JP7422076B2 - Compound, thiol generator, composition, cured product, and method for producing cured product - Google Patents
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Description
本発明は、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能な化合物に関するものである。 The present invention relates to a compound capable of forming a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
チオール化合物は、アクリルモノマー等との間でチオール-エン反応(エン-チオール反応とも呼ばれる。)等の反応を起こすことができる。
また、このような重合反応は、重合開始剤の不存在下でも進行する。
したがって、アクリルモノマーに、重合開始剤と共に、チオール化合物を添加することで、重合開始剤によるアクリルモノマー等の重合反応と、チオール化合物によるアクリルモノマー等の反応と、を同時に実施することができる。
このような性質を利用し、チオール化合物は、光硬化性組成物の感度改良等に用いられている(例えば、特許文献1)。
A thiol compound can cause a reaction such as a thiol-ene reaction (also called an ene-thiol reaction) with an acrylic monomer or the like.
Moreover, such a polymerization reaction proceeds even in the absence of a polymerization initiator.
Therefore, by adding a thiol compound to the acrylic monomer together with a polymerization initiator, the polymerization reaction of the acrylic monomer etc. by the polymerization initiator and the reaction of the acrylic monomer etc. by the thiol compound can be carried out simultaneously.
Utilizing such properties, thiol compounds are used to improve the sensitivity of photocurable compositions (for example, Patent Document 1).
光硬化性組成物を用いたパターン状硬化物の形成方法としては、光硬化性組成物の塗膜に対してパターン状に露光し、現像液により未硬化の塗膜を除去した後、加熱処理(ポストベーク)を実施する方法が知られている。
特許文献1に記載されるようなチオール化合物を光硬化性組成物に添加してパターン状硬化物を形成した場合、上記加熱処理時の収縮が少ないといった耐熱性に優れたパターン状硬化物を得ることができる。
しかしながら、チオール化合物の添加により、パターニング精度が低下するといった問題があった。
また、本発明者等は、耐熱性等の向上のため、重合開始剤の添加量増量を検討した。しかしながら、チオール化合物添加の場合と同様に、耐熱性の向上を図ることはできるが、パターニング精度が低下するといった問題があった。
A method for forming a patterned cured product using a photocurable composition is to expose a coating film of the photocurable composition to light in a pattern, remove the uncured coating film with a developer, and then heat treatment. (post-bake) is known.
When a thiol compound as described in Patent Document 1 is added to a photocurable composition to form a patterned cured product, a patterned cured product with excellent heat resistance such as less shrinkage during the heat treatment is obtained. be able to.
However, there was a problem in that the patterning accuracy decreased due to the addition of the thiol compound.
In addition, the present inventors investigated increasing the amount of polymerization initiator added in order to improve heat resistance and the like. However, similar to the case of adding a thiol compound, although heat resistance can be improved, there is a problem in that patterning accuracy is reduced.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能な化合物を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is to provide a compound capable of forming a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、パターニング終了後まで、チオール-エン反応等のチオール化合物による反応の進行を抑制し、パターニング終了後に上記反応が進行可能となる化合物を用いることで、パターニング精度及び耐熱性の両者に優れた組成物を形成可能となることを見出した。
本発明者等は、これらの知見に基づいて、本発明を完成させるに至った。
The present inventors conducted intensive studies to solve the above problems, and found that the progress of reactions caused by thiol compounds, such as thiol-ene reactions, is suppressed until after patterning is completed, and the above reactions can proceed after patterning is completed. It has been found that by using the compound, it is possible to form a composition that is excellent in both patterning accuracy and heat resistance.
The present inventors have completed the present invention based on these findings.
すなわち、本発明は、下記一般式(A)で表される化合物(以下「化合物A」ともいう。)である。 That is, the present invention is a compound represented by the following general formula (A) (hereinafter also referred to as "compound A").
Xは、nと同数の価数を有する炭素原子数1~40の脂肪族基、炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基又は炭素原子数2~35の複素環含有基を表し、
前記脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基、複素環含有基及びシリル基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基で置き換えられている場合があるか、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられている場合があり、
nは2以上10以下の整数を表す。)
X represents an aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms, or a heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms and having the same valence as n; ,
One or more methylene groups in the aliphatic group, aromatic hydrocarbon ring-containing group, heterocycle-containing group, and silyl group are -O-, -S-, -CO-, -O-CO- , -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, - Is there a case where it is substituted with a group selected from NH-CO-, -NH-CO-O-, -O-CO-NH-, -NR'-, -S-S-, or -SO 2 -? , or may be replaced with a group that combines these groups with the conditions that oxygen atoms are not adjacent,
n represents an integer of 2 or more and 10 or less. )
本発明によれば、上記構造を有することにより、上記化合物Aは、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能となる。 According to the present invention, by having the above structure, the compound A can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
本発明においては、上記化合物Aが、下記一般式(A1)、(A2)、(A3)、(A4)、(A5)又は(A6)で表される化合物であることが好ましい。上記化合物Aは、上記構造の化合物であることで、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能な化合物となり、特に、耐熱性に優れた組成物を形成可能となるからである。 In the present invention, the compound A is preferably a compound represented by the following general formula (A1), (A2), (A3), (A4), (A5) or (A6). Since the compound A has the above structure, it becomes a compound that can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, and in particular, it becomes possible to form a composition with excellent heat resistance.
L11及びL12は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
a1は、1~20の整数を表し、
R21、R22及びR23は、それぞれ独立に、下記一般式(101)又は(102)を表し、
R21、R22及びR23のうち、いずれか2つ以上が、下記一般式(101)であり、
L21、L22及びL23は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R24は、水素原子又は一価の炭素原子数1~40の脂肪族基を表し、
R31、R32、R33及びR34は、それぞれ独立に、下記一般式(101)又は(102)を表し、
R31、R32、R33及びR34のうち、いずれか2つ以上が、下記一般式(101)であり、
L31、L32、L33及びL34は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R41、R42、R43、R44、R45及びR46は、それぞれ独立に、下記一般式(101)又は(102)を表し、
R41、R42、R43、R44、R45及びR46のうち、いずれか2つ以上が、下記一般式(101)であり、
L41、L42、L43、L44、L45及びL46は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R51、R52及びR53は、それぞれ独立に、下記一般式(101)又は(102)を表し、
R51、R52及びR53のうち、いずれか2つ以上が、下記一般式(101)であり、
L51、L52及びL53は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R61、R62、R63及びR64は、それぞれ独立に、下記一般式(101)又は(102)を表し、
R61、R62、R63及びR64のうち、いずれか2つ以上が、下記一般式(101)であり、
L61、L62、L63及びL64は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R65及びR66は、それぞれ独立に、水素原子又は一価の炭素原子数1~40の脂肪族基を表し、
前記脂肪族基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基で置き換えられている場合があるか、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられている場合がある。)
L 11 and L 12 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
a1 represents an integer from 1 to 20,
R 21 , R 22 and R 23 each independently represent the following general formula (101) or (102),
Any two or more of R 21 , R 22 and R 23 are the following general formula (101),
L 21 , L 22 and L 23 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 24 represents a hydrogen atom or a monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms,
R 31 , R 32 , R 33 and R 34 each independently represent the following general formula (101) or (102),
Any two or more of R 31 , R 32 , R 33 and R 34 are the following general formula (101),
L 31 , L 32 , L 33 and L 34 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 each independently represent the following general formula (101) or (102),
Any two or more of R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 are the following general formula (101),
L 41 , L 42 , L 43 , L 44 , L 45 and L 46 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 51 , R 52 and R 53 each independently represent the following general formula (101) or (102),
Any two or more of R 51 , R 52 and R 53 are the following general formula (101),
