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特許7194492感光性組成物、感光性組成物の製造方法、光重合開始剤、及び光重合開始剤の調製方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-14
(45)【発行日】2022-12-22
(54)【発明の名称】感光性組成物、感光性組成物の製造方法、光重合開始剤、及び光重合開始剤の調製方法
(51)【国際特許分類】
   G03F 7/031 20060101AFI20221215BHJP
【FI】
G03F7/031
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2016208089
(22)【出願日】2016-10-24
(65)【公開番号】P2018072397
(43)【公開日】2018-05-10
【審査請求日】2019-07-08
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000220239
【氏名又は名称】東京応化工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之
(72)【発明者】
【氏名】山口 尚人
(72)【発明者】
【氏名】野田 国宏
【審査官】塚田 剛士
(56)【参考文献】
【文献】特開2015-052098(JP,A)
【文献】特許第4118241(JP,B2)
【文献】国際公開第2015/111607(WO,A1)
【文献】特開2015-030782(JP,A)
【文献】特開2016-180908(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03F 7/004 - 7/18
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光重合性化合物(A)と、光重合開始剤(B)と、溶剤(S)とを含み、顔料を含まない感光性組成物であって、
前記光重合開始剤(B)が、下記式(1):
【化1】
(式(1)中、Rは、下記式(b1a)又は(b1b):
【化2】
(式(b1a)及び(b1b)中、R及びRはそれぞれ有機基であり、pは0~4の整数であり、R及びRがベンゼン環上の隣接する位置に存在する場合、RとRとが互いに結合して環を形成してもよく、qは1~8の整数であり、rは1~5の整数であり、sは0~(r+3)の整数であり、Rは有機基である。)
で表される基であり、
、及びRは、それぞれ独立に、炭素原子に結合する結合手を有する1価の有機基である。)
で表される化合物を含み、
前記感光性組成物中の下記式(2):
COOH・・・(2)
(式(2)中、Rは、前記式(1)におけるRと同じ。)
で表されるカルボン酸の含有量が、前記光重合開始剤(B)の質量と、前記式(2)で表されるカルボン酸の質量との合計に対して0質量ppb超550質量ppb以下であり、
前記感光性組成物中の水分の量が、前記感光性組成物全体に対して0.1質量%以下である、感光性組成物。
【請求項2】
さらに、アルカリ可溶性樹脂(C)を含む、請求項1に記載の感光性組成物。
【請求項3】
光重合性化合物(A)と、光重合開始剤(B)とを、溶剤(S)に溶解させることを含む感光性組成物の製造方法であって、
前記光重合開始剤(B)が、下記式(1):
【化3】
(式(1)中、Rは、下記式(b1a)又は(b1b):
【化4】
(式(b1a)及び(b1b)中、R及びRはそれぞれ有機基であり、pは0~4の整数であり、R及びRがベンゼン環上の隣接する位置に存在する場合、RとRとが互いに結合して環を形成してもよく、qは1~8の整数であり、rは1~5の整数であり、sは0~(r+3)の整数であり、Rは有機基である。)
で表される基であり、
、及びRは、それぞれ独立に、炭素原子に結合する結合手を有する1価の有機基である。)
で表される化合物を含み、
前記溶剤(S)に溶解させる前記光重合開始剤(B)に付随する水分の量が、前記光重合開始剤(B)の質量と、水分の質量との合計に対して1質量%以下であり、
前記溶剤(S)に溶解させる前記光重合開始剤(B)に付随する下記式(2):
COOH・・・(2)
(式(2)中、Rは、前記式(1)におけるRと同じ。)
で表されるカルボン酸の含有量が、前記光重合開始剤(B)の質量と、前記式(2)で表されるカルボン酸の質量との合計に対して0質量ppb超550質量ppb以下である、方法。
【請求項4】
さらに、アルカリ可溶性樹脂(C)を溶剤(S)に溶解させる、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記光重合開始剤(B)を熱分解しない温度で遮光下に乾燥することを含む、請求項3又は4に記載の方法。
【請求項6】
下記式(1):
【化5】
(式(1)中、Rは、下記式(b1a)又は(b1b):
【化6】
(式(b1a)及び(b1b)中、R及びRはそれぞれ有機基であり、pは0~4の整数であり、R及びRがベンゼン環上の隣接する位置に存在する場合、RとRとが互いに結合して環を形成してもよく、qは1~8の整数であり、rは1~5の整数であり、sは0~(r+3)の整数であり、Rは有機基である。)
で表される基であり、
、及びRは、それぞれ独立に、炭素原子に結合する結合手を有する1価の有機基である。)
で表される化合物を含む光重合開始剤であって、
前記光重合開始剤に付随する水分の量が、前記光重合開始剤の質量と、前記水分の質量との合計に対して1質量%以下であり、
前記光重合開始剤に付随する下記式(2):
COOH・・・(2)
(式(2)中、Rは、前記式(1)におけるRと同じ。)
で表されるカルボン酸の含有量が、前記光重合開始剤の質量と、前記式(2)で表されるカルボン酸の質量との合計に対して0質量ppb超550質量ppb以下である、光重合開始剤。
【請求項7】
請求項6に記載の光重合開始剤の調製方法であって、
前記光重合開始剤(B)を熱分解しない温度で遮光下に乾燥することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、感光性組成物、感光性組成物の製造方法、光重合開始剤、及び光重合開始剤の調製方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置のような表示装置では、絶縁膜のような材料が、バックライトのような光源から発せられる光を効率よく透過させる必要がある。このため、絶縁膜を形成するためには、透明性に優れる膜を形成できる材料が求められる。
【0003】
このような透明絶縁膜は通常、基板上でパターン化されている。パターン化された透明絶縁膜を形成する方法としては、例えば、オキセタン環を有するアルカリ可溶性樹脂と、重合性多官能化合物と、α-アミノアルキルフェノン系の光重合開始剤とを含むネガ型感光性組成物を用いる方法(特許文献1を参照。)が知られている。
【0004】
ところで、近年、液晶表示ディスプレイの生産台数が増大するのに合わせてカラーフィルタの生産量も増大しており、より一層の生産性向上の観点から、低露光量でパターンを形成することのできる高感度の感光性組成物が要望されている。
しかし、特許文献1に記載のネガ型感光性組成物は、感度についてさらなる改良が求められるものであった。
このような状況において、本出願人は、高感度の感光性組成物として、オキシム基(>C=N-O-)中のC=N結合に隣接する位置にカルボニル基を有する特定の構造のオキシムエステル化合物を光重合開始剤として含む感光性組成物を提案している(特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2012-173678号公報
【文献】特開2013-148872号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献2に記載されるような、オキシム基(>C=N-O-)中のC=N結合に隣接する位置にカルボニル基を有する特定の構造のオキシムエステル化合物を光重合開始剤として含む感光性組成物は、感度に優れる一方で、しばしば、経時的な感度低下を起こす問題があった。
【0007】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであって、光重合性化合物(A)と、オキシム基(>C=N-O-)中のC=N結合に隣接する位置にカルボニル基を有する特定の構造のオキシムエステル化合物を含む光重合開始剤(B)と、溶剤(S)とを含み、経時的な感度の低下が抑制された感光性組成物と、当該感光性組成物の製造方法と、当該感光性組成物に好ましく配合される光重合開始剤と、当該光重合開始剤の調製方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、光重合性化合物と、オキシム基(>C=N-O-)中のC=N結合に隣接する位置にカルボニル基を有する特定の構造のオキシムエステル化合物を含む光重合開始剤(B)と、溶剤(S)とを含む、好感度である一方で感度の経時的な低下を起こしやすい感光性組成物において、水分の量と、特定の構造のカルボン酸の含有量とを所定の値以下に制限することにより、感度の経時的な低下を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【0009】
本発明の第1の態様は、光重合性化合物(A)と、光重合開始剤(B)と、溶剤(S)とを含む感光性組成物であって、
光重合開始剤(B)が、下記式(1):
【化1】
(式(1)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、炭素原子に結合する結合手を有する1価の有機基である。)
で表される化合物を含み、
感光性組成物中の下記式(2):
COOH・・・(2)
(式(2)中、Rは、前述と同じ。)
で表されるカルボン酸の含有量が、光重合開始剤(B)の質量と、式(2)で表されるカルボン酸の質量との合計に対して550質量ppb以下であり、
前記感光性組成物中の水分の量が、前記感光性組成物全体に対して0.1質量%以下である、感光性組成物である。
【0010】
本発明の第2の態様は、光重合性化合物(A)と、光重合開始剤(B)とを、溶剤(S)に溶解させることを含む感光性組成物の製造方法であって、
光重合開始剤(B)が、下記式(1):
【化2】
(式(1)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、炭素原子に結合する結合手を有する1価の有機基である。)
で表される化合物であり、
前記溶剤(S)に溶解させる光重合開始剤(B)付随する水分の量が、光重合開始剤(B)の質量と、水分の質量との合計に対して1質量%以下である、方法である。
【0011】
本発明の第3の態様は、下記式(1):
【化3】
(式(1)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、炭素原子に結合する結合手を有する1価の有機基である。)
で表される化合物を含む光重合開始剤であって、
光重合開始剤に付随する水分の量が、光重合開始剤の質量と、水分の質量との合計に対して1質量%以下であり、
光重合開始剤に付随する下記式(2):
COOH・・・(2)
(式(2)中、Rは、
で表されるカルボン酸の含有量が、光重合開始剤の質量と、式(2)で表されるカルボン酸の質量との合計に対して550質量ppb以下である、光重合開始剤である。
【0012】
本発明の第4の態様は、第3の態様にかかる光重合開始剤の調製方法であって、
光重合開始剤(B)を熱分解しない温度で遮光下に乾燥することを含む、方法である。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、光重合性化合物(A)と、オキシム基(>C=N-O-)中のC=N結合に隣接する位置にカルボニル基を有する特定の構造のオキシムエステル化合物を含む光重合開始剤(B)と、溶剤(S)とを含み、経時的な感度の低下が抑制された感光性組成物と、当該感光性組成物の製造方法と、当該感光性組成物に好ましく配合される光重合開始剤と、当該光重合開始剤の調製方法とを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
≪感光性組成物≫
感光性組成物は、光重合性化合物(A)と、光重合開始剤(B)と、溶剤(S)とを含む。
光重合開始剤(B)は、下記式(1):
【0015】
【化4】
(式(1)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、炭素原子に結合する結合手を有する1価の有機基である。)
で表される化合物からなる。
感光性組成物中の下記式(2):
COOH・・・(2)
(式(2)中、Rは、前述と同じ。)
で表されるカルボン酸の含有量は、光重合開始剤(B)の質量と、式(2)で表されるカルボン酸の質量との合計に対して550質量ppb以下であり、500質量ppbが好ましく、450質量ppbがより好ましく、420質量ppb以下が特に好ましい。
感光性組成物中の水分の量は、前記感光性組成物全体に対して0.1質量%以下であり、0.08質量%以下が好ましく、0.05質量%以下がより好ましい。
【0016】
式(1)で表される化合物を光重合開始剤(B)として含む感光性組成物についての経時的な感度の低下の原因について検討がなされたところ、感光性組成物中の水分と、上記式(2)で表されるカルボン酸とが、経時的な感度の低下に悪影響を及ぼしていることが見出された。
つまり、感光性組成物が以上の要件を満たすことにより、感光性組成物の経時的な感度低下が抑制される。
【0017】
感光性組成物において、水分の量と、式(2)で表されるカルボン酸の量とを、上記所定の範囲内に維持するためには、感光性組成物を、密閉且つ遮光された容器中で、低温で保管するのが好ましい。具体的には保管時の温度は、35℃以下が好ましく、25℃以下がより好ましく、15℃以下が特に好ましく、5℃以下が最も好ましい。保管温度の下限は特に限定されないが、感光性組成物の固化が生じたり、感光性組成物の成分の析出が生じたりしない温度が好ましい。
かかる条件で感光性組成物を保管することにより、感光性組成物中の水分の量、及び式(2)で表されるカルボン酸の量の増加、特にカルボン酸の量の増加を防ぐことができる。
【0018】
また感光性組成物について、以下のCA(質量ppb)と、CA48(質量ppb)とから、下式で算出されるカルボン酸増加率(%)が10質量%以下である光重合開始剤(B)を含む感光性組成物が好ましく、5質量%以下であるのがより好ましい。
上記のカルボン酸増加率(%)が小さい光重合開始剤(B)を含む感光性組成物は、経時的にカルボン酸量が増加しにくい傾向があり、これにともない感光性組成物の経時的な感度低下が抑制されやすい。
(カルボン酸増加率算出式)
カルボン酸増加率(%)=(CA48/CA-1.00)×100
(CA及びCA48の定義)
CA:製造直後の光重合開始剤(B)の質量と式(2)で表されるカルボン酸の質量との合計に対する式(2)で表されるカルボン酸の量(質量ppb)
CA48:35℃で48時間保存された後の光重合開始剤(B)の質量と式(2)で表されるカルボン酸の質量との合計に対する式(2)で表されるカルボン酸の量(質量ppb)
【0019】
また、上記のCA48は、450質量ppb以下が好ましく、430質量ppb以下がより好ましく、410質量ppb以下が特に好ましく、400質量ppm以下が最も好ましい。
CA48が上記の範囲内の値である光重合開始剤(B)を含む感光性組成物は、経時的にカルボン酸量が増加しにくく、経時的な感度低下が抑制されやすい。
感光性組成物中の式(2)で表されるカルボン酸の量は、イオンクロマト法により測定可能である。
【0020】
以下、感光性組成物に含まれる、必須、又は任意の成分について説明する。
【0021】
<光重合性化合物(A)>
感光性組成物は、光重合性化合物(A)を含有する。光重合性化合物(A)としては、特に限定されず、従来公知の光重合性化合物を用いることができる。その中でも、エチレン性不飽和基を有する樹脂又はエチレン性不飽和基を有するモノマーが好ましい。
エチレン性不飽和基を有する樹脂と、エチレン性不飽和基を有するモノマーとは組み合わせて用いることができる。エチレン性不飽和基を有する樹脂とエチレン性不飽和基を有するモノマーとを組み合わせる場合は、感光性組成物の硬化性が向上し、パターン形成が容易である。
【0022】
[エチレン性不飽和基を有する樹脂]
エチレン性不飽和基を有する樹脂としては、(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、エチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、カルドエポキシジアクリレート等が重合したオリゴマー類;多価アルコール類と一塩基酸又は多塩基酸とを縮合して得られるポリエステルプレポリマーに(メタ)アクリル酸を反応させて得られるポリエステル(メタ)アクリレート;ポリオールと2個のイソシアネート基を持つ化合物とを反応させた後、(メタ)アクリル酸を反応させて得られるポリウレタン(メタ)アクリレート;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノール又はクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、レゾール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエステル、脂肪族又は脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、(メタ)アクリル酸とを反応させて得られるエポキシ(メタ)アクリレート樹脂等が挙げられる。さらに、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂に多塩基酸無水物を反応させた樹脂を好適に用いることができる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリル又はメタクリル」を意味する。
【0023】
光重合性化合物(A)が、エチレン性不飽和基を有する重合体である場合、かかる重合体としては、エチレン性不飽和基を有しカルド構造を含む重合体(A’)が好ましい。
光重合性化合物(A)として、上記のカルド構造を含む重合体(A’)を用いる場合、露光による硬化性と現像性とのバランスに優れる感光性組成物を得やすく、感光性組成物が着色剤(D)を含む場合に、着色剤(D)を良好に分散させやすい。
【0024】
また、エチレン性不飽和基を有する樹脂としては、エポキシ化合物と不飽和基含有カルボン酸化合物との反応物を、さらに多塩基酸無水物と反応させることにより得られる樹脂を好適に用いることができる。
【0025】
その中でも、下記式(a-1)で表される化合物が好ましい。下記式(a-1)で表される化合物は、前述のカルド構造を含む重合体(A’)として好適な化合物である。この式(a-1)で表される化合物は、それ自体が、光硬化性が高い点で好ましい。
【化5】
【0026】
上記式(a-1)中、Xは、下記式(a-2)で表される基を表す。
【化6】
【0027】
上記式(a-2)中、Ra1は、それぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~6の炭化水素基、又はハロゲン原子を表し、Ra2は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Wは、単結合又は下記式(a-3)で表される基を表す。
【化7】
【0028】
また、上記式(a-1)中、Yは、ジカルボン酸無水物から酸無水物基(-CO-O-CO-)を除いた残基を表す。ジカルボン酸無水物の例としては、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水クロレンド酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水グルタル酸等が挙げられる。
【0029】
また、上記式(a-1)中、Zは、テトラカルボン酸二無水物から2個の酸無水物基を除いた残基を表す。テトラカルボン酸二無水物の例としては、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
また、上記式(a-1)中、mは、0~20の整数を表す。
【0030】
エチレン性不飽和基を有する樹脂の酸価は、樹脂固形分で、10~150mgKOH/gであることが好ましく、70~110mgKOH/gであることがより好ましい。酸価を10mgKOH/g以上とすることにより、現像液に対する十分な溶解性が得られるので好ましい。また、酸価を150mgKOH/g以下とすることにより、十分な硬化性を得ることができ、表面性を良好にすることができるので好ましい。
【0031】
また、エチレン性不飽和基を有する樹脂の質量平均分子量は、1000~40000であることが好ましく、2000~30000であることがより好ましい。質量平均分子量を1000以上とすることにより、良好な耐熱性、膜強度を得ることができるので好ましい。また、質量平均分子量を40000以下とすることにより、良好な現像性を得ることができるので好ましい。
【0032】
[エチレン性不飽和基を有するモノマー]
エチレン性不飽和基を有するモノマーには、単官能モノマーと多官能モノマーとがある。
単官能モノマーとしては、(メタ)アクリルアミド、メチロール(メタ)アクリルアミド、メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、プロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、ブトキシメトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、クロトン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、tert-ブチルアクリルアミドスルホン酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-フェノキシ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピルフタレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、フタル酸誘導体のハーフ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの単官能モノマーは、単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0033】
一方、多官能モノマーとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイルオキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、フタル酸ジグリシジルエステルジ(メタ)アクリレート、グリセリントリアクリレート、グリセリンポリグリシジルエーテルポリ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート(すなわち、トリレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、又はヘキサメチレンジイソシアネートと、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応物)、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドメチレンエーテル、多価アルコールとN-メチロール(メタ)アクリルアミドとの縮合物等の多官能モノマーや、トリアクリルホルマール等が挙げられる。これらの多官能モノマーは、単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0034】
感光性組成物における光重合性化合物(A)の含有量は、感光性組成物中の後述する溶剤(S)以外の成分の質量の合計に対して10~70質量%が好ましく、20~65質量%がより好ましく、30~60質量%が特に好ましい。
【0035】
以上説明した光重合性化合物(A)は、感光性組成物中の水分の量と、前述の式(2)で表されるカルボン酸の含有量とが、それぞれ所定の範囲内となるように、感光性組成物の調製前に、脱水等の精製を施されているのが好ましい。
