폴리에스테르 기판, 방향족 폴리아미드 기판, 폴리아미드이미드 기판, 폴리이미드 기판, Al 기판, GaAs 기판 등의 표면이 평탄한 기판 등을 들 수 있다. 이들 기판은 실란 커플링제 등의 약품에 의한 약품 처리, 플라즈마 처리, 이온 플레이팅 처리, 스퍼터링 처리, 기상 반응 처리, 진공 증착 처리 등의 전처리가 실시되어 있을 수도 있다.
건조 후의 착색층의 두께는, 예를 들어 0.6~8 μm, 바람직하게는 1~5 μm이다.
노광 시에 이용하는 방사선의 광원으로서는, 예를 들어 크세논 램프, 할로겐 램프, 텅스텐 램프, 고압 수은등, 초고압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 중압 수은등, 저압 수은등 등의 램프 광원이나 아르곤 이온 레이저, YAG 레이저, XeCl 엑시머 레이저, 질소 레이저 등의 레이저 광원 등을 들 수 있다. 방사선의 파장은 190~450 nm의 범위에 있는 것이 바람직하다. 방사선의 노광량은 일반적으로는 10~10,000 J/m2가 바람직하다.
현상에 이용하는 알칼리 현상액으로서는, 예를 들어 탄산나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드, 콜린, 1, 8-디아자비사이클로-[5.4.0]-7-운데센, 1, 5-디아자비사이클로-[4.3.0]-5-노넨 등의 수용액이 바람직하다.
포스트베이크의 조건은 통상 120~280℃에서 10~60분 정도이다. 이와 같이 하여 형성된 화소의 막 두께는 통상 0.5~5 μm, 바람직하게는 1~3 μm이다.
본 개시의 감광성 수지 조성물에 의하면, 경화 반응성이 우수한 동시에, 충분한 내용제성을 갖는 착색 패턴을 얻을 수 있다.
<표시 장치용 부재 또는 표시 장치>
본 개시의 표시 장치용 부재 또는 표시 장치는 상기 컬러 필터를 구비하고 있다. 상기 표시 장치용 부재로서, 예를 들어 컬러 액정 표시 소자를 들 수 있다. 또한, 상기 표시 장치로서는, 예를 들어 컬러 액정 표시 장치를 들 수 있다. 컬러 액정 표시 소자나 컬러 액정 표시의 구조로서는, 특별히 한정되지 않고 적절한 구조를 취할 수 있다.
아울러, 본 명세서에 개시된 각각의 태양은 본 명세서에 개시된 다른 어떠한 특징과도 조합할 수 있다. 또한, 각 실시형태에서의 각 구성 및 이들의 조합 등은 일 예이며, 본 발명의 주지에서 벗어나지 않는 범위 내에서 적절히 구성의 부가, 생략 및 그 외 변경이 가능하다. 본 개시는 실시형태에 의해 한정되지 않으며, 클레임의 범위에 의해서만 한정된다.
실시예
이하에, 실시예를 기초로 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 공중합체의 중량 평균 분자량(폴리스티렌 환산) 및 분자량 분산도(중량 평균 분자량 Mw/수평균 분자량 Mn)는 이하의 장치로 측정했다.
장치: 검출기: RID-20A(가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼(Shimadzu Corporation))
펌프: LC-20AD(가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼)
시스템 컨트롤러: CBM-20Alite(가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼)
디개서: DGU-20A3(가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼)
오토 인젝터: SIL-20A HT(가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼)
컬럼: Shodex KF-806L(쇼와덴코 가부시키가이샤(Showa Denko K.K.))
용리액: THF(테트라하이드로푸란) 0.8 ml/min
온도: 오븐: 40℃, RI: 40℃
검출기: RI
[합성예 1/모노머 B1의 제작]
(제1 공정)
213 g의 1, 2-에폭시-9-데센과 60 g의 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트를 투입한 용액을 38℃로 유지하면서, 1.9 g의 삼불화 붕소 디에틸 에테르 착체를 포함하는 18 g의 아세트산 에틸 용액을 2시간에 걸쳐 적하하고, 3시간 교반했다. 그 후, 250 g의 아세트산 에틸과 220 g의 물을 가하고 교반한 후, 유기층을 회수했다. 유기층은 526 g이었다. 유기층에 포함되는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트와 아세트산 에틸의 가스 크로마토그래피에 의한 농도는 각각 0.9중량%와 48.3중량%였다. 나머지 50.8중량%의 성분을 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트의 1, 2-에폭시-9-데센 부가물(조생성물(crude product))로 간주하여 다음 공정에 사용했다. 아울러 1H-NMR에 의한 상기 부가물의 1, 2-에폭시-9-데센의 평균 부가수는 3.0이었다.