L 51 , L 52 and L 53 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 61 , R 62 , R 63 and R 64 each independently represent the following general formula (101) or (102),
Any two or more of R 61 , R 62 , R 63 and R 64 are the following general formula (101),
L 61 , L 62 , L 63 and L 64 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 65 and R 66 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms,
One or more methylene groups in the aliphatic group are -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, - S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, -NH-CO-, -NH-CO-O-, -O- It may be substituted with a group selected from CO-NH-, -NR'-, -SS- or -SO 2 -, or these groups are combined under the condition that oxygen atoms are not adjacent to each other. It may be replaced by a group. )
*は、結合箇所を表し、
前記脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基、複素環含有基及びシリル基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基で置き換えられている場合があるか、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられている場合がある。)
* represents the joint location,
One or more methylene groups in the aliphatic group, aromatic hydrocarbon ring-containing group, heterocycle-containing group, and silyl group are -O-, -S-, -CO-, -O-CO- , -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, - Is there a case where it is substituted with a group selected from NH-CO-, -NH-CO-O-, -O-CO-NH-, -NR'-, -S-S-, or -SO 2 -? , or may be replaced by a group combining these groups with oxygen atoms not adjacent to each other. )
本発明においては、上記一般式(A2)中のR21、R22及びR23の全てが、それぞれ独立に、上記一般式(101)であり、上記一般式(A3)中のR31、R32、R33及びR34の全てが、それぞれ独立に、上記一般式(101)であり、上記一般式(A4)中のR41、R42、R43、R44、R45及びR46の全てが、それぞれ独立に、上記一般式(101)であり、上記一般式(A5)中のR51、R52及びR53中の全てが、それぞれ独立に、上記一般式(101)であり、上記一般式(A6)中のR61、R62、R63及びR64の全てが、それぞれ独立に、上記一般式(101)であることが好ましい。
上記R21、R22、R23、R31、R32、R33、R34、R41、R42、R43、R44、R45、R46、R51、R52、R53、R61、R62、R63及びR64が、上述の基であることで、上記化合物Aは、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能となるからである。
In the present invention, R 21 , R 22 and R 23 in the general formula (A2) each independently represent the general formula (101), and R 31 , R in the general formula (A3) 32 , R 33 and R 34 each independently represent the above general formula (101), and R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 in the above general formula (A4) All are each independently the above general formula (101), and all of R 51 , R 52 and R 53 in the above general formula (A5) are each independently the above general formula (101), It is preferable that all of R 61 , R 62 , R 63 and R 64 in the above general formula (A6) each independently represent the above general formula (101).
The above R21 , R22 , R23 , R31 , R32 , R33, R34 , R41 , R42 , R43, R44 , R45 , R46 , R51 , R52 , R53 , R This is because when 61 , R 62 , R 63 and R 64 are the above-mentioned groups, the compound A can form a composition with better patterning accuracy and heat resistance.
本発明においては、上記化合物Aが、上記一般式(A4)又は(A6)で表される化合物であることが好ましい。上記化合物Aは、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能となるからである。 In the present invention, the compound A is preferably a compound represented by the general formula (A4) or (A6). This is because the above-mentioned compound A enables formation of a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
本発明においては、上記R1が、-CO-O-又は-CO-NR-で硫黄原子側末端のメチレン基が置換された、一価の炭素原子数1~40の脂肪族基又は一価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基であることが好ましい。上記R1が、上述の基であることで、上記化合物Aは、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能となるからである。 In the present invention, R 1 is a monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms or a monovalent aliphatic group in which the terminal methylene group on the sulfur atom side is substituted with -CO-O- or -CO-NR- is preferably an aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms. This is because when R 1 is the group described above, the compound A can form a composition with better patterning accuracy and heat resistance.
本発明は、上述の化合物を含むチオール発生剤である。 The present invention is a thiol generator containing the above-mentioned compound.
本発明によれば、上記化合物Aを含むことにより、上記チオール発生剤は、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能となる。 According to the present invention, by including the compound A, the thiol generator can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
本発明は、下記一般式(A)で表される化合物と、チオール反応性を有する重合性成分(以下、重合性成分Bと称する場合がある。)と、を有する組成物である。 The present invention is a composition having a compound represented by the following general formula (A) and a polymerizable component having thiol reactivity (hereinafter sometimes referred to as polymerizable component B).
Xは、nと同数の価数を有する炭素原子数1~40の脂肪族基、炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基又は炭素原子数2~35の複素環含有基を表し、
前記脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基、複素環含有基及びシリル基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基で置き換えられている場合があるか、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられている場合があり、
nは2以上10以下の整数を表す。)
X represents an aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms, or a heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms and having the same valence as n; ,
One or more methylene groups in the aliphatic group, aromatic hydrocarbon ring-containing group, heterocycle-containing group, and silyl group are -O-, -S-, -CO-, -O-CO- , -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, - Is there a case where it is substituted with a group selected from NH-CO-, -NH-CO-O-, -O-CO-NH-, -NR'-, -S-S-, or -SO 2 -? , or may be replaced with a group that combines these groups with the conditions that oxygen atoms are not adjacent,
n represents an integer of 2 or more and 10 or less. )
本発明によれば、上記組成物は、上記化合物Aを含むため、パターニング精度及び耐熱性に優れたものとなる。 According to the present invention, since the composition contains the compound A, it has excellent patterning accuracy and heat resistance.
本発明においては、上記チオール反応性を有する重合性成分が、ラジカル重合性化合物を含むことが好ましい。上記組成物は、硬化速度に優れたものとなるからである。また、上記化合物Aを用いた架橋が容易だからである。 In the present invention, it is preferable that the polymerizable component having thiol reactivity includes a radically polymerizable compound. This is because the above composition has an excellent curing speed. This is also because crosslinking using the above compound A is easy.
本発明は、上述の組成物の硬化物である。 The present invention is a cured product of the above composition.
本発明によれば、上記硬化物は、上記化合物Aを含むため、パターニング精度及び耐熱性に優れたものとなる。 According to the present invention, since the cured product contains the compound A, it has excellent patterning accuracy and heat resistance.
本発明は、上記一般式(A)で表される化合物により上記チオール反応性を有する重合性成分同士を架橋する工程を有する硬化物の製造方法を提供する。 The present invention provides a method for producing a cured product, which includes a step of crosslinking the thiol-reactive polymerizable components with each other using a compound represented by the general formula (A).
本発明によれば、上記化合物Aにより上記重合性成分Bを架橋することにより、耐熱性に優れた硬化物を製造できる。 According to the present invention, by crosslinking the polymerizable component B with the compound A, a cured product with excellent heat resistance can be produced.
本発明においては、上記チオール反応性を有する重合性成分同士を重合する工程を有することが好ましい。パターニング精度及び耐熱性により優れたものとなるからである。 In the present invention, it is preferable to have a step of polymerizing the above-mentioned polymerizable components having thiol reactivity. This is because the patterning accuracy and heat resistance are excellent.
本発明によれば、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能な化合物を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a compound that can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
本発明は、化合物、それを用いたチオール発生剤、組成物、硬化物及び硬化物の製造方法に関するものである。
以下、本発明の化合物、チオール発生剤、組成物、硬化物及び硬化物の製造方法について詳細に説明する。
The present invention relates to a compound, a thiol generator using the same, a composition, a cured product, and a method for producing the cured product.
Hereinafter, the compound, thiol generator, composition, cured product, and method for producing the cured product of the present invention will be explained in detail.