【0036】
光重合性化合物(A)から水を除去する方法としては、加熱による乾燥が挙げられる。また、光重合性化合物(A)を水と共沸する有機溶剤に溶解させた後、得られた溶液から有機溶剤を留去させて、光重合性化合物(A)中の水分を低減させてもよい。
光重合性化合物(A)からカルボン酸を除去する方法としては、加熱による除去や、脱水された有機溶剤による洗浄等の方法が挙げられる。
【0037】
<光重合開始剤(B)>
感光性組成物は、光重合開始剤(B)を含む。光重合開始剤(B)は、下記式(1):
【化8】
(式(1)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、炭素原子に結合する結合手を有する1価の有機基である。)
で表される化合物を含む。このため、感光性組成物は感度に優れる。
しかしながら、式(1)で表される化合物を光重合開始剤として含む従来知られる感光性組成物は、経時的に感度が低下しやすい場合がある。
ところが、式(1)で表される化合物を光重合開始剤として含む感光性組成物において、水分の量と、前述の式(2)で表されるカルボン酸の量とが、それぞれ所定の範囲内の少量であることにより、感光性組成物の感度の経時的な低下が抑制される。
【0038】
光重合開始剤(B)は、式(1)で表される化合物を2種以上組み合わせて含んでいてもよい。
【0039】
光重合開始剤(B)は、本発明の目的を阻害しない範囲で、式(1)で表される化合物以外の光重合開始剤を含んでいてもよい。光重合開始剤(B)における、式(1)で表される化合物の含有量は、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が特に好ましく、100質量%が最も好ましい。
【0040】
式(1)中、Rとして好適な有機基の例としては、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、飽和脂肪族アシル基、アルコキシカルボニル基、飽和脂肪族アシルオキシ基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいフェノキシ基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよいベンゾイルオキシ基、置換基を有してもよいフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトキシ基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよいナフトイルオキシ基、置換基を有してもよいナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基、1、又は2の有機基で置換されたアミノ基、モルホリン-1-イル基、及びピペラジン-1-イル基等が挙げられる。
また、Rとしてはシクロアルキルアルキル基、芳香環上に置換基を有していてもよいフェノキシアルキル基、芳香環上に置換基を有していてもよいフェニルチオアルキル基、も好ましい。フェノキシアルキル基、及びフェニルチオアルキル基が有していてもよい置換基は、Rに含まれるフェニル基が有していてもよい置換基と同様である。
【0041】
がアルキル基である場合、アルキル基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~6がより好ましい。また、Rがアルキル基である場合、直鎖であっても、分岐鎖であってもよい。Rがアルキル基である場合の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、n-ノニル基、イソノニル基、n-デシル基、及びイソデシル基等が挙げられる。また、Rがアルキル基である場合、アルキル基は炭素鎖中にエーテル結合(-O-)を含んでいてもよい。炭素鎖中にエーテル結合を有するアルキル基の例としては、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基、プロピルオキシエトキシエチル基、及びメトキシプロピル基等が挙げられる。
【0042】
がアルコキシ基である場合、アルコキシ基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~6がより好ましい。また、Rがアルコキシ基である場合、直鎖であっても、分岐鎖であってもよい。Rがアルコキシ基である場合の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n-ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、n-ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、sec-ペンチルオキシ基、tert-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、イソオクチルオキシ基、sec-オクチルオキシ基、tert-オクチルオキシ基、n-ノニルオキシ基、イソノニルオキシ基、n-デシルオキシ基、及びイソデシルオキシ基等が挙げられる。また、Rがアルコキシ基である場合、アルコキシ基は炭素鎖中にエーテル結合(-O-)を含んでいてもよい。炭素鎖中にエーテル結合を有するアルコキシ基の例としては、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、メトキシエトキシエトキシ基、エトキシエトキシエトキシ基、プロピルオキシエトキシエトキシ基、及びメトキシプロピルオキシ基等が挙げられる。
【0043】
がシクロアルキル基又はシクロアルコキシ基である場合、シクロアルキル基又はシクロアルコキシ基の炭素原子数は、3~10が好ましく、3~6がより好ましい。Rがシクロアルキル基である場合の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、及びシクロオクチル基等が挙げられる。Rがシクロアルコキシ基である場合の具体例としては、シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、及びシクロオクチルオキシ基等が挙げられる。
【0044】
が飽和脂肪族アシル基又は飽和脂肪族アシルオキシ基である場合、飽和脂肪族アシル基又は飽和脂肪族アシルオキシ基の炭素原子数は、2~21が好ましく、2~7がより好ましい。Rが飽和脂肪族アシル基である場合の具体例としては、アセチル基、プロパノイル基、n-ブタノイル基、2-メチルプロパノイル基、n-ペンタノイル基、2,2-ジメチルプロパノイル基、n-ヘキサノイル基、n-ヘプタノイル基、n-オクタノイル基、n-ノナノイル基、n-デカノイル基、n-ウンデカノイル基、n-ドデカノイル基、n-トリデカノイル基、n-テトラデカノイル基、n-ペンタデカノイル基、及びn-ヘキサデカノイル基等が挙げられる。Rが飽和脂肪族アシルオキシ基である場合の具体例としては、アセチルオキシ基、プロパノイルオキシ基、n-ブタノイルオキシ基、2-メチルプロパノイルオキシ基、n-ペンタノイルオキシ基、2,2-ジメチルプロパノイルオキシ基、n-ヘキサノイルオキシ基、n-ヘプタノイルオキシ基、n-オクタノイルオキシ基、n-ノナノイルオキシ基、n-デカノイルオキシ基、n-ウンデカノイルオキシ基、n-ドデカノイルオキシ基、n-トリデカノイルオキシ基、n-テトラデカノイルオキシ基、n-ペンタデカノイルオキシ基、及びn-ヘキサデカノイルオキシ基等が挙げられる。
【0045】
がアルコキシカルボニル基である場合、アルコキシカルボニル基の炭素原子数は、2~20が好ましく、2~7がより好ましい。Rがアルコキシカルボニル基である場合の具体例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロピルオキシカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、n-ブチルオキシカルボニル基、イソブチルオキシカルボニル基、sec-ブチルオキシカルボニル基、tert-ブチルオキシカルボニル基、n-ペンチルオキシカルボニル基、イソペンチルオキシカルボニル基、sec-ペンチルオキシカルボニル基、tert-ペンチルオキシカルボニル基、n-ヘキシルオキシカルボニル基、n-ヘプチルオキシカルボニル基、n-オクチルオキシカルボニル基、イソオクチルオキシカルボニル基、sec-オクチルオキシカルボニル基、tert-オクチルオキシカルボニル基、n-ノニルオキシカルボニル基、イソノニルオキシカルボニル基、n-デシルオキシカルボニル基、及びイソデシルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0046】
がフェニルアルキル基である場合、フェニルアルキル基の炭素原子数は、7~20が好ましく、7~10がより好ましい。また、Rがナフチルアルキル基である場合、ナフチルアルキル基の炭素原子数は、11~20が好ましく、11~14がより好ましい。Rがフェニルアルキル基である場合の具体例としては、ベンジル基、2-フェニルエチル基、3-フェニルプロピル基、及び4-フェニルブチル基が挙げられる。Rがナフチルアルキル基である場合の具体例としては、α-ナフチルメチル基、β-ナフチルメチル基、2-(α-ナフチル)エチル基、及び2-(β-ナフチル)エチル基が挙げられる。Rが、フェニルアルキル基、又はナフチルアルキル基である場合、Rは、フェニル基、又はナフチル基上にさらに置換基を有していてもよい。
【0047】
がヘテロシクリル基である場合、ヘテロシクリル基は、1以上のN、S、Oを含む5員又は6員の単環であるか、かかる単環同士、又はかかる単環とベンゼン環とが縮合したヘテロシクリル基である。ヘテロシクリル基が縮合環である場合は、環数3までのものとする。ヘテロシクリル基は、芳香族基(ヘテロアリール基)であっても、非芳香族基であってもよい。かかるヘテロシクリル基を構成する複素環としては、フラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、チアジアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、イソインドール、インドリジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、キノキサリン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、ピペリジン、テトラヒドロピラン、及びテトラヒドロフラン等が挙げられる。Rがヘテロシクリル基である場合、ヘテロシクリル基はさらに置換基を有していてもよい。
【0048】
がヘテロシクリルカルボニル基である場合、ヘテロシクリルカルボニル基に含まれるヘテロシクリル基は、Rがヘテロシクリル基である場合と同様である。
【0049】
が1又は2の有機基で置換されたアミノ基である場合、有機基の好適な例は、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数3~10のシクロアルキル基、炭素原子数2~21の飽和脂肪族アシル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよい炭素原子数7~20のフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよい炭素原子数11~20のナフチルアルキル基、及びヘテロシクリル基等が挙げられる。これらの好適な有機基の具体例は、Rと同様である。1、又は2の有機基で置換されたアミノ基の具体例としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、n-プロピルアミノ基、ジ-n-プロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、n-ブチルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基、n-ペンチルアミノ基、n-ヘキシルアミノ基、n-ヘプチルアミノ基、n-オクチルアミノ基、n-ノニルアミノ基、n-デシルアミノ基、フェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、アセチルアミノ基、プロパノイルアミノ基、n-ブタノイルアミノ基、n-ペンタノイルアミノ基、n-ヘキサノイルアミノ基、n-ヘプタノイルアミノ基、n-オクタノイルアミノ基、n-デカノイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、α-ナフトイルアミノ基、及びβ-ナフトイルアミノ基等が挙げられる。
【0050】
に含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合の置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、飽和脂肪族アシル基、飽和脂肪族アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいフェノキシ基、置換基を有してもよいフェニルチオ基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよいベンゾイルオキシ基、置換基を有してもよいフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトキシ基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよいナフトイルオキシ基、置換基を有してもよいナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基、アミノ基、1又は2の有機基で置換されたアミノ基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、ハロゲン原子、ニトロ基、及びシアノ基等が挙げられる。
【0051】
に含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合、その置換基の数は、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されないが、1~4が好ましい。Rに含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基が、複数の置換基を有する場合、複数の置換基は、同一であっても異なっていてもよい。
【0052】
置換基がアルキル基である場合、炭素原子数1~20が好ましく、炭素原子数1~6がより好ましい。置換基がアルキル基である場合、直鎖であっても、分岐鎖であってもよい。置換基がアルキル基である場合の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、n-ノニル基、イソノニル基、n-デシル基、及びイソデシル基等が挙げられる。また、置換基がアルキル基である場合、アルキル基は炭素鎖中にエーテル結合(-O-)を含んでいてもよい。炭素鎖中にエーテル結合を有するアルキル基の例としては、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基、プロピルオキシエトキシエチル基、及びメトキシプロピル基等が挙げられる。
【0053】
置換基がアルコキシ基である場合、炭素原子数1~20が好ましく、炭素原子数1~6がより好ましい。また、置換基がアルコキシ基である場合、直鎖であっても、分岐鎖であってもよい。置換基がアルコキシ基である場合の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n-ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、n-ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、sec-ペンチルオキシ基、tert-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、イソオクチルオキシ基、sec-オクチオキシル基、tert-オクチルオキシ基、n-ノニルオキシ基、イソノニルオキシ基、n-デシルオキシ基、及びイソデシルオキシ基等が挙げられる。また、置換基がアルコキシ基である場合、アルコキシ基は炭素鎖中にエーテル結合(-O-)を含んでいてもよい。炭素鎖中にエーテル結合を有するアルコキシ基の例としては、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、メトキシエトキシエトキシ基、エトキシエトキシエトキシ基、プロピルオキシエトキシエトキシ基、及びメトキシプロピルオキシ基等が挙げられる。
【0054】
置換基がシクロアルキル基又はシクロアルコキシ基である場合、炭素原子数3~10が好ましく、炭素原子数3~6がより好ましい。置換基がシクロアルキル基である場合の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、及びシクロオクチル基等が挙げられる。置換基がシクロアルコキシ基である場合の具体例としては、シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、及びシクロオクチルオキシ基等が挙げられる。
【0055】
置換基が飽和脂肪族アシル基又は飽和脂肪族アシルオキシ基である場合、炭素原子数2~20が好ましく、炭素原子数2~7がより好ましい。置換基が飽和脂肪族アシル基である場合の具体例としては、アセチル基、プロパノイル基、n-ブタノイル基、2-メチルプロパノイル基、n-ペンタノイル基、2,2-ジメチルプロパノイル基、n-ヘキサノイル基、n-ヘプタノイル基、n-オクタノイル基、n-ノナノイル基、n-デカノイル基、n-ウンデカノイル基、n-ドデカノイル基、n-トリデカノイル基、n-テトラデカノイル基、n-ペンタデカノイル基、及びn-ヘキサデカノイル基等が挙げられる。置換基が飽和脂肪族アシルオキシ基である場合の具体例としては、アセチルオキシ基、プロパノイルオキシ基、n-ブタノイルオキシ基、2-メチルプロパノイルオキシ基、n-ペンタノイルオキシ基、2,2-ジメチルプロパノイルオキシ基、n-ヘキサノイルオキシ基、n-ヘプタノイルオキシ基、n-オクタノイルオキシ基、n-ノナノイルオキシ基、n-デカノイルオキシ基、n-ウンデカノイルオキシ基、n-ドデカノイルオキシ基、n-トリデカノイルオキシ基、n-テトラデカノイルオキシ基、n-ペンタデカノイルオキシ基、及びn-ヘキサデカノイルオキシ基等が挙げられる。
【0056】
置換基がアルコキシカルボニル基である場合、炭素原子数2~20が好ましく、炭素原子数2~7がより好ましい。置換基がアルコキシカルボニル基である場合の具体例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロピルオキシカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、n-ブチルオキシカルボニル基、イソブチルオキシカルボニル基、sec-ブチルオキシカルボニル基、tert-ブチルオキシカルボニル基、n-ペンチルオキシカルボニル基、イソペンチルオキシカルボニル基、sec-ペンチルオキシカルボニル基、tert-ペンチルオキシカルボニル基、n-ヘキシルオキシカルボニル基、n-ヘプチルオキシカルボニル基、n-オクチルオキシカルボニル基、イソオクチルオキシカルボニル基、sec-オクチオキシルカルボニル基、tert-オクチルオキシカルボニル基、n-ノニルオキシカルボニル基、イソノニルオキシカルボニル基、n-デシルオキシカルボニル基、及びイソデシルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0057】
置換基が置換基を有してもよいフェニルアルキル基である場合、炭素原子数7~20が好ましく、炭素原子数7~10がより好ましい。また、置換基が置換基を有してもよいナフチルアルキル基である場合、炭素原子数11~20が好ましく、炭素原子数11~14がより好ましい。置換基が置換基を有してもよいフェニルアルキル基である場合の具体例としては、ベンジル基、2-フェニルエチル基、3-フェニルプロピル基、及び4-フェニルブチル基が挙げられる。置換基が置換基を有してもよいナフチルアルキル基である場合の具体例としては、α-ナフチルメチル基、β-ナフチルメチル基、2-(α-ナフチル)エチル基、及び2-(β-ナフチル)エチル基が挙げられる。
【0058】
置換基が置換基を有してもよいヘテロシクリル基である場合、上記ヘテロシクリル基は、1以上のN、S、Oを含む5員又は6員の単環であるか、かかる単環同士、又はかかる単環とベンゼン環とが縮合したヘテロシクリル基である。上記ヘテロシクリル基が縮合環である場合は、環数3までのものとする。かかるヘテロシクリル基を構成する複素環としては、フラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、チアジアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、イソインドール、インドリジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、及びキノキサリン等が挙げられる。
【0059】
置換基が1又は2の有機基で置換されたアミノ基である場合、有機基の好適な例としては、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数3~10のシクロアルキル基、炭素原子数2~20の飽和脂肪族アシル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよい炭素原子数7~20のフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよい炭素原子数11~20のナフチルアルキル基、及びヘテロシクリル基等が挙げられる。これらの好適な有機基の具体例は、上記で置換基について例示したものと同様である。1又は2の有機基で置換されたアミノ基の具体例としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、n-プロピルアミノ基、ジ-n-プロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、n-ブチルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基、n-ペンチルアミノ基、n-ヘキシルアミノ基、n-ヘプチルアミノ基、n-オクチルアミノ基、n-ノニルアミノ基、n-デシルアミノ基、フェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、アセチルアミノ基、プロパノイルアミノ基、n-ブタノイルアミノ基、n-ペンタノイルアミノ基、n-ヘキサノイルアミノ基、n-ヘプタノイルアミノ基、n-オクタノイルアミノ基、n-デカノイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、α-ナフトイルアミノ基、及びβ-ナフトイルアミノ基等が挙げられる。
【0060】
上記置換基において、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基等がさらに置換基を有する場合の置換基の例としては、炭素原子数1~6のアルキル基;炭素原子数1~6のアルコキシ基;炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシル基;炭素原子数2~7のアルコキシカルボニル基;炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシルオキシ基;フェニル基;ナフチル基;ベンゾイル基;ナフトイル基;炭素原子数1~6のアルキル基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、及びフェニル基からなる群より選択される基により置換されたベンゾイル基;炭素原子数1~6のアルキル基を有するモノアルキルアミノ基;炭素原子数1~6のアルキル基を有するジアルキルアミノ基;モルホリン-1-イル基;ピペラジン-1-イル基;ハロゲン原子;ニトロ基;シアノ基が挙げられる。上記置換基に含まれるフェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基等がさらに置換基を有する場合、その置換基の数は、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されないが、1~4が好ましい。フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基等が、複数の置換基を有する場合、複数の置換基は、同一であっても異なっていてもよい。