(제2 공정)
제1 공정에서 얻어진 200 g의 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트의 1, 2-에폭시-9-데센 부가물(조생성물)에 140 mg의 메토퀴논을 용해하여 얻은 용액에 대해, 143 g의 28중량% 과아세트산의 아세트산 에틸 용액을 내부 온도를 50℃ 이하로 유지하면서 2시간에 걸쳐 첨가했다. 그 후, 55℃에서 7시간 교반했다. NMR로 원료(2-하이드록시에틸 메타크릴레이트의 1, 2-에폭시-9-데센 부가물)의 소실을 확인한 후, 실온으로 냉각하고, 340 g의 물로 1회 세정하고, 물층을 분리했다. 그 후, 유기층에 120 g의 10중량% 수산화나트륨 수용액을 가하고 세정을 한 후, 물층을 분리하고, 다시 유기층을 물로 2회 세정하고, 물층을 분리했다. 그 후, 에바포레이터로 40℃, 10 mmHg, 2시간의 조건으로 용매 등의 저비점 성분을 제거하여 목적의 모노머 B1을 70 g 얻었다. 아울러, 수율은 80%였다. 수율은 원료(2-하이드록시에틸 메타크릴레이트)의 사용량으로부터 산출한 이론 수량(收量)에 대한, 실제로 얻어진 모노머 B1의 수량에 의해 산출했다.
[합성예 2/모노머 B2의 제작]
(제1 공정)
200 g의 1, 2-에폭시-4-비닐사이클로헥산과 70 g의 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트를 투입한 용액을 38℃로 유지하면서, 1.9 g의 삼불화 붕소 디에틸 에테르 착체를 포함하는 18 g의 아세트산 에틸 용액을 2시간에 걸쳐 적하하고, 3시간 교반했다. 그 후, 252 g의 아세트산 에틸과 224 g의 물을 가하고 교반한 후, 유기층을 회수했다. 유기층은 524 g이었다. 유기층에 포함되는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트와 아세트산 에틸의 가스 크로마토그래피에 의한 농도는 각각 1.2중량%와 47.8중량%였다. 나머지 51중량%의 성분을 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트의 1, 2-에폭시-4-비닐사이클로헥산 부가물(조생성물)로서 다음 공정에 사용했다. 아울러 1H-NMR에 의한 상기 부가물의 1, 2-에폭시-4-비닐사이클로헥산의 평균 부가수는 3.0이었다.
(제2 공정)
제1 공정에서 얻어진 200 g의 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트의 1, 2-에폭시-4-비닐사이클로헥산 부가물의 조생성물에 140 mg의 메토퀴논을 용해하여 얻은 용액에 대해, 182 g의 28중량% 과아세트산의 아세트산 에틸 용액을 내부 온도를 50℃ 이하로 유지하면서 2시간에 걸쳐 첨가했다. 그 후, 55℃에서 7시간 교반했다. NMR로 원료(2-하이드록시에틸 메타크릴레이트의 1, 2-에폭시-4-비닐사이클로헥산 부가물)의 소실을 확인한 후, 실온으로 냉각하고, 400 g의 물로 1회 세정하고, 물층을 분리했다. 그 후, 유기층에 132 g의 10중량% 수산화나트륨 수용액을 가하고 세정을 한 후, 물층을 분리하고, 다시 유기층을 물로 2회 세정하고, 물층을 분리했다. 그 후, 에바포레이터로 40℃, 10 mmHg, 2시간의 조건으로 용매 등의 저비점 성분을 제거하여 목적의 모노머 B2를 94.0 g 얻었다. 아울러, 수율은 84%였다. 수율은 원료(2-하이드록시에틸 메타크릴레이트)의 사용량으로부터 산출한 이론 수량에 대한, 실제로 얻어진 모노머 B2의 수량에 의해 산출했다.
[제조예 1]
환류 냉각기, 적하 깔때기 및 교반기를 구비한 1 L의 플라스크 내에 질소를 적당량 흘려 질소 분위기로 하고, 상기 플라스크 내에 150중량부의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트를 넣고, 교반하면서 80℃까지 가열했다. 그 후, 상기 플라스크 내에 10중량부의 2, 2'-아조비스(2, 4-디메틸발레로니트릴)을 40중량부의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트에 용해한 용액과, 단량체로서 15중량부의 아크릴산(AA) 및 85중량부의 모노머 B1을 10중량부의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트에 용해한 용액을 각각 적하 펌프를 이용하여 약 4시간에 걸쳐 적하했다. 적하가 종료된 후, 4시간, 동일 온도로 유지하고, 그 후 실온까지 냉각하여, 고형분 35.7중량%의 공중합체 용액을 얻었다. 생성된 공중합체의 중량 평균 분자량 Mw는 10,500, 분자량 분산도는 3.25였다.
[제조예 2]
단량체로서 15중량부의 아크릴산(AA), 85중량부의 모노머 B2를 이용한 것 이외는 제조예 1과 동일한 조작을 수행하여, 고형분 35.1중량%의 공중합체 용액을 얻었다. 생성된 공중합체의 중량 평균 분자량 Mw는 10,300, 분자량 분산도는 3.56이었다.
[제조예 3]
단량체로서 15중량부의 아크릴산(AA), 65중량부의 모노머 B2 및 20중량부의 스티렌(ST)을 이용한 것 이외는 제조예 1과 동일한 조작을 수행하여, 고형분 34.1중량%의 공중합체 용액을 얻었다. 생성된 공중합체의 중량 평균 분자량 Mw는 8,800, 분자량 분산도는 3.18이었다.
