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特許7394759オキシムエステル化合物およびこれを含有する光重合開始剤
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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】2023-11-30
(45)【発行日】2023-12-08
(54)【発明の名称】オキシムエステル化合物およびこれを含有する光重合開始剤
(51)【国際特許分類】
   C07D 209/14 20060101AFI20231201BHJP
   C07D 209/86 20060101ALI20231201BHJP
   C07D 295/10 20060101ALI20231201BHJP
   C07D 335/12 20060101ALI20231201BHJP
   C08F 2/50 20060101ALI20231201BHJP
   G02B 5/20 20060101ALI20231201BHJP
   G03F 7/029 20060101ALI20231201BHJP
   G03F 7/031 20060101ALI20231201BHJP
【FI】
C07D209/14 CSP
C07D209/86
C07D295/10
C07D335/12
C08F2/50
G02B5/20
G03F7/029
G03F7/031
【請求項の数】 11
(21)【出願番号】P 2020527670
(86)(22)【出願日】2019-06-27
(86)【国際出願番号】 JP2019025755
(87)【国際公開番号】W WO2020004601
(87)【国際公開日】2020-01-02
【審査請求日】2022-06-14
(31)【優先権主張番号】P 2018125614
(32)【優先日】2018-06-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019057429
(32)【優先日】2019-03-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000000387
【氏名又は名称】株式会社ADEKA
(74)【代理人】
【識別番号】100096714
【弁理士】
【氏名又は名称】本多 一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100124121
【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 由美子
(74)【代理人】
【識別番号】100176566
【弁理士】
【氏名又は名称】渡耒 巧
(74)【代理人】
【識別番号】100180253
【弁理士】
【氏名又は名称】大田黒 隆
(72)【発明者】
【氏名】竹内 良智
(72)【発明者】
【氏名】三原 大樹
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 直美
(72)【発明者】
【氏名】松川 和司
【審査官】藤代 亮
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2017/170473(WO,A1)
【文献】国際公開第2017/169819(WO,A1)
【文献】国際公開第2017/164161(WO,A1)
【文献】国際公開第2017/099019(WO,A1)
【文献】国際公開第2017/051680(WO,A1)
【文献】国際公開第2015/080503(WO,A1)
【文献】特表2010-526846(JP,A)
【文献】特開2017-179211(JP,A)
【文献】特開2008-094770(JP,A)
【文献】特開2011-225484(JP,A)
【文献】特表2010-527338(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07D 209/14
C07D 209/86
C07D 295/10
C07D 335/12
C08F 2/50
G02B 5/20
G03F 7/029
G03F 7/031
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(I)で表される基と、オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基と、を同一分子内に有することを特徴とするオキシムエステル化合物。
(一般式(I)中、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数1~20の炭化水素基または炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、
およびRで表される基中の水素原子の1つまたは2つ以上はハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メタクリロイル基、アクリロイル基、エポキシ基、ビニル基、ビニルエーテル基、メルカプト基、イソシアネート基または炭素原子数2~20の複素環含有基で置換されていてもよく、
およびRで表される基中のメチレン基の1つまたは2つ以上は、酸素が隣り合わない条件で-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR-、-NRCO-、-S-、-CS-、-SO-、-SCO-、-COS-、-OCS-またはCSO-で置換されていてもよく、
は、水素原子、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、
nは0または1を表し、*は結合手を表す。
前記オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基は、下記一般式(IVα)、(IVβ)、(IVγ)、(IVδ)、(IVε)、(IVζ)および(IVθ)で表される基である。
(一般式(IVα)~(IVθ)中、R31は、OR41、NR4243または炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、
32およびR33は、R41またはOR41を表し、
32とR33は結合して環を形成していてもよく、
41は、水素原子または炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、
42およびR43は、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、
71は、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、
72およびR73は、R41またはOR41を表し、
34、R35、R36、R37、R38、R39、R40、Ar、Ar、Ar、Ar、Ar、ArおよびArは、炭素原子数6~20のアリール基を表し、
v1、v2、v3、v4、v5およびv6は、0または1を表し、v7は、1を表し、*は、結合手を表し、
31中の前記複素環含有基は、窒素原子を有する。)
【請求項2】
下記一般式(II)で表される構造を有する請求項1記載のオキシムエステル化合物。
(一般式(II)中、Aは、炭素原子数6~20の芳香族環を表し、
11は、前記一般式(I)で表される基を表し、
12は、前記オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基、前記オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基で置換された炭素原子数1~20の炭化水素基、または前記オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基で置換された炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、
13は、それぞれ独立にハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数1~20の炭化水素基または炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、
12およびR13で表される基中の水素原子の1つまたは2つ以上はハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メタクリロイル基、アクリロイル基、エポキシ基、ビニル基、ビニルエーテル基、メルカプト基、イソシアネート基または炭素原子数2~20の複素環含有基で置換されていてもよく、
12およびR13で表される基中のメチレン基の1つまたは2つ以上は、酸素が隣り合わない条件で-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR14-、-NR14CO-、-S-、-CS-、-SO-、-SCO-、-COS-、-OCS-またはCSO-で置換されていてもよく、
14は、水素原子、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、
aは1~20の整数を表し、aが2以上の整数の場合、複数存在するR11は、同一で
あっても異なっていてもよく、
bは1~20の整数を表し、bが2以上の整数の場合、複数存在するR12は、同一であっても異なっていてもよく、
cは0~20の整数を表し、cが2以上の整数の場合、複数存在するR13は、同一であっても異なっていてもよいが、
a+b+cは20以下である。)
【請求項3】
が、下記一般式(IIIα)または(IIIβ)で表される構造である請求項2記載のオキシムエステル化合物。
(一般式(IIIα)中、Xは、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR2122、CO、NR23またはPR24を表し、
は、単結合、無結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR2122、CO、NR23またはPR24を表し、
21、R22、R23およびR24は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1~20の炭化水素基または複素環を含有する炭素原子数2~20の基を表し、R21、R22、R23およびR24で表される基中の水素原子は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアン基、水酸基、カルボキシル基または炭素原子数2~20の複素環基で置換されていてもよく、
21、R22、R23およびR24で表される基中のメチレン基の1つまたは2つ以上は、酸素が隣り合わない条件で-O-に置換されていてもよい。)
【請求項4】
前記一般式(II)中のR12が、前記オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基である請求項2または3記載のオキシムエステル化合物。
【請求項5】
請求項1~4のうちいずれか一項記載のオキシムエステル化合物を含有することを特徴とする重合開始剤。
【請求項6】
請求項5記載の重合開始剤(A)およびエチレン性不飽和化合物(B)を含有することを特徴とする重合性組成物。
【請求項7】
さらに、着色剤(C)を含有する請求項6記載の重合性組成物。
【請求項8】
請求項6または7記載の重合性組成物より得られることを特徴とする硬化物。
【請求項9】
請求項8記載の硬化物からなることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項10】
請求項9に記載のカラーフィルタを備えてなることを特徴とする表示装置。
【請求項11】
請求項6または7記載の重合性組成物に光照射をする工程、もしくは、請求項6または7記載の重合性組成物を加熱によって硬化させる工程を有することを特徴とする硬化物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、オキシムエステル化合物およびこれを含有する光重合開始剤に関し、詳しくは、重合性組成物に用いられる光重合開始剤として有用なオキシムエステル化合物およびこれを含有する光重合開始剤に関する。
【背景技術】
【0002】
重合性組成物は、エチレン性不飽和化合物に重合開始剤を加えたものであり、エネルギー線(光)を照射することによって重合硬化させることができるため、光硬化性インキ、感光性印刷版、各種フォトレジスト等に用いられている。
【0003】
これらの重合性組成物に用いられる重合開始剤として、特許文献1では、カルバゾール骨格を有したオキシムエステル光重合開始剤が提案され、特許文献2では、トリアリールアミン骨格を有するオキシムエステル化合物を有する重合開始剤が提案されている。また、カラーフィルタ等の着色剤を含有する重合性組成物は、高感度であることが求められ、レジスト中における重合開始剤を高濃度にする必要が有る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特表2010-527338号公報
【文献】国際公開第2017/033880号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1、2で提案されているのオキシムエステル化合物では、感度、耐熱性(低昇華性)および透明性(カラーフィルタの輝度が高い)を満足できる水準で両立できるものではなかった。解決しようとする問題点は、満足できる感度を有し、可視光領域の透過率が高い重合開始剤がこれまでなかったということである。
【0006】
そこで、本発明の目的は、重合性組成物に用いられる光重合開始剤として有用なオキシムエステル化合物およびこれを含有する光重合開始剤を提供することにある。本発明のオキシムエステル化合物は、特に、高感度かつ透明性に優れた重合開始剤として有用である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記構造を有する化合物が、上記課題を解消することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、本発明のオキシムエステル化合物は、下記一般式(I)、
で表される基と、オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基と、を同一分子内に有することを特徴とするものである。ここで、一般式(I)中、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数1~20の炭化水素基または炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、
およびRで表される基中の水素原子の1つまたは2つ以上はハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メタクリロイル基、アクリロイル基、エポキシ基、ビニル基、ビニルエーテル基、メルカプト基、イソシアネート基または炭素原子数2~20の複素環含有基で置換されていてもよく、
およびRで表される基中のメチレン基の1つまたは2つ以上は、酸素が隣り合わない条件で-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR-、-NRCO-、-S-、-CS-、-SO-、-SCO-、-COS-、-OCS-またはCSO-で置換されていてもよく、
は、水素原子、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、
nは0または1を表し、*は結合手を表す。
【0009】
本発明のオキシムエステル化合物においては、下記一般式(II)、
で表される構造を有することが好ましい。
【0010】
ここで、一般式(II)中、Aは、炭素原子数6~20の芳香族環を表し、
11は、前記一般式(I)で表される基を表し、
12は、前記オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基、前記オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基で置換された炭素原子数1~20の炭化水素基、または前記オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基で置換された炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、
13は、それぞれ独立にハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数1~20の炭化水素基または炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、
12およびR13で表される基中の水素原子の1つまたは2つ以上はハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メタクリロイル基、アクリロイル基、エポキシ基、ビニル基、ビニルエーテル基、メルカプト基、イソシアネート基または炭素原子数2~20の複素環含有基で置換されていてもよく、
12およびR13で表される基中のメチレン基の1つまたは2つ以上は、酸素が隣り合わない条件で-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR14-、-NR14CO-、-S-、-CS-、-SO-、-SCO-、-COS-、-OCS-またはCSO-で置換されていてもよく、
14は、水素原子、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、
aは1~20の整数を表し、aが2以上の整数の場合、複数存在するR11は、同一であっても異なっていてもよく、
bは1~20の整数を表し、bが2以上の整数の場合、複数存在するR12は、同一であっても異なっていてもよく、
cは0~20の整数を表し、cが2以上の整数の場合、複数存在するR13は、同一であっても異なっていてもよいが、