【0061】
有機基の中でも、Rとしては、アルキル基、シクロアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基、又はシクロアルキルアルキル基、芳香環上に置換基を有していてもよいフェニルチオアルキル基が好ましい。アルキル基としては、炭素原子数1~20のアルキル基が好ましく、炭素原子数1~8のアルキル基がより好ましく、炭素原子数1~4のアルキル基が特に好ましく、メチル基が最も好ましい。置換基を有していてもよいフェニル基の中では、メチルフェニル基が好ましく、2-メチルフェニル基がより好ましい。シクロアルキルアルキル基に含まれるシクロアルキル基の炭素原子数は、5~10が好ましく、5~8がより好ましく、5又は6が特に好ましい。シクロアルキルアルキル基に含まれるアルキレン基の炭素原子数は、1~8が好ましく、1~4がより好ましく、2が特に好ましい。シクロアルキルアルキル基の中では、シクロペンチルエチル基が好ましい。芳香環上に置換基を有していてもよいフェニルチオアルキル基に含まれるアルキレン基の炭素原子数は、1~8が好ましく、1~4がより好ましく、2が特に好ましい。芳香環上に置換基を有していてもよいフェニルチオアルキル基の中では、2-(4-クロロフェニルチオ)エチル基が好ましい。
【0062】
また、Rとしては、-Ab1-CO-O-Ab2で表される基も好ましい。Ab1は、2価の有機基であり、2価の炭化水素基であるのが好ましく、アルキレン基であるのが好ましい。Ab2は、1価の有機基であり、1価の炭化水素基であるのが好ましい。
【0063】
b1がアルキレン基である場合、アルキレン基は直鎖状でも分岐鎖状でもよく、直鎖状が好ましい。Ab1がアルキレン基である場合、アルキレン基の炭素原子数は1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~4が特に好ましい。
【0064】
b2の好適な例としては、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数7~20のアラルキル基、及び炭素原子数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられる。Ab2の好適な具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基、フェネチル基、α-ナフチルメチル基、及びβ-ナフチルメチル基等が挙げられる。
【0065】
-Ab1-CO-O-Ab2で表される基の好適な具体例としては、2-メトキシカルボニルエチル基、2-エトキシカルボニルエチル基、2-n-プロピルオキシカルボニルエチル基、2-n-ブチルオキシカルボニルエチル基、2-n-ペンチルオキシカルボニルエチル基、2-n-ヘキシルオキシカルボニルエチル基、2-ベンジルオキシカルボニルエチル基、2-フェノキシカルボニルエチル基、3-メトキシカルボニル-n-プロピル基、3-エトキシカルボニル-n-プロピル基、3-n-プロピルオキシカルボニル-n-プロピル基、3-n-ブチルオキシカルボニル-n-プロピル基、3-n-ペンチルオキシカルボニル-n-プロピル基、3-n-ヘキシルオキシカルボニル-n-プロピル基、3-ベンジルオキシカルボニル-n-プロピル基、及び3-フェノキシカルボニル-n-プロピル基等が挙げられる。
【0066】
以上、Rについて説明したが、Rとしては、下記式(b1a)又は(b1b)で表される基が好ましい。
【化9】
(式(b1a)及び(b1b)中、R及びRはそれぞれ有機基であり、pは0~4の整数であり、R及びRがベンゼン環上の隣接する位置に存在する場合、RとRとが互いに結合して環を形成してもよく、qは1~8の整数であり、rは1~5の整数であり、sは0~(r+3)の整数であり、Rは有機基である。)
【0067】
式(b1a)中のR及びRについての有機基の例は、Rと同様である。Rとしては、アルキル基又はフェニル基が好ましい。Rがアルキル基である場合、その炭素原子数は、1~10が好ましく、1~5がより好ましく、1~3が特に好ましく、1が最も好ましい。つまり、Rはメチル基であるのが最も好ましい。
とRとが結合して環を形成する場合、当該環は、芳香族環でもよく、脂肪族環でもよい。式(b1a)で表される基であって、RとRとが環を形成している基の好適な例としては、ナフタレン-1-イル基や、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-5-イル基等が挙げられる。上記式(b1a)中、pは0~4の整数であり、0又は1であるのが好ましく、0であるのがより好ましい。
【0068】
上記式(b1b)中、Rは有機基である。有機基としては、Rについて説明した有機基と同様の基が挙げられる。
としての有機基の中では、アルキル基が好ましい。アルキル基は直鎖状でも分岐鎖状でもよい。アルキル基の炭素原子数は1~10が好ましく、1~5がより好ましく、1~3が特に好ましい。Rとしては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等が好ましく例示され、これらの中でも、メチル基であることがより好ましい。
【0069】
上記式(b1b)中、rは1~5の整数であり、1~3の整数が好ましく、1又は2がより好ましい。上記式(b1b)中、sは0~(r+3)であり、0~3の整数が好ましく、0~2の整数がより好ましく、0が特に好ましい。上記式(b1b)中、qは1~8の整数であり、1~5の整数が好ましく、1~3の整数がより好ましく、1又は2が特に好ましい。
【0070】
式(1)中、Rは有機基である。かかる有機基としては、置換基を有してもよいアリール基、又は置換基を有してもよいヘテロアリール基が好ましい。置換基を有してもよいアリール基としては、例えば、置換基を有してもよいフェニル基が挙げられる。置換基を有してもよいヘテロアリール基としては、例えば、置換基を有してもよいカルバゾリル基が挙げられる。
【0071】
において、アリール基、ヘテロアリール基、フェニル基、又はカルバゾリル基が有してもよい置換基は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。アリール基、ヘテロアリール基、フェニル基、又はカルバゾリル基が、炭素原子上に有してもよい好適な置換基の例としては、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、飽和脂肪族アシル基、飽和脂肪族アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいフェノキシ基、置換基を有してもよいフェニルチオ基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよいベンゾイルオキシ基、置換基を有してもよいフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトキシ基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよいナフトイルオキシ基、置換基を有してもよいナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基、アミノ基、1又は2の有機基で置換されたアミノ基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、ハロゲン原子、ニトロ基、及びシアノ基等が挙げられる。
【0072】
がヘテロアリール基又はカルバゾリル基である場合、ヘテロアリール基が窒素原子等のヘテロ原子上に有してもよい好適な置換基、及び、カルバゾリル基が窒素原子上に有してもよい好適な置換基の例としては、アルキル基、シクロアルキル基、飽和脂肪族アシル基、アルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよいフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよいナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、及び置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基等が挙げられる。これらの置換基の中では、アルキル基が好ましく、炭素原子数1~20のアルキル基がより好ましく、炭素原子数1~6のアルキル基がさらにより好ましく、エチル基が特に好ましい。
【0073】
アリール基、ヘテロアリール基、フェニル基、又はカルバゾリル基が有してもよい置換基の具体例について、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、飽和脂肪族アシル基、飽和脂肪族アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、及び1又は2の有機基で置換されたアミノ基に関しては、Rについて説明したのと同様である。
【0074】
上記置換基において、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基等がさらに置換基を有する場合の置換基に関しては、Rについて説明したのと同様である。
【0075】
の中では、感光性組成物が感度に優れる点から、下記式(1-1)又は(1-2)で表される基が好ましく、下記式(1-1)で表される基がより好ましく、下記式(1-1)で表される基であって、AがSである基が特に好ましい。
【0076】
【化10】
(Rは、1価の有機基、アミノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、及びシアノ基からなる群より選択される基であり、AはS又はOであり、nは、0~4の整数である。)
【0077】
【化11】
(R及びRは、それぞれ、1価の有機基である。)
【0078】
感光性組成物を用いてパターンを形成する場合、パターン形成時のポストベークの工程での加熱によって、パターンに着色が生じやすい。しかし、感光性組成物において、光重合開始剤として、Rが上記式(1-1)で表される基であって、AがSである基である、式(1)で表されるオキシムエステル化合物を用いる場合、加熱によるパターンの着色を抑制しやすい。
【0079】
式(1-1)におけるRが有機基である場合、本発明の目的を阻害しない範囲で、種々の有機基から選択できる。式(1-1)においてRが有機基である場合の好適な例としては、炭素原子数1~6のアルキル基;炭素原子数1~6のアルコキシ基;炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシル基;炭素原子数2~7のアルコキシカルボニル基;炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシルオキシ基;フェニル基;ナフチル基;ベンゾイル基;ナフトイル基;炭素原子数1~6のアルキル基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、及びフェニル基からなる群より選択される基により置換されたベンゾイル基;炭素原子数1~6のアルキル基を有するモノアルキルアミノ基;炭素原子数1~6のアルキル基を有するジアルキルアミノ基;モルホリン-1-イル基;ピペラジン-1-イル基;ハロゲン;ニトロ基;シアノ基が挙げられる。
【0080】
の中では、ベンゾイル基;ナフトイル基;炭素原子数1~6のアルキル基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、及びフェニル基からなる群より選択される基により置換されたベンゾイル基;ニトロ基が好ましく、ベンゾイル基;ナフトイル基;2-メチルフェニルカルボニル基;4-(ピペラジン-1-イル)フェニルカルボニル基;4-(フェニル)フェニルカルボニル基がより好ましい。
【0081】
また、式(1-1)において、nは、0~3の整数が好ましく、0~2の整数がより好ましく、0又は1であるのが特に好ましい。nが1である場合、Rの結合する位置は、Rが結合するフェニル基が原子Aと結合する結合手に対して、パラ位であるのが好ましい。
【0082】
式(1-2)におけるRは、本発明の目的を阻害しない範囲で、種々の有機基から選択できる。Rの好適な例としては、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数3~10のシクロアルキル基、炭素原子数2~20の飽和脂肪族アシル基、炭素原子数2~20のアルコキシアルキル基、炭素原子数2~20のアルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよい炭素原子数7~20のフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよい炭素原子数11~20のナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、及び置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基等が挙げられる。
【0083】
の中では、炭素原子数1~20のアルキル基又は炭素原子数2~20のアルコキシアルキル基が好ましく、炭素原子数1~6のアルキル基又は炭素原子数2~6のアルコキシアルキル基がより好ましく、エチル基又はエトキシエチル基が特に好ましい。
【0084】
式(1-2)におけるRは、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、種々の有機基から選択できる。Rとして好適な基の具体例としては、炭素原子数1~20のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいナフチル基、及び置換基を有してもよいヘテロシクリル基が挙げられる。Rとして、これらの基の中では置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいチエニル基がより好ましく、2-メチルフェニル基又はチエニル基が特に好ましい。
【0085】
、R、又はRに含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合の置換基としては、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数1~6のアルコキシ基、炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシル基、炭素原子数2~7のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシルオキシ基、炭素原子数1~6のアルキル基を有するモノアルキルアミノ基、炭素原子数1~6のアルキル基を有するジアルキルアミノ基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、ハロゲン、ニトロ基、及びシアノ基等が挙げられる。R、R、又はRに含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合、その置換基の数は、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されないが、1~4が好ましい。R、R、又はRに含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基が、複数の置換基を有する場合、複数の置換基は、同一であっても異なっていてもよい。
【0086】
式(1)中、Rは有機基である。有機基としては特に限定されないが、アルキル基、アリール基が好ましい。アルキル基としては炭素原子数1~11のアルキル基が好ましい。アリール基としては、置換基を有してもよいフェニル基である。置換基を有してもよいフェニル基における置換基は、Rについて説明した置換基と同様である。
としては炭素原子数1~6のアルキル基、及びフェニル基がより好ましく、メチル基、エチル基、及びフェニル基が特に好ましく、メチル基、及びエチル基が最も好ましい。
【0087】
式(1)で表される光重合開始剤としては、下記式(b1)で表されるオキシム系化合物を用いることも好ましい。
【化12】
(Rb1は、1価の有機基、アミノ基、ハロゲン、ニトロ基、及びシアノ基からなる群より選択される基であり、
n1は0~4の整数であり、
b2は、置換基を有してもよいフェニル基、又は置換基を有してもよいカルバゾリル基であり、
b3は、水素原子、又は炭素原子数1~6のアルキル基である。)
【0088】
式(b1)中、Rb1は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、種々の有機基から適宜選択される。Rb1が有機基である場合の好適な例としては、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、飽和脂肪族アシル基、飽和脂肪族アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいフェノキシ基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよいベンゾイルオキシ基、置換基を有してもよいフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトキシ基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよいナフトイルオキシ基、置換基を有してもよいナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、アミノ基、1、又は2の有機基で置換されたアミノ基、モルホリン-1-イル基、及びピペラジン-1-イル基、ハロゲン、ニトロ基、及びシアノ基等が挙げられる。n1が2~4の整数である場合、Rb1は同一であっても異なっていてもよい。また、置換基の炭素原子数には、置換基がさらに有する置換基の炭素原子数を含まない。
【0089】
b1がアルキル基である場合、炭素原子数1~20が好ましく、炭素原子数1~6がより好ましい。また、Rb1がアルキル基である場合、直鎖であっても、分岐鎖であってもよい。Rb1がアルキル基である場合の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、n-ノニル基、イソノニル基、n-デシル基、及びイソデシル基等が挙げられる。また、Rb1がアルキル基である場合、アルキル基は炭素鎖中にエーテル結合(-O-)を含んでいてもよい。炭素鎖中にエーテル結合を有するアルキル基の例としては、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基、プロピルオキシエトキシエチル基、及びメトキシプロピル基等が挙げられる。
【0090】
b1がアルコキシ基である場合、炭素原子数1~20が好ましく、炭素原子数1~6がより好ましい。また、Rb1がアルコキシ基である場合、直鎖であっても、分岐鎖であってもよい。Rb1がアルコキシ基である場合の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n-ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、n-ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、sec-ペンチルオキシ基、tert-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、イソオクチルオキシ基、sec-オクチルオキシ基、tert-オクチルオキシ基、n-ノニルオキシ基、イソノニルオキシ基、n-デシルオキシ基、及びイソデシルオキシ基等が挙げられる。また、Rb1がアルコキシ基である場合、アルコキシ基は炭素鎖中にエーテル結合(-O-)を含んでいてもよい。炭素鎖中にエーテル結合を有するアルコキシ基の例としては、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、メトキシエトキシエトキシ基、エトキシエトキシエトキシ基、プロピルオキシエトキシエトキシ基、及びメトキシプロピルオキシ基等が挙げられる。
【0091】
b1がシクロアルキル基、又はシクロアルコキシ基である場合、炭素原子数3~10が好ましく、炭素原子数3~6がより好ましい。Rb1がシクロアルキル基である場合の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、及びシクロオクチル基等が挙げられる。Rb1がシクロアルコキシ基である場合の具体例としては、シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、及びシクロオクチルオキシ基等が挙げられる。
【0092】
b1が飽和脂肪族アシル基、又は飽和脂肪族アシルオキシ基である場合、炭素原子数2~20が好ましく、炭素原子数2~7がより好ましい。Rb1が飽和脂肪族アシル基である場合の具体例としては、アセチル基、プロパノイル基、n-ブタノイル基、2-メチルプロパノイル基、n-ペンタノイル基、2,2-ジメチルプロパノイル基、n-ヘキサノイル基、n-ヘプタノイル基、n-オクタノイル基、n-ノナノイル基、n-デカノイル基、n-ウンデカノイル基、n-ドデカノイル基、n-トリデカノイル基、n-テトラデカノイル基、n-ペンタデカノイル基、及びn-ヘキサデカノイル基等が挙げられる。Rb1が飽和脂肪族アシルオキシ基である場合の具体例としては、アセチルオキシ基、プロパノイルオキシ基、n-ブタノイルオキシ基、2-メチルプロパノイルオキシ基、n-ペンタノイルオキシ基、2,2-ジメチルプロパノイルオキシ基、n-ヘキサノイルオキシ基、n-ヘプタノイルオキシ基、n-オクタノイルオキシ基、n-ノナノイルオキシ基、n-デカノイルオキシ基、n-ウンデカノイルオキシ基、n-ドデカノイルオキシ基、n-トリデカノイルオキシ基、n-テトラデカノイルオキシ基、n-ペンタデカノイルオキシ基、及びn-ヘキサデカノイルオキシ基等が挙げられる。
【0093】
b1がアルコキシカルボニル基である場合、炭素原子数2~20が好ましく、炭素原子数2~7がより好ましい。Rb1がアルコキシカルボニル基である場合の具体例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロピルオキシカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、n-ブチルオキシカルボニル基、イソブチルオキシカルボニル基、sec-ブチルオキシカルボニル基、tert-ブチルオキシカルボニル基、n-ペンチルオキシカルボニル基、イソペンチルオキシカルボニル基、sec-ペンチルオキシカルボニル基、tert-ペンチルオキシカルボニル基、n-ヘキシルオキシカルボニル基、n-ヘプチルオキシカルボニル基、n-オクチルオキシカルボニル基、イソオクチルオキシカルボニル基、sec-オクチルオキシルカルボニル基、tert-オクチルオキシカルボニル基、n-ノニルオキシカルボニル基、イソノニルオキシカルボニル基、n-デシルオキシカルボニル基、及びイソデシルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0094】
b1がフェニルアルキル基である場合、炭素原子数7~20が好ましく、炭素原子数7~10がより好ましい。またRb1がナフチルアルキル基である場合、炭素原子数11~20が好ましく、炭素原子数11~14がより好ましい。Rb1がフェニルアルキル基である場合の具体例としては、ベンジル基、2-フェニルエチル基、3-フェニルプロピル基、及び4-フェニルブチル基が挙げられる。Rb1がナフチルアルキル基である場合の具体例としては、α-ナフチルメチル基、β-ナフチルメチル基、2-(α-ナフチル)エチル基、及び2-(β-ナフチル)エチル基が挙げられる。Rb1が、フェニルアルキル基、又はナフチルアルキル基である場合、Rb1は、フェニル基、又はナフチル基上にさらに置換基を有していてもよい。