[제조예 4]
단량체로서 15중량부의 아크릴산(AA), 65중량부의 모노머 B2 및 20중량부의 메타크릴산 메틸(MMA)을 이용한 것 이외는 제조예 1과 동일한 조작을 수행하여, 고형분 34.8중량%의 공중합체 용액을 얻었다. 생성된 공중합체의 중량 평균 분자량 Mw는 9,700, 분자량 분산도는 3.10이었다.
[제조예 5]
단량체로서 15중량부의 아크릴산(AA), 65중량부의 모노머 B2 및 20중량부의 N-사이클로헥실말레이미드를 이용한 것 이외는 제조예 1과 동일한 조작을 수행하여, 고형분 35.2중량%의 공중합체 용액을 얻었다. 생성된 공중합체의 중량 평균 분자량 Mw는 9,400, 분자량 분산도는 3.20이었다.
[제조예 6]
환류 냉각기, 적하 깔때기 및 교반기를 구비한 1 L의 플라스크 내에 질소를 적당량 흘려 질소 분위기로 하고, 150중량부의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트를 넣고, 교반하면서 65℃까지 가열했다. 그 후, 상기 플라스크 내에 10중량부의 2, 2'-아조비스(2, 4-디메틸발레로니트릴)을 40중량부의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트에 용해한 용액과, 단량체로서 15중량부의 아크릴산(AA), 65중량부의 글리시딜 메타크릴레이트(GMA), 10중량부의 메타크릴산 메틸(MMA)을 10중량부의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트에 용해한 용액을 적하 펌프를 이용하여 약 4시간에 걸쳐 적하했다. 적하 종료 후, 약 4시간, 동일 온도로 유지하고, 그 후 실온까지 냉각하여, 고형분 34.5중량%의 공중합체 용액을 얻었다. 생성된 공중합체의 중량 평균 분자량 Mw는 8,000, 분자량 분산도는 1.90이었다.
[제조예 7]
단량체로서 15중량부의 아크릴산(AA), 65중량부의 3, 4-에폭시사이클로헥실메틸 메타크릴레이트(사이클로머(CYCLOMER) M100), 10중량부의 메타크릴산 메틸(MMA)을 이용한 것 이외는 제조예 6과 동일한 조작을 수행하여, 고형분 33.8중량%의 공중합체 용액을 얻었다. 생성된 공중합체의 중량 평균 분자량 Mw는 8,200, 분자량 분산도는 1.91이었다.
[제조예 8]
단량체로서 15중량부의 아크릴산(AA), 65중량부의 3, 4-에폭시트리사이클로[5.2.1.02,6]데칸-9-일 아크릴레이트와 3, 4-에폭시트리사이클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일 아크릴레이트의 혼합물(모노머 B3), 10중량부의 메타크릴산 메틸(MMA)을 이용한 것 이외는 제조예 6과 동일한 조작을 수행하여, 고형분 35.1중량%의 공중합체 용액을 얻었다. 생성된 공중합체의 중량 평균 분자량 Mw는 9,300, 분자량 분산도는 2.04였다.
제조예 1~8에서의 공중합체 조성, 공중합체의 중량 평균 분자량 및 분산도를 표 1에 나타낸다.
[실시예 1]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 1에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g, 광중합성 화합물로서 DPHA를 2.25 g, 광중합 개시제로서 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤을 0.20 g, 용제로서 MMPGAC를 6.83 g을 각각 용기에 계량하고, 30분간 교반함으로써, 감광성 수지 조성물 1을 조제했다.
[실시예 2]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 2에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 수행하여 감광성 수지 조성물 2를 조제했다.
[실시예 3]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 3에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 수행하여 감광성 수지 조성물 3을 조제했다.
[실시예 4]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 4에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 수행하여 감광성 수지 조성물 4를 조제했다.
[실시예 5]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 5에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 수행하여 감광성 수지 조성물 5를 조제했다.
[비교예 1]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 6에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 수행하여 감광성 수지 조성물 6을 조제했다.
[비교예 2]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 7에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 수행하여 감광성 수지 조성물 7을 조제했다.
[비교예 3]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 8에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 수행하여 감광성 수지 조성물 8을 조제했다.
[실시예 6]
색재로서 안료인 C.I. 피그먼트 레드 254를 7.7 g, 분산제로서 DISPERBYK-2000을 3.1 g, 용제로서 MMPGAC를 36.0 g 각각 용기에 계량하고, 다시 지름 1.0 mm의 지르코니아 비즈 45 g을 추가해 덮개를 덮었다. 이것을 페인트 쉐이커로 3시간 진탕하고, 3시간 후, 안료 분산액과 지르코니아 비즈를 분별하고, 0.5 mm의 지르코니아 비즈 45 g을 추가해 페인트 쉐이커로 다시 3시간 진탕했다. 그 후, 안료 분산액과 지르코니아 비즈를 분별하고, 0.3 mm의 지르코니아 비즈 45 g을 추가해 페인트 쉐이커로 다시 3시간 진탕한 후, 지르코니아 비즈를 분별하여 안료 분산액을 얻었다. 얻어진 안료 분산액 4.68 g에 대해, 알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 1에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g, 광중합성 화합물로서 DPHA를 2.25 g, 광중합 개시제로서 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤을 0.20 g, 용제로서 MMPGAC 18.8 g을 각각 용기에 계량하고, 30분간 교반함으로써, 착색 감광성 수지 조성물 1을 조제했다.