A.化合物
まず、本発明の化合物について説明する。
本発明の化合物は、下記一般式(A)で表される化合物(以下「化合物A」ともいう。)である。
A. Compound First, the compound of the present invention will be explained.
The compound of the present invention is a compound represented by the following general formula (A) (hereinafter also referred to as "compound A").
Xは、nと同数の価数を有する炭素原子数1~40の脂肪族基、炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基又は炭素原子数2~35の複素環含有基を表し、
前記脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基、複素環含有基及びシリル基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基で置き換えられている場合があるか、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられている場合があり、
nは2以上10以下の整数を表す。)
X represents an aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms, or a heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms and having the same valence as n; ,
One or more methylene groups in the aliphatic group, aromatic hydrocarbon ring-containing group, heterocycle-containing group, and silyl group are -O-, -S-, -CO-, -O-CO- , -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, - Is there a case where it is substituted with a group selected from NH-CO-, -NH-CO-O-, -O-CO-NH-, -NR'-, -S-S-, or -SO 2 -? , or may be replaced with a group that combines these groups with the conditions that oxygen atoms are not adjacent,
n represents an integer of 2 or more and 10 or less. )
本発明によれば、上記構造を有することにより、上記化合物Aは、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能となる。
上記構造を有することにより、上記化合物Aが、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能となる理由については、以下のように推察される。
According to the present invention, by having the above structure, the compound A can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
The reason why the compound A, having the above structure, can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance is surmised as follows.
上記化合物Aは、チオール基がR1により保護されているため、パターニングの終了後まで、例えば、組成物中の重合性成分B同士を重合する工程及び現像工程の実施後まで、重合性成分B同士を架橋する架橋反応の進行を抑制できる。
その結果、上記化合物Aは、上記重合する工程時や現像工程の途中等に所望のパターンを超えて組成物の硬化が進行することを抑制でき、パターニング精度に優れたものとなる。
また、上記化合物Aは、例えば加熱処理等により、保護基R1を脱離して2以上のチオール基を発生することで、重合性成分B同士を架橋する架橋反応が可能となる。そして、架橋反応の進行により硬化物の架橋密度が向上する。
その結果、硬化物は、ポストベーク等の加熱処理時の収縮の少ないもの、すなわち、耐熱性に優れた硬化物を得ることができる。
以上のことから、上記化合物Aは、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能となるのである。
また、架橋反応は、重合開始剤の不存在下でも進行することから、硬化物表面のみならず、硬化物表面から厚み方向に深い深部でも進行することができる。その結果、硬化物の表面側と裏面側とで架橋密度の差が小さいものとなり、例えば、架橋密度の差による反り、しわの発生が抑制される。
また、パターニング精度に優れたものとなるとの効果により、上記化合物Aは、線幅の細いパターン状硬化物の形成が容易となると共に、露光時間のばらつきによる線幅の変動の少ない露光マージンに優れた組成物を容易に得ることができる。
さらに、耐熱性に優れた硬化物を得ることができるとの効果により、上記化合物Aは、硬化処理として加熱処理が必要とされる部材の形成に用いることで、膜厚の厚い部材の形成が容易となる。
さらにまた、線幅の細いパターン状硬化物の形成が容易となる効果及び膜厚の厚い部位剤の形成が容易となる効果を同時に達成することにより、例えば、微細かつアスペクト比の高いパターン状の硬化物の形成が容易となる。また、アスペクト比の高い硬化物を形成するに際して、組成物の塗膜の薄膜化が容易となり、例えば、低コスト化を図ることが容易となるとの効果を発揮できる。
また、上記化合物Aを用いないでアスペクト比の高い硬化物を形成する方法としては、露光量を低減する方法も考えられる。この場合には、硬化物の硬化度低下及びそれにより生じる現像マージンの低下が想定される。これに対して、上記化合物Aを用いた場合には、アスペクト比の高いパターン状の硬化物の形成が容易であるとの効果により、露光量の低減が不要となり、現像マージンの高いパターン状の硬化物を容易に得ることができる。
以上のことから、上記化合物Aは、パターン状硬化物形成用の組成物に用いられることで、パターニング精度及び耐熱性に優れ、線幅の細いパターン状硬化物、アスペクト比の高いパターン状硬化物の形成に適した組成物を得ることができる。また、上記化合物Aは、パターン状硬化物の形成時の露光マージン、現像マージンに優れ、工程通過性に優れた組成物を得られる。
また、上記化合物Aは、これを硬化性組成物に添加することで、露光による硬化処理後の現像の際に、硬化物のアルカリ現像液への耐性向上を図ることができる。したがって、上記化合物を含む組成物は、アルカリ現像時間のばらつきに対してパターン状の硬化物を安定的に形成できる。このようなことから、現像工程における現像マージンに優れたものとすることができ、この結果からも、パターニング精度に優れたものとすることが容易となる。
以上のことから、上記化合物Aは、重合する工程で発揮される優れたパターニング精度、現像工程で発揮される優れた現像マージン、及び、その後のポストベーク工程等の加熱処理工程の実施時に発揮される優れた耐熱性をバランスよく発揮でき、全体としてパターニング精度及び耐熱性に優れたものとなるのである。このようなことから、上記化合物Aは、例えば、パターニング状硬化物形成用硬化性組成物に特に適したものとなるのである。
Since the thiol group of the compound A is protected by R1 , the polymerizable component B of the compound A can be used until after patterning is completed, for example, until after the step of polymerizing the polymerizable components B in the composition and the development step. The progress of the crosslinking reaction that crosslinks them can be suppressed.
As a result, the compound A can suppress the curing of the composition from proceeding beyond the desired pattern during the polymerization step or during the development step, resulting in excellent patterning accuracy.
In addition, the compound A enables a crosslinking reaction in which the polymerizable components B are crosslinked with each other by removing the protective group R 1 and generating two or more thiol groups, for example, by heat treatment or the like. As the crosslinking reaction progresses, the crosslinking density of the cured product improves.
As a result, it is possible to obtain a cured product that exhibits less shrinkage during heat treatment such as post-baking, that is, a cured product that has excellent heat resistance.
From the above, the compound A can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
Moreover, since the crosslinking reaction proceeds even in the absence of a polymerization initiator, it can proceed not only on the surface of the cured product but also in a deep part from the surface of the cured product in the thickness direction. As a result, the difference in crosslinking density between the front side and the backside of the cured product becomes small, and, for example, the occurrence of warping and wrinkles due to the difference in crosslinking density is suppressed.
In addition, due to the effect of providing excellent patterning accuracy, the above compound A facilitates the formation of a patterned cured product with a narrow line width, and has an excellent exposure margin with less variation in line width due to variations in exposure time. compositions can be easily obtained.
Furthermore, due to the effect that it is possible to obtain a cured product with excellent heat resistance, the above compound A can be used to form a member that requires heat treatment as a curing treatment, thereby making it possible to form a member with a thick film thickness. It becomes easier.
Furthermore, by simultaneously achieving the effect of facilitating the formation of a pattern-like cured product with a narrow line width and the effect of facilitating the formation of a thick film thickness, for example, it is possible to easily form a pattern-like cured product with a fine line width and a high aspect ratio. It becomes easier to form a cured product. In addition, when forming a cured product with a high aspect ratio, the coating film of the composition can be easily made into a thin film, and, for example, it is possible to exhibit the effect that it is easy to achieve cost reduction.
Further, as a method of forming a cured product having a high aspect ratio without using the above-mentioned compound A, a method of reducing the exposure amount may also be considered. In this case, it is assumed that the degree of curing of the cured product will decrease and the development margin will decrease as a result. On the other hand, when the above compound A is used, it is easy to form a patterned cured product with a high aspect ratio, so there is no need to reduce the exposure amount, and a patterned product with a high development margin can be formed. A cured product can be easily obtained.