a+b+cは20以下である。
【0011】
また、本発明のオキシムエステル化合物においては、Aが、下記一般式(IIIα)または(IIIβ)で表される構造であることが好ましい。
【0012】
【0013】
ここで、一般式(IIIα)中、Xは、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR2122、CO、NR23またはPR24を表し、
は、単結合、無結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR2122、CO、NR23またはPR24を表し、
21、R22、R23およびR24は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1~20の炭化水素基または複素環を含有する炭素原子数2~20の基を表し、R21、R22、R23およびR24で表される基中の水素原子は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアン基、水酸基、カルボキシル基または炭素原子数2~20の複素環基で置換されていてもよく、
21、R22、R23およびR24で表される基中のメチレン基の1つまたは2つ以上は、酸素が隣り合わない条件で-O-に置換されていてもよい。
【0014】
さらに、本発明のオキシムエステル化合物においては、前記一般式(II)中のR12が、前記オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基であることが好ましい。
【0015】
さらにまた、本発明のオキシムエステル化合物においては、オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基が下記一般式(IVα)、(IVβ)、(IVγ)、(IVδ)、(IVε)、(IVζ)および(IVθ)で表される基であることが好ましい。
【0016】
【0017】
一般式(IVα)~(IVθ)中、R31は、OR41、NR4243または炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、
32およびR33は、R41またはOR41を表し、
32とR33は結合して環を形成していてもよく、
41は、水素原子または炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、
42およびR43は、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、
71は、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、
72およびR73は、R41またはOR41を表し、
34、R35、R36、R37、R38、R39、R40、Ar、Ar、Ar、Ar、Ar、ArおよびArは、炭素原子数6~20のアリール基を表し、
v1、v2、v3、v4、v5、v6およびv7は、0または1を表し、*は、結合手を表す。
【0018】
本発明の重合開始剤は、本発明のオキシムエステル化合物を含有することを特徴とするものである。
【0019】
本発明に係る重合性組成物は、本発明に係る重合開始剤(A)およびエチレン性不飽和化合物(B)を含有することを特徴とするものである。
【0020】
本発明に係る重合性組成物は、さらに、着色剤(C)を含有することが好ましい。
【0021】
本発明に係る硬化物は、本発明に係る重合性組成物より得られることを特徴とするものである。
【0022】
本発明に係るカラーフィルタは、本発明に係る硬化物からなることを特徴とするものである。
【0023】
本発明に係る表示装置は、本発明に係るカラーフィルタを備えてなることを特徴とするものである。
【0024】
本発明に係る硬化物の製造方法は、本発明に係る重合性組成物に光照射をする工程、または、本発明に係る重合性組成物を加熱によって硬化させる工程を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、重合性組成物に用いられる光重合開始剤として有用なオキシムエステル化合物およびこれを含有する光重合開始剤を提供することができる。本発明のオキシムエステル化合物は、高感度かつ透明性に優れた有用な新規な化合物であり、重合開始剤として有用である。この重合開始剤を含有する重合性組成物によって、輝度の高いカラーフィルタ、およびこのカラーフィルタを備えた表示装置を提供することができる為、有用である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明のオキシムエステル化合物およびこれを含有する光重合開始剤、さらに、これを含有する重合性組成物、その硬化物、カラーフィルタおよび表示装置について、好ましい実施形態に基づき詳細に説明する。
【0027】
本発明のオキシムエステル化合物は、一般式(I)、
で表される基と、オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基と、を同一分子内に有する化合物である。本発明のオキシムエステル化合物には、オキシムの二重結合による幾何異性体が存在するが、これらを区別するものではない。すなわち、本明細書において、本発明のオキシムエステル化合物およびその例示化合物は、これら幾何異性体の一種または二種以上の混合物を表すものであり、特定の異性体を示した構造に限定するものではない。なお、オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基とは、紫外線などの光(活性エネルギー)を照射されることで、開裂しラジカルを発生するオキシムエステル基以外の基を意味する。
【0028】
ここで、一般式(I)において、RおよびRは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数1~20の炭化水素基または炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、
およびRで表される基中の水素原子の1つまたは2つ以上はハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メタクリロイル基、アクリロイル基、エポキシ基、ビニル基、ビニルエーテル基、メルカプト基、イソシアネート基または炭素原子数2~20の複素環含有基で置換されていてもよく、
およびRで表される基中のメチレン基の1つまたは2つ以上は、酸素が隣り合わない条件で-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR-、-NRCO-、-S-、-CS-、-SO-、-SCO-、-COS-、-OCS-またはCSO-で置換されていてもよく、
は、水素原子、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、
nは0または1を表し、*は結合手を表す。
【0029】
一般式(I)中のR~Rで表される炭素原子数1~20の炭化水素基は、特に限定されるものではないが、好ましくは炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数2~20のアルケニル基、炭素原子数3~20のシクロアルキル基、炭素原子数4~20のシクロアルキルアルキル基、炭素原子数6~20のアリール基および炭素原子数7~20のアリールアルキル基等が挙げられる。
【0030】
炭素原子数1~20のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、アミル、イソアミル、t-アミル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、イソオクチル、2-エチルヘキシル、t-オクチル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシルおよびイコシル等が挙げられる。
【0031】
炭素原子数2~20のアルケニル基としては、例えば、ビニル、エチレン、2-プロペニル、3-ブテニル、2-ブテニル、4-ペンテニル、3-ペンテニル、2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、5-ヘキセニル、2-ヘプテニル、3-ヘプテニル、4-ヘプテニル、3-オクテニル、3-ノネニル、4-デセニル、3-ウンデセニル、4-ドデセニルおよび4,8,12-テトラデカトリエニルアリル等が挙げられる。
【0032】
炭素原子数3~20のシクロアルキル基とは、3~20の炭素原子を有する、飽和単環式または飽和多環式アルキル基を意味する。例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、アダマンチル、デカハイドロナフチル、オクタヒドロペンタレンおよびビシクロ[1.1.1]ペンタニル等が挙げられる。
【0033】
炭素原子数4~20のシクロアルキルアルキル基とは、アルキル基の水素原子が、シクロアルキル基で置換された4~20の炭素原子を有する基を意味する。例えば、シクロプロピルメチル、2-シクロブチルエチル、3-シクロペンチルプロピル、4-シクロヘキシルブチル、シクロヘプチルメチル、シクロオクチルメチル、2-シクロノニルエチル、2-シクロデシルエチル、3-3-アダマンチルプロピルおよびデカハイドロナフチルプロピル等が挙げられる。
【0034】
炭素原子数6~20のアリール基としては、例えば、フェニル、トリル、キシリル、エチルフェニル、ナフチル、アンスリル、フェナンスレニル、上記アルキル基で1つ以上置換されたフェニル、ビフェニリル、ナフチル、アンスリル等が挙げられる。
【0035】
炭素原子数7~20のアリールアルキル基とは、アルキル基の水素原子が、アリール基で置換された7~20の炭素原子を有する基を意味する。例えば、ベンジル、α-メチルベンジル、α、α-ジメチルベンジル、フェニルエチルおよびナフチルプロピル等が挙げられる。
【0036】
炭素原子数1~20の炭化水素基の中でも、重合開始剤として感度がよいことから、炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数2~10のアルケニル基、炭素原子数3~10のシクロアルキル基、炭素原子数4~15のシクロアルキルアルキル基、炭素原子数6~15のアリール基および炭素原子数7~15のアリールアルキル基が特に好ましい。
【0037】
一般式(I)中の、RおよびRで表される炭素原子数2~20の複素環含有基並びにRおよびRで表される基中の水素原子が置換される場合がある炭素原子数2~20の複素環含有基としては、例えば、ピロリル、ピリジル、ピリジルエチル、ピリミジル、ピリダジル、ピペラジル、ピペリジル、ピラニル、ピラニルエチル、ピラゾリル、トリアジル、トリアジルメチル、ピロリジル、キノリル、イソキノリル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、トリアゾリル、フリル、フラニル、ベンゾフラニル、チエニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、チアジアゾリル、チアゾリル、ベンゾチアゾリル、オキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、インドリル、ユロリジル、モルフォリニル、チオモルフォリニル、2-ピロリジノン-1-イル、2-ピペリドン-1-イル、2,4-ジオキシイミダゾリジン-3-イルおよび2,4-ジオキシオキサゾリジン-3-イル等が挙げられる。
【0038】
一般式(I)中の、RおよびRで表される基中のメチレン基は、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR-、-NRCO-、-S-、-CS-、-SO-、-SCO-、-COS-、-OCS-またはCSO-で置換されていてもよく、この置換は1種または2種以上の基でもよい。なお、連続して置換し得る基の場合は、酸素原子が隣り合わない条件で2つ以上連続して置換されていてもよい。
【0039】
一般式(I)中のハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
【0040】
一般式(I)において、n=1である化合物を重合開始剤(A)として用いた硬化物は、透明性および輝度に優れるため好ましい。
【0041】
一般式(I)において、Rとして炭素原子数1~12のアルキル基であるものが、有機溶剤への溶解性が高いので好ましく、Rとしてメチル基、エチル基またはフェニル基であるものは、反応性が高いので好ましい。
【0042】
炭素原子数2~20の複素環含有基の中でも、重合開始剤として感度がよいことから、炭素原子数2~10の複素環含有基が特に好ましい。
【0043】
本発明のオキシムエステル化合物においては、下記一般式(II)、
で表される構造を有することが好ましい。
【0044】
ここで、一般式(II)において、Aは、炭素原子数6~20の芳香族環を表し、
11は、一般式(I)で表される基を表し、
12は、オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基、オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基で置換された炭素原子数1~20の炭化水素基、またはオキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基で置換された炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、
13は、それぞれ独立にハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数1~20の炭化水素基または炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、
12およびR13で表される基中の水素原子の1つまたは2つ以上はハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メタクリロイル基、アクリロイル基、エポキシ基、ビニル基、ビニルエーテル基、メルカプト基、イソシアネート基または炭素原子数2~20の複素環含有基で置換されていてもよく、
12およびR13で表される基中のメチレン基の1つまたは2つ以上は、酸素が隣り合わない条件で-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR14-、-NR14CO-、-S-、-CS-、-SO-、-SCO-、-COS-、-OCS-またはCSO-で置換されていてもよく、
14は、水素原子、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、
aは1~20の整数を表し、aが2以上の整数の場合、複数存在するR11は、同一であっても異なっていてもよく、
bは1~20の整数を表し、bが2以上の整数の場合、複数存在するR12は、同一であっても異なっていてもよく、
cは0~20の整数を表し、cが2以上の整数の場合、複数存在するR13は、同一であっても異なっていてもよいが、a+b+cは20以下である。
【0045】
一般式(II)中のAで表される炭素原子数6~20の芳香族環とは、芳香族環を含有する炭素原子数6~20の構造を意味し、芳香族炭化水素環または芳香族複素環を含む基である。
【0046】
芳香族炭化水素環とは、芳香族複素環を含まず芳香族炭化水素環を含有する構造を意味し、例えば、シクロブタジエン、ベンゼン、シクロオクタテトラエン、シクロテトラデカヘプタエン、シクロオクタデカノナエン、ナフタレン、アントラセン、トリフェニルアミン、ジフェニルスルフィドおよびフルオレン等が挙げられる。
【0047】
芳香族複素環とは、芳香族複素環を含有する構造を意味し、例えば、フラン、チオフェン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、カルバゾール、およびインドール並びに上記構造等が挙げられる。
【0048】
一般式(II)中のR12~R13で表される炭素原子数1~20の炭化水素基としては、一般式(I)のR等で表される炭素原子数1~20の炭化水素基と同様のものが挙げられる。
【0049】
一般式(II)中のR12~R13で表される炭素原子数2~20の複素環含有基、およびR12~R13で表される基中の水素原子が置換されていてもよい炭素原子数2~20の複素環含有基としては、一般式(I)のR等で表される2~20の複素環含有基と同様のものが挙げられる。
【0050】
一般式(II)中の、R12~R13で表される基中のメチレン基は、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NR14-、-NR14CO-、-S-、-CS-、-SO-、-SCO-、-COS-、-OCS-またはCSO-で置換されていてもよく、この置換は1種または2種以上の基でもよく、連続して置換し得る基の場合は、酸素原子が隣り合わない条件で2つ以上連続して置換されていてもよい。
【0051】
一般式(II)中のR14は、水素原子、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、炭素原子数1~20の炭化水素基としては、R~Rと同じものが挙げられる。
【0052】
一般式(II)中のハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
【0053】
一般式(II)中のAが、ジフェニルスルフィドである化合物は、重合開始剤として用いた場合、感度が高く、透明性に優れることから好ましい。
【0054】
一般式(II)中のAが、フルオレンである化合物は、重合開始剤として用いた場合、感度が高く、透明性に優れることから好ましい。
【0055】
一般式(II)中のAが、カルバゾールである化合物は、重合開始剤として用いた場合、360nm以上の長波長光源においても感度が高く、顔料等と併用しても感度が高いことから好ましい。
【0056】
一般式(II)中のAが、インドールである化合物は、重合開始剤として用いた場合、感度が高く、透明性に優れることから好ましい。