[실시예 7]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 2에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 6과 동일한 조작을 수행하여 착색 감광성 수지 조성물 2를 조제했다.
[실시예 8]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 3에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 6과 동일한 조작을 수행하여 착색 감광성 수지 조성물 3을 조제했다.
[실시예 9]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 4에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 6과 동일한 조작을 수행하여 착색 감광성 수지 조성물 4를 조제했다.
[실시예 10]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 5에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 6과 동일한 조작을 수행하여 착색 감광성 수지 조성물 5를 조제했다.
[비교예 4]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 6에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 6과 동일한 조작을 수행하여 착색 감광성 수지 조성물 6을 조제했다.
[비교예 5]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 7에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 6과 동일한 조작을 수행하여 착색 감광성 수지 조성물 7을 조제했다.
[비교예 6]
알칼리 가용성 수지로서 상기 제조예 8에서 얻어진 공중합체를 공중합체 함유 용액으로서 8.09 g 이용한 이외는, 실시예 6과 동일한 조작을 수행하여 착색 감광성 수지 조성물 8을 조제했다.
표 2에 실시예 및 비교예의 감광성 수지 조성물의 조성을 기재한다. 또한, 표 3에 실시예 및 비교예의 착색 감광성 수지 조성물의 조성을 기재한다.
<평가 시험>
실시예 및 비교예에서 얻어진 각 수지 조성물을 이용하여 이하의 평가 시험을 수행했다. 결과를 표 4 및 5에 나타낸다.
(1) 보존 안정성 시험
실시예 및 비교예에서 얻어진 감광성 수지 조성물 및 착색 감광성 수지 조성물을 40℃의 오븐에서 1주간 보관했다. 중합 직후의 점도와 23℃에서 1주간 보관 후의 점도를 측정했다. 점도 증가율을 이하의 계산식으로 산출했다. 아울러, 점도(단위: mPa·s)는 점도계(상품명 「LVDV2T」, 브룩필드(Brookfield)사 제품)를 이용하여, 회전수 60, 온도: 23℃의 조건으로 측정된다.
P: 중합 직후의 점도, Q: 40℃에서 1주간 보관한 후의 점도
점도 증가율={(Q/P)×100}-100
(2) 내용제성 시험-1
유리판에 실시예 및 비교예에서 얻어진 감광성 수지 조성물 및 착색 감광성 수지 조성물을 스핀 코터로 도포한 후, 150℃에서 30분간 가열 경화시킴으로써 시험편을 제작했다. 감광성 수지 조성물의 경화 후의 도막의 두께는 3 μm로 했다. 착색 감광성 수지 조성물의 경화 후의 도막의 두께는 4 μm로 했다.
시험편에 대해, γ-부티로락톤(γ-BL) 및 N-메틸피롤리돈(NMP)을 각각 1방울씩 적하하고, 10분간 방치했다. 그 후 수세하여, 용제를 적하한 개소가 전혀 변화하지 않았으면 ◎, 약간 용제 자국이 남지만, 닦아내면 없어지는 듯하면 ○, 용제 자국이 남아, 닦아내도 없어지지 않는 듯하면 △, 전면적으로 변색되어 있으면 ×로 했다.
(3) 내용제성 시험-2
시험편의 조제에 있어서, 경화 온도를 230℃로 한 것 이외는 내용제성 시험-1과 동일하게 하여, 경화물의 내용제성 시험을 수행했다.
실시예 1~5의 감광성 수지 조성물은 23℃에서도 증점하기 어려워, 보존 안정성이 양호했다. 또한, 경화 온도가 150℃이더라도, 230℃의 경우와 마찬가지로 양호한 내용제성을 나타냈다. 그 한편, 비교예 1 및 2의 감광성 수지 조성물은 23℃에서 겔화하는 것으로부터도 이해할 수 있는 바와 같이, 보존 안정성이 나쁜 것을 알 수 있었다. 또한, 비교예 3의 감광성 수지 조성물은 모노머 B3(E-DCPA)을 이용함으로써, 보존 안정성은 양호하지만, 경화 온도를 230℃에서 150℃로 내리면 충분히 경화하지 않기 때문에, 내용제성이 저하되는 것을 알 수 있었다.
실시예 6~10의 착색 감광성 수지 조성물은 23℃에서도 증점하기 어려워, 보존 안정성이 양호했다. 또한, 경화 온도가 150℃이더라도, 230℃의 경우와 마찬가지로 양호한 내용제성을 나타냈다. 그 한편, 비교예 4 및 5의 착색 감광성 수지 조성물은 23℃에서 증점되는 것으로부터도 이해할 수 있는 바와 같이 보존 안정성이 나쁜 것을 알 수 있었다. 또한, 비교예 6의 착색 감광성 수지 조성물은 모노머 B3(E-DCPA)을 이용함으로써, 보존 안정성은 양호하지만, 경화 온도를 230℃에서 150℃로 내리면 충분히 경화하지 않기 때문에, 내용제성이 저하되는 것을 알 수 있었다.