From the above, the above compound A can be used in a composition for forming a patterned cured product, and has excellent patterning accuracy and heat resistance, and a patterned cured product with a narrow line width and a patterned cured product with a high aspect ratio. A composition suitable for the formation of a composition can be obtained. Moreover, the above compound A provides a composition with excellent exposure margin and development margin when forming a patterned cured product, and excellent process passability.
In addition, by adding Compound A to the curable composition, it is possible to improve the resistance of the cured product to an alkaline developer during development after curing treatment by exposure. Therefore, the composition containing the above compound can stably form a patterned cured product despite variations in alkali development time. For this reason, it is possible to obtain an excellent development margin in the developing process, and from this result, it is easy to obtain excellent patterning accuracy.
From the above, Compound A exhibits excellent patterning accuracy during the polymerization process, excellent development margin during the development process, and excellent development margin during the subsequent heat treatment process such as the post-bake process. This allows for excellent heat resistance to be exhibited in a well-balanced manner, resulting in excellent patterning accuracy and heat resistance as a whole. For this reason, the compound A is particularly suitable for, for example, a curable composition for forming a patterned cured product.
上記R1で表される一価の炭素原子数1~40の脂肪族基としては、芳香族炭化水素環及び複素環を含まないものであればよく、例えば、炭素原子数1~40のアルキル基、炭素原子数2~40のアルケニル基、炭素原子数3~40のシクロアルキル基、炭素原子数4~40のシクロアルキルアルキル基及びこれらの基の水素原子の1つ又は2つ以上が後述する置換基により置換された基等が挙げられる。
本発明において、脂肪族基とは脂肪族化合物から任意の原子を除いた基を指す。
The monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms represented by R 1 above may be any group that does not contain an aromatic hydrocarbon ring or a heterocycle, such as an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms. group, an alkenyl group having 2 to 40 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 40 carbon atoms, a cycloalkylalkyl group having 4 to 40 carbon atoms, and one or more of the hydrogen atoms of these groups are as described below. Examples include groups substituted with substituents.
In the present invention, an aliphatic group refers to a group obtained by removing an arbitrary atom from an aliphatic compound.
上記炭素原子数1~40のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、iso-プロピル、ブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、iso-ブチル、アミル、iso-ペンチル、tert-ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、2-ヘキシル、3-ヘキシル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、ヘプチル、2-ヘプチル、3-ヘプチル、iso-ヘプチル、tert-ヘプチル、1-オクチル、iso-オクチル、tert-オクチル、アダマンチル等が挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 40 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, butyl, sec-butyl, tert-butyl, iso-butyl, amyl, iso-pentyl, tert-pentyl, cyclopentyl, and hexyl. , 2-hexyl, 3-hexyl, cyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, heptyl, 2-heptyl, 3-heptyl, iso-heptyl, tert-heptyl, 1-octyl, iso-octyl, tert-octyl, adamantyl, etc. It will be done.
上記炭素原子数2~40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-ドデセニル及び4,8,12-テトラデカトリエニルアリル等が挙げられる。 Examples of the alkenyl group having 2 to 40 carbon atoms include vinyl, ethylene, 2-propenyl, 3-butenyl, 2-butenyl, 4-pentenyl, 3-pentenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 5-hexenyl. , 2-heptenyl, 3-heptenyl, 4-heptenyl, 3-octenyl, 3-nonenyl, 4-decenyl, 3-undecenyl, 4-dodecenyl and 4,8,12-tetradecatrienylallyl.
上記炭素原子数3~40のシクロアルキル基とは、3~40の炭素原子を有する、飽和単環式又は飽和多環式アルキル基を意味する。上記炭素原子数3~40のシクロアルキル基としては、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及びビシクロ[1.1.1]ペンタニル等が挙げられる。 The above-mentioned cycloalkyl group having 3 to 40 carbon atoms means a saturated monocyclic or saturated polycyclic alkyl group having 3 to 40 carbon atoms. Examples of the above-mentioned cycloalkyl group having 3 to 40 carbon atoms include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, adamantyl, decahydronaphthyl, octahydropentalene, and bicyclo[1. 1.1] pentanyl and the like.
上記炭素原子数4~40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炭素原子数4~40の基を意味する。上記炭素原子数4~40のシクロアルキルアルキル基としては、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-アダマンチルプロピル及びデカハイドロナフチルプロピル等が挙げられる。 The above-mentioned cycloalkylalkyl group having 4 to 40 carbon atoms means a group having 4 to 40 carbon atoms in which the hydrogen atom of an alkyl group is substituted with a cycloalkyl group. Examples of the cycloalkylalkyl group having 4 to 40 carbon atoms include cyclopropylmethyl, 2-cyclobutylethyl, 3-cyclopentylpropyl, 4-cyclohexylbutyl, cycloheptylmethyl, cyclooctylmethyl, and 2-cyclononylethyl. , 2-cyclodecylethyl, 3-adamantylpropyl and decahydronaphthylpropyl.
上記R1で表される一価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基としては、芳香族炭化水素環を含むものであればよく、例えば、炭素原子数6~35のアリール基、炭素原子数7~35のアリールアルキル基及びこれらの基の水素原子の1つ又は2つ以上が後述する置換基により置換された基等が挙げられる。
また、芳香族炭化水素環含有基は、通常、複素環基を含まないものである。
The monovalent aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms, represented by R 1 above, may be any group containing an aromatic hydrocarbon ring, such as aryl having 6 to 35 carbon atoms. groups, arylalkyl groups having 7 to 35 carbon atoms, and groups in which one or more of the hydrogen atoms of these groups are substituted with substituents described below.
Further, the aromatic hydrocarbon ring-containing group usually does not contain a heterocyclic group.
上記炭素原子数6~35のアリール基としては、フェニル、ナフチル、アントラセニル等が挙げられる。 Examples of the aryl group having 6 to 35 carbon atoms include phenyl, naphthyl, anthracenyl, and the like.
上記炭素原子数7~35のアリールアルキル基としては、ベンジル、フルオレニル、インデニル、9-フルオレニルメチル基等が挙げられる。 Examples of the arylalkyl group having 7 to 35 carbon atoms include benzyl, fluorenyl, indenyl, and 9-fluorenylmethyl groups.
上記R1で表される一価の炭素原子数2~35の複素環含有基としては、複素環を含むものであればよく、ピリジル、ピリミジル、ピリダジル、ピペリジル、ピラニル、ピラゾリル、トリアジル、ピロリル、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、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、2,4-ジオキシオキサゾリジン-3-イル及びこれらの基の水素原子の1つ又は2つ以上が後述する置換基により置換された基等が挙げられる。 The monovalent heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms represented by R 1 above may be any group containing a heterocycle, such as pyridyl, pyrimidyl, pyridazyl, piperidyl, pyranyl, pyrazolyl, triazyl, pyrrolyl, Quinolyl, isoquinolyl, imidazolyl, benzimidazolyl, triazolyl, furyl, furanyl, benzofuranyl, thienyl, thiophenyl, benzothiophenyl, thiadiazolyl, thiazolyl, benzothiazolyl, oxazolyl, benzoxazolyl, isothiazolyl, isoxazolyl, indolyl, 2-pyrrolidinone-1-yl , 2-piperidon-1-yl, 2,4-dioxyimidazolidin-3-yl, 2,4-dioxyoxazolidin-3-yl, and one or more of the hydrogen atoms of these groups are as described below. Examples include groups substituted with substituents.