【0095】
b1がヘテロシクリル基である場合、ヘテロシクリル基は、1以上のN、S、Oを含む5員又は6員の単環であるか、かかる単環同士、又はかかる単環とベンゼン環とが縮合したヘテロシクリル基である。ヘテロシクリル基が縮合環である場合は、環数3までのものとする。かかるヘテロシクリル基を構成する複素環としては、フラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、チアジアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、イソインドール、インドリジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、及びキノキサリン等が挙げられる。Rb1がヘテロシクリル基である場合、ヘテロシクリル基はさらに置換基を有していてもよい。
【0096】
b1が1、又は2の有機基で置換されたアミノ基である場合、有機基の好適な例は、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数3~10のシクロアルキル基、炭素原子数2~20の飽和脂肪族アシル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよい炭素原子数7~20のフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよい炭素原子数11~20のナフチルアルキル基、及びヘテロシクリル基等が挙げられる。これらの好適な有機基の具体例は、Rb1と同様である。1、又は2の有機基で置換されたアミノ基の具体例としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、n-プロピルアミノ基、ジ-n-プロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、n-ブチルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基、n-ペンチルアミノ基、n-ヘキシルアミノ基、n-ヘプチルアミノ基、n-オクチルアミノ基、n-ノニルアミノ基、n-デシルアミノ基、フェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、アセチルアミノ基、プロパノイルアミノ基、n-ブタノイルアミノ基、n-ペンタノイルアミノ基、n-ヘキサノイルアミノ基、n-ヘプタノイルアミノ基、n-オクタノイルアミノ基、n-デカノイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、α-ナフトイルアミノ基、及びβ-ナフトイルアミノ基等が挙げられる。
【0097】
b1に含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合の置換基としては、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数1~6のアルコキシ基、炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシル基、炭素原子数2~7のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシルオキシ基、炭素原子数1~6のアルキル基を有するモノアルキルアミノ基、炭素原子数1~6のアルキル基を有するジアルキルアミノ基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、ハロゲン、ニトロ基、及びシアノ基等が挙げられる。Rb1に含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合、その置換基の数は、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されないが、1~4が好ましい。Rb1に含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基が、複数の置換基を有する場合、複数の置換基は、同一であっても異なっていてもよい。
【0098】
b1の中では、化学的に安定であることや、立体的な障害が少なく、オキシムエステル化合物の合成が容易であること等から、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数1~6のアルコキシ基、及び炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシル基からなる群より選択される基が好ましく、炭素原子数1~6のアルキルがより好ましく、メチル基が特に好ましい。
【0099】
b1がフェニル基に結合する位置は、Rb1が結合するフェニル基について、フェニル基とオキシムエステル化合物の主骨格との結合手の位置を1位とし、メチル基の位置を2位とする場合に、4位、又は5位が好ましく、5位がよりに好ましい。また、n1は、0~3の整数が好ましく、0~2の整数がより好ましく、0、又は1が特に好ましい。
【0100】
b2は、置換基を有してもよいフェニル基、又は置換基を有してもよいカルバゾリル基である。また、Rb2が置換基を有してもよいカルバゾリル基である場合、カルバゾリル基上の窒素原子は、炭素原子数1~6のアルキル基で置換されていてもよい。
【0101】
b2において、フェニル基、又はカルバゾリル基が有する置換基は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。フェニル基、又はカルバゾリル基が、炭素原子上に有してもよい好適な置換基の例としては、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数1~20のアルコキシ基、炭素原子数3~10のシクロアルキル基、炭素原子数3~10のシクロアルコキシ基、炭素原子数2~20の飽和脂肪族アシル基、炭素原子数2~20のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~20の飽和脂肪族アシルオキシ基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいフェノキシ基、置換基を有してもよいフェニルチオ基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよいベンゾイルオキシ基、置換基を有してもよい炭素原子数7~20のフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトキシ基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよいナフトイルオキシ基、置換基を有してもよい炭素原子数11~20のナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基、アミノ基、1、又は2の有機基で置換されたアミノ基、モルホリン-1-イル基、及びピペラジン-1-イル基、ハロゲン、ニトロ基、及びシアノ基等が挙げられる。
【0102】
b2がカルバゾリル基である場合、カルバゾリル基が窒素原子上に有してもよい好適な置換基の例としては、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数3~10のシクロアルキル基、炭素原子数2~20の飽和脂肪族アシル基、炭素原子数2~20のアルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよい炭素原子数7~20のフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよい炭素原子数11~20のナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、及び置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基等が挙げられる。これらの置換基の中では、炭素原子数1~20のアルキル基が好ましく、炭素原子数1~6のアルキル基がより好ましく、エチル基が特に好ましい。
【0103】
フェニル基、又はカルバゾリル基が有してもよい置換基の具体例について、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、飽和脂肪族アシル基、アルコキシカルボニル基、飽和脂肪族アシルオキシ基、置換基を有してもよいフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、及び1、又は2の有機基で置換されたアミノ基に関しては、Rb1と同様である。
【0104】
b2において、フェニル基、又はカルバゾリル基が有する置換基に含まれるフェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合の置換基の例としては、炭素原子数1~6のアルキル基;炭素原子数1~6のアルコキシ基;炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシル基;炭素原子数2~7のアルコキシカルボニル基;炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシルオキシ基;フェニル基;ナフチル基;ベンゾイル基;ナフトイル基;炭素原子数1~6のアルキル基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、及びフェニル基からなる群より選択される基により置換されたベンゾイル基;炭素原子数1~6のアルキル基を有するモノアルキルアミノ基;炭素原子数1~6のアルキル基を有するジアルキルアミノ基;モルホリン-1-イル基;ピペラジン-1-イル基;ハロゲン;ニトロ基;シアノ基が挙げられる。フェニル基、又はカルバゾリル基が有する置換基に含まれるフェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合、その置換基の数は、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されないが、1~4が好ましい。フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基が、複数の置換基を有する場合、複数の置換基は、同一であっても異なっていてもよい。
【0105】
b2の中では、感度に優れる光重合開始剤を得やすい点から、下記式(b2)、又は(b3)で表される基が好ましく、下記式(b2)で表される基がより好ましく、下記式(b2)で表される基であって、AがSである基が特に好ましい。
【0106】
【化13】
(Rb4は、1価の有機基、アミノ基、ハロゲン、ニトロ基、及びシアノ基からなる群より選択される基であり、AはS又はOであり、n2は、0~4の整数である。)
【0107】
【化14】
(Rb5及びRb6は、それぞれ、1価の有機基である。)
【0108】
式(b2)におけるRb4が有機基である場合、本発明の目的を阻害しない範囲で、種々の有機基から選択できる。式(b2)においてRb4が有機基である場合の好適な例としては、炭素原子数1~6のアルキル基;炭素原子数1~6のアルコキシ基;炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシル基;炭素原子数2~7のアルコキシカルボニル基;炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシルオキシ基;フェニル基;ナフチル基;ベンゾイル基;ナフトイル基;炭素原子数1~6のアルキル基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、及びフェニル基からなる群より選択される基により置換されたベンゾイル基;炭素原子数1~6のアルキル基を有するモノアルキルアミノ基;炭素原子数1~6のアルキル基を有するジアルキルアミノ基;モルホリン-1-イル基;ピペラジン-1-イル基;ハロゲン;ニトロ基;シアノ基が挙げられる。
【0109】
b4の中では、ベンゾイル基;ナフトイル基;炭素原子数1~6のアルキル基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、及びフェニル基からなる群より選択される基により置換されたベンゾイル基;ニトロ基が好ましく、ベンゾイル基;ナフトイル基;2-メチルフェニルカルボニル基;4-(ピペラジン-1-イル)フェニルカルボニル基;4-(フェニル)フェニルカルボニル基がより好ましい。
【0110】
また、式(b2)において、n2は、0~3の整数が好ましく、0~2の整数がより好ましく、0、又は1であるのが特に好ましい。n2が1である場合、Rb4の結合する位置は、Rb4が結合するフェニル基が酸素原子又は硫黄原子と結合する結合手に対して、パラ位であるのが好ましい。
【0111】
式(b3)におけるRb5は、本発明の目的を阻害しない範囲で、種々の有機基から選択できる。Rb5の好適な例としては、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数3~10のシクロアルキル基、炭素原子数2~20の飽和脂肪族アシル基、炭素原子数2~
20のアルコキシアルキル基、炭素原子数2~20のアルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよい炭素原子数7~20のフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよい炭素原子数11~20のナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、及び置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基等が挙げられる。
【0112】
b5の中では、炭素原子数1~20のアルキル基、又は炭素原子数2~20のアルコキシアルキル基が好ましく、炭素原子数1~6のアルキル基、又は炭素原子数2~6のアルコキシアルキル基がより好ましく、エチル基、又はエトキシエチル基が特に好ましい。
【0113】
式(b3)におけるRb6は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、種々の有機基から選択できる。Rb6として好適な基の具体例としては、炭素原子数1~20のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいナフチル基、及び置換基を有してもよいヘテロシクリル基が挙げられる。Rb6として、これらの基の中では置換基を有してもよいフェニル基、又は置換基を有してもよいチエニル基がより好ましく、2-メチルフェニル基、又はチエニル基が特に好ましい。
【0114】
b4、Rb5、又はRb6に含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合の置換基としては、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数1~6のアルコキシ基、炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシル基、炭素原子数2~7のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシルオキシ基、炭素原子数1~6のアルキル基を有するモノアルキルアミノ基、炭素原子数1~6のアルキル基を有するジアルキルアミノ基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、ハロゲン、ニトロ基、及びシアノ基等が挙げられる。Rb4、Rb5、又はRb6に含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合、その置換基の数は、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されないが、1~4が好ましい。Rb4、Rb5、又はRb6に含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基が、複数の置換基を有する場合、複数の置換基は、同一であっても異なっていてもよい。
【0115】
式(b1)におけるRb3は、水素原子、又は炭素原子数1~6のアルキル基である。Rb3としては、メチル基、又はエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
【0116】
式(b1)で表されるオキシムエステル化合物の中でも特に好適な化合物としては、下記のPI-1~PI-42が挙げられる。
【化15】
【0117】
【化16】
【0118】
【化17】
【0119】
【化18】
【0120】
【化19】
【0121】
【化20】
【0122】
また、下記式(b4)で表されるオキシムエステル化合物も、光重合開始剤として好ましい。
【0123】
【化21】
(Rb7は水素原子、ニトロ基又は1価の有機基であり、Rb8及びRb9は、それぞれ、置換基を有してもよい鎖状アルキル基、置換基を有してもよい環状有機基、又は水素原子であり、Rb8とRb9とは相互に結合して環を形成してもよく、Rb10は1価の有機基であり、Rb11は、水素原子、置換基を有してもよい炭素原子数1~11のアルキル基、又は置換基を有してもよいアリール基であり、n3は0~4の整数である。)
【0124】
ここで、式(b4)のオキシムエステル化合物を製造するためのオキシム化合物としては、下式(b5)で表される化合物が好適である。
【0125】
【化22】
(Rb7、Rb8、Rb9、Rb10、及びn3は、式(b4)と同様である。)
【0126】
式(b4)及び(b5)中、Rb7は、水素原子、ニトロ基又は1価の有機基である。Rb7は、式(b4)中のフルオレン環上で、カルボニル基に結合する6員芳香環とは、異なる6員芳香環に結合する。式(b4)中、Rb7のフルオレン環に対する結合位置は特に限定されない。式(b4)で表される化合物が1以上のRb7を有する場合、式(b4)で表される化合物の合成が容易であること等から、1以上のRb7のうちの1つがフルオレン環中の2位に結合するのが好ましい。Rb7が複数である場合、複数のRb7は同一であっても異なっていてもよい。
【0127】
b7が有機基である場合、Rb7は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、種々の有機基から適宜選択される。Rb7が有機基である場合の好適な例としては、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、飽和脂肪族アシル基、飽和脂肪族アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいフェノキシ基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよいベンゾイルオキシ基、置換基を有してもよいフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトキシ基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよいナフトイルオキシ基、置換基を有してもよいナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基、1、又は2の有機基で置換されたアミノ基、モルホリン-1-イル基、及びピペラジン-1-イル基等が挙げられる。
【0128】
b7がアルキル基である場合、アルキル基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~6がより好ましい。また、Rb7がアルキル基である場合、直鎖であっても、分岐鎖であってもよい。Rb7がアルキル基である場合の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、n-ノニル基、イソノニル基、n-デシル基、及びイソデシル基等が挙げられる。また、Rb7がアルキル基である場合、アルキル基は炭素鎖中にエーテル結合(-O-)を含んでいてもよい。炭素鎖中にエーテル結合を有するアルキル基の例としては、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基、プロピルオキシエトキシエチル基、及びメトキシプロピル基等が挙げられる。
【0129】
b7がアルコキシ基である場合、アルコキシ基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~6がより好ましい。また、Rb7がアルコキシ基である場合、直鎖であっても、分岐鎖であってもよい。Rb7がアルコキシ基である場合の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n-ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、n-ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、sec-ペンチルオキシ基、tert-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、イソオクチルオキシ基、sec-オクチルオキシ基、tert-オクチルオキシ基、n-ノニルオキシ基、イソノニルオキシ基、n-デシルオキシ基、及びイソデシルオキシ基等が挙げられる。また、Rb7がアルコキシ基である場合、アルコキシ基は炭素鎖中にエーテル結合(-O-)を含んでいてもよい。炭素鎖中にエーテル結合を有するアルコキシ基の例としては、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、メトキシエトキシエトキシ基、エトキシエトキシエトキシ基、プロピルオキシエトキシエトキシ基、及びメトキシプロピルオキシ基等が挙げられる。
【0130】
b7がシクロアルキル基又はシクロアルコキシ基である場合、シクロアルキル基又はシクロアルコキシ基の炭素原子数は、3~10が好ましく、3~6がより好ましい。Rb7がシクロアルキル基である場合の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、及びシクロオクチル基等が挙げられる。Rb7がシクロアルコキシ基である場合の具体例としては、シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、及びシクロオクチルオキシ基等が挙げられる。
【0131】
b7が飽和脂肪族アシル基又は飽和脂肪族アシルオキシ基である場合、飽和脂肪族アシル基又は飽和脂肪族アシルオキシ基の炭素原子数は、2~21が好ましく、2~7がより好ましい。Rb7が飽和脂肪族アシル基である場合の具体例としては、アセチル基、プロパノイル基、n-ブタノイル基、2-メチルプロパノイル基、n-ペンタノイル基、2,2-ジメチルプロパノイル基、n-ヘキサノイル基、n-ヘプタノイル基、n-オクタノイル基、n-ノナノイル基、n-デカノイル基、n-ウンデカノイル基、n-ドデカノイル基、n-トリデカノイル基、n-テトラデカノイル基、n-ペンタデカノイル基、及びn-ヘキサデカノイル基等が挙げられる。Rb7が飽和脂肪族アシルオキシ基である場合の具体例としては、アセチルオキシ基、プロパノイルオキシ基、n-ブタノイルオキシ基、2-メチルプロパノイルオキシ基、n-ペンタノイルオキシ基、2,2-ジメチルプロパノイルオキシ基、n-ヘキサノイルオキシ基、n-ヘプタノイルオキシ基、n-オクタノイルオキシ基、n-ノナノイルオキシ基、n-デカノイルオキシ基、n-ウンデカノイルオキシ基、n-ドデカノイルオキシ基、n-トリデカノイルオキシ基、n-テトラデカノイルオキシ基、n-ペンタデカノイルオキシ基、及びn-ヘキサデカノイルオキシ基等が挙げられる。
【0132】