이하에, 제조예, 실시예 및 비교예에서 이용된 성분에 대해 설명한다.
모노머 B1: 합성예 1을 참조
모노머 B2: 합성예 2를 참조
GMA: 글리시딜 메타크릴레이트(니치유 가부시키가이샤(NOF CORPORATION) 제품)
사이클로머 M100: 3, 4-에폭시사이클로헥실메틸 메타크릴레이트(가부시키가이샤 다이셀(Daicel Corporation) 제품)
모노머 B3: 3, 4-에폭시트리사이클로[5.2.1.02,6]데칸-9-일 아크릴레이트와 3, 4-에폭시트리사이클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일 아크릴레이트의 혼합물(상품명 「E-DCPA」, 가부시키가이샤 다이셀 제품)
ST: 스티렌 (후지필름 와코쥰야쿠 가부시키가이샤(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation) 제품)
MMA: 메타크릴산 메틸(후지필름 와코쥰야쿠 가부시키가이샤 제품)
CHMI: N-사이클로헥실말레이미드 (가부시키가이샤 닛폰쇼쿠바이(Nippon Shokubai Co., Ltd.) 제품)
MMPGAC: 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(가부시키가이샤 다이셀 제품)
PR 254: C.I. 피그먼트 레드 254(도쿄카세이코교 가부시키가이샤(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 제품)
DISPERBYK-2000: 아민가 4 mgKOH/g, 불휘발분 40%(빅케미 재팬 가부시키가이샤(BYK Chemie Japan) 제품)
DHPA: 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(상품명 「KAYARAD DPHA」; 닛폰카야쿠 가부시키가이샤(Nippon Kayaku Co.,Ltd.) 제품)
1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤(후지필름 와코쥰야쿠 가부시키가이샤 제품)
이상의 정리로서, 본 개시의 구성 및 그 변형을 이하에 부기한다.
[1] 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하며,
상기 알칼리 가용성 수지가 불포화 카복실산 또는 그 무수물 (a)에서 유래하는 구성 단위 (A)와, 상기 식 (b1)(식 중, Rb1은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb3은 2 이상의 에폭시기를 갖는 2가의 유기기를 나타낸다.)
로 표시되는 에폭시 화합물 (b)에서 유래하는 구성 단위 (B)를 포함하는 공중합체인 감광성 수지 조성물.
[2] 상기 불포화 카복실산 또는 그 산무수물 (a)가 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의α, β-불포화 모노카복실산; 이타콘산, 말레산, 푸마르산 등의 α, β-불포화 디카복실산; 무수 메타크릴산 등의 α, β-불포화 모노카복실산의 무수물; 및 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 α, β-불포화 디카복실산의 무수물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 [1]에 기재한 감광성 수지 조성물.
[3] 공중합체의 전체 구성 단위에 대한 구성 단위 (A)의 함유량이 2~50중량%, 3~40중량%, 5~25중량% 또는 10~20중량%인 [1] 또는 [2]에 기재한 감광성 수지 조성물.
[4] 상기 Rb3에서의 2가의 유기기가 갖는 에폭시기가 지환식 에폭시기 이외의 에폭시기인 [1]~[3] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[5] 상기 Rb3에서의 2가의 유기기가 갖는 에폭시기의 수가 2~10, 2~6 또는 2~4인 [1]~[4] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[6] 상기 Rb3에서의 유기기가 탄화수소기, 복소환식기 또는 이들의 2 이상이 단결합 혹은 연결기를 통해 결합한 기인 [1]~[5] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[7] 상기 에폭시 화합물 (b)가 상기 식 (b2)(식 중, Rb1은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb4는 동일 또는 상이하며, 에폭시기를 갖는 동시에 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. nb1은 2 이상의 정수를 나타낸다.)
로 표시되는 화합물인 [1]~[6] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[8] 상기 에폭시 화합물 (b)가 상기 식 (b3)(식 중, Rb1은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb5는 동일 또는 상이하며, 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. Rb6은 동일 또는 상이하며, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. nb2 및 nb3은 각각 0 이상의 정수를 나타내며, nb2와 nb3의 합은 2 이상이다. 옥시란환은 탄소수 1~6의 알킬기를 가지고 있을 수도 있다. [] 안의 2종의 기는 반드시 식 (b3)으로 표시되는 순으로 늘어서 있을 필요는 없다.)
으로 표시되는 화합물, 및 상기 식 (b4)(식 중, Rb1은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb7은 동일 또는 상이하며, 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. Rb8은 환 Z에 결합하고 있는 기이며, 동일 또는 상이하고, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. m은 1~3의 정수를 나타낸다. 환 Z는 탄소수 3~20의 지환식 탄화수소환을 나타낸다. nb4는 2 이상의 정수를 나타낸다. 옥시란환은 탄소수 1~6의 알킬기를 가지고 있을 수도 있다. 환 Z는 Rb7 및 Rb8 이외의 기로서 탄소수 1~6의 알킬기를 가지고 있을 수도 있다.)