上記R1で表される一価の炭素原子数0~40のシリル基としては、ケイ素原子を含むものであればよく、水素原子が未置換のシリル基、水素原子が他の置換基で置換された置換シリル基及びこれらの基の水素原子の1つ又は2つ以上が後述する置換基により置換された基等が挙げられる。
上記置換シリル基としては、モノアルキルシリル基、モノアリールシリル基、ジアルキルシリル基、ジアリールシリル基、トリアルキルシリル基、トリアリールシリル基、モノアルキルジアリールシリル基、ジアルキルモノアリールシリル基といったシリル基が挙げられる。
上記モノアルキルシリル基としては、モノメチルシリル基、モノエチルシリル基、モノブチルシリル基、モノイソプロピルシリル基、モノデカンシリル、モノイコサンシリル基、モノトリアコンタンシリル基等が挙げられる。
上記モノアリールシリル基としては、モノフェニルシリル基、モノトリルシリル基、モノナフチルシリル基、モノアンスリルシリル基等が挙げられる。
上記ジアルキルシリル基としては、ジメチルシリル基、ジエチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジイソプロピルシリル基、ジブチルシリル基、ジオクチルシリル基、ジデカンシリル基等が挙げられる。
上記ジアリールシリル基としては、ジフェニルシリル基、ジトリルシリル基等が挙げられる。
上記トリアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリブチルシリル基、トリオクチルシリル基等が挙げられる。
上記トリアリールシリル基としては、トリフェニルシリル基、トリトリルシリル基等が挙げられる。
上記モノアルキルジアリールシリル基としては、メチルジフェニルシリル基、エチルジフェニルシリル基等が挙げられる。
上記ジアルキルモノアリールシリル基としては、ジメチルフェニルシリル基、メチルエチルフェニル基等が挙げられる。
The monovalent silyl group having 0 to 40 carbon atoms represented by R 1 above may be one containing a silicon atom, such as a silyl group in which the hydrogen atom is unsubstituted, or a silyl group in which the hydrogen atom is substituted with another substituent. Substituted silyl groups, and groups in which one or more of the hydrogen atoms of these groups are substituted with substituents described below, and the like.
Examples of the substituted silyl groups include monoalkylsilyl groups, monoarylsilyl groups, dialkylsilyl groups, diarylsilyl groups, trialkylsilyl groups, triarylsilyl groups, monoalkyldiarylsilyl groups, and dialkylmonoarylsilyl groups. Can be mentioned.
Examples of the monoalkylsilyl group include a monomethylsilyl group, a monoethylsilyl group, a monobutylsilyl group, a monoisopropylsilyl group, a monodecanesilyl group, a monoicosanesilyl group, a monotriacontanesilyl group, and the like.
Examples of the monoarylsilyl group include a monophenylsilyl group, a monotolylsilyl group, a mononaphthylsilyl group, and a monoanthrylsilyl group.
Examples of the dialkylsilyl group include dimethylsilyl group, diethylsilyl group, dimethylethylsilyl group, diisopropylsilyl group, dibutylsilyl group, dioctylsilyl group, didecanesilyl group, and the like.
Examples of the diarylsilyl group include diphenylsilyl group and ditolylsilyl group.
Examples of the trialkylsilyl group include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, dimethylethylsilyl group, triisopropylsilyl group, tributylsilyl group, trioctylsilyl group, and the like.
Examples of the triarylsilyl group include a triphenylsilyl group and a tritolylsilyl group.
Examples of the monoalkyldiarylsilyl group include a methyldiphenylsilyl group and an ethyldiphenylsilyl group.
Examples of the dialkylmonoarylsilyl group include a dimethylphenylsilyl group and a methylethylphenyl group.
上記R1における脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基、複素環含有基及びシリル基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基で置き換えられていてもよく、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられていてもよい。
すなわち、R1は、脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基、複素環含有基及びシリル基中のメチレン基の1つ又は2つ以上が、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられた構造の基であってもよい。
上記R’は、水素原子又は炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該炭素原子数1~8のアルキル基としては、上記R1で表されるアルキル基のうち所定の炭素原子数を満たすものが挙げられる。
One or more of the methylene groups in the aliphatic group, aromatic hydrocarbon ring-containing group, heterocycle-containing group, and silyl group in R 1 are -O-, -S-, -CO-, -O -CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH -, -NH-CO-, -NH-CO-O-, -O-CO-NH-, -NR'-, -SS- or -SO 2 -, even if substituted with a group selected from It may be substituted with a group that is a combination of these groups under the condition that the oxygen atoms are not adjacent to each other.
That is, in R 1 , one or more methylene groups in an aliphatic group, an aromatic hydrocarbon ring-containing group, a heterocycle-containing group, and a silyl group are -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO A group selected from -NH-, -NH-CO-, -NH-CO-O-, -O-CO-NH-, -NR'-, -SS- or -SO 2 -, or an oxygen atom may be a group having a structure in which these groups are replaced with a group in which these groups are not adjacent to each other.
The above R' represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms includes a predetermined number of carbon atoms among the alkyl groups represented by R 1 Here are some things that meet the criteria.
上記R1における脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基、複素環含有基及びシリル基等の各官能基は、特に断りがない限り、置換基を有していない無置換の基又は置換基を有している基である。
上記脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基、複素環含有基及びシリル基中の水素原子の1つ又は2つ以上を置換する置換基、より具体的には、上述のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基、アリール基、アリールアルキル基、複素環含有基及びシリル基中の水素原子の1つ又は2つ以上を置換する置換基としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子;アセチル、2-クロロアセチル、プロピオニル、オクタノイル、フェニルカルボニル(ベンゾイル)、フタロイル、4-トリフルオロメチルベンゾイル、ピバロイル、サリチロイル、オキザロイル、ステアロイル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t-ブトキシカルボニル、n-オクタデシルオキシカルボニル、カルバモイル等のアシル基;アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ等のアシルオキシ基;アミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ブチルアミノ、シクロペンチルアミノ、2-エチルヘキシルアミノ、ドデシルアミノ、アニリノ、クロロフェニルアミノ、トルイジノ、アニシジノ、N-メチル-アニリノ、ジフェニルアミノ、ナフチルアミノ、2-ピリジルアミノ、メトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ、ホルミルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、カルバモイルアミノ、N,N-ジメチルアミノカルボニルアミノ、N,N-ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、t-ブトキシカルボニルアミノ、n-オクタデシルオキシカルボニルアミノ、N-メチル-メトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、スルファモイルアミノ、N,N-ジメチルアミノスルホニルアミノ、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ等の置換アミノ基;スルホンアミド基、スルホニル基、カルボキシル基、シアノ基、スルホ基、水酸基、ニトロ基、イミド基、カルバモイル基、スルホンアミド基、ホスホン酸基、リン酸基又はカルボキシル基、スルホ基、ホスホン酸基、リン酸基の塩等が挙げられる。
なお、上記炭素原子数1~40の脂肪族基の水素原子が置換されている場合の炭素原子数とは、水素原子が置換された後の炭素原子数を指し、水素原子が置換される前の炭素原子数を指すのではない。以下、その他の基中の水素原子が置換されている場合も同じである。
また、上記炭素原子数1~40の脂肪族基中のメチレン基が置換されている場合の炭素原子数とは、メチレン基が置換された後の炭素原子数を指し、メチレン基が置換される前の炭素原子数を指すのではない。以下、その他の基中のメチレン基が置換されている場合も同じである。
Unless otherwise specified, each functional group such as an aliphatic group, an aromatic hydrocarbon ring-containing group, a heterocycle-containing group, and a silyl group in R 1 above is an unsubstituted group having no substituent or a substituent. It is a group having
A substituent that substitutes one or more hydrogen atoms in the aliphatic group, aromatic hydrocarbon ring-containing group, heterocycle-containing group, and silyl group, more specifically, the alkyl group and alkenyl group described above. , a cycloalkyl group, a cycloalkylalkyl group, an aryl group, an arylalkyl group, a heterocycle-containing group, and a silyl group. Examples of substituents that replace one or more hydrogen atoms include fluorine, chlorine, bromine, and iodine. Halogen atoms such as acetyl, 2-chloroacetyl, propionyl, octanoyl, phenylcarbonyl (benzoyl), phthaloyl, 4-trifluoromethylbenzoyl, pivaloyl, salicyloyl, oxaloyl, stearoyl, methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, t-butoxycarbonyl, Acyl groups such as n-octadecyloxycarbonyl and carbamoyl; Acyloxy groups such as acetyloxy and benzoyloxy; amino, ethylamino, dimethylamino, diethylamino, butylamino, cyclopentylamino, 2-ethylhexylamino, dodecylamino, anilino, chlorophenylamino , toluidino, anisidino, N-methyl-anilino, diphenylamino, naphthylamino, 2-pyridylamino, methoxycarbonylamino, phenoxycarbonylamino, acetylamino, benzoylamino, formylamino, pivaloylamino, lauroylamino, carbamoylamino, N,N- Dimethylaminocarbonylamino, N,N-diethylaminocarbonylamino, morpholinocarbonylamino, methoxycarbonylamino, ethoxycarbonylamino, t-butoxycarbonylamino, n-octadecyloxycarbonylamino, N-methyl-methoxycarbonylamino, phenoxycarbonylamino, Substituted amino groups such as sulfamoylamino, N,N-dimethylaminosulfonylamino, methylsulfonylamino, butylsulfonylamino, phenylsulfonylamino; sulfonamido group, sulfonyl group, carboxyl group, cyano group, sulfo group, hydroxyl group, nitro group Examples include salts of groups, imido groups, carbamoyl groups, sulfonamide groups, phosphonic acid groups, phosphoric acid groups, carboxyl groups, sulfo groups, phosphonic acid groups, and phosphoric acid groups.