b7がアルコキシカルボニル基である場合、アルコキシカルボニル基の炭素原子数は、2~20が好ましく、2~7がより好ましい。Rb7がアルコキシカルボニル基である場合の具体例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロピルオキシカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、n-ブチルオキシカルボニル基、イソブチルオキシカルボニル基、sec-ブチルオキシカルボニル基、tert-ブチルオキシカルボニル基、n-ペンチルオキシカルボニル基、イソペンチルオキシカルボニル基、sec-ペンチルオキシカルボニル基、tert-ペンチルオキシカルボニル基、n-ヘキシルオキシカルボニル基、n-ヘプチルオキシカルボニル基、n-オクチルオキシカルボニル基、イソオクチルオキシカルボニル基、sec-オクチルオキシカルボニル基、tert-オクチルオキシカルボニル基、n-ノニルオキシカルボニル基、イソノニルオキシカルボニル基、n-デシルオキシカルボニル基、及びイソデシルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0133】
b7がフェニルアルキル基である場合、フェニルアルキル基の炭素原子数は、7~20が好ましく、7~10がより好ましい。また、Rb7がナフチルアルキル基である場合、ナフチルアルキル基の炭素原子数は、11~20が好ましく、11~14がより好ましい。Rb7がフェニルアルキル基である場合の具体例としては、ベンジル基、2-フェニルエチル基、3-フェニルプロピル基、及び4-フェニルブチル基が挙げられる。Rb7がナフチルアルキル基である場合の具体例としては、α-ナフチルメチル基、β-ナフチルメチル基、2-(α-ナフチル)エチル基、及び2-(β-ナフチル)エチル基が挙げられる。Rb7が、フェニルアルキル基、又はナフチルアルキル基である場合、Rb7は、フェニル基、又はナフチル基上にさらに置換基を有していてもよい。
【0134】
b7がヘテロシクリル基である場合、ヘテロシクリル基は、1以上のN、S、Oを含む5員又は6員の単環であるか、かかる単環同士、又はかかる単環とベンゼン環とが縮合したヘテロシクリル基である。ヘテロシクリル基が縮合環である場合は、環数3までのものとする。ヘテロシクリル基は、芳香族基(ヘテロアリール基)であっても、非芳香族基であってもよい。かかるヘテロシクリル基を構成する複素環としては、フラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、チアジアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、イソインドール、インドリジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、キノキサリン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、ピペリジン、テトラヒドロピラン、及びテトラヒドロフラン等が挙げられる。Rb7がヘテロシクリル基である場合、ヘテロシクリル基はさらに置換基を有していてもよい。
【0135】
b7がヘテロシクリルカルボニル基である場合、ヘテロシクリルカルボニル基に含まれるヘテロシクリル基は、Rb7がヘテロシクリル基である場合と同様である。
【0136】
b7が1又は2の有機基で置換されたアミノ基である場合、有機基の好適な例は、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数3~10のシクロアルキル基、炭素原子数2~21の飽和脂肪族アシル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよい炭素原子数7~20のフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよい炭素原子数11~20のナフチルアルキル基、及びヘテロシクリル基等が挙げられる。これらの好適な有機基の具体例は、Rb7と同様である。1、又は2の有機基で置換されたアミノ基の具体例としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、n-プロピルアミノ基、ジ-n-プロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、n-ブチルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基、n-ペンチルアミノ基、n-ヘキシルアミノ基、n-ヘプチルアミノ基、n-オクチルアミノ基、n-ノニルアミノ基、n-デシルアミノ基、フェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、アセチルアミノ基、プロパノイルアミノ基、n-ブタノイルアミノ基、n-ペンタノイルアミノ基、n-ヘキサノイルアミノ基、n-ヘプタノイルアミノ基、n-オクタノイルアミノ基、n-デカノイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、α-ナフトイルアミノ基、及びβ-ナフトイルアミノ基等が挙げられる。
【0137】
b7に含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合の置換基としては、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数1~6のアルコキシ基、炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシル基、炭素原子数2~7のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~7の飽和脂肪族アシルオキシ基、炭素原子数1~6のアルキル基を有するモノアルキルアミノ基、炭素原子数1~6のアルキル基を有するジアルキルアミノ基、モルホリン-1-イル基、ピペラジン-1-イル基、ハロゲン、ニトロ基、及びシアノ基等が挙げられる。Rb7に含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基がさらに置換基を有する場合、その置換基の数は、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されないが、1~4が好ましい。Rb7に含まれる、フェニル基、ナフチル基、及びヘテロシクリル基が、複数の置換基を有する場合、複数の置換基は、同一であっても異なっていてもよい。
【0138】
以上説明した基の中でも、Rb7としては、ニトロ基、又はRb12-CO-で表される基であると、感度が向上する傾向があり好ましい。Rb12は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、種々の有機基から選択できる。Rb12として好適な基の例としては、炭素原子数1~20のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいナフチル基、及び置換基を有してもよいヘテロシクリル基が挙げられる。Rb12として、これらの基の中では、2-メチルフェニル基、チオフェン-2-イル基、及びα-ナフチル基が特に好ましい。
また、Rb7が水素原子であると、透明性が良好となる傾向があり好ましい。なお、Rb7が水素原子であり且つRb10が後述の式(b4a)又は(b4b)で表される基であると透明性はより良好となる傾向がある。
【0139】
式(b4)中、Rb8及びRb9は、それぞれ、置換基を有してもよい鎖状アルキル基、置換基を有してもよい環状有機基、又は水素原子である。Rb8とRb9とは相互に結合して環を形成してもよい。これらの基の中では、Rb8及びRb9として、置換基を有してもよい鎖状アルキル基が好ましい。Rb8及びRb9が置換基を有してもよい鎖状アルキル基である場合、鎖状アルキル基は直鎖アルキル基でも分岐鎖アルキル基でもよい。
【0140】
b8及びRb9が置換基を持たない鎖状アルキル基である場合、鎖状アルキル基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が特に好ましい。Rb8及びRb9が鎖状アルキル基である場合の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、n-ノニル基、イソノニル基、n-デシル基、及びイソデシル基等が挙げられる。また、Rb8及びRb9がアルキル基である場合、アルキル基は炭素鎖中にエーテル結合(-O-)を含んでいてもよい。炭素鎖中にエーテル結合を有するアルキル基の例としては、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基、プロピルオキシエトキシエチル基、及びメトキシプロピル基等が挙げられる。
【0141】
b8及びRb9が置換基を有する鎖状アルキル基である場合、鎖状アルキル基の炭素原子数は、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が特に好ましい。この場合、置換基の炭素原子数は、鎖状アルキル基の炭素原子数に含まれない。置換基を有する鎖状アルキル基は、直鎖状であるのが好ましい。
アルキル基が有してもよい置換基は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。置換基の好適な例としては、シアノ基、ハロゲン原子、環状有機基、及びアルコキシカルボニル基が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。これらの中では、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましい。環状有機基としては、シクロアルキル基、芳香族炭化水素基、ヘテロシクリル基が挙げられる。シクロアルキル基の具体例としては、Rb7がシクロアルキル基である場合の好適な例と同様である。芳香族炭化水素基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、アントリル基、及びフェナントリル基等が挙げられる。ヘテロシクリル基の具体例としては、Rb7がヘテロシクリル基である場合の好適な例と同様である。Rb7がアルコキシカルボニル基である場合、アルコキシカルボニル基に含まれるアルコキシ基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、直鎖状が好ましい。アルコキシカルボニル基に含まれるアルコキシ基の炭素原子数は、1~10が好ましく、1~6がより好ましい。
【0142】
鎖状アルキル基が置換基を有する場合、置換基の数は特に限定されない。好ましい置換基の数は鎖状アルキル基の炭素原子数に応じて変わる。置換基の数は、典型的には、1~20であり、1~10が好ましく、1~6がより好ましい。
【0143】
b8及びRb9が環状有機基である場合、環状有機基は、脂環式基であっても、芳香族基であってもよい。環状有機基としては、脂肪族環状炭化水素基、芳香族炭化水素基、ヘテロシクリル基が挙げられる。Rb8及びRb9が環状有機基である場合に、環状有機基が有してもよい置換基は、Rb8及びRb9が鎖状アルキル基である場合と同様である。
【0144】
b8及びRb9が芳香族炭化水素基である場合、芳香族炭化水素基は、フェニル基であるか、複数のベンゼン環が炭素-炭素結合を介して結合して形成される基であるか、複数のベンゼン環が縮合して形成される基であるのが好ましい。芳香族炭化水素基が、フェニル基であるか、複数のベンゼン環が結合又は縮合して形成される基である場合、芳香族炭化水素基に含まれるベンゼン環の環数は特に限定されず、3以下が好ましく、2以下がより好ましく、1が特に好ましい。芳香族炭化水素基の好ましい具体例としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、アントリル基、及びフェナントリル基等が挙げられる。
【0145】
b8及びRb9が脂肪族環状炭化水素基である場合、脂肪族環状炭化水素基は、単環式であっても多環式であってもよい。脂肪族環状炭化水素基の炭素原子数は特に限定されないが、3~20が好ましく、3~10がより好ましい。単環式の環状炭化水素基の例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロノニル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基、及びアダマンチル基等が挙げられる。
【0146】
b8及びRb9がヘテロシクリル基である場合、ヘテロシクリル基は、1以上のN、S、Oを含む5員又は6員の単環であるか、かかる単環同士、又はかかる単環とベンゼン環とが縮合したヘテロシクリル基である。ヘテロシクリル基が縮合環である場合は、環数3までのものとする。ヘテロシクリル基は、芳香族基(ヘテロアリール基)であっても、非芳香族基であってもよい。かかるヘテロシクリル基を構成する複素環としては、フラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、チアジアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、イソインドール、インドリジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、キノキサリン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、ピペリジン、テトラヒドロピラン、及びテトラヒドロフラン等が挙げられる。
【0147】
b8とRb9とは相互に結合して環を形成してもよい。Rb8とRb9とが形成する環からなる基は、シクロアルキリデン基であるのが好ましい。Rb8とRb9とが結合してシクロアルキリデン基を形成する場合、シクロアルキリデン基を構成する環は、5員環~6員環であるのが好ましく、5員環であるのがより好ましい。
【0148】
b8とRb9とが結合して形成する基がシクロアルキリデン基である場合、シクロアルキリデン基は、1以上の他の環と縮合していてもよい。シクロアルキリデン基と縮合していてもよい環の例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、及びピリミジン環等が挙げられる。
【0149】
以上説明したRb8及びRb9の中でも好適な基の例としては、式-A-Aで表される基が挙げられる。式中、Aは直鎖アルキレン基であり、Aは、アルコキシ基、シアノ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、環状有機基、又はアルコキシカルボニル基である挙げられる。
【0150】
の直鎖アルキレン基の炭素原子数は、1~10が好ましく、1~6がより好ましい。Aがアルコキシ基である場合、アルコキシ基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、直鎖状が好ましい。アルコキシ基の炭素原子数は、1~10が好ましく、1~6がより好ましい。Aがハロゲン原子である場合、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましく、フッ素原子、塩素原子、臭素原子がより好ましい。Aがハロゲン化アルキル基である場合、ハロゲン化アルキル基に含まれるハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましく、フッ素原子、塩素原子、臭素原子がより好ましい。ハロゲン化アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、直鎖状が好ましい。Aが環状有機基である場合、環状有機基の例は、Rb8及びRb9が置換基として有する環状有機基と同様である。Aがアルコキシカルボニル基である場合、アルコキシカルボニル基の例は、Rb8及びRb9が置換基として有するアルコキシカルボニル基と同様である。
【0151】
b8及びRb9の好適な具体例としては、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、及びn-オクチル基等のアルキル基;2-メトキシエチル基、3-メトキシ-n-プロピル基、4-メトキシ-n-ブチル基、5-メトキシ-n-ペンチル基、6-メトキシ-n-ヘキシル基、7-メトキシ-n-ヘプチル基、8-メトキシ-n-オクチル基、2-エトキシエチル基、3-エトキシ-n-プロピル基、4-エトキシ-n-ブチル基、5-エトキシ-n-ペンチル基、6-エトキシ-n-ヘキシル基、7-エトキシ-n-ヘプチル基、及び8-エトキシ-n-オクチル基等のアルコキシアルキル基;2-シアノエチル基、3-シアノ-n-プロピル基、4-シアノ-n-ブチル基、5-シアノ-n-ペンチル基、6-シアノ-n-ヘキシル基、7-シアノ-n-ヘプチル基、及び8-シアノ-n-オクチル基等のシアノアルキル基;2-フェニルエチル基、3-フェニル-n-プロピル基、4-フェニル-n-ブチル基、5-フェニル-n-ペンチル基、6-フェニル-n-ヘキシル基、7-フェニル-n-ヘプチル基、及び8-フェニル-n-オクチル基等のフェニルアルキル基;2-シクロヘキシルエチル基、3-シクロヘキシル-n-プロピル基、4-シクロヘキシル-n-ブチル基、5-シクロヘキシル-n-ペンチル基、6-シクロヘキシル-n-ヘキシル基、7-シクロヘキシル-n-ヘプチル基、8-シクロヘキシル-n-オクチル基、2-シクロペンチルエチル基、3-シクロペンチル-n-プロピル基、4-シクロペンチル-n-ブチル基、5-シクロペンチル-n-ペンチル基、6-シクロペンチル-n-ヘキシル基、7-シクロペンチル-n-ヘプチル基、及び8-シクロペンチル-n-オクチル基等のシクロアルキルアルキル基;2-メトキシカルボニルエチル基、3-メトキシカルボニル-n-プロピル基、4-メトキシカルボニル-n-ブチル基、5-メトキシカルボニル-n-ペンチル基、6-メトキシカルボニル-n-ヘキシル基、7-メトキシカルボニル-n-ヘプチル基、8-メトキシカルボニル-n-オクチル基、2-エトキシカルボニルエチル基、3-エトキシカルボニル-n-プロピル基、4-エトキシカルボニル-n-ブチル基、5-エトキシカルボニル-n-ペンチル基、6-エトキシカルボニル-n-ヘキシル基、7-エトキシカルボニル-n-ヘプチル基、及び8-エトキシカルボニル-n-オクチル基等のアルコキシカルボニルアルキル基;2-クロロエチル基、3-クロロ-n-プロピル基、4-クロロ-n-ブチル基、5-クロロ-n-ペンチル基、6-クロロ-n-ヘキシル基、7-クロロ-n-ヘプチル基、8-クロロ-n-オクチル基、2-ブロモエチル基、3-ブロモ-n-プロピル基、4-ブロモ-n-ブチル基、5-ブロモ-n-ペンチル基、6-ブロモ-n-ヘキシル基、7-ブロモ-n-ヘプチル基、8-ブロモ-n-オクチル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、及び3,3,4,4,5,5,5-ヘプタフルオロ-n-ペンチル基等のハロゲン化アルキル基が挙げられる。
【0152】
b8及びRb9として、上記の中でも好適な基は、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、2-メトキシエチル基、2-シアノエチル基、2-フェニルエチル基、2-シクロヘキシルエチル基、2-メトキシカルボニルエチル基、2-クロロエチル基、2-ブロモエチル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、及び3,3,4,4,5,5,5-ヘプタフルオロ-n-ペンチル基である。
【0153】
b10の好適な有機基の例としては、Rb7と同様に、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、シクロアルコキシ基、飽和脂肪族アシル基、アルコキシカルボニル基、飽和脂肪族アシルオキシ基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいフェノキシ基、置換基を有してもよいベンゾイル基、置換基を有してもよいフェノキシカルボニル基、置換基を有してもよいベンゾイルオキシ基、置換基を有してもよいフェニルアルキル基、置換基を有してもよいナフチル基、置換基を有してもよいナフトキシ基、置換基を有してもよいナフトイル基、置換基を有してもよいナフトキシカルボニル基、置換基を有してもよいナフトイルオキシ基、置換基を有してもよいナフチルアルキル基、置換基を有してもよいヘテロシクリル基、置換基を有してもよいヘテロシクリルカルボニル基、1、又は2の有機基で置換されたアミノ基、モルホリン-1-イル基、及びピペラジン-1-イル基等が挙げられる。これらの基の具体例は、Rb7について説明したものと同様である。また、Rb10としてはシクロアルキルアルキル基、芳香環上に置換基を有していてもよいフェノキシアルキル基、芳香環上に置換基を有していてもよいフェニルチオアルキル基、も好ましい。フェノキシアルキル基、及びフェニルチオアルキル基が有していてもよい置換基は、Rb7に含まれるフェニル基が有していてもよい置換基と同様である。
【0154】
有機基の中でも、Rb10としては、アルキル基、シクロアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基、又はシクロアルキルアルキル基、芳香環上に置換基を有していてもよいフェニルチオアルキル基が好ましい。アルキル基としては、炭素原子数1~20のアルキル基が好ましく、炭素原子数1~8のアルキル基がより好ましく、炭素原子数1~4のアルキル基が特に好ましく、メチル基が最も好ましい。置換基を有していてもよいフェニル基の中では、メチルフェニル基が好ましく、2-メチルフェニル基がより好ましい。シクロアルキルアルキル基に含まれるシクロアルキル基の炭素原子数は、5~10が好ましく、5~8がより好ましく、5又は6が特に好ましい。シクロアルキルアルキル基に含まれるアルキレン基の炭素原子数は、1~8が好ましく、1~4がより好ましく、2が特に好ましい。シクロアルキルアルキル基の中では、シクロペンチルエチル基が好ましい。芳香環上に置換基を有していてもよいフェニルチオアルキル基に含まれるアルキレン基の炭素原子数は、1~8が好ましく、1~4がより好ましく、2が特に好ましい。芳香環上に置換基を有していてもよいフェニルチオアルキル基の中では、2-(4-クロロフェニルチオ)エチル基が好ましい。
【0155】
また、Rb10としては、-A-CO-O-Aで表される基も好ましい。Aは、2価の有機基であり、2価の炭化水素基であるのが好ましく、アルキレン基であるのが好ましい。Aは、1価の有機基であり、1価の炭化水素基であるのが好ましい。
【0156】
がアルキレン基である場合、アルキレン基は直鎖状でも分岐鎖状でもよく、直鎖状が好ましい。Aがアルキレン基である場合、アルキレン基の炭素原子数は1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~4が特に好ましい。
【0157】
の好適な例としては、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数7~20のアラルキル基、及び炭素原子数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられる。Aの好適な具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基、フェネチル基、α-ナフチルメチル基、及びβ-ナフチルメチル基等が挙げられる。
【0158】
-A-CO-O-Aで表される基の好適な具体例としては、2-メトキシカルボニルエチル基、2-エトキシカルボニルエチル基、2-n-プロピルオキシカルボニルエチル基、2-n-ブチルオキシカルボニルエチル基、2-n-ペンチルオキシカルボニルエチル基、2-n-ヘキシルオキシカルボニルエチル基、2-ベンジルオキシカルボニルエチル基、2-フェノキシカルボニルエチル基、3-メトキシカルボニル-n-プロピル基、3-エトキシカルボニル-n-プロピル基、3-n-プロピルオキシカルボニル-n-プロピル基、3-n-ブチルオキシカルボニル-n-プロピル基、3-n-ペンチルオキシカルボニル-n-プロピル基、3-n-ヘキシルオキシカルボニル-n-プロピル基、3-ベンジルオキシカルボニル-n-プロピル基、及び3-フェノキシカルボニル-n-プロピル基等が挙げられる。
【0159】