【0057】
一般式(II)中、aは1~20の整数を表し、aが2以上の整数の場合、複数存在するR11は、同一であっても異なっていてもよく、bは1~20の整数を表し、bが2以上の整数の場合、複数存在するR12は、同一であっても異なっていてもよく、cは0~20の整数を表し、cが2以上の整数の場合、複数存在するR13は、同一であっても異なっていてもよいが、a+b+cは20以下である。本発明のオキシムエステル化合物においては、一般式(II)中のaおよびbが、1~3である化合物は、重合開始剤として用いた場合、透明性および感度に優れることから好ましく、aおよびbが1である化合物が特に好ましい。本発明のオキシムエステル化合物においては、一般式(II)中のR12が、上記オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基である化合物は、感度に優れることから好ましい。
【0058】
一般式(II)中のcが、0~3である化合物は、重合開始剤として用いた場合、透明性および感度に優れることから好ましく、cが0または1である化合物が特に好ましい。
【0059】
本発明のオキシムエステル化合物においては、Aは、一般式(IIIα)または(IIIβ)で表される構造であることが好ましい。
【0060】
ここで、一般式(IIIα)中、Xは、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR2122、CO、NR23またはPR24を表し、Xは、単結合、無結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR2122、CO、NR23またはPR24を表し、R21、R22、R23およびR24は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1~20の炭化水素基または複素環を含有する炭素原子数2~20の基を表し、R21、R22、R23およびR24で表される基中の水素原子は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアン基、水酸基、カルボキシル基または炭素原子数2~20の複素環基で置換されていてもよく、R21、R22、R23およびR24で表される基中のメチレン基の1つまたは2つ以上は、酸素が隣り合わない条件で-O-に置換されていてもよい。
【0061】
一般式(IIIα)中の、R21~R24で表される炭素原子数1~20の炭化水素基としては、一般式(1)中のR等で表される炭素原子数1~20の炭化水素基と同様のものが挙げられる。
【0062】
一般式(IIIα)中の、R21~R24で表される炭素原子数2~20の複素環含有基およびR21~R24で表される基中の水素原子が置換される場合がある炭素原子数2~20の複素環含有基としては、一般式(1)中のR等で表される2~20の複素環含有基と同様のものが挙げられる。
【0063】
一般式(IIIα)で表される好ましい構造としては、感度が良いことからジフェニルスルフィド(Xが硫黄原子、Xが無結合)、フルオレン(XがCR2122、Xが単結合)およびカルバゾール(Xが硫黄原子、Xが単結合)が挙げられる。
【0064】
一般式(IIIα)中のXが、単結合である化合物は、重合開始剤として用いた場合、感度に優れることから好ましい。
【0065】
一般式(IIIα)中のハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
【0066】
一般式(IIIα)中のXが、無結合である場合、下記一般式(IIIα’)、
で表される基を意味する。
【0067】
光ラジカル開裂性基は、特に制限はされないが、紫外線に対して活性が高いことから、下記一般式(IVα)~(IVθ)で表される基が好ましい。
【0068】
ここで、一般式(IVα)~(IVθ)中、R31は、OR41、NR4243または炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、R32およびR33は、R41またはOR41を表し、
32とR33は結合して環を形成していてもよく、R41は、水素原子または炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、R42およびR43は、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、R71は、炭素原子数1~20の炭化水素基を表し、R72およびR73は、R41またはOR41を表し、R34、R35、R36、R37、R38、R39、R40、Ar、Ar、Ar、Ar、Ar、ArおよびArは、炭素原子数6~20のアリール基を表し、v1、v2、v3、v4、v5、v6およびv7は、0または1を表し、*は、結合手を表す。
【0069】
一般式(IVα)中のR31で表される炭素原子数2~20の複素環含有基は、一般式(1)中のR等で例示されたものと同様である。好ましくは、窒素原子を含有する複素環が挙げられる。窒素原子を含有する複素環としては、アジリジン環、アゼチジン環、アゾリジン環、アゾール環、アジナン環、アゼパン環、モルホリン環およびチアジン環等が挙げられ、光開裂性に優れることから、特にモルホリン環およびチアジン環が好ましく、特にモルホリン環が好ましい。
【0070】
一般式(IVα)中のR32とR33が形成する環としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環等の飽和脂肪環、上記芳香族炭化水素環、上記芳香族複素環等が挙げられるが、透明性が高く、溶剤への溶解性が高いことから飽和脂肪環が好ましく、化合物の安定性が高いことから特にシクロヘキサン環が好ましい。
【0071】
一般式(IVα)中のR41~R43およびR71で表される炭素原子数1~20の炭化水素基は、一般式(1)中のR等で例示されたものと同様である。
【0072】
一般式(IVα)~(IVθ)中のR34~R40およびAr~Arで表される炭素原子数6~20のアリール基は、一般式(1)中のR等で例示されたものと同様である。
【0073】
オキシムエステル基を有さない光ラジカル開裂性基が一般式(IVα)である化合物は、感度に優れることから好ましく、一般式(IVα)中のR31が、OR41またはNR4243である化合物はより好ましく、一般式(IVα)中のR31が、NR4243である化合物は特に好ましい。
【0074】
好ましい光ラジカル開裂性基として、下記(IVα1)~(IVα5)、(IVβ1)、(IVγ1)、(IVδ1)および(IVε1)が挙げられる。この中でも感度が高いことから(IVα1)~(IVα5)で表される光ラジカル開裂性基が好ましい。365nm以上の長波長域の紫外光を含む光源を用いる場合、(IVβ1)、(IVγ1)、(IVδ1)および(IVε1)で表される光ラジカル開裂性基が好ましい。
【0075】
【0076】
本発明のオキシムエステル化合物の好ましい具体例としては、以下の化合物No.1-1~No.1-76、No.2-1~No.2-100、No.3-1~No.3-70、No.4-1~No.4-72、No.5-1~No.5-68、No.6-1~No.6-11が挙げられる。ただし、本発明のオキシムエステル化合物は、以下の化合物により何ら制限を受けるものではない。
【0077】
【0078】
【0079】
【0080】
【0081】
【0082】
【0083】
【0084】
【0085】
【0086】
【0087】
【0088】
【0089】
【0090】
【0091】
【0092】
【0093】
【0094】
【0095】
【0096】
【0097】
【0098】
【0099】
【0100】
【0101】
【0102】
【0103】
【0104】
【0105】
【0106】
本発明のオキシムエステル化合物の例として、以下の化合物も挙げることができる。
【0107】
一般式(I)で表される基および上記光ラジカル開裂性基を同一分子内に有する化合物は、特に限定されないが、例えば、下記に示す方法で合成できる。
【0108】
一般式(I)中のn=0の場合、公知の芳香族環含有化合物と公知であり市販されている酸クロリドとを反応させることによりケトン化合物1を得、ケトン化合物1と光ラジカル開裂性基を有する臭化物と反応させることで、ケトン化合物1’を得、ケトン化合物1’と塩酸ヒドロキシルアミンを反応させることにより、オキシム化合物1を得る。続いて、オキシム化合物1に、トリエチルアミン(TEA)存在下で酸クロリドを反応させることにより、一般式(I)で表される本発明のオキシムエステル化合物Aを得る。オキシム化合物およびオキシムエステル化合物は、特許4223071号報に記載の方法でも製造できる。
【0109】
【0110】
一般式(I)中のnが1、一般式(II)中のc=0の場合、下記の反応式に従って、以下の方法により製造する方法が挙げられる。すなわち、公知の芳香族環含有化合物と酸クロリドと反応させることによりケトン化合物2を得、ケトン化合物2と光ラジカル開裂性基を有する臭化物と反応させることで、ケトン化合物2’を得、ケトン化合物2’と亜硝酸イソブチルを反応させることにより、オキシム化合物2を得る。続いて、オキシム化合物2に、TEA存在下で酸無水物または酸クロリドを反応させることにより、一般式(I)で表される本発明のオキシムエステル化合物Bを得る。
【0111】
【0112】
以上説明した本発明の新規なオキシムエステル化合物は、医薬、農薬、塩基発生剤および重合開始剤等に有用で、特に重合開始剤(光重合開始剤または熱重合開始剤)として有用である。また、本発明の新規なオキシムエステル化合物は、増感剤としても好適に用いることができる。
【0113】
本発明に係る重合性組成物は、本発明の重合開始剤(A)およびエチレン性不飽和化合物(B)を含有し、任意成分として、着色剤(C)、アルカリ現像性化合物(D)、無機化合物、溶剤等の成分を組み合わせて含有してもよい。
【0114】
本発明に係る重合開始剤(A)は、一般式(I)で表される基および上記光ラジカル開裂性基を同一分子内に有する化合物を少なくとも一種含有するものであり、他の重合開始剤を併用してもよい。本発明の重合開始剤(A)中における本発明のオキシムエステル化合物の含有量は、好ましくは30~100質量%、より好ましくは50~100質量%である。また、本発明の重合開始剤(A)は、エチレン性不飽和化合物(B)の重合開始剤として有用なものである。
【0115】
本発明のオキシムエステル化合物に属さない他の光重合開始剤としては、光照射によりラジカルを発生するものであれば特に制限されず従来既知の化合物を用いることが可能であり、例えば、オキシムエステル系化合物、アセトフェノン系化合物、ベンジル系化合物、ベンゾフェノン系化合物およびチオキサントン系化合物等を好ましいものとして例示することができる。
【0116】
オキシムエステル系化合物としては、一般式(I)で表される基を有する化合物等が挙げられ、光重合開始剤の中でも感度が良好であることから、本発明に係る重合性組成物に好ましく使用することができる。
【0117】
これらオキシムエステル系化合物の中でも、一般式(V)、
で表される化合物は、特に感度が高いことから、本発明に係る重合性組成物に用いることが好ましい。
【0118】
ここで、一般式(V)中、R、Rおよびnは、それぞれ一般式(I)におけるR、Rおよびnと同一であり、
51およびR52は、それぞれ独立に、水素原子、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数1~20の炭化水素基または複素環を含有する炭素原子数2~20の基を表し、炭素原子数1~20の炭化水素基としては、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数6~20のアリール基、炭素原子数7~20のアリールアルキル基が好ましく、
11は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、CR5354、CO、NR55またはPR56を表し、
12は、無結合、直接結合、炭素原子数1~20の炭化水素基、COを表し、
53~R56は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1~20の炭化水素基または複素環を含有する炭素原子数2~20の基を表し、R53~R56で表される基中の水素原子は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メタクリロイル基、アクリロイル基、エポキシ基、ビニル基、メルカプト基、イソシアネート基、複素環含有基で置換される場合もあり、
51~R56で表される基中のメチレン基は、酸素が隣り合わない条件で-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-、-SO-、-SCO-または-COS-で置換される場合もあり、
51~R56は、それぞれ独立に、隣接するどちらかのベンゼン環と一緒になって環を形成する場合もあり、
dは0~4の数を、eは0~3の数を表す。
【0119】
一般式(V)中のR51~R56で表される炭素原子数1~20の炭化水素基は、R等に記載されている炭素原子数1~20の炭化水素基と同様である。
【0120】
一般式(V)中のR51~R56で表される、複素環を含有する炭素原子数2~20の基は、上記R等に記載されている複素環を含有する炭素原子数2~20の基と同様である。
【0121】
一般式(V)で表される好ましいオキシムエステル系化合物は、例えば、下記する化合物No.A2-1~No.A2-28が挙げられる。ただし、本発明に係る重合性組成物で用いられる重合開始剤(A)は以下の化合物により何ら制限を受けるものではない。
【0122】
【0123】
【0124】
【0125】
【0126】
一般式(V)において、X11が、硫黄原子で、X12が、無結合の場合、化合物No.A2-1~A2-7で表されるジフェニルスルフィド骨格を有したオキシムエステル系化合物となり、重合開始剤として併用することで感度が良好な重合性組成物がえられる点で好ましい。
【0127】
一般式(V)において、X11が、NR55で、X12が、直接結合の場合、化合物No.A2-8~A2-28で表されるカルバゾール骨格を有したオキシムエステル系化合物となり、感度が良好な重合性組成物がえられる点で特に好ましい。
【0128】
アセトフェノン系化合物としては例えば、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、4’-イソプロピル-2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン、2-ヒドロキシメチル-2-メチルプロピオフェノン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、p-ジメチルアミノアセトフェノン、p-ターシャリブチルジクロロアセトフェノン、p-ターシャリブチルトリクロロアセトフェノン、p-アジドベンザルアセトフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパノン-1、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、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および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-オン等が挙げられる。
【0129】
ベンジル系化合物としては、ベンジル等が挙げられる。
【0130】
ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、ミヒラーケトン、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および4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルスルフィド等が挙げられる。
【0131】
チオキサントン系化合物としては、チオキサントン、2-メチルチオキサントン、2-エチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン等が挙げられる。
【0132】
その他の光合開始剤としては、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等のホスフィンオキサイド系化合物およびビス(シクロペンタジエニル)-ビス[2,6-ジフルオロ-3-(ピル-1-イル)]チタニウム等のチタノセン系化合物等が挙げられる。
【0133】
市販のラジカル開始剤としては、アデカオプトマーN-1414、N-1717、N-1919、アデカアークルズNCI-831、NCI-930(以上、ADEKA製);IRGACURE184、IRGACURE369、IRGACURE651、IRGACURE907、IRGACURE OXE 01、IRGACURE OXE 02、IRGACURE784(以上、BASF製);TR-PBG-304、TR-PBG-305、TR-PBG-309およびTR-PBG-314(以上、TRONLY製);等が挙げられる。
【0134】
本発明に係る重合性組成物において、重合開始剤(A)の含有量は特に限定されるものではないが、エチレン性不飽和化合物(B)100質量部に対して、好ましくは1~70質量部、より好ましくは1~50質量部、最も好ましくは5~30質量部である。
【0135】