In addition, the number of carbon atoms when the hydrogen atoms of the aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms are substituted refers to the number of carbon atoms after the hydrogen atoms are substituted, and the number of carbon atoms before the hydrogen atoms are substituted. It does not refer to the number of carbon atoms in The same applies to cases where hydrogen atoms in other groups are substituted.
In addition, the number of carbon atoms when the methylene group in the aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms is substituted refers to the number of carbon atoms after the methylene group is substituted, and the number of carbon atoms after the methylene group is substituted. It does not refer to the previous number of carbon atoms. The same applies to cases where methylene groups in other groups are substituted.
上記R1は、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能な化合物を得るとの観点からは、一価の炭素原子数1~40の脂肪族基、一価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基、一価の炭素原子数2~35の複素環含有基又は一価の炭素原子数0~40のシリル基の硫黄原子側末端のメチレン基が-CO-O-又は-CO-NH-に置き換えられた、一価の炭素原子数1~40の脂肪族基、一価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基、一価の炭素原子数2~35の複素環含有基又は一価の炭素原子数0~40のシリル基であることが好ましい。
すなわち、上記R1は、一価の炭素原子数1~40の脂肪族基、一価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基、一価の炭素原子数2~35の複素環含有基又は一価の炭素原子数0~40のシリル基の硫黄原子側末端のメチレン基が、-CO-O-又は-CO-NH-に置き換えられた構造の基であることが好ましい。
From the viewpoint of obtaining a compound capable of forming a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, R 1 is a monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, and a monovalent aliphatic group having 6 to 40 carbon atoms. 35 aromatic hydrocarbon ring-containing group, monovalent heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms, or monovalent silyl group having 0 to 40 carbon atoms, the methylene group at the end on the sulfur atom side is -CO-O Monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, monovalent aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms, monovalent carbon atom number substituted with - or -CO-NH- It is preferably a group containing 2 to 35 heterocycles or a monovalent silyl group having 0 to 40 carbon atoms.
That is, the above R 1 is a monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, a monovalent aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms, or a monovalent heterocyclic group having 2 to 35 carbon atoms. Preferably, the ring-containing group or the monovalent silyl group having 0 to 40 carbon atoms has a structure in which the methylene group at the end on the sulfur atom side is replaced with -CO-O- or -CO-NH-.
上記R1は、-CO-O-又は-CO-NH-で硫黄原子側末端が置換された、一価の炭素原子数1~40の脂肪族基又は一価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基であることがより好ましく、更に、-CO-O-又は-CO-NH-で硫黄原子側末端が置換された、炭素原子数1~40のアルキル基又は炭素原子数6~35のアリールアルキル基であることが好ましい。特に、-CO-O-で硫黄原子側末端が置換された、炭素原子数1~40のアルキル基、すなわち、-CO-O-R’’(R’’は置換基を有している場合がある炭素原子数1~39のアルキル基)で表される基又は-CO-NH-で硫黄原子側末端が置換された、炭素原子数6~35のアリールアルキル基、すなわち、-CO-NH-R’’’(R’’’は置換基を有している場合がある炭素原子数6~34のアリール基又は炭素原子数6~34のアリールアルキル基)で表される基であることが好ましく、なかでも特に、-CO-O-R’’で表される基であることが好ましい。上記R1が、上述の基であることで、上記化合物Aは、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能となるからである。
すなわち、上記R1は、一価の炭素原子数1~40の脂肪族基又は一価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基の硫黄原子側末端のメチレン基が、-CO-O-又は-CO-NH-で置換された構造の基であることがより好ましく、更に、炭素原子数1~40のアルキル基又は炭素原子数6~35のアリールアルキル基の硫黄原子側末端のメチレン基が、-CO-O-又は-CO-NH-で置換された構造の基であることが好ましい。特に、炭素原子数1~40のアルキル基の硫黄原子側末端のメチレン基が、-CO-O-で置換された構造の基、すなわち、-CO-O-R’’(R’’は置換基を有していてもよい炭素原子数1~39のアルキル基)で表される基、又は炭素原子数6~35のアリールアルキル基の硫黄原子側末端のメチレン基が、-CO-NH-で置換された構造の基、すなわち、-CO-NH-R’’’(R’’’は置換基を有していてもよい炭素原子数6~34のアリール基又は炭素原子数6~34のアリールアルキル基)で表される基であることが好ましく、なかでも特に、-CO-O-R’’で表される基であることが好ましい。
The above R 1 is a monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms or a monovalent aliphatic group having 6 to 35 carbon atoms, the terminal on the sulfur atom side being substituted with -CO-O- or -CO-NH-. More preferably, it is an aromatic hydrocarbon ring-containing group, and furthermore, an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms or having a carbon atom number substituted with -CO-O- or -CO-NH- at the terminal on the sulfur atom side. Preferably it is an arylalkyl group of 6 to 35. In particular, an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms whose terminal end on the sulfur atom side is substituted with -CO-O-, that is, -CO-O-R'' (where R'' has a substituent) A group represented by an alkyl group having 1 to 39 carbon atoms) or an arylalkyl group having 6 to 35 carbon atoms whose terminal end on the sulfur atom side is substituted with -CO-NH-, that is, -CO-NH - Be a group represented by R'''(R''' is an aryl group having 6 to 34 carbon atoms or an arylalkyl group having 6 to 34 carbon atoms, which may have a substituent) is preferable, and a group represented by -CO-OR'' is especially preferable. This is because, when R 1 is the group described above, the compound A can form a composition with better patterning accuracy and heat resistance.