以上、Rb10について説明したが、Rb10としては、下記式(b4a)又は(b4b)で表される基が好ましい。
【化23】
(式(b4a)及び(b4b)中、Rb13及びRb14はそれぞれ有機基であり、n4は0~4の整数であり、Rb13及びRがベンゼン環上の隣接する位置に存在する場合、Rb13とRb14とが互いに結合して環を形成してもよく、n5は1~8の整数であり、n6は1~5の整数であり、n7は0~(n6+3)の整数であり、Rb15は有機基である。)
【0160】
式(b4a)中のRb13及びRb14についての有機基の例は、Rb7と同様である。Rb13としては、アルキル基又はフェニル基が好ましい。Rb13がアルキル基である場合、その炭素原子数は、1~10が好ましく、1~5がより好ましく、1~3が特に好ましく、1が最も好ましい。つまり、Rb13はメチル基であるのが最も好ましい。Rb13とRb14とが結合して環を形成する場合、当該環は、芳香族環でもよく、脂肪族環でもよい。式(b4a)で表される基であって、Rb13とRb14とが環を形成している基の好適な例としては、ナフタレン-1-イル基や、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-5-イル基等が挙げられる。上記式(b4a)中、n4は0~4の整数であり、0又は1であるのが好ましく、0であるのがより好ましい。
【0161】
上記式(b4b)中、Rb15は有機基である。有機基としては、Rb7について説明した有機基と同様の基が挙げられる。有機基の中では、アルキル基が好ましい。アルキル基は直鎖状でも分岐鎖状でもよい。アルキル基の炭素原子数は1~10が好ましく、1~5がより好ましく、1~3が特に好ましい。Rb15としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等が好ましく例示され、これらの中でも、メチル基であることがより好ましい。
【0162】
上記式(b4b)中、n6は1~5の整数であり、1~3の整数が好ましく、1又は2がより好ましい。上記式(b4b)中、n7は0~(n6+3)であり、0~3の整数が好ましく、0~2の整数がより好ましく、0が特に好ましい。上記式(b4b)中、n5は1~8の整数であり、1~5の整数が好ましく、1~3の整数がより好ましく、1又は2が特に好ましい。
【0163】
式(b4)中、Rb11は、水素原子、置換基を有してもよい炭素原子数1~11のアルキル基、又は置換基を有してもよいアリール基である。Rb11がアルキル基である場合に有してもよい置換基としては、フェニル基、ナフチル基等が好ましく例示される。また、Rb7がアリール基である場合に有してもよい置換基としては、炭素原子数1~5のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等が好ましく例示される。
【0164】
式(b4)中、Rb11としては、水素原子、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、フェニル基、ベンジル基、メチルフェニル基、ナフチル基等が好ましく例示され、これらの中でも、メチル基又はフェニル基がより好ましい。
【0165】
式(b4)で表される化合物は、前述の式(b5)で表される化合物に含まれるオキシム基(>C=N-OH)を、>C=N-O-CORb11で表されるオキシムエステル基に変換する工程を含む方法により製造される。Rb11は、式(b4)中のRb11と同様である。
【0166】
オキシム基(>C=N-OH)の、>C=N-O-CORb11で表されるオキシムエステル基への変換は、前述の式(b5)で表される化合物と、アシル化剤とを反応させることにより行われる。
-CORb11で表されるアシル基を与えるアシル化剤としては、(Rb11CO)Oで表される酸無水物や、Rb11COHal(Halはハロゲン原子)で表される酸ハライドが挙げられる。
【0167】
一般式(b4)で表される化合物は、例えば、下記スキーム1に従って合成することができる。スキーム1では、下記式(b4-1)で表されるフルオレン誘導体を原料として用いる。Rb7がニトロ基又は1価の有機基である場合、式(b4-1)で表されるフルオレン誘導体は、9位をRb8及びRb9で置換されたフルオレン誘導体に、周知の方法によって、置換基Rb7を導入して得ることができる。9位をRb8及びRb9で置換されたフルオレン誘導体は、例えば、Rb8及びRb9がアルキル基である場合、特開平06-234668号公報に記載されるように、アルカリ金属水酸化物の存在下に、非プロトン性極性有機溶媒中で、フルオレンとアルキル化剤とを反応させて得ることができる。また、フルオレンの有機溶媒溶液中に、ハロゲン化アルキルのようなアルキル化剤と、アルカリ金属水酸化物の水溶液と、ヨウ化テトラブチルアンモニウムやカリウムtert-ブトキシドのような相間移動触媒とを添加してアルキル化反応を行うことで、9,9-アルキル置換フルオレンを得ることができる。
【0168】
式(b4-2)で表されるフルオレン誘導体は、式(b4-1)で表される化合物に、フリーデルクラフツ反応によって-CO-CH-Rb10で表されるアシル基を導入して得られる。アシル基を導入するためのアシル化剤は、ハロカルボニル化合物であってもよく、酸無水物であってもよい。アシル化剤としては、式(b4-7):Hal-CO-CH-Rb10で表されるカルボン酸ハライドが好ましい。式(b4-7)中、Halはハロゲン原子である。フルオレン環上にアシル基が導入される位置は、フリーデルクラフツ反応の条件を適宜変更したり、アシル化される位置の他の位置に保護及び脱保護を施したりする方法で、選択することができる。
【0169】
次いで、式(b4-2)で表される化合物中の、Rb10とカルボニル基との間に存在するメチレン基をオキシム化して、下式(b4-4)で表されるケトオキシム化合物を得る。メチレン基をオキシム化する方法は特に限定されないが、塩酸の存在下に下記式(b4-3)で表される亜硝酸エステル(RONO、Rは炭素原子数1~6のアルキル基。)を反応させる方法が好ましい。
次いで、下記式(b4-4)で表されるケトオキシム化合物と、下記式(b4-5)で表される酸無水物(Rb11CO)O)、又は下記式(b4-6)で表される酸ハライド(Rb11COHal、Halはハロゲン原子。)とを反応させて、式(b4)で表される化合物を得ることができる。
なお、下記式(b4-1)、(b4-3)、(b4-4)、(b4-5)、及び(b4-6)において、Rb7、Rb8、Rb9、Rb10、Rb11、及びn3、式(b4)と同様である。
【0170】
また、スキーム1において、式(b4-6)、式(b4-2)、及び式(b4-4)それぞれに含まれるRb10は、同一であっても異なってもいてもよい。つまり、式(b4-6)、式(b4-2)、及び式(b4-4)中のRb10は、スキーム1として示される合成過程において、化学修飾を受けてもよい。化学修飾の例としては、エステル化、エーテル化、アシル化、アミド化、ハロゲン化、アミノ基中の水素原子の有機基による置換等が挙げられる。Rb10が受けてもよい化学修飾はこれらに限定されない。
【0171】
<スキーム1>
【化24】
【0172】
式(b4)で表される化合物の好適な具体例としては、以下のPI-43~PI-76が挙げられる。
【化25】
【0173】
【化26】
【0174】
光重合開始剤(B)は、前述の通り、式(1)で表される化合物以外の他の光重合開始剤を含んでいてもよい。
他の光重合開始剤としては、具体的には、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-〔4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル〕-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-(4-ドデシルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、ビス(4-ジメチルアミノフェニル)ケトン、2-メチル-1-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オン、2-(ベンゾイルオキシイミノ)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1-オクタノン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、4-ベンゾイル-4’-メチルジメチルスルフィド、4-ジメチルアミノ安息香酸、4-ジメチルアミノ安息香酸メチル、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸ブチル、4-ジメチルアミノ-2-エチルヘキシル安息香酸、4-ジメチルアミノ-2-イソアミル安息香酸、ベンジル-β-メトキシエチルアセタール、ベンジルジメチルケタール、o-ベンゾイル安息香酸メチル、2,4-ジエチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、チオキサンテン、2-クロロチオキサンテン、2,4-ジエチルチオキサンテン、2-メチルチオキサンテン、2-イソプロピルチオキサンテン、2-エチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2-ベンズアントラキノン、2,3-ジフェニルアントラキノン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキシド、クメンヒドロペルオキシド、2-メルカプトベンゾイミダゾール、2-メルカプトベンゾオキサゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(m-メトキシフェニル)-イミダゾリル二量体、ベンゾフェノン、2-クロロベンゾフェノン、p,p’-ビスジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、4,4’-ジクロロベンゾフェノン、3,3-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン-n-ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アセトフェノン、2,2-ジエトキシアセトフェノン、p-ジメチルアセトフェノン、p-ジメチルアミノプロピオフェノン、ジクロロアセトフェノン、トリクロロアセトフェノン、p-tert-ブチルアセトフェノン、p-ジメチルアミノアセトフェノン、p-tert-ブチルトリクロロアセトフェノン、p-tert-ブチルジクロロアセトフェノン、α,α-ジクロロ-4-フェノキシアセトフェノン、チオキサントン、2-メチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、ジベンゾスベロン、ペンチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、9-フェニルアクリジン、1,7-ビス-(9-アクリジニル)ヘプタン、1,5-ビス-(9-アクリジニル)ペンタン、1,3-ビス-(9-アクリジニル)プロパン、p-メトキシトリアジン、2,4,6-トリス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-メチル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-(5-メチルフラン-2-イル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-(フラン-2-イル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-(4-ジエチルアミノ-2-メチルフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-[2-(3,4-ジメトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-エトキシスチリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-n-ブトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス-トリクロロメチル-6-(3-ブロモ-4-メトキシ)フェニル-s-トリアジン、2,4-ビス-トリクロロメチル-6-(2-ブロモ-4-メトキシ)フェニル-s-トリアジン、2,4-ビス-トリクロロメチル-6-(3-ブロモ-4-メトキシ)スチリルフェニル-s-トリアジン、2,4-ビス-トリクロロメチル-6-(2-ブロモ-4-メトキシ)スチリルフェニル-s-トリアジン等が挙げられる。これらの他の光重合開始剤は、単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
【0175】
また、式(1-I)で表されるオキシムエステル化合物も、式(1)で表される化合物以外の他の光重合開始剤として好ましい。
【化27】
(式(1-I)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、炭素原子に結合する結合手を有する1価の有機基である。)
【0176】
式(1-I)で表されるオキシムエステル化合物の中では、下記式(b1-I)で表される化合物、及び式(b4-I)で表される化合物が好ましい。
【化28】
(式(b1-I)中、Rb1、Rb2、Rb3、及びn1は、前述の式(b1)と同様である。)
【0177】
【化29】
(式(b4-I)中、Rb7、Rb8、Rb9、Rb10、Rb11、及びn3は前述の式(b4)と同様である。)
【0178】
前述の通り、感光性組成物中の水分の量は、感光性組成物全体に対して0.1質量%以下である。このため、光重合開始剤(B)に付随する水分の量は、光重合開始剤(B)の質量と、水分の質量との合計に対して1質量%以下である必要がある。
ここで光重合開始剤(B)に付随する水分とは、固体である光重合開始剤(B)の表面に付着する水分や、水和のように分子レベルで光重合開始剤(B)に取り込まれた水分を意味する。
【0179】
光重合開始剤(B)に付随する水分の量を、光重合開始剤(B)の質量と、水分の質量との合計に対して1質量%以下に低減させる方法は特に限定されない。かかる方法としては、光重合開始剤(B)を、熱分解しない温度(例えば100℃以下であり、好ましくは80℃以下)で遮光下に乾燥する方法が好ましい。乾燥は減圧条件下での乾燥方法が好ましい。乾燥時間は特に限定されないが、例えば1時間~120時間であり、好ましくは10時間~100時間である。
また、光重合開始剤(B)を水と共沸する有機溶剤に溶解させた溶液から溶媒を留去させて光重合開始剤(B)を回収することによっても水分の量が低減された光重合開始剤(B)を得ることができる。
【0180】
また、光重合開始剤(B)に付随する式(2)で表されるカルボン酸の量は、光重合開始剤(B)の質量と、式(2)で表されるカルボン酸の質量との合計に対して550質量ppb以下である必要がある。
光重合開始剤(B)に付随する式(2)で表されるカルボン酸の量を低減させる方法としては、例えば、再結晶による精製や、有機溶剤による洗浄等が挙げられる。
【0181】
光重合開始剤(B)の含有量は、感光性組成物中の後述する溶剤(S)以外の成分の質量の合計に対して、0.5~30質量%であることが好ましく、1~20質量%であることがより好ましい。光重合開始剤(B)の含有量を上記の範囲とすることにより、好感度であって、パターン形状の不良が生じにくい感光性組成物を得ることができる。
【0182】
また、光重合開始剤(B)に、光開始助剤を組み合わせてもよい。光開始助剤としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4-ジメチルアミノ安息香酸メチル、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル、安息香酸2-ジメチルアミノエチル、N,N-ジメチルパラトルイジン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、9,10-ジメトキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジメトキシアントラセン、9,10-ジエトキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジエトキシアントラセン、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾオキサゾール、2-メルカプトベンゾイミダゾール、2-メルカプト-5-メトキシベンゾチアゾール、3-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプトプロピオン酸メチル、ペンタエリストールテトラメルカプトアセテート、3-メルカプトプロピオネート等のチオール化合物等が挙げられる。これらの光開始助剤は、単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
【0183】
<アルカリ可溶性樹脂(C)>
感光性組成物は、光重合性化合物(A)として使用される樹脂以外の他の樹脂として、アルカリ可溶性樹脂(C)を含んでいてもよい。感光性組成物にアルカリ可溶性樹脂(C)を配合することで、感光性組成物に良好なアルカリ現像性を付与することができる。
【0184】
本明細書においてアルカリ可溶性樹脂とは、樹脂濃度20質量%の樹脂溶液(溶媒:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)により、膜厚1μmの樹脂膜を基板上に形成し、濃度0.05質量%のKOH水溶液に1分間浸漬した際に、膜厚0.01μm以上溶解するものをいう。
【0185】
アルカリ可溶性樹脂(C)の中では、製膜性に優れる点や、単量体の選択によって樹脂の特性を調整しやすいこと等から、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体の重合体が好ましい。エチレン性不飽和二重結合を有する単量体としては、(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸アミド;クロトン酸;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、これらジカルボン酸の無水物;酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸アリル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳酸アリル、及びアリルオキシエタノールのようなアリル化合物;ヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、クロロエチルビニルエーテル、1-メチル-2,2-ジメチルプロピルビニルエーテル、2-エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニルトリルエーテル、ビニルクロロフェニルエーテル、ビニル-2,4-ジクロロフェニルエーテル、ビニルナフチルエーテル、及びビニルアントラニルエーテルのようなビニルエーテル;ビニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニルカプロエート、ビニルクロロアセテート、ビニルジクロロアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブトキシアセテート、ビニルフエニルアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラクテート、ビニル-β-フェニルブチレート、安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、クロロ安息香酸ビニル、テトラクロロ安息香酸ビニル、及びナフトエ酸ビニルのようなビニルエステル;スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、シクロヘキシルスチレン、デシルスチレン、ベンジルスチレン、クロロメチルスチレン、トリフルオロメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセトキシメチルスチレン、メトキシスチレン、4-メトキシ-3-メチルスチレン、ジメトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、トリクロロスチレン、テトラクロロスチレン、ペンタクロロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ヨードスチレン、フルオロスチレン、トリフルオロスチレン、2-ブロモ-4-トリフルオロメチルスチレン、及び4-フルオロ-3-トリフルオロメチルスチレンのようなスチレン又はスチレン誘導体;エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ペンテン、4-エチル-1-ヘキセン、3-エチル-1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、及び1-エイコセンのようなオレフィンが挙げられる。
【0186】
エチレン性不飽和二重結合を有する単量体の重合体であるアルカリ可溶性樹脂(C)は、通常、不飽和カルボン酸に由来する単位を含む。不飽和カルボン酸の例としては、(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸アミド;クロトン酸;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、これらジカルボン酸の無水物が挙げられる。アルカリ可溶性樹脂として使用されるエチレン性不飽和二重結合を有する単量体の重合体に含まれる、不飽和カルボン酸に由来する単位の量は、樹脂が所望するアルカリ可溶性を有する限り特に限定されない。アルカリ可溶性樹脂として使用される樹脂中の、不飽和カルボン酸に由来する単位の量は、樹脂の質量に対して、5~25質量%が好ましく、8~16質量%がより好ましい。
【0187】
以上例示した単量体から選択される1種以上の単量体の重合体である、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体の重合体の中では、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルから選択される1種以上の単量体の重合体が好ましい。以下、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルから選択される1種以上の単量体の重合体について説明する。
【0188】
(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルから選択される1種以上の単量体の重合体の調製に用いられる、(メタ)アクリル酸エステルは、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、公知の(メタ)アクリル酸エステルから適宜選択される。
【0189】
(メタ)アクリル酸エステルの好適な例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、t-オクチル(メタ)アクリレート等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル(メタ)アクリレート;クロロエチル(メタ)アクリレート、2,2-ジメチルヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フルフリル(メタ)アクリレート;エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステル;脂環式骨格を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステル、及び脂環式骨格を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルの詳細については後述する。
【0190】