エチレン性不飽和化合物(B)は、エチレン性の不飽和結合を有していればよい。エチレン性不飽和化合物(B)としては、特に限定されず、従来、重合性組成物に用いられているものを用いることができるが、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン等の不飽和脂肪族炭化水素;(メタ)アクリル酸、α-クロルアクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、シトラコン酸、フマル酸、ハイミック酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ビニル酢酸、アリル酢酸、桂皮酸、ソルビン酸、メサコン酸、コハク酸モノ[2-(メタ)アクリロイロキシエチル]、フタル酸モノ[2-(メタ)アクリロイロキシエチル]、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等の両末端にカルボキシ基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレート;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート・マレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート・マレート、ジシクロペンタジエン・マレート或いは1個のカルボキシル基と2個以上の(メタ)アクリロイル基とを有する多官能(メタ)アクリレート等の不飽和多塩基酸;(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸グリシジル、下記化合物No.A1~No.A4、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸-t-ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸アミノプロピル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸ポリ(エトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエトキシエチル、(メタ)アクリル酸エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフリル、(メタ)アクリル酸ビニル、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸ベンジル、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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(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、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(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、ペンタエリスリトールテトラ(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、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート、トリ[(メタ)アクリロイルエチル]イソシアヌレート、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー等の不飽和一塩基酸および多価アルコールまたは多価フェノールのエステル;(メタ)アクリル酸亜鉛、(メタ)アクリル酸マグネシウム等の不飽和多塩基酸の金属塩;マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、シトラコン酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸-無水マレイン酸付加物、ドデセニル無水コハク酸、無水メチルハイミック酸等の不飽和多塩基酸の酸無水物;(メタ)アクリルアミド、メチレンビス-(メタ)アクリルアミド、ジエチレントリアミントリス(メタ)アクリルアミド、キシリレンビス(メタ)アクリルアミド、α-クロロアクリルアミド、N-2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和一塩基酸および多価アミンのアミド;アクロレイン等の不飽和アルデヒド;(メタ)アクリロニトリル、α-クロロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン、シアン化アリル等の不飽和ニトリル;スチレン、4-メチルスチレン、4-エチルスチレン、4-メトキシスチレン、4-ヒドロキシスチレン、4-クロロスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、ビニル安息香酸、ビニルフェノール、ビニルスルホン酸、4-ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルベンジルメチルエーテル、ビニルベンジルグリシジルエーテル等の不飽和芳香族化合物;メチルビニルケトン等の不飽和ケトン;ビニルアミン、アリルアミン、N-ビニルピロリドン、ビニルピペリジン等の不飽和アミン化合物;アリルアルコール、クロチルアルコール等のビニルアルコール;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、アリルグリシジルエーテル等のビニルエーテル;マレイミド、N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等の不飽和イミド類;インデン、1-メチルインデン等のインデン類;1,3-ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の脂肪族共役ジエン類;ポリスチレン、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリ-n-ブチル(メタ)アクリレート、ポリシロキサン等の重合体分子鎖の末端にモノ(メタ)アクリロイル基を有するマクロモノマー類;ビニルクロリド、ビニリデンクロリド、ジビニルスクシナート、ジアリルフタラート、トリアリルホスファート、トリアリルイソシアヌラート、ビニルチオエーテル、ビニルイミダゾール、ビニルオキサゾリン、ビニルカルバゾール、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、水酸基含有ビニルモノマーおよびポリイソシアネート化合物のビニルウレタン化合物、水酸基含有ビニルモノマーおよびポリエポキシ化合物のビニルエポキシ化合物が挙げられる。
【0136】
エチレン性不飽和化合物(B)としては市販品を用いることができ、例えば、カヤラッドDPHA、DPEA-12、PEG400DA、THE-330、RP-1040、NPGDA、PET30(日本化薬社製)SPC-1000、SPC-3000(昭和電工製)、アロニックスM-140、M-215、M-350(東亞合成社製)、NKエステルA-DPHA-TMPT、A-DCP、A-HD-N、A-9300、TMPT、DCP、NPGおよびHD-N(新中村化学工業社製)等が挙げられる。
【0137】
これらの中でも、両末端にカルボキシ基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレート、1個のカルボキシ基と2個以上の(メタ)アクリロイル基とを有する多官能(メタ)アクリレート、不飽和一塩基酸および多価アルコールまたは多価フェノールのエステルは、本発明の重合性組成物を、後述するアルカリ現像性感光性樹脂組成物として用いる場合に好適である。
【0138】
エチレン性不飽和化合物は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができ、また2種以上を混合して使用する場合には、それらを予め共重合して共重合体として使用してもよい。
【0139】
【0140】
【0141】
【0142】
【0143】
本発明に係る重合性組成物には、更に着色剤(C)を含有させて着色重合性組成物としてもよい。着色剤(C)としては、顔料、染料、天然色素等が挙げられる。これらの着色剤(C)は、単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。
【0144】
顔料としては、例えば、ニトロソ化合物;ニトロ化合物;アゾ化合物;ジアゾ化合物;キサンテン化合物;キノリン化合物;アントラキノン化合物;クマリン化合物;フタロシアニン化合物;イソインドリノン化合物;イソインドリン化合物;キナクリドン化合物;アンタンスロン化合物;ペリノン化合物;ペリレン化合物;ジケトピロロピロール化合物;チオインジゴ化合物;ジオキサジン化合物;トリフェニルメタン化合物;キノフタロン化合物;ナフタレンテトラカルボン酸;アゾ染料、シアニン染料の金属錯体化合物;レーキ顔料;ファーネス法、チャンネル法またはサーマル法によって得られるカーボンブラック、或いはアセチレンブラック、ケッチェンブラックまたはランプブラック等のカーボンブラック;上記カーボンブラックをエポキシ樹脂で調整または被覆したもの、上記カーボンブラックを予め溶剤中で樹脂に分散処理し、20~200mg/gの樹脂を吸着させたもの、上記カーボンブラックを酸性またはアルカリ性表面処理したもの、平均粒径が8nm以上でDBP吸油量が90ml/100g以下のもの、950℃における揮発分中のCOおよびCOから算出した全酸素量が、カーボンブラックの表面積100m当たり9mg以上であるもの;黒鉛、黒鉛化カーボンブラック、活性炭、炭素繊維、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイル、カーボンナノホーン、カーボンエアロゲル、フラーレン;アニリンブラック、ピグメントブラック7、チタンブラック;酸化クロム緑、ミロリブルー、コバルト緑、コバルト青、マンガン系、フェロシアン化物、リン酸塩群青、紺青、ウルトラマリン、セルリアンブルー、ピリジアン、エメラルドグリーン、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、合成鉄黒、アンバー等の有機または無機顔料を用いることができる。これらの顔料は単独で、或いは複数を混合して用いることができる。
【0145】
顔料としては、市販の顔料を用いることもでき、例えば、ピグメントレッド1、2、3、9、10、14、17、22、23、31、38、41、48、49、88、90、97、112、119、122、123、144、149、166、168、169、170、171、177、179、180、184、185、192、200、202、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、254;ピグメントオレンジ13、31、34、36、38、43、46、48、49、51、52、55、59、60、61、62、64、65、71;ピグメントイエロー1、3、12、13、14、16、17、20、24、55、60、73、81、83、86、93、95、97、98、100、109、110、113、114、117、120、125、126、127、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、166、168、175、180、185;ピグメントグリ-ン7、10、36;ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5、15:6、22、24、56、60、61、62、64;ピグメントバイオレット1、19、23、27、29、30、32、37、40、50等が挙げられる。
【0146】
染料としては、アゾ染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、トリアリールメタン染料、キサンテン染料、アリザリン染料、アクリジン染料スチルベン染料、チアゾール染料、ナフトール染料、キノリン染料、ニトロ染料、インダミン染料、オキサジン染料、フタロシアニン染料、シアニン染料等の染料等が挙げられ、これらは複数を混合して用いる場合もある。
【0147】
本発明に係る重合性組成物において、着色剤(C)の含有量は、エチレン性不飽和化合物(B)100質量部に対して、好ましくは50~350質量部、より好ましくは100~250質量部である。
【0148】
本発明に係る重合性組成物には、更にアルカリ現像性化合物(D)を含有させてアルカリ現像性感光性樹脂組成物としてもよい。着色剤(C)およびアルカリ現像性化合物(D)を同時に含むものは、着色アルカリ現像性感光性樹脂組成物ともいう。
【0149】
アルカリ現像性化合物(D)としては、アルカリ水溶液に可溶であれば特に限定されないが、例えば、特開2004-264414号公報に記載の樹脂等が挙げられる。
【0150】
また、アルカリ現像性化合物(D)としては、アクリル酸エステルの共重合体や、フェノールおよび/またはクレゾールノボラックエポキシ樹脂、多官能エポキシ基を有するポリフェニルメタン型エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂等のエポキシ化合物のエポキシ基に、不飽和一塩基酸を作用させ、更に多塩基酸無水物を作用させて得られた樹脂を用いることができる。ここでいうエポキシアクリレート樹脂とは、エポキシ化合物に(メタ)アクリル酸を作用させたものであり、その例としては、Ripoxy SPC-2000、DIC社製のディックライトUE-777、日本ユピカ社製ユピカ4015等を挙げることができる。
【0151】
また、エチレン性不飽和結合を有していてもよいアルカリ現像性を有する化合物は、不飽和基を0.2~1.0当量含有していることが好ましい。これらの中でも、エポキシアクリレート樹脂およびカルボキシル基を有する重合体が好ましい。
【0152】
カルボキシル基を有する重合体は、カルボキシル基を有する構造単位を(以下、「構造単位(U1)」という。)有するものであればよく、特に制限をされないが、メタクリロイル基、アクリロイル基、エポキシ基、ビニル基、ビニルエーテル基、メルカプト基、オキセタニル基またはイソシアネート基等の架橋性基を有する構造単位(以下、「構造単位(U2)」という。)、シリル基を有する構造単位(以下「構造単位(U3)」という。)を有することが好ましい。上記カルボキシル基を有する重合体は、上記構造単位(U1)~(U3)以外の構造単位(以下、「構造単位(U4)」という。)を有していてもよい。
【0153】
構造単位(U1)としては、不飽和カルボン酸および不飽和カルボン酸無水物よりなる群から選択される少なくとも1種(以下、「化合物(u1)」という。)に由来する構造単位であることが好ましい。
【0154】
化合物(u1)としては、例えば、モノカルボン酸、ジカルボン酸、ジカルボン酸の無水物等を挙げることができる。モノカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等を;ジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等を;ジカルボン酸の無水物としては、上記ジカルボン酸の無水物等を、それぞれ挙げることができる。
【0155】
これらのうち、共重合反応性、得られる共重合体の現像液に対する溶解性の点から、アクリル酸、メタクリル酸、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-メタクリロイルオキシエチルコハク酸または無水マレイン酸が好ましい。そして、化合物(u1)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0156】
構造単位(U2)としては、エポキシ基またはオキセタニル基を有する重合性不飽和化合物(以下、「化合物(u2)」という。)に由来する構造単位であることが好ましい。
【0157】
化合物(u2)は、エポキシ基を有する重合性不飽和化合物およびオキセタニル基を有する重合性不飽和化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
【0158】
エポキシ基を有する重合性不飽和化合物として、例えば、(メタ)アクリル酸オキシラニル(シクロ)アルキルエステル、α-アルキルアクリル酸オキシラニル(シクロ)アルキルエステル、重合性不飽和結合を有するグリシジルエーテル化合物等を;オキセタニル基を有する重合性不飽和化合物として、例えば、オキセタニル基を有する(メタ)アクリル酸エステル等を、それぞれ挙げることができる。
【0159】
化合物(u2)について、それらの具体例としては、(メタ)アクリル酸オキシラニル(シクロ)アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2-メチルグリシジル、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシブチル、(メタ)アクリル酸6,7-エポキシヘプチル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシル(メタ)アクリレート、等を挙げることができる。
【0160】
α-アルキルアクリル酸オキシラニル(シクロ)アルキルエステルとしては、例えば、α-エチルアクリル酸グリシジル、α-n-プロピルアクリル酸グリシジル、α-n-ブチルアクリル酸グリシジル、α-エチルアクリル酸6,7-エポキシヘプチル、α-エチルアクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシル等を挙げることができる。
【0161】
重合性不飽和結合を有するグリシジルエーテル化合物として、例えば、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル等を挙げることができる。
【0162】
オキセタニル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとして、例えば、3-((メタ)アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-((メタ)アクリロイルオキシメチル)-3-エチルオキセタン、3-((メタ)アクリロイルオキシメチル)-2-メチルオキセタン、3-((メタ)アクリロイルオキシエチル)-3-エチルオキセタン、2-エチル-3-((メタ)アクリロイルオキシエチル)オキセタン、3-メチル-3-(メタ)アクリロイルオキシメチルオキセタン、3-エチル-3-(メタ)アクリロイルオキシメチルオキセタン等を、それぞれ挙げることができる。