That is, in R 1 above, the methylene group at the terminal on the sulfur atom side of the monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms or the monovalent aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms is -CO A group having a structure substituted with -O- or -CO-NH- is more preferable, and furthermore, a group having a structure substituted with -O- or -CO-NH- is more preferable, and furthermore, a group having a structure substituted with -O- or -CO-NH- is more preferable, and furthermore, a group with a structure substituted with -O- or -CO-NH- is more preferable, and furthermore, a group with a structure substituted with sulfur atom side of an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms or an arylalkyl group having 6 to 35 carbon atoms is preferable. The methylene group preferably has a structure substituted with -CO-O- or -CO-NH-. In particular, a group having a structure in which the methylene group at the end on the sulfur atom side of an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms is substituted with -CO-O-, that is, -CO-O-R''(R'' is a substituted The methylene group at the end on the sulfur atom side of the group represented by (alkyl group having 1 to 39 carbon atoms which may have a group) or the arylalkyl group having 6 to 35 carbon atoms is -CO-NH- A group having a structure substituted with, i.e., -CO-NH-R'''(R''' is an aryl group having 6 to 34 carbon atoms which may have a substituent, or a group having 6 to 34 carbon atoms) A group represented by an arylalkyl group) is preferable, and a group represented by -CO-OR'' is especially preferable.
本発明において、上記R’’は、置換基を有していてもよい炭素原子数1~20のアルキル基であることが好ましく、なかでも、置換基を有していてもよい炭素原子数1~8のアルキル基であることが好ましく、特に、無置換の炭素原子数1~8のアルキル基であることが好ましく、なかでも特に、無置換の炭素原子数3~6のアルキル基であることが好ましく、なかでも特に、iso-プロピル、n-ブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、iso-ブチル、n-ペンチル、iso-ペンチル、tert-ペンチルであることが好ましく、なかでも特に、n-ブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、iso-ブチル、tert-ブチル、すなわち、R1が、-CO-O-C4H9で表される基であることが好ましく、なかでも特にR’’がtert-ブチルであること、すなわち、R1が、-CO-O-tert-ブチル基であることが好ましい。
また、上記R’’’は、炭素原子数6~12のアリールアルキル基であることが好ましい。上記R’’及びR’’’が上述の基であることで、上記化合物Aは、R1の脱離制御が容易となるからである。
In the present invention, the above R'' is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, particularly 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. It is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably an unsubstituted alkyl group having 3 to 6 carbon atoms. are preferable, and particularly preferable are iso-propyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, iso-butyl, n-pentyl, iso-pentyl, and tert-pentyl, especially n- Butyl, sec-butyl, tert-butyl, iso-butyl, tert-butyl, that is, R 1 is preferably a group represented by -CO-O-C 4 H 9 , especially R'' It is preferred that is tert-butyl, that is, R 1 is a -CO-O-tert-butyl group.
Furthermore, R''' is preferably an arylalkyl group having 6 to 12 carbon atoms. This is because when the R'' and R''' are the groups described above, in the compound A, the elimination of R 1 can be easily controlled.
上記nは、2以上10以下の整数であるが、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能な化合物を得るとの観点からは、3以上8以下であることが好ましく、なかでも、4以上7以下であることが好ましく、特に、4以上6以下であることが好ましい。上記nが上述の範囲であることで、上記化合物Aは、耐熱性により優れた組成物を得ることができるからである。
本発明においては、パターニング精度及び耐熱性に優れると共に、架橋密度及び疎水性のバランスに優れ、アルカリ現像時間のばらつきに対してパターン状の硬化物を安定的に形成可能な組成物が形成容易となるとの観点からは、上記nが5以上6以下であることが好ましい。
The above n is an integer of 2 or more and 10 or less, but from the viewpoint of obtaining a compound capable of forming a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, it is preferably 3 or more and 8 or less, and particularly, It is preferably 4 or more and 7 or less, particularly preferably 4 or more and 6 or less. This is because when n is within the above range, the compound A can provide a composition with better heat resistance.
In the present invention, it is possible to easily form a composition that has excellent patterning accuracy and heat resistance, has an excellent balance between crosslinking density and hydrophobicity, and can stably form a patterned cured product despite variations in alkali development time. From the viewpoint that n is preferably 5 or more and 6 or less.
上記Xは、n個の-SR1を結合する連結基として用いられるものである。
上記Xで表される、nと同数の価数を有する炭素原子数1~40の脂肪族基、炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基及び炭素原子数2~35の複素環含有基とは、それぞれ、一価の炭素原子数1~40の脂肪族基、一価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基及び一価の炭素原子数2~35の複素環含有基から、n-1個の水素原子を除いた構造の基である。
上記一価の炭素原子数1~40の脂肪族基、一価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基及び一価の炭素原子数2~35の複素環含有基としては、上記R1で表される一価の炭素原子数1~40の脂肪族基、一価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基及び一価の炭素原子数2~35の複素環含有基と同様の基が挙げられる。
上記Xにおける脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基及び複素環含有基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基で置き換えられていてもよく、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられていてもよい。
すなわち、Xは、脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基及び複素環含有基中のメチレン基の1つ又は2つ以上が、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられた構造の基であってもよい。
上記R’は、水素原子又は炭素原子数1~8のアルキル基を表し、該炭素原子数1~8のアルキル基としては、上記R1で表されるアルキル基のうち所定の炭素原子数を満たすものが挙げられる。
The above X is used as a linking group that connects n -SR 1s .
An aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms, and a heterocycle having 2 to 35 carbon atoms and having the same valence as n, represented by X above. The containing groups are, respectively, a monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, a monovalent aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms, and a monovalent heterocarbon group having 2 to 35 carbon atoms. It is a group with a structure obtained by removing n-1 hydrogen atoms from a ring-containing group.
The monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, monovalent aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms, and monovalent heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms include: A monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, a monovalent aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms, and a monovalent heterocarbon group having 2 to 35 carbon atoms, represented by R 1 above. Groups similar to ring-containing groups can be mentioned.
One or more of the methylene groups in the aliphatic group, aromatic hydrocarbon ring-containing group, and heterocycle-containing group in X above are -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, -NH It may be substituted with a group selected from -CO-, -NH-CO-O-, -O-CO-NH-, -NR'-, -S-S- or -SO 2 -, or oxygen It may be replaced by a combination of these groups provided that the atoms are not adjacent to each other.
That is, in X, one or more of the methylene groups in the aliphatic group, aromatic hydrocarbon ring-containing group, and heterocycle-containing group is -O-, -S-, -CO-, -O-CO -, -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, Groups selected from -NH-CO-, -NH-CO-O-, -O-CO-NH-, -NR'-, -S-S-, or -SO 2 -, or oxygen atoms are not adjacent It may also be a group whose structure is replaced with a group that is a combination of these groups under certain conditions.
The above R' represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms has a predetermined number of carbon atoms among the alkyl groups represented by R Here are some things that meet the criteria.