(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルから選択される1種以上の単量体の重合体の中では、感光性組成物を用いて形成される透明絶縁膜の基材への密着性や機械的強度が優れる点から、エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位を含む樹脂が好ましい。
【0191】
エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルは、鎖状脂肪族エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルであっても、後述するような、脂環式エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルであってもよい。
【0192】
エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルは、芳香族基を含んでいてもよい。芳香族基を構成する芳香環の例としては、ベンゼン環、ナフタレン環が挙げられる。芳香族基を有し、且つエポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルの例としては、4-グリシジルオキシフェニル(メタ)アクリレート、3-グリシジルオキシフェニル(メタ)アクリレート、2-グリシジルオキシフェニル(メタ)アクリレート、4-グリシジルオキシフェニルメチル(メタ)アクリレート、3-グリシジルオキシフェニルメチル(メタ)アクリレート、及び2-グリシジルオキシフェニルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0193】
感光性組成物を用いて形成される膜が透明性を要求される場合、エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸は、芳香族基を含まないものが好ましい。
【0194】
鎖状脂肪族エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルの例としては、エポキシアルキル(メタ)アクリレート、及びエポキシアルキルオキシアルキル(メタ)アクリレート等のような、エステル基(-O-CO-)中のオキシ基(-O-)に鎖状脂肪族エポキシ基が結合する(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。このような(メタ)アクリル酸エステルが有する鎖状脂肪族エポキシ基は、鎖中に1又は複数のオキシ基(-O-)を含んでいてもよい。鎖状脂肪族エポキシ基の炭素原子数は、特に限定されないが、3~20が好ましく、3~15がより好ましく、3~10が特に好ましい。
【0195】
鎖状脂肪族エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、グリシジル(メタ)アクリレート、2-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシブチル(メタ)アクリレート、6,7-エポキシヘプチル(メタ)アクリレート等のエポキシアルキル(メタ)アクリレート;2-グリシジルオキシエチル(メタ)アクリレート、3-グリシジルオキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、4-グリシジルオキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、5-グリシジルオキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、6-グリシジルオキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート等のエポキシアルキルオキシアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0196】
エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位を含む、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルから選択される1種以上の単量体の重合体における、エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位の含有量は、樹脂の重量に対して、1~95質量%が好ましく、40~80質量%がより好ましい。
【0197】
また、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルから選択される1種以上の単量体の重合体の中では、感光性組成物を用いて透明性に優れる透明絶縁膜を形成しやすいことから、脂環式骨格を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位を含む樹脂も好ましい。
【0198】
脂環式骨格を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルにおいて、脂環式骨格を有する基は、脂環式炭化水素基を有する基であっても、脂環式エポキシ基を有する基であってもよい。脂環式骨格を構成する脂環式基は、単環であっても多環であってもよい。単環の脂環式基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。また、多環の脂環式基としては、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロノニル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等が挙げられる。
【0199】
脂環式骨格を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルのうち、脂環式炭化水素基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば下記式(c1-1)~(c1-8)で表される化合物が挙げられる。これらの中では、下記式(c1-3)~(c1-8)で表される化合物が好ましく、下記式(c1-3)又は(c1-4)で表される化合物がより好ましい。
【0200】
【化30】
【0201】
上記式中、Rc1は水素原子又はメチル基を示し、Rc2は単結合又は炭素原子数1~6の2価の脂肪族飽和炭化水素基を示し、Rc3は水素原子又は炭素原子数1~5のアルキル基を示す。Rc2としては、単結合、直鎖状又は分枝鎖状のアルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。Rc3としては、メチル基、エチル基が好ましい。
【0202】
脂環式骨格を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルのうち、脂環式エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、例えば下記式(c2-1)~(c2-16)で表される化合物が挙げられる。これらの中でも、感光性組成物の現像性を適度なものとするためには、下記式(c2-1)~(c2-6)で表される化合物が好ましく、下記式(c2-1)~(c2-4)で表される化合物がより好ましい。
【0203】
【化31】
【0204】
上記式中、Rc4は水素原子又はメチル基を示し、Rc5は炭素原子数1~6の2価の脂肪族飽和炭化水素基を示し、Rc6は炭素原子数1~10の2価の炭化水素基を示し、tは0~10の整数を示す。Rc5としては、直鎖状又は分枝鎖状のアルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。Rc6としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、フェニレン基、シクロヘキシレン基、-CH-Ph-CH-(Phはフェニレン基を示す)が好ましい。
【0205】
(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルから選択される1種以上の単量体の重合体が、脂環式骨格を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位を含む樹脂である場合、樹脂中の脂環式骨格を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位の量は、5~95質量%が好ましく、10~90質量%がより好ましく、30~70質量%がさらに好ましい。
【0206】
また、脂環式骨格を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位を含む、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルから選択される1種以上の単量体の重合体の中では、(メタ)アクリル酸に由来する単位と、脂環式エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位とを含む樹脂が好ましい。このようなアルカリ可溶性樹脂(C)を含む感光性組成物を用いて形成される膜は、基材に対する密着性に優れる。また、このような樹脂を用いる場合、樹脂に含まれるカルボキシ基と、脂環式エポキシ基との自己反応を生じさせることが可能である。このため、このような樹脂を含む感光性組成物を用いると、膜を加熱する方法等を用いて、カルボキシ基と、脂環式エポキシ基との自己反応を生じさせることによって、形成される膜の硬度のような機械的物性を向上させることができる。
【0207】
(メタ)アクリル酸に由来する単位と、脂環式エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位とを含む樹脂において、樹脂中の、(メタ)アクリル酸に由来する単位の量は、1~95質量%が好ましく、10~50質量%がより好ましい。(メタ)アクリル酸に由来する単位と、脂環式エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位とを含む樹脂において、樹脂中の、脂環式エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位の量は、1~95質量%が好ましく、30~70質量%がより好ましい。
【0208】
(メタ)アクリル酸に由来する単位と、脂環式エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位とを含む、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルから選択される1種以上の単量体の重合体の中では、(メタ)アクリル酸に由来する単位と、脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位と、脂環式エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位とを含む樹脂が好ましい。
【0209】
(メタ)アクリル酸に由来する単位と、脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位と、脂環式エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位とを含む樹脂において、樹脂中の、(メタ)アクリル酸に由来する単位の量は、1~95質量%が好ましく、10~50質量%がより好ましい。(メタ)アクリル酸に由来する単位と、脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位と、脂環式エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位とを含む樹脂において、樹脂中の、脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位の量は、1~95質量%が好ましく、10~70質量%がより好ましい。(メタ)アクリル酸に由来する単位と、脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位と、脂環式エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位とを含む樹脂において、樹脂中の、脂環式エポキシ基を有する基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する単位の量は、1~95質量%が好ましく、30~80質量%がより好ましい。
【0210】
アルカリ可溶性樹脂(C)の質量平均分子量(Mw:ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)のポリスチレン換算による測定値。本明細書において同じ。)は、2000~200000であることが好ましく、2000~18000であることがより好ましい。上記の範囲とすることにより、感光性組成物の膜形成能、露光後の現像性のバランスがとりやすい傾向がある。
【0211】
感光性組成物がアルカリ可溶性樹脂(C)を含む場合、感光性組成物中のアルカリ可溶性樹脂(C)の含有量は、感光性組成物中の後述する溶剤(S)以外の成分の質量の合計に対して、15~89.5質量%が好ましく、35~85質量%がより好ましく、50~70質量%が特に好ましい。
【0212】
以上説明したアルカリ可溶性樹脂(C)は、感光性組成物中の水分の量と、前述の式(2)で表されるカルボン酸の量とが、それぞれ所定の範囲内となるように、感光性組成物の調製前に、脱水等の精製を施されているのが好ましい。
【0213】
アルカリ可溶性樹脂(C)から水を除去する方法としては、加熱による乾燥が挙げられる。また、アルカリ可溶性樹脂(C)からカルボン酸を除去する方法としては、加熱による除去や、脱水された有機溶剤による洗浄等の方法が挙げられる。
【0214】
<着色剤(D)>
感光性組成物は、着色剤(D)を含んでいてもよい。感光性組成物に含有される着色剤(D)としては、特に限定されないが、例えば、カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists社発行)において、ピグメント(Pigment)に分類されている化合物、具体的には、下記のようなカラーインデックス(C.I.)番号が付されているものを用いるのが好ましい。
【0215】
好適に使用できる黄色顔料の例としては、C.I.ピグメントイエロー1(以下、「C.I.ピグメントイエロー」は同様であり、番号のみを記載する。)、3、11、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、55、60、61、65、71、73,74、81、83、86、93、95、97、98、99、100、101、104、106、108、109、110、113、114、116、117、119、120、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、166、167、168、175、180、及び185が挙げられる。
【0216】
好適に使用できる橙色顔料の例としては、C.I.ピグメントオレンジ1(以下、「C.I.ピグメントオレンジ」は同様であり、番号のみを記載する。)、5、13、14、16、17、24、34、36、38、40、43、46、49、51、55、59、61、63、64、71、及び73が挙げられる。
【0217】
好適に使用できる紫色顔料の例としては、C.I.ピグメントバイオレット1(以下、「C.I.ピグメントバイオレット」は同様であり、番号のみを記載する。)、19、23、29、30、32、36、37、38、39、40、及び50が挙げられる。
【0218】
好適に使用できる赤色顔料の例としては、C.I.ピグメントレッド1(以下、「C.I.ピグメントレッド」は同様であり、番号のみを記載する。)2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48:1、48:2、48:3、48:4、49:1、49:2、50:1、52:1、53:1、57、57:1、57:2、58:2、58:4、60:1、63:1、63:2、64:1、81:1、83、88、90:1、97、101、102、104、105、106、108、112、113、114、122、123、144、146、149、150、151、155、166、168、170、171、172、174、175、176、177、178、179、180、185、187、188、190、192、193、194、202、206、207、208、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、243、245、254、255、264、及び265が挙げられる。
【0219】
好適に使用できる青色顔料の例としては、C.I.ピグメントブルー1(以下、「C.I.ピグメントブルー」は同様であり、番号のみを記載する。)、2、15、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、及び66が挙げられる。
【0220】
好適に使用できる、上記の他の色相の顔料の例としては、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン37等の緑色顔料、C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25、C.I.ピグメントブラウン26、C.I.ピグメントブラウン28等の茶色顔料、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック7等の黒色顔料が挙げられる。
【0221】
また、感光性組成物は、着色剤(D)として遮光剤を含んでいてもよい。遮光剤を含む感光性組成物は、液晶表示パネルにおけるブラックマトリックス又はブラックカラムスペーサの形成や、有機EL素子における発光層の区画用のバンクの形成に好適に用いられる。
着色剤(D)を遮光剤とする場合、遮光剤としては黒色顔料や紫顔料を用いることが好ましい。黒色顔料や紫顔料の例としては、カーボンブラック、ペリレン系顔料、ラクタム系顔料、チタンブラック、銅、鉄、マンガン、コバルト、クロム、ニッケル、亜鉛、カルシウム、銀等の金属酸化物、複合酸化物、金属硫化物、金属硫酸塩又は金属炭酸塩等、有機物、無機物を問わず各種の顔料を挙げることができる。これらの中でも、高い遮光性を有するカーボンブラックを用いることが好ましい。
【0222】
カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、ランプブラック等の公知のカーボンブラックを用いることができるが、遮光性に優れるチャンネルブラックを用いることが好ましい。また、樹脂被覆カーボンブラックを使用してもよい。
【0223】
樹脂被覆カーボンブラックは、樹脂被覆のないカーボンブラックに比べて導電性が低いことから、液晶表示ディスプレイのような液晶表示素子のブラックマトリクスとして使用した場合に電流のリークが少なく、信頼性の高い低消費電力のディスプレイを製造できる。
【0224】
カーボンブラックとしては、酸性基を導入する処理を施されたカーボンブラックも好ましい。カーボンブラックに導入される酸性基は、ブレンステッドの定義による酸性を示す官能基である。酸性基の具体例としては、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基等が挙げられる。カーボンブラックに導入された酸性基は、塩を形成していてもよい。酸性基と塩を形成するカチオンは、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。カチオンの例としては、種々の金属イオン、含窒素化合物のカチオン、アンモニウムイオン等が挙げられ、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン等のアルカリ金属イオンや、アンモニウムイオンが好ましい。
【0225】
以上説明した酸性基を導入する処理を施されたカーボンブラックの中では、感光性組成物を用いて形成される遮光性の硬化膜の高抵抗を達成する観点で、カルボン酸基、カルボン酸塩基、スルホン酸基、及びスルホン酸塩基からなる群より選択される1種以上の官能基を有するカーボンブラックが好ましい。
【0226】
カーボンブラックに酸性基を導入する方法は特に限定されない。酸性基を導入する方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
1)濃硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸等を用いる直接置換法や、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩等を用いる間接置換法により、カーボンブラックにスルホン酸基を導入する方法。
2)アミノ基と酸性基とを有する有機化合物と、カーボンブラックとをジアゾカップリングさせる方法。
3)ハロゲン原子と酸性基とを有する有機化合物と、水酸基を有するカーボンブラックとをウィリアムソンのエーテル化法により反応させる方法。
4)ハロカルボニル基と保護基により保護された酸性基とを有する有機化合物と、水酸基を有するカーボンブラックとを反応させる方法。
5)ハロカルボニル基と保護基により保護された酸性基とを有する有機化合物を用いて、カーボンブラックに対してフリーデルクラフツ反応を行った後、脱保護する方法。
【0227】
これらの方法の中では、酸性基の導入処理が、容易且つ安全であることから、方法2)が好ましい。方法2)で使用されるアミノ基と酸性基とを有する有機化合物としては、芳香族基にアミノ基と酸性基とが結合した化合物が好ましい。このような化合物の例としては、スルファニル酸のようなアミノベンゼンスルホン酸や、4-アミノ安息香酸のようなアミノ安息香酸が挙げられる。
【0228】
カーボンブラックに導入される酸性基のモル数は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。カーボンブラックに導入される酸性基のモル数は、カーボンブラック100gに対して、1~200mmolが好ましく、5~100mmolがより好ましい。
【0229】
酸性基を導入されたカーボンブラックは、樹脂による被覆処理を施されていてもよい。
樹脂により被覆されたカーボンブラックを含む感光性組成物を用いる場合、遮光性及び絶縁性に優れ、表面反射率が低い遮光性の硬化膜を形成しやすい。なお、樹脂による被覆処理によって、感光性組成物を用いて形成される遮光性の硬化膜の誘電率に対する悪影響は特段生じない。カーボンブラックの被覆に使用できる樹脂の例としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、グリプタル樹脂、エポキシ樹脂、アルキルベンゼン樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリスルフォン、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリエーテルスルフォポリフェニレンスルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。カーボンブラックに対する樹脂の被覆量は、カーボンブラックの質量と樹脂の質量の合計に対して、1~30質量%が好ましい。
【0230】
また、遮光剤としてはペリレン系顔料も好ましい。ペリレン系顔料の具体例としては、下記式(d-1)で表されるペリレン系顔料、下記式(d-2)で表されるペリレン系顔料、及び下記式(d-3)で表されるペリレン系顔料が挙げられる。市販品では、BASF社製の製品名K0084、及びK0086や、ピグメントブラック21、30、31、32、33、及び34等を、ペリレン系顔料として好ましく用いることができる。
【0231】
【化32】
式(d-1)中、Rd1及びRd2は、それぞれ独立に炭素原子数1~3のアルキレン基を表し、Rd3及びRd4は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、メトキシ基、又はアセチル基を表す。
【0232】
【化33】