로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 [1]~[7] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[9] 상기 식 (b3)으로 표시되는 화합물에 있어서, Rb6이 탄소수 1~18 또는 탄소수 3~8의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬렌기이고, 상기 식 (b4)로 표시되는 화합물에 있어서, 환 Z가 5~12원의 사이클로알칸환 또는 노르보르난환인 [8]에 기재한 감광성 수지 조성물.
[10] 상기 식 (b3)으로 표시되는 화합물이 상기 식 (b3-1)로 표시되는 화합물 또는 상기 식 (b3-2)로 표시되는 화합물인 [8] 또는 [9]에 기재한 감광성 수지 조성물.
[11] 상기 식 (b4)로 표시되는 화합물이 상기 식 (b4-1)로 표시되는 화합물, 상기 식 (b4-2)로 표시되는 화합물, 또는 상기 식 (b4-3)으로 표시되는 화합물인 [8]~[10] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[12] 상기 공중합체의 전체 구성 단위에 대한 구성 단위 (B)의 함유량이 10~98중량%, 50~95중량%, 70~92중량% 또는 80~90중량%인 [1]~[11] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[13] 상기 공중합체가 추가로 상기 (c1)~(c4)로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물에서 유래하는 구성 단위 (C)를 포함하는 [1]~[12] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
(c1) 알킬기로 치환되어 있을 수도 있는 스티렌
(c2) N-치환 말레이미드
(c3) N-비닐 화합물
(c4) 상기 식 (2)(식 중, R11은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. R12는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 1가의 탄화수소기를 나타낸다. X는 헤테로 원자를 나타낸다.)
로 표시되는 불포화 카복실산 유도체
[14] 상기 공중합체의 전체 구성 단위에 대한 구성 단위 (C)의 함유량이 0~80중량%, 1~60중량%, 5~40중량%, 10~30중량% 또는 15~25중량%인 [1]~[13] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[15] 상기 공중합체의 전체 구성 단위에 대한 구성 단위 (A)의 함유량이 2~50중량%, 구성 단위 (B)의 함유량이 10~98중량%, 구성 단위 (C)의 함유량이 0~80중량%인 [1]~[14] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[16] 상기 공중합체가 구성 단위 (A)와 구성 단위 (B)를 포함하고, 구성 단위 (C)를 포함하지 않는 경우, 구성 단위 (A)와 구성 단위 (B)의 총량은 전체 구성 단위에 대해 90중량%, 95중량% 이상, 99중량% 이상, 또는 실질적으로 100중량%인 [1]~[15] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[17] 상기 공중합체가 구성 단위 (A)와 구성 단위 (B)와 구성 단위 (C)를 포함하는 경우, 구성 단위 (A)~(C)의 총량은 전체 구성 단위에 대해 90중량% 이상, 95중량% 이상, 99중량% 이상, 또는 실질적으로 100중량%인 [13]~[15] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[18] 상기 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)이 6000~60000, 7000~30000, 8000~20000 또는 8500~15000인 [1]~[17] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[19] 상기 공중합체의 분자량 분포(중량 평균 분자량과 수평균 분자량의 비: Mw/Mn)가 6.0 이하, 1.5~6.0, 2.0~5.0 또는 3.0~4.0인 [1]~[18] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[20] 추가로 색재를 포함하는 [1]~[19] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[21] 상기 색재가 안료 및/또는 염료인 [20]에 기재한 감광성 수지 조성물.
[22] 상기 색재의 함유량이 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해 1~30중량% 또는 3~15중량%인 [20] 또는 [21] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[23] 상기 광중합성 화합물이 다관능 비닐 화합물, 다관능 티올 화합물 및 다관능 에폭시 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 [1]~[22] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[24] 상기 광중합성 화합물의 함유량이 상기 알칼리 가용성 수지 100중량부에 대해 1~100중량부, 5~60중량부 또는 10~40중량부인 [1]~[23] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[25] 상기 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하는 경우, 상기 광중합성 화합물의 함유량이 상기 색재 100중량부에 대해 10~800중량부, 50~500중량부 또는 200~300중량부인 [20]~[24] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[26] 알칼리 가용성 수지의 함유량이 5~80중량%, 10~70중량%, 15~60중량% 또는 20~55중량%인 [1]~[25] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[27] 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하지 않는 경우, 알칼리 가용성 수지의 함유량이 15~75중량%, 20~70중량%, 25~60중량% 또는 30~55중량%인 [1]~[25] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[28] 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하는 경우, 알칼리 가용성 수지의 함유량이 5~70중량%, 10~60중량%, 15~50중량% 또는 20~40중량%인 [20]~[25] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[29] 알칼리 가용성 수지의 함유량이 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해 30~95중량%, 40~90중량%, 50~85중량% 또는 60~80중량%인 [1]~[28] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[30] 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하지 않는 경우, 알칼리 가용성 수지의 함유량이 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해 40~90중량%, 50~85중량% 또는 60~80중량%인 [1]~[28] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[31] 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하는 경우, 알칼리 가용성 수지의 함유량이 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해 40~90중량%, 50~80중량% 또는 60~75중량%인 [20]~[28] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[32] 광중합성 화합물의 함유량이 1~60중량%, 2~40중량%, 3~30중량% 또는 5~20중량%인 [1]~[31] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[33] 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하지 않는 경우, 광중합성 화합물의 함유량이 3~40중량%, 5~30중량%, 8~25중량% 또는 10~20중량%인 [1]~[31] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[34] 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하는 경우, 광중합성 화합물의 함유량이 2~30중량%, 3~20중량% 또는 5~15중량%인 [20]~[31] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[35] 광중합성 화합물의 함유량이 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해 3~60중량%, 5~50중량%, 10~40중량% 또는 15~30중량%인 [1]~[34] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[36] 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하지 않는 경우, 광중합성 화합물의 함유량이 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해 5~50중량%, 10~40중량%, 15~30중량% 또는 18~25중량%인 [1]~[34] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[37] 감광성 수지 조성물이 색재를 포함하는 경우, 광중합성 화합물의 함유량이 감광성 수지 조성물의 고형분에 대해 5~40중량%, 10~30중량% 또는 15~25중량%인 [20]~[34] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물.