【0163】
これら具体例のうち、特に、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2-メチルグリシジル、メタクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシル、メタクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシルメタアクリレート、3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02.6]デシルアクリレート、3-メタクリロイルオキシメチル-3-エチルオキセタン、3-メチル-3-メタクリロイルオキシメチルオキセタンまたは3-エチル-3-メタクリロイルオキシメチルオキセタンが、重合性の点から好ましい。
【0164】
これら化合物(u2)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0165】
構造単位(U2)のうち、架橋性基として、メタクリロイル基またはアクリロイル基を有する構造単位としては、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する構造単位を好ましく用いることができる。
【0166】
(メタ)アクリロイルオキシ基を有する構造単位は、重合体中のカルボキシル基にエポキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステルを反応させて得られる。反応後の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する構造単位は、下記一般式(U)、
で表される構造単位であることが望ましい。
【0167】
ここで、一般式(U)中、R1000およびR1001は、それぞれ独立して水素原子またはメチル基である。uは、1~6の整数である。R1002は、下記一般式(Uα)または下記一般式(Uβ)で表される2価の基であり、*は結合手を表す。
【0168】
【0169】
ここで、一般式(Uα)中、R1003は、水素原子またはメチル基である。一般式(Uα)および一般式(Uβ)中、*は、結合手を示す。
【0170】
一般式(U)で表される構造単位について、例えば、カルボキシル基を有する共重合体に、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2-メチルグリシジル等の化合物を反応させた場合、一般式(U)中のR1002は、一般式(Uα)となる。一方、カルボキシル基を有する共重合体に、メタクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシルメチル等の化合物を反応させた場合、一般式(U)中のR1002は、一般式(Uβ)となる。
【0171】
上述した重合体中のカルボキシル基とエポキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステル等の不飽和化合物との反応においては、必要に応じて適当な触媒の存在下において、好ましくは重合禁止剤を含む重合体の溶液に、エポキシ基を有する不飽和化合物を投入し、加温下で所定時間攪拌する。触媒としては、例えば、テトラブチルアンモニウムブロミド等が挙げられる。重合禁止剤としては、例えば、p-メトキシフェノール等が挙げられる。反応温度は、70℃~100℃が好ましい。反応時間は、8時間~12時間が好ましい。
【0172】
カルボキシル基を有する重合体の構成単位比率において、架橋性基として(メタ)アクリロイルオキシ基を有する構造単位の含有比率は、カルボキシル基を有する重合体全構成単位のうちの10モル%~70モル%であることが好ましく、20モル%~50モル%であることがより好ましい。
【0173】
(メタ)アクリロイルオキシ基を有する構造単位比率が上述の範囲であることで、耐熱性および現像時の現像不良が少なくなり、現像残渣の発生が抑制できる。
【0174】
構造単位(U3)としては、シリル基を有する重合性不飽和化合物(以下、「化合物(u3)」という。)に由来する構造単位であることが好ましい。
【0175】
化合物(u3)としては、例えば、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルエチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。
【0176】
上述の化合物(u3)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0177】
構造単位(U4)は、上記(U1)~(U3)以外の構造単位であり、上記(u1)~(u3)以外の重合性不飽和化合物(以下、「化合物(u4)」という。)に由来する構造単位であることが好ましい。化合物(u4)としては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル、(メタ)アクリル酸アリールエステル、(メタ)アクリル酸アラルキルエステル、不飽和ジカルボン酸ジアルキルエステル、含酸素複素5員環または含酸素複素6員環を有する(メタ)アクリル酸エステル、ビニル芳香族化合物、共役ジエン化合物およびその他の重合性不飽和化合物を挙げることができる。
【0178】
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、例えば、アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸i-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸sec-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル等を;
(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステルとして、例えば、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2-メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イル、(メタ)アクリル酸2-(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルオキシ)エチル、(メタ)アクリル酸イソボロニル等を挙げることができる。
【0179】
(メタ)アクリル酸アリールエステルとして、例えば、アクリル酸フェニル等を;
(メタ)アクリル酸アラルキルエステルとして、例えば、(メタ)アクリル酸ベンジル等を挙げることができる。
【0180】
不飽和ジカルボン酸ジアルキルエステルとして、例えば、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル等を挙げることができる。
【0181】
含酸素複素5員環または含酸素複素6員環を有する(メタ)アクリル酸エステルとして、例えば、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフラン-2-イル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロピラン-2-イル、(メタ)アクリル酸2-メチルテトラヒドロピラン-2-イル等を挙げることができる。
【0182】
ビニル芳香族化合物として、例えば、スチレン、α-メチルスチレン等を挙げることができる。
【0183】
共役ジエン化合物として、例えば、1,3-ブタジエン、イソプレン等を挙げることができる。
【0184】
その他の重合性不飽和化合物として、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド等を挙げることができる。
【0185】
以上で挙げた化合物(u4)のうち、共重合反応性の点から、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸2-メチルグリシジル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イル、スチレン、p-メトキシスチレン、メタクリル酸テトラヒドロフラン-2-イル、1,3-ブタジエン等が好ましい。
【0186】
化合物(u4)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0187】
本発明に係る好ましいカルボキシル基を有する重合体は、上記のような化合物(u1)~(u4)を、それぞれ、以下の割合で含む重合性不飽和化合物の混合物を共重合することにより、合成することができる。
【0188】
また、得られた共重合体中の化合物(u1)に由来する構造単位中のカルボキシル基に対して、エポキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステルを反応させることで、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する構造単位を有するものとすることができる。
【0189】
化合物(u1):好ましくは0.1モル%~30モル%、より好ましくは1モル%~20モル%、さらに好ましくは5モル%~15モル%
化合物(u2):好ましくは1モル%~95モル%、より好ましくは10モル%~60モル%、さらに好ましくは20モル%~30モル%
化合物(u3):好ましくは50モル%以下、より好ましくは1モル%~40モル%、さらに好ましくは10モル%~30モル%
化合物(u4):好ましくは80モル%以下、より好ましくは1モル%~60モル%、さらに好ましくは25モル%~50モル%
の範囲で使用することが好ましい。
【0190】
化合物(u1)~化合物(u4)を上記の範囲で含有する重合性不飽和化合物の混合物を共重合して得られたカルボキシル基を有する重合体を含有する重合性組成物は、良好な塗布性が損なわれることなく高い解像度が達成されるから、高精細なパターンであっても特性のバランスが高度に調整された硬化膜を与えることができることから好ましい。
【0191】
カルボキシル基を有する重合体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは2000~100000であり、より好ましくは5000~50000である。この範囲のMwを有するカルボキシル基を有する重合体を使用することにより、良好な塗布性が損なわれることなく高い解像度が達成されるから、高精細なパターンであっても特性のバランスが高度に調整された硬化膜を与えることができることとなる。なお、ここで、重量平均分子量の測定方法は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によって測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)をいう。
【0192】
カルボキシル基を有する重合体は、上記のような重合性不飽和化合物の混合物を、好ましくは適当な溶媒中において、好ましくはラジカル重合開始剤の存在下で重合することにより製造することができる。
【0193】
重合に用いられる溶媒としては、例えば、ジ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ジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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ブ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(PGMEA)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸3-メトキシブチル、シクロヘキサノールアセテート、ベンジルアルコール、3-メトキシブタノール等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0194】
ラジカル重合開始剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス-(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリン酸)、ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物を挙げることができる。これらのラジカル重合開始剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
【0195】
カルボキシル基を有する重合体の中でも好ましいものとして特開2005-234362号公報に記載の重合体、下記一般式(VI)で表されるエポキシ化合物のエポキシ基に、不飽和一塩基酸を作用させ、更に多塩基酸無水物を作用させて得られる重合体が好ましい。
【0196】
【0197】
ここで、一般式(VI)中、X21は直接結合、メチレン基、炭素原子数1~4のアルキリデン基、炭素原子数3~20の脂環式炭化水素基、-O-、-S-、-SO-、-SS-、-SO-、-CO-、-OCO-または下記(VIα)、(VIβ)若しくは下記(VIγ)で表される基を表し、上記アルキリデン基はハロゲン原子で置換される場合もあり、R61、およびR62は、それぞれ独立に、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルケニル基またはハロゲン原子を表し、上記アルキル基、アルコキシ基およびアルケニル基はハロゲン原子で置換される場合もあり、
61、およびR62がそれぞれ複数存在する場合は、同一の場合も異なる場合もあり、fは、0~4の整数であり、gは、0~4の整数であり、mは0~10の整数であり、
mが0で無い場合に存在する光学異性体は、どの異性体でもよい。
【0198】
ここで、一般式(VIα)中、Zは水素原子、炭素原子数1~10のアルキル基若しくは炭素原子数1~10のアルコキシ基により置換されていてもよいフェニル基、または炭素原子数1~10のアルキル基若しくは炭素原子数1~10のアルコキシ基により置換されていてもよい炭素原子数3~10のシクロアルキル基を示し、Yは炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数1~10のアルコキシ基、炭素原子数2~10のアルケニル基またはハロゲン原子を示し、上記アルキル基、アルコキシ基およびアルケニル基はハロゲン原子で置換される場合もあり、jは0~5の整数を表し、*は結合手を表す。
【0199】
【0200】
ここで、一般式(VIβ)中、*は結合手を表す。
【0201】
【0202】
ここで、一般式(VIγ)中、YおよびZは、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1~10のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数6~20のアリール基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数6~20のアリールオキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数6~20のアリールチオ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数6~20のアリールアルケニル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数7~20のアリールアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数2~20の複素環基、またはハロゲン原子を表し、Yで表される基中のメチレン基は、不飽和結合、-O-または-S-で置換される場合があり、Zは、隣接するZ同士で環を形成していてもよく、kは0~4の整数を表し、rは0~8の整数を表し、sは0~4の整数を表し、tは0~4の整数を表し、sとtの数の合計は2~4の整数であり、*は結合手を表す。
【0203】
エポキシ化合物に作用させる上記不飽和一塩基酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、ソルビン酸、ヒドロキシエチルメタクリレート・マレート、ヒドロキシエチルアクリレート・マレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート・マレート、ヒドロキシプロピルアクリレート・マレート、ジシクロペンタジエン・マレート等が挙げられる。
【0204】
不飽和一塩基酸を作用させた後に作用させる上記多塩基酸無水物としては、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、テトラヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、ビフタル酸無水物、無水マレイン酸、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、2,2’-3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、グリセロールトリスアンヒドロトリメリテート、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ナジック酸無水物、メチルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸-無水マレイン酸付加物、ドデセニル無水コハク酸、無水メチルハイミック酸等が挙げられる。
【0205】
エポキシ化合物、不飽和一塩基酸および多塩基酸無水物の反応モル比は、以下の通りとすることが好ましい。すなわち、エポキシ化合物のエポキシ基1個に対し、不飽和一塩基酸のカルボキシル基が0.1~1.0個で付加させた構造を有するエポキシ付加物において、エポキシ付加物の水酸基1個に対し、多塩基酸無水物の酸無水物構造が0.1~1.0個となる比率となるようにするのが好ましい。エポキシ化合物、不飽和一塩基酸および多塩基酸無水物の反応は、常法に従って行なうことができる。