式(d-2)中、Rd5及びRd6は、それぞれ独立に、炭素原子数1~7のアルキレン基を表す。
【0233】
【化34】
式(d-3)中、Rd7及びRd8は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1~22のアルキル基であり、N,O、S、又はPのヘテロ原子を含んでいてもよい。Rd7及びRd8がアルキル基である場合、当該アルキル基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよい。
【0234】
上記の式(d-1)で表される化合物、式(d-2)で表される化合物、及び式(d-3)で表される化合物は、例えば、特開昭62-1753号公報、特公昭63-26784号公報に記載の方法を用いて合成することができる。すなわち、ペリレン-3,5,9,10-テトラカルボン酸又はその二無水物とアミン類とを原料とし、水又は有機溶媒中で加熱反応を行う。そして、得られた粗製物を硫酸中で再沈殿させるか、又は、水、有機溶媒あるいはこれらの混合溶媒中で再結晶させることによって目的物を得ることができる。
【0235】
感光性組成物中においてペリレン系顔料を良好に分散させるためには、ペリレン系顔料の平均粒子径は10~1000nmであるのが好ましい。
【0236】
また、遮光剤としては、ラクタム系顔料を含ませることもできる。ラクタム系顔料としては、例えば、下記式(d-4)で表される化合物が挙げられる。
【0237】
【化35】
【0238】
式(d-4)中、Xは二重結合を示し、幾何異性体としてそれぞれ独立にE体又はZ体であり、Rd9は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、ニトロ基、メトキシ基、臭素原子、塩素原子、フッ素原子、カルボキシ基、又はスルホ基を示し、Rd10は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、又はフェニル基を示し、Rd11は、各々独立に、水素原子、メチル基、又は塩素原子を示す。
式(d-4)で表される化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
d9は、式(d-4)で表される化合物の製造が容易である点から、ジヒドロインドロン環の6位に結合するのが好ましく、Rd11はジヒドロインドロン環の4位に結合するのが好ましい。同様の観点から、Rd9、Rd10、及びRd11は、好ましくは水素原子である。
式(d-4)で表される化合物は、幾何異性体としてEE体、ZZ体、EZ体を有するが、これらのいずれかの単一の化合物であってもよいし、これらの幾何異性体の混合物であってもよい。
式(d-4)で表される化合物は、例えば、国際公開第2000/24736号,国際公開第2010/081624号に記載された方法により製造することができる。
【0239】
組成物中においてラクタム系顔料を良好に分散させるためには、ラクタム系顔料の平均粒子径は10~1000nmであるのが好ましい。
【0240】
さらに、銀錫(AgSn)合金を主成分とする微粒子(以下、「AgSn合金微粒子」という。)も遮光剤として好ましく用いられる。このAgSn合金微粒子は、AgSn合金が主成分であればよく、他の金属成分として、例えば、Ni、Pd、Au等が含まれていてもよい。
このAgSn合金微粒子の平均粒子径は、1~300nmが好ましい。
【0241】
AgSn合金は、化学式AgxSnにて表した場合、化学的に安定したAgSn合金が得られるxの範囲は1≦x≦10であり、化学的安定性と黒色度とが同時に得られるxの範囲は3≦x≦4である。
ここで、上記xの範囲でAgSn合金中のAgの質量比を求めると、
x=1の場合、 Ag/AgSn=0.4762
x=3の場合、 3・Ag/Ag3Sn=0.7317
x=4の場合、 4・Ag/Ag4Sn=0.7843
x=10の場合、10・Ag/Ag10Sn=0.9008
となる。
従って、このAgSn合金は、Agを47.6~90質量%含有した場合に化学的に安定なものとなり、Agを73.17~78.43重量%含有した場合にAg量に対し効果的に化学的安定性と黒色度とを得ることができる。
【0242】
このAgSn合金微粒子は、通常の微粒子合成法を用いて作製することができる。微粒子合成法としては、気相反応法、噴霧熱分解法、アトマイズ法、液相反応法、凍結乾燥法、水熱合成法等が挙げられる。
【0243】
AgSn合金微粒子は絶縁性の高いものであるが、感光性組成物の用途によっては、さらに絶縁性を高めるため、表面を絶縁膜で覆うようにしても構わない。このような絶縁膜の材料としては、金属酸化物又は有機高分子化合物が好適である。
金属酸化物としては、絶縁性を有する金属酸化物、例えば、酸化ケイ素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化イットリウム(イットリア)、酸化チタン(チタニア)等が好適に用いられる。
また、有機高分子化合物としては、絶縁性を有する樹脂、例えば、ポリイミド、ポリエーテル、ポリアクリレート、ポリアミン化合物等が好適に用いられる。
【0244】
絶縁膜の膜厚は、AgSn合金微粒子の表面の絶縁性を十分に高めるためには1~100nmの厚みが好ましく、より好ましくは5~50nmである。
絶縁膜は、表面改質技術あるいは表面のコーティング技術により容易に形成することができる。特に、テトラエトキシシラン、アルミニウムトリエトキシド等のアルコキシドを用いれば、比較的低温で膜厚の均一な絶縁膜を形成することができるので好ましい。
【0245】
遮光剤としては、上述のペリレン系顔料、ラクタム系顔料、AgSn合金微粒子単独でも用いてもよいし、これらを組み合わせて用いてもよい。
その他、遮光剤は、色調の調整の目的等で、上記の黒色顔料や紫顔料とともに、赤、青、緑、黄等の色相の色素を含んでいてもよい。黒色顔料や紫顔料の他の色相の色素は、公知の色素から適宜選択することができる。例えば、黒色顔料や紫顔料の他の色相の色素としては、上記の種々の顔料を用いることができる。黒色顔料や紫顔料以外の他の色相の色素の使用量は、遮光剤の全質量に対して、15質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。
【0246】
上記の着色剤(D)を感光性組成物において均一に分散させるために、さらに分散剤を使用してもよい。このような分散剤としては、ポリエチレンイミン系、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系の高分子分散剤を用いることが好ましい。特に、着色剤として、カーボンブラックを用いる場合には、分散剤としてアクリル樹脂系の分散剤を用いることが好ましい。
【0247】
また、無機顔料と有機顔料はそれぞれ単独又は2種以上併用してもよいが、併用する場合には、無機顔料と有機顔料との総量100質量部に対して、有機顔料を10~80質量部の範囲で用いることが好ましく、20~40質量部の範囲で用いることがより好ましい。
【0248】
なお、感光性組成物は、着色剤(D)として顔料以外にも染料を用いることができる。この染料は公知の材料のなかから適宜選択すればよい。
本実施形態の感光性組成物に適用可能な染料としては、例えば、アゾ染料、金属錯塩アゾ染料、アントラキノン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、シアニン染料、ナフトキノン染料、キノンイミン染料、メチン染料、フタロシアニン染料等を挙げることができる。
また、これら染料については、レーキ化(造塩化)することで有機溶剤等に分散させ、これを着色剤(D)として用いることができる。
これらの染料以外にも、例えば、特開2013-225132号公報、特開2014-178477号公報、特開2013-137543号公報、特開2011-38085号公報、特開2014-197206号公報等に記載の染料等も好ましく用いることができる。
これら染料もまた、前述の顔料(例えば、ペリレン系顔料、ラクタム系顔料、AgSn合金微粒子等)と組み合わせて使用することもできる。
【0249】
感光性組成物が着色剤(D)を含む場合、感光性組成物における着色剤(D)の使用量は、感光性組成物の用途に応じて適宜決定すればよい。一例として、感光性組成物中の後述する溶剤(S)以外の成分の質量の合計100質量部に対して、5~70質量部が好ましく、25~60質量部がより好ましい。上記の範囲とすることにより、目的とするパターン形状を備えるブラックマトリクスや各着色層を形成することが容易である。
【0250】
特に、着色剤(D)として遮光剤を含む感光性組成物を使用してブラックマトリクスを形成する場合には、ブラックマトリクスの被膜1μm当たりのOD値が4以上となるように感光性組成物における遮光剤の量を調整することが好ましい。ブラックマトリクスにおける被膜1μm当たりのOD値が4以上あれば、液晶表示ディスプレイのブラックマトリクスに用いた場合に、十分な表示コントラストを得ることができる。
【0251】
着色剤(D)は、分散剤を用いて適当な濃度で分散させた分散液とした後、感光性組成物に添加することが好ましい。
【0252】
以上説明した着色剤(D)は、感光性組成物中の水分の量と、前述の式(2)で表されるカルボン酸の量とが、それぞれ所定の範囲内となるように、感光性組成物の調製前に、脱水等の精製を施されているのが好ましい。
また、着色剤(D)を分散液として用いる場合、分散液中の分散媒は、水分と、式(2)で表されるカルボン酸の含有量とが十分に少ないものを用いるのが好ましい。
【0253】
着色剤(D)から水を除去する方法としては、加熱による乾燥や、シリカゲル、モレキュラーシーブ等の脱水剤を用いる方法が挙げられる。着色剤(D)からカルボン酸を除去する方法としては、加熱による除去や、脱水された有機溶剤による洗浄等の方法が挙げられる。分散媒のような液状成分から水やカルボン酸を除去する場合、蒸留等を行ってもよく、液状成分にシリカゲル、モレキュラーシーブ、活性炭等の脱水剤や吸着剤を加えてもよい。
【0254】
<溶剤(S)>
感光性組成物は、溶剤(S)を含む。溶剤(S)の種類は、水分の量と、式(2)で表されるカルボン酸の量とが所定の範囲内である感光性組成物を調製出来る限り特に限定されない。
【0255】
溶剤(S)の好適な具体例としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン等のケトン類;2-ヒドロキシプロピオン酸メチル、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類;2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸メチル、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、蟻酸n-ペンチル、酢酸イソペンチル、プロピオン酸n-ブチル、酪酸エチル、酪酸n-プロピル、酪酸イソプロピル、酪酸n-ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸n-プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸エチル等の他のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;N-メチル-2-ピロリドン、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-ジメチルイソブチルアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N-メチルカプロラクタム、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ピリジン、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレア等の含窒素極性有機溶剤等が挙げられる。これらの溶剤(S)は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0256】
これらの中でも、アルキレングリコールモノアルキルエーテル類、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、上述した他のエーテル類、乳酸アルキルエステル類、上述した他のエステル類が好ましく、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、上述した他のエーテル類、上述した他のエステル類がより好ましい。
また、各成分の溶解性や、着色剤(D)の分散性等の点で、溶剤(S)が、含窒素極性有機溶剤を含むのも好ましい。含窒素極性有機溶剤としては、N,N,N’,N’-テトラメチルウレアが好ましい。
これらの溶剤は、単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
【0257】
上記溶剤の中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、シクロヘキサノン、3-メトキシブチルアセテートが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシブチルアセテートを用いることが特に好ましい。
【0258】
溶剤(S)の含有量は、感光性組成物の用途に応じて適宜決定すればよいが、一例として、感光性組成物の溶剤(S)以外の成分の質量の合計100質量部に対して、50~1900質量部程度が挙げられ、好ましくは80~900質量部程度である。
【0259】
溶剤(S)は、感光性組成物中の水分の量と、前述の式(2)で表されるカルボン酸の量とが、それぞれ所定の範囲内となるように、感光性組成物の調製前に、脱水等の精製を施されているのが好ましい。
【0260】
溶剤(S)から水を除去する方法としては、蒸留や、シリカゲル、モレキュラーシーブ等の脱水剤を用いる方法等が挙げられる。
溶剤(S)からカルボン酸を除去する方法としては、蒸留や、モレキュラーシーブ、活性炭等の脱水剤や吸着剤を用いる方法が挙げられる。
【0261】
<その他の成分>
感光性組成物は、上記の成分以外に、必要に応じて、各種の添加剤を含んでいてもよい。具体的には、硬化促進剤、光架橋剤、光増感剤、分散助剤、充填剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤、熱重合禁止剤、消泡剤、界面活性剤等が例示される。
【0262】
熱重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノエチルエーテル等を挙げることができる。また、消泡剤としては、シリコーン系、フッ素系等の化合物を、界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン等の化合物を、それぞれ例示できる。
【0263】
<感光性組成物の製造方法>
感光性組成物の製造方法は、上記説明した所定の成分を、それぞれ所望する量、溶剤(S)に、均一に分散又は溶解させることができる方法であれば特に限定されない。
好適な製造方法については後述する。
【0264】
≪感光性組成物の製造方法≫
感光性組成物の製造方法は、光重合性化合物(A)と、光重合開始剤(B)とを、溶剤(S)に溶解させることを含む感光性組成物の製造方法である。
この製造方法では、前述の式(1):
【化36】
(式(1)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、炭素原子に結合する結合手を有する1価の有機基である。)
で表される化合物を含む光重合開始剤(B)が用いられる。
そして、溶剤(S)に溶解させる光重合開始剤(B)に付随する水分の量は、光重合開始剤の質量と、水分の質量との合計に対して1質量%以下であり、0.5質量%以下が好ましく、0.1質量%がさらに好ましく、0.05質量%以下が特に好ましい。付随する水分の量がかかる範囲内である光重合開始剤(B)を用いて感光性組成物を製造することにより、経時的な感度の低下が抑制された感光性組成物を得ることができる。
【0265】
光重合開始剤(B)に付随する水分の量を上記の範囲内の値とするために、感光性組成物の製造方法は、光重合開始剤(B)を熱分解しない温度で遮光下に乾燥することを含むのが好ましい。
【0266】
また、溶剤(S)に溶解させる光重合開始剤(B)について、光重合開始剤(B)に付随する前述の式(2)で表されるカルボン酸の含有量は、光重合開示剤(B)の質量と、式(2)で表されるカルボン酸の質量との合計に対して550質量ppb以下が好ましく、500質量ppbがより好ましく、450質量ppbが特に好ましく、420質量ppb以下が最も好ましい。
【0267】
感光性組成物を調製する際、光重合性化合物(A)及び光重合開始剤(B)とともに、アルカリ可溶性樹脂(C)を溶剤(S)に溶解させてもよい。
さらに、溶剤(S)には、前述のその他の成分を溶解させてもよい。
以上説明した成分の使用量は、感光性組成物について前述した通りである。
【0268】
溶剤(S)に、光重合性化合物(A)、光重合開始剤(B)、及びアルカリ可溶性樹脂(C)等を溶解させる方法は特に限定されない。
光重合性化合物(A)、光重合開始剤(B)、及びアルカリ可溶性樹脂(C)等を同時に溶剤(S)に加えて溶解させてもよく、光重合性化合物(A)、光重合開始剤(B)、及びアルカリ可溶性樹脂(C)等を任意の順序で、逐次的に溶剤(S)に加えて溶解させてもよい。
また、光重合性化合物(A)を溶剤(S)に溶解させた溶液と、光重合開始剤(B)を溶剤に溶解させた溶液と、アルカリ可溶性樹脂(C)を溶剤(S)に溶解させた溶液と、その他の成分を溶剤(S)に溶解させた溶液とから選んだ2種以上の溶液を、任意の順序で混合してもよい。
【0269】
感光性組成物に前述の着色剤(D)を含有させる場合、着色剤(D)の配合方法は特に限定されない。
例えば、着色剤(D)以外の成分を溶剤(S)に均一に溶解させた均一な溶液を得た後に、着色剤(D)や着色剤(D)の分散液を溶液に加えてもよい。
また、着色剤(D)を所定の量の溶剤(S)に分散させた後に、溶剤(S)を含む分散液中に光重合性化合物(A)、光重合開始剤(B)、及びアルカリ可溶性樹脂(C)等を溶解させてもよい。
【0270】
以上説明した方法によれば、光重合開始剤(B)として式(1)で表される化合物を含んでいても、経時的な感度低下を起こしにくい感光性組成物を調製出来る。
【0271】
≪光重合開始剤≫
光重合開始剤は、式(1):
【化37】
(式(1)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、炭素原子に結合する結合手を有する1価の有機基である。)
で表される化合物を含む。
光重合開始剤に付随する水分の量は、光重合開始剤の質量と、光重合開始剤に付随する水の質量との合計に対して1質量%以下である。
また、光重合開始剤に付随する下記式(2)
COOH・・・(2)
(式(2)中、Rは、
で表されるカルボン酸の量は、光重合開始剤の質量と、式(2)で表されるカルボン酸の質量との合計に対して550質量ppb以下である。
かかる光重合開始剤(B)を用いることにより、高感度である一方で、経時的な感度低下を起こしにくい感光性組成物を調製しやすい。
【0272】
光重合開始剤(B)について、式(1)で表される化合物、式(1)で表される化合物の含有量、式(1)で表される化合物以外に含んでいてもよい他の光重合開始剤、光重合開始剤の調製方法等は、感光性組成物、及び感光性組成物の製造方法について前述した通りである。
【実施例
【0273】
以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例に限定されるものではない。
【0274】
〔実施例1~4、及び比較例1~6〕
実施例1、実施例2、及び比較例1~3では、光重合開始剤の保管試験を行った。
実施例3、実施例4、及び比較例4~6では、実施例1、実施例2、及び比較例1~3での試験に供した光重合開始剤を用いて感光性組成物を調製した。
【0275】
(感光性組成物の調製)
実施例3、実施例4、及び比較例4~6において、下記構造(質量比I-1:I-2:II-1:III-1は、25:20:14:41)のアルカリ可溶性樹脂65質量部と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(光重合性モノマー)35質量部と、表2に記載の種類及び質量部の光重合開始剤とを、固形分濃度が24質量%となるように、ジエチレングリコールメチルエチルエーテルとプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとの混合溶媒(質量比55:45)に溶解させて、感光性組成物を調製した。
なお、後述する方法に従って、光重合開始剤について35℃48時間の保管試験を行った。各実施例及び比較例について、保管試験前の光重合開始剤と、保管試験後の光重合開始剤とを用いて、2種類の感光性組成物を調製した。
【化38】
【0276】
(光重合開始剤(B)の保管試験)
光重合開始剤(B)の化学構造は以下の通りである。
【化39】
【0277】
なお、実施例で用いた光重合開始剤(B)は、上記化合物を再結晶して得た粉末を、遮光下に分解温度以下で加熱・減圧乾燥して得た。実施例2は実施例1よりも減圧乾燥時間を短くした。
また、比較例で用いた光重合開始剤(B)は、光重合開始剤(B)に付随する水分の量が、光重合開始剤(B)の質量と、水分の質量との合計に対する量(質量%)として下記表1に記載の量となるように、実施例で用いた光重合開始剤に対して水を加えて調製した。
なお、水分の量についてはカールフィッシャー法で測定した。
また、得られた光重合開始剤(B)の製造直後(初期)の酢酸含有量(AC、光重合開始剤の質量と酢酸の質量との合計に基づく質量ppb)と、35℃48時間保管後の酢酸含有量(AC48)とを測定した。得られた、ACの値と、AC48の値とから、前述の式に基づいてカルボン酸増加率を算出した。AC、AC48、及びカルボン酸増加率を表1に記す。
酢酸含有量については、イオンクロマト法により測定した。
【0278】
【表1】
【0279】
(感度評価)
実施例3、実施例4、及び比較例4~6で得た感光性組成物を用いて、以下の方法に従って感度評価を行った。
【0280】
<感度評価方法>
スピンコーターを用いて,10cm×10cmのガラスに、感光性組成物をスピン塗布して塗布膜を形成した。塗布膜を100℃、120秒間の条件でベークして、塗布膜から溶剤を除去した。次いで、ベークされた塗布膜に対して、ミラープロジェクションアライナーで、露光量10、20、30、40、及び50mJ/cmにて露光を行った。
露光後、塗布膜の膜厚を測定した。また、膜厚測定後の塗布膜を、濃度0.05質量%のKOH水溶液を用いて60秒間現像処理した。次いで、現像処理後の塗布膜の膜厚を測定した。各露光量において、現像前後の膜厚差を算出し、膜厚差0.1μm未満となる最小露光量を確認し、最小露光量を感度とした。
【0281】
下表2における組成物中水分量は、組成物全体の質量に対する水分の量(質量%)であり、製造直後の光重合開始剤(B)を用いた場合と経時後の光重合開始剤(B)を用いた場合とで同様の数値を示す。組成物中酢酸量は、光重合開始剤(B)の質量と、酢酸の質量との合計に対する酢酸の量(質量ppb)であり、表1に記載した数値と同様である。
保管前の開始剤を含む感光性組成物と、保管後の開始剤を含む感光性組成物とで感度に差がない場合を「良好」と評価し、保管前の開始剤を含む感光性組成物と、保管後の開始剤を含む感光性組成物とで感度に差がある場合を「不良」と評価した。
【0282】
【表2】
【0283】
実施例によれば、前述の式(1)で表される構造を有する光重合開始剤(B)を含む感光性組成物において、酢酸の含有量が、光重合開始剤(B)の質量と、酢酸の質量との合計に対して550質量ppb以下であり、光重合開始剤(B)付随する水分の量が、前記光重合開始剤(B)の質量と、水分の質量との合計に対して1質量%以下の(B)を使用して感光性組成物を調製した場合は、調製された感光性組成物の感度の低下が生じないことが分かる。
他方、比較例によれば、感光性組成物中の酢酸の含有量が、光重合開始剤(B)の質量と、酢酸の質量との合計に対して550質量ppb超であったり、水分の量が、感光性組成物全体に対して0.1質量%超であったりする場合、経時的な感度の低下が生じやすいことが分かる。