[38] [1]~[37] 중 어느 하나에 기재한 감광성 수지 조성물의 경화물.
[39] [38]에 기재한 경화물인 컬러 필터.
[40] [39]에 기재한 컬러 필터를 구비하는 표시 장치용 부재 또는 표시 장치.
본 개시에 관한 발명에 의하면, 보존 안정성이 우수한 동시에, 경화 반응성이 우수하고, 게다가 경화물의 내용제성이 우수한 감광성 수지 조성물이 제공된다. 또한, 상기 특성을 갖는 감광성 수지 조성물의 경화물, 상기 경화물인 컬러 필터, 및 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치용 부재 또는 표시 장치가 제공된다.

Claims (9)

  1. 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하며,
    상기 알칼리 가용성 수지가 불포화 카복실산 또는 그 무수물에서 유래하는 구성 단위 (A)와, 하기 식 (b1)
    [화 1]

    (식 중, Rb1은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb3은 2 이상의 에폭시기를 갖는 2가의 유기기를 나타낸다.)
    로 표시되는 에폭시 화합물에서 유래하는 구성 단위 (B)를 포함하는 공중합체인 감광성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에폭시 화합물이 하기 식 (b3)
    [화 2]

    (식 중, Rb1은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb5는 동일 또는 상이하며, 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. Rb6은 동일 또는 상이하며, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. nb2 및 nb3은 각각 0 이상의 정수를 나타내며, nb2와 nb3의 합은 2 이상이다. 옥시란환은 탄소수 1~6의 알킬기를 가지고 있을 수도 있다. [] 안의 2종의 기는 반드시 식 (b3)으로 표시되는 순으로 늘어서 있을 필요는 없다.)
    으로 표시되는 화합물, 및 하기 식 (b4)
    [화 3]

    (식 중, Rb1은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. Rb2는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. Rb7은 동일 또는 상이하며, 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. Rb8은 환 Z에 결합하고 있는 기이며, 동일 또는 상이하고, 단결합 또는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 2가의 탄화수소기를 나타낸다. m은 1~3의 정수를 나타낸다. 환 Z는 탄소수 3~20의 지환식 탄화수소환을 나타낸다. nb4는 2 이상의 정수를 나타낸다. 옥시란환은 탄소수 1~6의 알킬기를 가지고 있을 수도 있다. 환 Z는 Rb7 및 Rb8 이외의 기로서 탄소수 1~6의 알킬기를 가지고 있을 수도 있다.)
    로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 감광성 수지 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공중합체가 추가로 하기 (c1)~(c4)로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물에서 유래하는 구성 단위 (C)를 포함하는, 감광성 수지 조성물.
    (c1) 알킬기로 치환되어 있을 수도 있는 스티렌
    (c2) N-치환 말레이미드
    (c3) N-비닐 화합물
    (c4) 하기 식 (2)
    [화 4]

    (식 중, R11은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기를 나타낸다. R12는 헤테로 원자를 포함하고 있을 수도 있는 1가의 탄화수소기를 나타낸다. X는 헤테로 원자를 나타낸다.)
    로 표시되는 불포화 카복실산 유도체
  4. 제3항에 있어서, 상기 공중합체의 전체 구성 단위에 대한 구성 단위 (A)의 함유량이 2~50중량%, 구성 단위 (B)의 함유량이 10~98중량%, 구성 단위 (C)의 함유량이 0~80중량%인, 감광성 수지 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로 색재를 포함하는 감광성 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 색재가 안료 및/또는 염료인 감광성 수지 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재한 감광성 수지 조성물의 경화물.
  8. 제7항에 기재한 경화물인 컬러 필터.
  9. 제8항에 기재한 컬러 필터를 구비하는 표시 장치용 부재 또는 표시 장치.