【0206】
カルボキシル基を有する重合体の好ましい例として下記[重合体U1]および[重合体U2]を挙げることができる。
【0207】
[重合体U1]冷却管および撹拌機を備えたフラスコに、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル4質量部およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート190質量部を仕込み、引き続きメタクリル酸55質量部、メタクリル酸ベンジル45質量部、並びに分子量調節剤としてのα-メチルスチレンダイマー2質量部を仕込み、緩やかに攪拌しつつ、溶液の温度を80℃に上昇し、この温度を4時間保持した後、100℃に上昇させ、この温度を1時間保持して重合することにより共重合体を含有する溶液を得た。次いで、この共重合体を含む溶液に、テトラブチルアンモニウムブロミド1.1質量部、重合禁止剤としての4-メトキシフェノール0.05質量部を加え、空気雰囲気下90℃で30分間攪拌後、メタクリル酸グリシジル74質量部を入れて90℃のまま10時間反応させることで得られる重量平均分子量Mwが、9000の重合体U1を得た。重合体U1は、構造単位(U1)、構造単位(U2)および構造単位(U4)を有している。
【0208】
[重合体U2]冷却管および攪拌機を備えたフラスコに、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル5質量部および酢酸3-メトキシブチル250質量部を仕込み、さらにメタクリル酸18質量部、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン-8-イル25質量部、スチレン5部、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン20質量部およびメタクリル酸グリシジル32質量部を仕込んで窒素置換した後、緩やかに撹拌しつつ、溶液の温度を80℃に上昇した。この温度を5時間保持して重合することで得られる重量平均分子量Mwが、12000の重合体U2を得た。重合体U2は、構造単位(U1)、構造単位(U2)、構造単位(U3)および構造単位(U4)を有している。
【0209】
本発明に係る重合性組成物の実施態様の一つである、本発明のアルカリ現像性感光性樹脂組成物は、必須成分として、重合開始剤(A)と、エチレン性不飽和化合物(B)と、アルカリ現像性化合物(D)とを含有し、任意成分として、無機化合物、溶剤等の成分を組み合わせて含有するものである。なお、本発明に係るアルカリ現像性感光性樹脂組成物のうち、着色剤(C)を含有するものを、特に、本発明に係る着色アルカリ現像性感光性樹脂組成物ともいう。エチレン性不飽和化合物(B)と、アルカリ現像性化合物(D)とは同一の化合物であってもよく、異なっていてもよく、また、単独であっても2種以上を併用してもよい。
【0210】
酸価調整して本発明に係る(着色)アルカリ現像性感光性樹脂組成物の現像性を改良するため、上記エチレン性不飽和結合を有していてもよいアルカリ現像性を有する化合物と共に、さらに単官能または多官能エポキシ化合物を用いることができる。エチレン性不飽和結合を有していてもよいアルカリ現像性を有する化合物は、固形分の酸価が5~120mgKOH/gの範囲であることが好ましく、単官能または多官能エポキシ化合物の使用量は、上記酸価を満たすように選択するのが好ましい。
【0211】
単官能エポキシ化合物としては、グリシジルメタクリレート、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、プロピルグリシジルエーテル、イソプロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、イソブチルグリシジルエーテル、t-ブチルグリシジルエーテル、ペンチルグリシジルエーテル、ヘキシルグリシジルエーテル、ヘプチルグリシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテル、ノニルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ウンデシルグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル、トリデシルグリシジルエーテル、テトラデシルグリシジルエーテル、ペンタデシルグリシジルエーテル、ヘキサデシルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、プロパルギルグリシジルエーテル、p-メトキシエチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、p-メトキシグリシジルエーテル、p-ブチルフェノールグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、2-メチルクレジルグリシジルエーテル、4-ノニルフェニルグリシジルエーテル、ベンジルグリシジルエーテル、p-クミルフェニルグリシジルエーテル、トリチルグリシジルエーテル、2,3-エポキシプロピルメタクリレート、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、グリシジルブチレート、ビニルシクロヘキサンモノオキシド、1,2-エポキシ-4-ビニルシクロヘキサン、スチレンオキシド、ピネンオキシド、メチルスチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、プロピレンオキシド、上記化合物No.A2、No.A3等が挙げられる。
【0212】
多官能エポキシ化合物としては、ビスフェノール型エポキシ化合物およびグリシジルエーテル類からなる群から選択される一種以上の化合物を用いると、特性の一層良好な(着色)アルカリ現像性感光性樹脂組成物を得ることができるので好ましい。ビスフェノール型エポキシ化合物としては、一般式(VI)で表されるエポキシ化合物を用いることができる他、例えば、水添ビスフェノール型エポキシ化合物等のビスフェノール型エポキシ化合物も用いることができる。
【0213】
また、グリシジルエーテル類としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,8-オクタンジオールジグリシジルエーテル、1,10-デカンジオールジグリシジルエーテル、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、テトラエチレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサエチレングリコールジグリシジルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、1,1,1-トリ(グリシジルオキシメチル)プロパン、1,1,1-トリ(グリシジルオキシメチル)エタン、1,1,1-トリ(グリシジルオキシメチル)メタン、1,1,1,1-テトラ(グリシジルオキシメチル)メタン等を用いることができる。
【0214】
その他、フェノールノボラック型エポキシ化合物、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ化合物等のノボラック型エポキシ化合物;3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシ-6-メチルシクロヘキサンカルボキシレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、1-エポキシエチル-3,4-エポキシシクロヘキサン等の脂環式エポキシ化合物;フタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステル類;テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルP-アミノフェノール、N,N-ジグリシジルアニリン等のグリシジルアミン類;1,3-ジグリシジル-5,5-ジメチルヒダントイン、トリグリシジルイソシアヌレート等の複素環式エポキシ化合物;ジシクロペンタジエンジオキシド等のジオキシド化合物;ナフタレン型エポキシ化合物;トリフェニルメタン型エポキシ化合物;ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物等を用いることもできる。
【0215】
特に、本発明に係る重合性組成物をアルカリ現像性感光性樹脂組成物とする場合、上記エチレン性不飽和結合を有してもよいアルカリ現像性を有する化合物の含有量は、本発明に係るアルカリ現像型感光性樹脂組成物中、1~20質量%、特に3~12質量%が好ましい。
【0216】
本発明に係る重合性組成物には、更に溶剤を加えることができる。溶剤としては、通常、必要に応じて上記の各成分(重合開始剤(A)およびエチレン性不飽和化合物(B)等)を溶解または分散しえる溶剤、例えば、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、ジエチルケトン、アセトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン等のケトン類;エチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶剤;酢酸メチル、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、酢酸シクロヘキシル、乳酸エチル、コハク酸ジメチル、テキサノール等のエステル系溶剤;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等のセロソルブ系溶剤;メタノール、エタノール、イソ-またはn-プロパノール、イソ-またはn-ブタノール、アミルアルコール等のアルコール系溶剤;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、プロピレングリコール-1-モノメチルエーテル-2-アセテート、ジ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-メトキシブチルエーテルアセテート、エトキシエチルエーテルプロピオネート等のエーテルエステル系溶剤;ベンゼン、トルエン、キシレン等のBTX系溶剤;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤;テレピン油、D-リモネン、ピネン等のテルペン系炭化水素油;ミネラルスピリット、スワゾール#310(コスモ松山石油社)、ソルベッソ#100(エクソン化学社)等のパラフィン系溶剤;四塩化炭素、クロロホルム、トリクロロエチレン、塩化メチレン、1,2-ジクロロエタン等のハロゲン化脂肪族炭化水素系溶剤;クロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素系溶剤;カルビトール系溶剤;アニリン;トリエチルアミン;ピリジン;酢酸;アセトニトリル;二硫化炭素;N,N-ジメチルホルムアミド;N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc);N-メチルピロリドン;ジメチルスルホキシド;水等が挙げられ、これらの溶剤は1種または2種以上の混合溶剤として使用することができる。
【0217】
これらの中でも、ケトン類、エーテルエステル系溶剤等、特にプロピレングリコール-1-モノメチルエーテル-2-アセテート、シクロヘキサノン等が、重合性組成物において、レジストと重合開始剤(A)の相溶性がよいので好ましい。
【0218】
また、本発明に係る重合性組成物には、必要に応じて、p-アニソール、ハイドロキノン、ピロカテコール、t-ブチルカテコール、無機化合物、潜在性添加剤、有機重合体、連鎖移動剤、増感剤、界面活性剤、シランカプリング剤、メラミン化合物、熱重合抑制剤;可塑剤;接着促進剤;充填剤;消泡剤;レベリング剤;表面調整剤;酸化防止剤;紫外線吸収剤;分散助剤;凝集防止剤;触媒;効果促進剤;架橋剤;増粘剤等の慣用の添加物を加えることができる。
【0219】
本発明に係る重合性組成物には、着色剤(C)および/または無機化合物を分散させる分散剤を加えることができる。分散剤としては、着色剤(C)または無機化合物を分散、安定化できるものであれば制限されず、市販の分散剤、例えば、ビックケミー社製のBYKシリーズ等を用いることができる。特に、塩基性官能基を有するポリエステル、ポリエーテル、またはポリウレタンからなる高分子分散剤、塩基性官能基として窒素原子を有し、窒素原子を有する官能基がアミン、および/またはその四級塩であり、アミン価が1~100mgKOH/gのものが好適に用いられる。
【0220】
潜在性添加剤は、下記一般式(A)~(C)で表される。
【0221】
【0222】
ここで、一般式(A)中、環Aは、六員環の脂環、芳香環または複素環であり、R81、R82、R83、R84およびR85は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、水酸基、ニトロ基、カルボキシル基、置換基を有していてもよい炭素原子数1~40のアルキル基、炭素原子数6~20のアリール基、炭素原子数7~20のアリールアルキル基、炭素原子数2~20の複素環含有基または-O-R86を表し、
81、R82、R83、R84およびR85のうち少なくとも1つは水素原子でなく、
86は、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数2~20のアルケニル基、炭素原子数6~20のアリール基、炭素原子数7~20のアリールアルキル基、炭素原子数2~20の複素環含有基またはトリアルキルシリル基を表す。
【0223】
【0224】
ここで、一般式(B)中、環AおよびR91は、上記一般式(A)のR86と同じであり、
は、下記一般式(2)で表される基であり、
92、R93、R94およびR95は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、水酸基、ニトロ基、カルボキシル基、置換基を有していてもよい炭素原子数1~40のアルキル基、炭素原子数6~20のアリール基、炭素原子数7~20のアリールアルキル基または炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、
92、R93、R94およびR95のうち少なくとも1つは水素原子でない。
【0225】
【0226】
一般式(2)中、Xは、-CR9798-、-NR99-、二価の炭素原子数1~35の脂肪族炭化水素基、炭素原子数6~35の芳香族炭化水素基若しくは炭素原子数2~35の複素環基、または、上記(VIα)、(VIβ)若しくは(VIγ)で表されるいずれかの置換基と同一のものを表し、
脂肪族炭化水素基中のメチレン基は、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-または-NH-、あるいは酸素原子が隣り合うことなしにこれらを組み合わせた結合基で置換されていてもよく、
97およびR98は、水素原子、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数6~20のアリール基または炭素原子数7~20のアリールアルキル基を表し、
およびZは、それぞれ独立に、直接結合、-O-、-S-、>CO、-CO-O-、-O-CO-、-SO-、-SS-、-SO-または>NR100を表し、
99およびR100は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数1~35の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素原子数6~35の芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい炭素原子数2~35の複素環基を表し、*は結合手を表す。
【0227】
【0228】
ここで、一般式(C)中、k=2~6であり、Xは、k=2のとき上記一般式(2)で表される基であり、k=3のとき下記一般式(3)で表される基であり、k=4のとき下記一般式(4)で表される基であり、k=5のとき下記一般式(5)であり、k=6のとき下記一般式(6)であり、R111、R112、R113およびR114は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、水酸基、ニトロ基、カルボキシル基、置換基を有していてもよい炭素原子数1~40のアルキル基、炭素原子数6~20のアリール基、炭素原子数7~20のアリールアルキル基または炭素原子数2~20の複素環含有基を表し、R111、R112、R113およびR114のうち少なくとも1つは水素原子でなく、環AおよびR86は、上記一般式(A)と同じである。
【0229】
【0230】
ここで、一般式(3)中、Y11は、三価の炭素原子数3~35の脂肪族炭化水素基、炭素原子数3~35の脂環族炭化水素基、炭素原子数6~35の芳香族炭化水素基若しくは炭素原子数2~35の複素環基を表し、Z11、Z12およびZ13は、それぞれ独立に、直接結合、-O-、-S-、>CO、-CO-O-、-O-CO-、-SO-、-SS-、-SO-、-NR121-、-PR121-または置換基を有していてもよい炭素原子数1~35の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素原子数6~35の芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい炭素原子数2~35の複素環基を表し、R121は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素原子数1~35の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素原子数6~35の芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい炭素原子数2~35の複素環基を表し、脂肪族炭化水素基中のメチレン基は、炭素一炭素二重結合、-O-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-または-SO-で置換される場合もある。
【0231】
【0232】
ここで、一般式(4)中、Y12は、炭素原子、または、四価の炭素原子数1~35の脂肪族炭化水素基、炭素原子数6~35の芳香族炭化水素基若しくは炭素原子数2~35の複素環基を表し、脂肪族炭化水素基中のメチレン基は、-COO-、-O-、-OCO-、-NHCO-、-NH-または-CONH-で置換される場合もあり、Z11~Z14は、それぞれ独立に、一般式(3)におけるZ11~Z13で表される基と同じ範囲の基である。
【0233】
【0234】
ここで、一般式(5)中、Y13は、五価の炭素原子数2~35の脂肪族炭化水素基、炭素原子数6~30の芳香族炭化水素基または炭素原子数2~30の複素環基を表し、脂肪族炭化水素基は、-COO-、-O-、-OCO-、-NHCO-、-NH-または-CONH-で中断されていてもよく、Z11~Z15は、それぞれ独立に、一般式(3)におけるZ11~Z13で表される基と同じ範囲の基である。
【0235】
【0236】
ここで、一般式(6)中、Y14は、六価の炭素原子数2~35の脂肪族炭化水素基、炭素原子数6~35の芳香族炭化水素基または炭素原子数2~35の複素環基を表し、脂肪族炭化水素基は、-COO-、-O-、-OCO-、-NHCO-、-NH-または-CONH-で中断されていてもよく、Z11~Z16は、それぞれ独立に、一般式(3)におけるZ11~Z13で表される基と同じ範囲の基である。
【0237】
本発明に係る重合性組成物においては、有機重合体[エチレン性不飽和化合物(B)を除く]を用いることによって、硬化物の特性を改善することもできる有機重合体としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート-エチルアクリレート共重合体、ポリ(メタ)アクリル酸、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、(メタ)アクリル酸-メチルメタクリレート共重合体、エチレン-塩化ビニル共重合体、エチレン-ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル樹脂、ABS樹脂、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、ウレタン樹脂、ポリカーボネートポリビニルブチラール、セルロースエステル、ポリアクリルアミド、飽和ポリエステル、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ、これらの中でも、ポリスチレン、(メタ)アクリル酸-メチルメタクリレート共重合体、エポキシ樹脂が好ましい。有機重合体を使用する場合、その使用量は、エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物100質量部に対して、好ましくは10~500質量部である。
【0238】
連鎖移動剤または増感剤としては、一般的に硫黄原子含有化合物が用いられる。例えばチオグリコール酸、チオリンゴ酸、チオサリチル酸、2-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプト酪酸、N-(2-メルカプトプロピオニル)グリシン、2-メルカプトニコチン酸、3-[N-(2-メルカプトエチル)カルバモイル]プロピオン酸、3-[N-(2-メルカプトエチル)アミノ]プロピオン酸、N-(3-メルカプトプロピオニル)アラニン、2-メルカプトエタンスルホン酸、3-メルカプトプロパンスルホン酸、4-メルカプトブタンスルホン酸、ドデシル(4-メチルチオ)フェニルエーテル、2-メルカプトエタノール、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール、1-メルカプト-2-プロパノール、3-メルカプト-2-ブタノール、メルカプトフェノール、2-メルカプトエチルアミン、2-メルカプトイミダゾール、2-メルカプトベンゾイミダゾール、2-メルカプト-3-ピリジノール、2-メルカプトベンゾチアゾール、メルカプト酢酸、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)等のメルカプト化合物、メルカプト化合物を酸化して得られるジスルフィド化合物、ヨード酢酸、ヨードプロピオン酸、2-ヨードエタノール、2-ヨードエタンスルホン酸、3-ヨードプロパンスルホン酸等のヨード化アルキル化合物、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトイソブチレート)、ブタンジオールビス(3-メルカプトイソブチレート)、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4-ジメチルメルカプトベンゼン、ブタンジオールビスチオプロピオネート、ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、ブタンジオールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、トリスヒドロキシエチルトリスチオプロピオネート、ジエチルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントン、下記化合物No.C1、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート等の脂肪族多官能チオール化合物、昭和電工社製カレンズMT BD1、PE1、NR1等が挙げられる。
【0239】
【0240】
界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等のフッ素界面活性剤;高級脂肪酸アルカリ塩、アルキルスルホン酸塩、アルキル硫酸塩等のアニオン系界面活性剤;高級アミンハロゲン酸塩、第四級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤;ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド等の非イオン界面活性剤;両性界面活性剤;シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤を用いることができ、これらは組み合わせて用いてもよい。
【0241】
シランカップリング剤としては、例えば信越化学社製シランカップリング剤を用いることができ、その中でも、KBE-9007、KBM-5103、KBM-502、KBE-403等の、イソシアネート基、アクリロイル基、メタクリロイル基またはエポキシ基を有するシランカップリング剤が好適に用いられる。
【0242】
メラミン化合物としては、(ポリ)メチロールメラミン、(ポリ)メチロールグリコールウリル、(ポリ)メチロールベンゾグアナミン、(ポリ)メチロールウレア等の窒素化合物中の活性メチロール基(CHOH基)の全部または一部(少なくとも2つ)がアルキルエーテル化された化合物等を挙げることができる。
【0243】
ここで、アルキルエーテルを構成するアルキル基としては、メチル基、エチル基またはブチル基が挙げられ、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、アルキルエーテル化されていないメチロール基は、一分子内で自己縮合していてもよく、二分子間で縮合して、その結果オリゴマー成分が形成されていてもよい。
【0244】
具体的には、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサブトキシメチルメラミン、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラブトキシメチルグリコールウリル等を用いることができる。これらの中でも、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサブトキシメチルメラミン等のアルキルエーテル化されたメラミンが好ましい。
【0245】
レベリング剤としては、レベリング効果があれば、既存のレベリング剤を使用することができるが、その中でもシリコーン系レベリング剤およびフッ素系レベリング剤を特に好ましく使用することができる。
【0246】
シリコーン系レベリング剤としては、市販のシリコーン系レベリング剤を使用でき、例えば、BYK-300、BYK-306、BYK-307、BYK-310、BYK-315、BYK-313、BYK-320、BYK-322、BYK-323、BYK-325、BYK-330、BYK-331、BYK-333、BYK-337、BYK-341、BYK-344、BYK-347、BYK-348、BYK-349、BYK-370、BYK-375、BYK-377、BYK-378、BYK-UV3500、BYK-UV3510、BYK-UV3570、BYK-3550、BYK-SILCLEAN3700、BYK-SILCLEAN3720(以上、ビックケミー・ジャパン製);AC FS 180、AC FS 360、AC S 20(以上、Algin Chemie製);ポリフローKL-400X、ポリフローKL-400HF、ポリフローKL-401、ポリフローKL-402、ポリフローKL-403、ポリフローKL-404(以上、共栄社化学製);KP-323、KP-326、KP-341、KP-104、KP-110、KP-112(以上、信越化学工業製);LP-7001、LP-7002、8032 ADDITIVE、57 ADDITIVE、L-7604、FZ-2110、FZ-2105、67 ADDITIVE、8618 ADDITIVE、3 ADDITIVE、56 ADDITIVE(以上、東レ・ダウコーニング製)等の市販品を使用することができる。
【0247】
フッ素系レベリング剤としては、市販のフッ素系レベリング剤を使用でき、例えば、オプツールDSX、オプツールDAC-HP(以上、ダイキン工業製);サーフロンS-242、サーフロンS-243、サーフロンS-420、サーフロンS-611、サーフロンS-651、サーフロンS-386(以上、AGCセイミケミカル製);BYK-340(ビックケミー・ジャパン製);AC 110a、AC 100a(以上、Algin
Chemie製);メガファックF-114、メガファックF-410、メガファックF-444、メガファックEXP TP-2066、メガファックF-430、メガファックF-472SF、メガファックF-477、メガファックF-552、メガファックF-553、メガファックF-554、メガファックF-555、メガファックR-94、メガファックRS-72-K、メガファックRS-75、メガファックF-556、メガファックEXP TF-1367、メガファックEXP TF-1437、メガファックF-558、メガファックEXP TF-1537(以上、DIC製);FC-4430、FC-4432(以上、住友スリーエム製);フタージェント 100、フタージェント 100C、フタージェント 110、フタージェント 150、フタージェント 150CH、フタージェント A-K、フタージェント 501、フタージェント 250、フタージェント 251、フタージェント 222F、フタージェント 208G、フタージェント 300、フタージェント 310、フタージェント 400SW(以上、ネオス製);PF-136A、PF-156A、PF-151N、PF-636、PF-6320、PF-656、PF-6520」、PF-651、PF-652、PF-3320(以上、北村化学産業製)等の市販品を使用することができる。
【0248】
本発明に係る重合性組成物において、重合開始剤(A)、エチレン性不飽和化合物(B)、着色剤(C)、アルカリ現像性化合物(D)、溶剤、無機化合物、有機重合体を除く任意成分の使用量は、その使用目的に応じて適宜選択され特に制限されないが、好ましくは、エチレン性不飽和化合物(B)100質量部に対して合計で50質量部以下とする。
【0249】
本発明に係る硬化物とは、本発明に係る重合性組成物またはアルカリ現像性感光性樹脂組成物を硬化させることにより得られるものである。
【0250】
本発明に係る重合性組成物、アルカリ現像性感光性樹脂組成物または硬化物は、光硬化性塗料またはワニス;光硬化性接着剤;プリント基板;表示装置(カラーテレビ、PCモニタ、携帯情報端末、デジタルカメラ等)のカラー表示の液晶表示素子におけるカラーフィルタ;CCDイメージセンサのカラーフィルタ;プラズマ表示パネル用の電極材料;粉末コーティング;印刷インク;印刷版;接着剤;歯科用組成物;ゲルコート;電子工学用のフォトレジスト;電気メッキレジスト;エッチングレジスト;ドライフィルム;はんだレジスト;種々の表示装置の構造を形成するためのレジスト;電気および電子部品を封入するための組成物;ソルダーレジスト;磁気記録材料;微小機械部品;導波路;光スイッチ;めっき用マスク;エッチングマスク;カラー試験系;ガラス繊維ケーブルコーティング;スクリーン印刷用ステンシル;ステレオリトグラフィによって三次元物体を製造するための材料;ホログラフィ記録用材料;画像記録材料;微細電子回路;脱色材料;画像記録材料のための脱色材料;マイクロカプセルを使用する画像記録材料用の脱色材料;印刷配線板用フォトレジスト材料;UVおよび可視レーザー直接画像系用のフォトレジスト材料;プリント回路基板の逐次積層における誘電体層形成に使用するフォトレジスト材料または保護膜等の各種の用途に使用することができ、その用途に特に制限はない。
【0251】
本発明に係る重合性組成物またはアルカリ現像性感光性樹脂組成物は、高輝度な硬化物を形成できることから、カラーフィルタ用の重合性組成物として有用である。
【0252】
本発明に係る重合性組成物またはアルカリ現像性感光性樹脂組成物は、液晶表示パネル用のスペーサーを形成する目的および垂直配向型液晶表示素子用突起を形成する目的で使用することもできる。特に垂直配向型液晶表示素子用の突起とスペーサーを同時に形成するための重合性組成物として有用である。
【0253】
次に、本発明に係る重合性組成物またはアルカリ現像性感光性樹脂組成物の硬化物の製造方法について以下に詳細に説明する。
【0254】
本発明に係る重合性組成物またはアルカリ現像性感光性樹脂組成物は、スピンコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーター、カーテンコーター、各種の印刷、浸漬等の公知の手段で、ソーダガラス、石英ガラス、半導体基板、金属、紙、プラスチック等の支持基体上に適用することができる。また、一旦フィルム等の支持基体上に施した後、他の支持基体上に転写することもでき、その適用方法に制限はない。
【0255】
本発明に係る重合性組成物の硬化物を製造する際には重合性組成物に光照射をする工程または重合性組成物を加熱によって硬化させる工程を有する。
【0256】
光照射をする工程において使用する光源としては、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、水銀蒸気アーク灯、キセノンアーク灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、蛍光灯、タングステンランプ、エキシマーランプ、殺菌灯、発光ダイオード、CRT光源等から得られる2000オングストロームから7000オングストロームの波長を有する電磁波エネルギーや電子線、X線、放射線等の高エネルギー線を利用することができるが、好ましくは、波長300~450nmの光を発光する超高圧水銀ランプ、水銀蒸気アーク灯、カーボンアーク灯、キセノンアーク灯等が挙げられる。
【0257】
更に、露光光源にレーザー光を用いることにより、マスクを用いずに、コンピューター等のデジタル情報から直接画像を形成するレーザー直接描画法が、生産性のみならず、解像性や位置精度等の向上も図れることから有用であり、そのレーザー光としては、340~430nmの波長の光が好適に使用されるが、エキシマーレーザー、窒素レーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、ヘリウムネオンレーザー、クリプトンイオンレーザー、各種半導体レーザーおよびYAGレーザー等の可視から赤外領域の光を発するものも用いられる。これらのレーザーを使用する場合には、可視から赤外の当該領域を吸収する増感色素が加えられる。
【0258】
加熱によって硬化させる工程はについて説明する。加熱温度は、処理対象となる組成物の塗膜または硬化物の厚み、熱重合開始剤の重合開始温度等に応じて適宜設定されるものであるが、例えば、50℃以上250℃以下とすることができ、なかでも、100℃以上200℃以下であることが好ましく、特に、100℃以上150℃以下であることが好ましい。なお、本発明の硬化物の製造方法においては、加熱温度は、例えば、上記重合性組成物または硬化物の表面温度を示すものとする。また、加熱時間は、10分以上2時間以下とすることができる。なお、加熱時間は、組成物または硬化物が所定の温度に到達した後、その温度を維持し続ける時間を示すものである。
【0259】
上記の液晶表示パネル用スペーサーは、(1)本発明に係る重合性組成物の塗膜を基板上に形成する工程、(2)塗膜に所定のパターン形状を有するマスクを介して放射線を照射する工程、(3)露光後のベーク工程、(4)露光後の被膜を現像する工程、(5)現像後の被膜を加熱する工程により好ましく形成される。
【0260】
撥インク剤を添加した本発明に係る重合性組成物は、インクジェット方式用隔壁形成樹脂組成物として有用であり、組成物はカラーフィルター用として用いられ、特にプロファイル角が50°以上であるインクジェット方式カラーフィルター用隔壁に好ましく用いられる。撥インク剤としては、フッ素系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤からなる組成物が好適に用いられる。
【0261】