KR1020237035106A 2021-04-02 2022-03-28 감광성 수지 조성물, 경화물, 컬러 필터, 및 표시 장치용 부재 또는 표시 장치 KR20230165909A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2021-063808 2021-04-02
JP2021063808 2021-04-02
JP2021063809 2021-04-02
JPJP-P-2021-063809 2021-04-02
PCT/JP2022/015172 WO2022210596A1 (ja) 2021-04-02 2022-03-28 感光性樹脂組成物、硬化物、カラーフィルタ、及び表示装置用部材又は表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230165909A true KR20230165909A (ko) 2023-12-05

Family

ID=83459248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237035106A KR20230165909A (ko) 2021-04-02 2022-03-28 감광성 수지 조성물, 경화물, 컬러 필터, 및 표시 장치용 부재 또는 표시 장치

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20230165909A (ko)
TW (1) TW202307033A (ko)
WO (1) WO2022210596A1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11133600A (ja) 1997-10-30 1999-05-21 Jsr Corp 表示パネルスペーサー用感放射線性樹脂組成物
JP2006171160A (ja) 2004-12-14 2006-06-29 Sumitomo Chemical Co Ltd 感光性樹脂組成物
JP2007333847A (ja) 2006-06-13 2007-12-27 Sumitomo Chemical Co Ltd 着色感光性樹脂組成物
JP2011237728A (ja) 2010-05-13 2011-11-24 Jsr Corp カラーフィルタ用着色組成物、カラーフィルタ、カラー液晶表示素子及びカラーフィルタの製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002072475A (ja) * 2000-08-28 2002-03-12 Mitsubishi Chemicals Corp 光重合性組成物及びそれを用いたカラーフィルター
KR100988271B1 (ko) * 2007-09-19 2010-10-18 주식회사 엘지화학 감광성 수지와 이의 제조방법과 감광성 수지조성물 및 이에의해 형성된 경화물
JP2014059505A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Daicel Corp アルカリ可溶型樹脂組成物及びその硬化物、並びに光導波路
KR20150112538A (ko) * 2014-03-28 2015-10-07 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11133600A (ja) 1997-10-30 1999-05-21 Jsr Corp 表示パネルスペーサー用感放射線性樹脂組成物
JP2006171160A (ja) 2004-12-14 2006-06-29 Sumitomo Chemical Co Ltd 感光性樹脂組成物
JP2007333847A (ja) 2006-06-13 2007-12-27 Sumitomo Chemical Co Ltd 着色感光性樹脂組成物
JP2011237728A (ja) 2010-05-13 2011-11-24 Jsr Corp カラーフィルタ用着色組成物、カラーフィルタ、カラー液晶表示素子及びカラーフィルタの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022210596A1 (ja) 2022-10-06
TW202307033A (zh) 2023-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5451048B2 (ja) 共重合体及び感光性樹脂組成物
KR20200078476A (ko) 화합물, 조성물, 경화물 및 경화물의 제조 방법
KR101835171B1 (ko) 컬러필터용 착색감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치
KR20120138678A (ko) 지환식 에폭시기 함유 경화성 수지 조성물, 그의 제조 방법 및 그의 경화물
CN110869467B (zh) 组合物、固化物及固化物的制造方法
KR20230165909A (ko) 감광성 수지 조성물, 경화물, 컬러 필터, 및 표시 장치용 부재 또는 표시 장치
JP2019143006A (ja) 光学部材、及びそれを用いた光学装置
CN114466874B (zh) 共聚物、固化性树脂组合物以及固化物
JP7483417B2 (ja) 感光性樹脂組成物、及びその硬化物
JP7483416B2 (ja) 着色感光性樹脂組成物、カラーフィルタ、及び表示装置用部材又は表示装置
KR20220152541A (ko) 감광성 수지 조성물, 경화물, 컬러 필터, 표시 장치용 부재 및 표시 장치
JP2022159104A (ja) 着色感光性樹脂組成物、カラーフィルタ、及び表示装置用部材又は表示装置
CN117120926A (zh) 感光性树脂组合物、固化物、滤色器、以及显示装置用构件或显示装置
JP7190294B2 (ja) 共重合体、該共重合体を含む硬化性樹脂組成物、及びその硬化物
JP2021140110A (ja) 着色感光性樹脂組成物、カラーフィルタ、及び表示装置用部材又は表示装置
JP2021140111A (ja) 感光性樹脂組成物、及びその硬化物
WO2024018984A1 (ja) 共重合体、硬化性樹脂組成物、及び硬化物
TW201336875A (zh) 共聚物、該共聚物之製造方法、含有該共聚物之硬化性樹脂組成物、及硬化該硬化性樹脂組成物而得之硬化物
TW202319374A (zh) 組合物、硬化物及硬化物之製造方法
TW202411281A (zh) 共聚物、固化性樹脂組成物及固化物
TW201833166A (zh) 含脂環式環氧化合物之壓印成形用光聚合性組成物
CN110869343A (zh) 化合物、潜伏性抗氧化剂、组合物、固化物及固化物的制造方法
KR20170028645A (ko) 착색 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하는 컬러 필터
KR20150108613A (ko) 착색 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하는 컬러 필터