本発明に係る重合性組成物から形成された隔壁が被転写体上を区画し、区画された被転写体上の凹部にインクジェット法により液滴を付与して画像領域を形成する方法により光学素子が製造される。この際、上記液滴が着色剤を含有し、上記画像領域が着色されているのが好ましく、基板上に複数の着色領域からなる画素群と上記画素群の各着色領域を離隔する隔壁を少なくとも有し、上記の光学素子の製造方法により作製された光学素子が好ましく用いられる。
【実施例
【0262】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例等に限定されるものではない。
【0263】
[製造例1:化合物No.1-1の製造]
【0264】
(1)中間体1-Aの製造
四つ口フラスコに塩化アルミニウム(16.8g、126mmol)、ジクロロエタン120.0gを仕込み、氷冷下、エチルカルバゾール(23.4g、120mmol)、3-シクロヘキシルプロパノイルクロリド(16.8g、126mmol)の順に仕込んだ。室温で1時間反応させたのち、反応液を氷水にあけ、油水分離を行った。有機層をイオン交換水で3回洗浄行った後、脱溶媒後、淡黄色固体の中間体1-Aを得た(32.4g、収率81%)。
【0265】
【0266】
(2)中間体1-Bの製造
四つ口フラスコに塩化アルミニウム(17.4g、131mmol)、ジクロロエタン90.0gを仕込み、氷冷下、中間体1-A(20.7g、62.2mmol)、2-ブロモイソブチリルブロミド(15.0g、65.3mmol)の順に仕込んだ。室温で1時間反応させたのち、反応液を氷水にあけ、油水分離を行った。有機層をイオン交換水で3回洗浄行った後、脱溶媒後、淡黄色固体の中間体1-Bを得た(27.0g、収率90%)。
【0267】
【0268】
(3)中間体1-Cの製造
中間体1-B(30.0g、62.2mmol)、キシレン(54.2g)、メタノール(27.1g)、炭酸カリウム(17.2g、124.4mmol)gを仕込み、室温で3時間撹拌した。無機塩をろ別し、ろ液を脱溶媒後、淡黄色油状の中間体1-Cを得た(27.1g、収率100%)。
【0269】
【0270】
(4)中間体1-Dの製造
四つ口フラスコに中間体1-C(27.1g、62.2mmol)、モルホリン81.3gを仕込み、窒素気流下還流を行った。12時間撹拌反応後、脱溶媒を行った。酢酸エチル、1%塩酸を仕込み撹拌後、油水分離を行った。有機層を3回水洗し、脱溶媒後、淡黄色油状の中間体1-Dを得た(28.9g、収率95%)。
【0271】
【0272】
(5)中間体1-Eの製造
四つ口フラスコに中間体1-D(8.73g、17.8mmol)、DMF30.0g、5℃で撹拌しながら35%塩酸4.0g、亜硝酸イソブチル(3.87g、37.5mmol)を仕込み、室温で12時間反応させた。酢酸エチルを仕込み、油水分離後、有機層を3回水洗し、脱溶媒後、中間体1-Eを得た(9.0g、収率97%)。
【0273】
【0274】
(6)化合物No.1-1の製造
四つ口フラスコに中間体1-E(9.24g、17.9mmol)、酢酸エチル30.0gを仕込み、氷冷下、塩化アセチル(1.54g、19.7mmol)、トリエチルアミン(1.99g、19.7mmol)の順に滴下した。室温で1時間撹拌後、イオン交換水を仕込み油水分離を行った。有機層を3回水洗し、脱溶媒後、シリカゲルカラム(酢酸エチル/ヘキサン=3/10)に付し、化合物No.1-1を得た(2.1g、収率21%)。得られた化合物No.1-1のNMRデータを[表1]に示す。
【0275】
[製造例2:化合物No.1-7の製造]
【0276】
(1)中間体1-7-Aの製造
中間体1-Aの製造に用いた3-シクロヘキシルプロパノイルクロリドを、ベンゾイルフォルミルクロライドに、中間体1-Bの製造に用いた酸クロライドを、オクタノイルクロライドに変更した以外、製造例1と同様の方法で、中間体1-7-Aを得た。
【0277】
【0278】
(2)中間体1-7-Bの製造
中間体1-7-A(9.1g、20.0mmol)、ジオキサン(30.0g)、ジメチル硫酸(3.2g、60.0mmol)を仕込み、室温を保持しながらナトリウムメチラート(3.2g、60.0mmol)を添加した。室温で5時間反応させた後、酢酸エチル、イオン交換水を仕込み、油水分離した。有機層を3回水洗後、脱溶媒し、シリカゲルカラムに付し、中間体1-7-Bを得た。
【0279】
【0280】
(3)化合物No.1-7の製造
中間体1-Dを中間体1-7-Bに変更した以外、製造例1と同様の方法で、化合物No.1-7を得た。
【0281】
[製造例3:化合物No.1-14の製造]
【0282】
中間体1-Aを製造する際に用いた3-シクロヘキシルプロパノイルクロリドを、フェニルアセチルクロライドに変更した以外、製造例1と同様の方法で、化合物No.1-14を得た。得られた化合物No.1-14のNMRデータを[表1]に示す。
【0283】
[製造例4:化合物No.1-70の製造]
【0284】
中間体1-Aを製造する際に用いた3-シクロヘキシルプロパノイルクロリドを、3,5,5-トリメチルヘキサノイルクロライドに変更した以外、製造例1と同様の方法で、化合物No.1-70を得た。得られた化合物No.1-70のNMRデータを[表1]に示す。
【0285】
[製造例5:化合物No.1-71の製造]
中間体1-Dを製造する際に用いたモルホリンを、ピペリジンに変更した以外、製造例1と同様の方法で化合物No.1-71を得た。得られた化合物No.1-71のNMRデータを[表1]に示す。
【0286】
[製造例6:化合物No.1-72の製造]
(1)中間体1-72-Aの製造
化合物1-B(5.75g、11.9mmol)、THF(17.2g)、イオン交換水(17.2g)、48%水酸化ナトリウム水溶液(1.1g)を仕込み、室温で24時間反応させた。酢酸エチルで抽出を行い、有機層を3回水洗後、脱溶媒し、中間体1-72-Aを得た。
【0287】
【0288】
(2)化合物No.1-72の製造
その後、製造例1と同様にして、化合物No.1-72を得た。得られた化合物No.1-72のNMRデータを[表1]に示す。
【0289】
[製造例7:化合物No.1-73の製造]
【0290】
(1)中間体1-73-Aの製造
中間体1-Bの製造の際に用いた、酸クロライドをシクロヘキサンカルボニルクロライドに変更した以外、実施例1と同様の方法で中間体1-73-Aを得た。
【0291】
【0292】
(2)中間体1-73-Bの製造
中間体1-73-A(11.9g、39.0mmol)、塩化メチレン(50g)を仕込み、氷冷下、臭素(6.8g、42.9mmol)をゆっくり仕込んだ。室温で1時間反応させた後、脱溶媒し、中間体1-73-Bを得た。
【0293】
【0294】
(3)中間体1-73-Cの製造
中間体1-73-B(5.9g、15.6mmol)、THF(12.0g)、イオン交換水(12.0g)、48%水酸化ナトリウム水溶液(1.9g)を仕込み、室温で24時間反応させた。酢酸エチルで抽出を行い、有機層を3回水洗後、脱溶媒し、中間体1-73-Cを得た。
【0295】
【0296】
(4)中間体1-73-Dの製造
中間体1-Aの製造の際に用いたエチルカルバゾールを、中間体1-73-Cに変更し、3-シクロヘキシルプロパノイルクロリドをオクタノイルクロライドに変更した以外、中間体1-Aの製造と同様の方法で中間体1-73-Dを得た。
【0297】
【0298】
(5)化合物No.1-73の製造
中間体1-Dを中間体1-73-Dに変更した以外、製造例1と同様の方法で、化合物No.1-73を得た。
【0299】
[製造例8:化合物No.1-74の製造]
【0300】
(1)中間体1-74-Aの製造
中間体1-7-Bの製造と同様の方法で得られた異性体として中間体1-74-Aを得た。なお、化合物No.1-7の中間体1-7-Bと、化合物No.1-74の中間体1-74-Aは、同一の製造方法で製造される異性体であり、シリカゲルカラムを用いて精製分離した。
【0301】
【0302】
(2)化合物No.1-74の製造
その後、中間体1-Dを中間体1-74-Aに変更した以外、製造例1と同様の方法で、化合物No.1-74を得た。
【0303】
[製造例9:化合物No.1-75]の製造
【0304】
(1)中間体1-75-Aの製造
中間体1-Bに対して用いた、2-ブロモイソブチリルブロミドを2-ブロモブチリルブロミドに変更した以外、同様の方法で中間体1-75-Aを得た。
【0305】
(2)中間体1-75-Bの製造
中間体-75-A(10.0g,20.7mmol)、アセトン(30.0g)、ジメチルアミン50%水溶液(5.6g,62.2mol)、炭酸カリウム(4.3g,31.1mmol)を仕込み、室温で4時間撹拌した。反応後、酢酸エチル、イオン交換水を仕込み、油水分離した。有機層を3回水洗し、脱溶媒後、中間体1-75-Bを得た。
【0306】
(3)中間体1-75-Cの製造
中間体1-75-B(8.3g,18.6mmol)、酢酸エチル(30.0g)、イオン交換水(30.0g)、ベンジルブロミド(3.5g,20.5mmol)、48%水酸化ナトリウム(1.7g,20.5mmol)を仕込み、室温で3時間反応させた。反応後、酢酸エチル、イオン交換水を仕込み、油水分離した。有機層を3回水洗し、脱溶媒後、シリカゲルカラムに付し、中間体1-75-Cを得た。
【0307】
(4)化合物No.1-75の製造
中間体1-Dを中間体1-75-Cに変更した以外、製造例1と同様の方法で、化合物No.1-75を得た。
【0308】
[製造例10:化合物No.1-76の製造]
【0309】
(1)中間体1-76-Aの製造
中間体1-Bに対して用いた、2-ブロモイソブチリルブロミドをクロログリオキシル酸メチルに変更した以外、同様の方法で中間体1-76-Aを得た。
【0310】
(2)化合物No.1-76の製造
中間体1-Dを中間体1-76-Aに変更した以外、製造例1と同様の方法で、化合物No.1-76を得た。得られた化合物No.1-76のNMRデータを[表1]に示す。
【0311】
[製造例11:化合物No.2-1の製造]
【0312】
(1)中間体2-Cの製造
四つ口フラスコに中間体2-A(12.7g、47.4mmol)、中間体2-B(10.5g、43.1mol)、炭酸カリウム(11.9g、86.3mmol)、ジメチルフォルムアセトアミド60.0gを仕込み、窒素気流下加熱還流を12時間行った。室温まで冷却後、イオン交換水、酢酸エチルを仕込み、60℃で油水分離を行った。有機層を60℃に加温しながら3回水洗し、室温まで冷却後、析出物をろ別し、中間体2-Cを得た(8.5g、収率57%)。
【0313】
【0314】
(2)化合物No.2-1の製造
四つ口ナスフラスコに中間体2-C(4.35g、9.16mmol)、DMF(40.0g)を仕込み、氷冷下撹拌しながら35%塩酸(2.00g)、亜硝酸イソブチル(1.98、10.1mol)を滴下し、40℃で30時間撹拌した。イオン交換水、酢酸エチルを加え、油水分離し、有機層を3回水洗した。次に有機層へ氷冷下、塩化アセチル(1.51g、19.2mmol)、トリエチルアミン(1.95g、19.2mmol)を滴下した。室温で1時間撹拌後、イオン交換水を加え、油水分離し有機層を3回水洗した。脱溶媒後、シリカゲルカラム(酢酸エチル/ヘキサン=2/10)に付し、化合物No.2-1(2.1g:収率45%)を得た。得られた化合物No.2-1のNMRデータを[表1]に示す。
【0315】
[製造例12:化合物No.3-1の製造]
【0316】
中間体1-Aの際に用いたエチルカルバゾールを、ジフェニルスルフィドに変更し、3-シクロヘキシルプロパノイルクロリドをオクタノイルクロライドに変更した以外、製造例1と同様の方法で化合物No.3-1を得た。得られた化合物No.3-1のNMRデータを[表1]に示す。
【0317】
[製造例13:化合物No.4-71の製造]
【0318】
中間体1-Aを製造する際に用いたエチルカルバゾールをフルオレンに変更し、3-シクロヘキシルプロパノイルクロリドをオクタノイルクロライドに変更した以外、製造例1と同様の方法で化合物No.4-71を得た。得られた化合物No.4-71のNMRデータを[表1]に示す。
【0319】
[製造例14:化合物No.4-72の製造]
【0320】
(1)中間体4-72-Aの製造
塩化アルミニウム(309.56g、71.7mmol)、ジクロロエタン(30.0g)を仕込み、氷冷下、フルオレン(3.97g、23.9mmol)、オクタノイルクロライド(7.97g、49.0mmol)の順に仕込んだ。室温で1時間反応させたのち、反応液を氷水中に注ぎ、析出物をろ別した。イオン交換水、メタノールで洗浄し、中間体4-72-Aを得た。
【0321】
【0322】
(2)中間体4-72-Bの製造
得られた中間体4-72-Aに対し、中間体2-Cの合成と同様にして中間体4-72-Bを得た。
【0323】
【0324】
(3)化合物No.4-72の製造
化合物No.2-1の製造と同様にして、化合物No.4-72を得た。得られた化合物No.4-72のNMRデータを[表1]に示す。
【0325】
[製造例15:化合物No.6-1の製造]
【0326】
中間体1-Aの際に用いたエチルカルバゾールを、チオキサントンに変更し、3-シクロヘキシルプロパノイルクロリドをオクタノイルクロライドに変更した以外、同様の方法で化合物No.6-1を得た。
【0327】
【表1】
【0328】
[ブルー顔料分散液No.1の製造]
分散剤としてDISPERBYK-161(12.5質量部;ビックケミージャパン製)および着色剤としてピグメントブルー15:6(15質量部)を、PGMEA(72.5質量部)に、ビーズミルを使用して分散させてブルー顔料分散液を製造した。
【0329】
[実施例1~15および比較例1~4]重合性組成物の調製
[表2]、[表3]の配合に従って各成分を調製し、実施例1~15および比較例1~4の重合性組成物を得た。なお、表中の数字は質量部を表す。
A-1 :化合物No.1-1
A-2 :化合物No.1-7
A-3 :化合物No.1-14
A-4 :化合物No.1-70
A-5 :化合物No.1-71
A-6 :化合物No.1-72
A-7 :化合物No.1-73
A-8 :化合物No.1-74
A-9 :化合物No.1-75
A-10:化合物No.1-76
A-11:化合物No.2-1
A-12:化合物No.3-1
A-13:化合物No.4-71
A-14:化合物No.4-72
A-15:化合物No.6-1
A’-1:化合物No.A2-9
A’-2:2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン
B-1 :SPC-3000(カルボキシル基を有する重合体;昭和電工社製、固形分42.7%、PGMEA溶液)
C-1 :カヤラッドDPHA(エチレン性不飽和化合物;日本化薬社製)
D-1 :ブルー顔料分散液No.1
E-1 :KBE-403(カップリング剤、信越化学株式会社製)
F-1 :PGMEA(溶剤)
【0330】
[重合性組成物より得られる硬化物の評価]
得られた重合性組成物およびその硬化物において感度および輝度の評価を下記の手順で行った。結果を[表2]、[表3]に併記する。
【0331】
(感度)
ガラス基板上に各重合性組成物をスピンコート(ポストベイク後の色度座標(x、y)=(0.135,0.098)になるように)し、ホットプレートを用いて、90℃で120秒間プリベイクを行った後、23℃で60秒間冷却した。その後、超高圧水銀ランプを用いてフォトマスク(マスク開口30μm)を介して露光した(露光ギャップ100μm、露光量40mJ/cm)。現像液として0.04質量%KOH水溶液を用いて現像した後、よく水洗し、クリーンオーブンを用いて230℃で20分ポストベイクを行い、パターンを定着させた。得られたパターンを電子顕微鏡で観察し、マスク開口に対応する部分の線幅を測定した。
【0332】
線幅が35μm以上をA+、線幅が32.5μm以上、35μm未満をA、線幅が30μm以上、32.5μm未満をA-、線幅が30μm未満のものをBとした。線幅が大きいほど感度が良好であることを意味し、感度がA+、AおよびA-の物はカラーフィルタとして好ましく使用でき、感度がA+およびAの物はより好ましく、感度がA+のものは、特に好ましい。感度がBのものはカラーフィルタとして使用できない。
【0333】
(輝度)
ガラス基板上に各重合性組成物をスピンコート(ポストベイク後の色度座標(x、y)=(0.135,0.098)になるように)し、ホットプレートを用いて、90℃で120秒間プリベイクを行った後、23℃で60秒間冷却した。その後、超高圧水銀ランプを用いて150mJ/cmで露光後、クリーンオーブンを用いて230℃で20分ポストベイクを行い、評価サンプルを作成した。得られたサンプルの380~780nmにおける透過率から、JIS Z8701に準拠してY値を求めた。Y値が高いほど輝度が高く可視光領域において高い透過率を有することを意味し、有用である。Y値が9.5以上のものは、カラーフィルタとして使用でき、Y値が11.0以上の物は特に好ましく使用でき、Y値が9.5未満のものはカラーフィルタとして適さない。
【0334】
【表2】
【0335】
【表3】
【0336】
[表2]、[表3]より、本発明に係る重合性組成物は、感度が高く、本発明の硬化物は輝度が高いことは明らかである。重合性組成物および硬化物が得られることから本発明のオキシムエステル化合物は、重合開始剤として有用なものである。
【0337】
(耐熱性)
[表4]に記載の化合物を試料として採取し、示差熱熱重量同時測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製、型式:EXSTAR TG/DTA6200」)を用いて、試料約5~10mg、窒素200mL/min雰囲気下、昇温開始温度30℃、昇温終了温度500℃、昇温速度10℃/minで昇温した際における試料について熱減量を測定した。30℃時点の試料重量に対して10%減量した時点の温度を10%重量減少温度とした。なお、10%重量減少温度が230℃以上で、耐熱性に優れる光ラジカル重合開始剤として用いることができる。
【0338】
【表4】
【0339】
[表4]より、本願発明のオキシムエステル化合物は、耐熱性が高いことは明らかで、耐熱性が要求される用途の光ラジカル重合開始剤として、特に有用である。