上記Xで表される二価の炭素原子数1~40の脂肪族基としては、上記一価の炭素原子数1~40の脂肪族基から水素原子を1つ除いた構造の基が挙げられ、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ブチルジイル等のアルキレン;上記アルキレンのメチレン鎖が-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-で置き換えられた基;エタンジオール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール等のポリオールの残基(例えば、後述する一般式(X1)で表される基)を含む基;エタンジチオール、プロパンジチオール、ブタンジチオール、ペンタンジチオール、ヘキサンジチオール等のジチオールの残基及びこれらの基が後述する置換基により置換された基等が挙げられる。
上記Xで表される三価の炭素原子数1~40の脂肪族基としては、上記一価の炭素原子数1~40の脂肪族基から水素原子を2つ除いた構造の基が挙げられ、例えば、プロピリジン、1,1,3-ブチリジン等のアルキリジン;トリメチロールプロパン等のポリオールの残基(例えば、後述する一般式(X2)で表される基)を含む基及びこれらの基が後述する置換基により置換された基が挙げられる。
上記Xで表される四価の炭素原子数1~40の脂肪族基としては、上記一価の炭素原子数1~40の脂肪族基から水素原子を3つ除いた構造の基が挙げられ、例えば、ペンタエリスリトール等のポリオールの残基(例えば、後述する一般式(X3)で表される基)を含む基及びこれらの基が後述する置換基により置換された基が挙げられる。
上記Xで表される六価の炭素原子数1~40の脂肪族基としては、上記一価の炭素原子数1~40の脂肪族基から水素原子を5つ除いた構造の基が挙げられ、例えば、ジペンタエリスリトール等のポリオールの残基(例えば、後述する一般式(X4)で表される基)を含む基及びこれらの基が後述する置換基により置換された基が挙げられる。
Examples of the divalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms represented by X above include a group having a structure obtained by removing one hydrogen atom from the above monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms. , for example, alkylene such as methylene, ethylene, propylene, butylene, butyldiyl; a group in which the methylene chain of the above alkylene is replaced with -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-; ethanediol, A group containing a residue of a polyol such as propanediol, butanediol, pentanediol, hexanediol (for example, a group represented by general formula (X1) described below); ethanedithiol, propanedithiol, butanedithiol, pentanedithiol, hexane Examples include residues of dithiol such as dithiol, and groups in which these groups are substituted with substituents described below.
Examples of the trivalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms represented by X above include a group having a structure obtained by removing two hydrogen atoms from the above monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms. , for example, alkylidines such as propyridine and 1,1,3-butyridine; groups containing polyol residues such as trimethylolpropane (for example, groups represented by general formula (X2) described later); and groups containing these groups. Examples include groups substituted with substituents described below.
Examples of the tetravalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms represented by X above include a group having a structure obtained by removing three hydrogen atoms from the above monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms. Examples thereof include a group containing a residue of a polyol such as pentaerythritol (for example, a group represented by the general formula (X3) described below), and a group in which these groups are substituted with a substituent described below.
Examples of the hexavalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms represented by X above include a group having a structure obtained by removing 5 hydrogen atoms from the above monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms. Examples include groups containing a residue of a polyol such as dipentaerythritol (for example, a group represented by general formula (X4) described below), and groups in which these groups are substituted with substituents described below.
上記Xで表される二価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基としては、上記一価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基から水素原子を1つ除いた構造の基が挙げられ、例えば、フェニレン、ナフチレン等のアリーレン基;カテコール、ビスフェノール等の二官能フェノールの残基;2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等及びこれらの基が後述する置換基により置換された基が挙げられる。
上記Xで表される三価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基としては、上記一価の炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基から水素原子を2つ除いた構造の基が挙げられ、例えば、フェニル-1,3,5-トリメチレン及びこれらの基が後述する置換基により置換された基が挙げられる。
The divalent aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms represented by X above is one hydrogen atom from the above monovalent aromatic hydrocarbon ring containing group having 6 to 35 carbon atoms. Examples include arylene groups such as phenylene and naphthylene; residues of bifunctional phenols such as catechol and bisphenol; 2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecane, etc. Examples include groups in which these groups are substituted with substituents described below.
The trivalent aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms represented by X above includes two hydrogen atoms from the monovalent aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms. Examples include groups having structures removed, such as phenyl-1,3,5-trimethylene and groups in which these groups are substituted with substituents described below.
上記Xで表される二価の炭素原子数2~35の複素環含有基としては、上記一価の炭素原子数2~35の複素環含有基から水素原子を1つ除いた構造の基が挙げられ、例えば、ピリジン環、ピリミジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、トリアジン環、フラン環、チオフェン環、インドール環等を有する基及びこれらの基の水素原子の1つ又は2つ以上が後述する置換基により置換された基が挙げられる。
上記Xで表される三価の炭素原子数2~35の複素環含有基としては、上記一価の炭素原子数2~35の複素環含有基から水素原子を2つ除いた構造の基が挙げられ、例えば、イソシアヌル環を有する基(例えば、後述する一般式(X5)で表される構造を有する基)、トリアジン環を有する基及びこれらの基の水素原子の1つ又は2つ以上が後述する置換基により置換された基が挙げられる。
上記Xで表される四価の炭素原子数2~35の複素環含有基としては、上記一価の炭素原子数2~35の複素環含有基から水素原子を3つ除いた構造の基が挙げられ、例えば、グリコールウリル基(例えば、後述する一般式(X6)で表される構造)を有する基及びこの基の水素原子が後述する置換基により置換された基が挙げられる。
The divalent heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms represented by X above is a group having a structure obtained by removing one hydrogen atom from the monovalent heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms. For example, groups having a pyridine ring, pyrimidine ring, piperidine ring, piperazine ring, triazine ring, furan ring, thiophene ring, indole ring, etc., and one or more of the hydrogen atoms of these groups are substituted as described below. Examples include groups substituted with groups.
The trivalent heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms represented by X above is a group having a structure obtained by removing two hydrogen atoms from the monovalent heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms. For example, a group having an isocyanuric ring (for example, a group having a structure represented by the general formula (X5) described below), a group having a triazine ring, and one or more hydrogen atoms of these groups Examples include groups substituted with substituents described below.
The tetravalent heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms represented by X above has a structure obtained by removing three hydrogen atoms from the monovalent heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms. Examples include a group having a glycoluril group (for example, a structure represented by general formula (X6) described below) and a group in which a hydrogen atom of this group is substituted with a substituent described below.
上記Xにおける脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基及び複素環含有基等の各官能基は、置換基を有している場合があるものであり、特に断りがない限り、置換基を有していない無置換の官能基又は置換基を有している官能基である。
このような脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基、複素環含有基等の各官能基の水素原子の1つ又は2つ以上を置換する置換基としては、上記R1における脂肪族基等の水素原子を置換する置換基と同様の内容とすることができる。
Each of the functional groups such as an aliphatic group, an aromatic hydrocarbon ring-containing group, and a heterocycle-containing group in X above may have a substituent, and unless otherwise specified, the functional groups may have a substituent. It is an unsubstituted functional group or a functional group having a substituent.
Examples of substituents that substitute one or more hydrogen atoms of each functional group such as an aliphatic group, an aromatic hydrocarbon ring-containing group, or a heterocycle-containing group include the aliphatic group in R 1 above, etc. The content can be the same as that of the substituent that replaces the hydrogen atom.
本発明においては、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能な化合物を得るとの観点からは、上記Xが、炭素原子数1~40の脂肪族基又は炭素原子数2~35の複素環含有基であることが好ましく、なかでも、炭素原子数10~40の脂肪族基、炭素原子数5~25の複素環含有基であることが好ましく、特に、炭素原子数15~30の脂肪族基、炭素原子数10~20の複素環含有基であることが好ましく、なかでも特に、炭素原子数25~30の脂肪族基、炭素原子数11~15の複素環含有基であることが好ましい。上記Xが上述の基であることで、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能な化合物が得られるからである。 In the present invention, from the viewpoint of obtaining a compound capable of forming a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, the above-mentioned X is an aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms or a A heterocycle-containing group is preferable, and among them, an aliphatic group having 10 to 40 carbon atoms and a heterocycle containing group having 5 to 25 carbon atoms are particularly preferable. It is preferably an aliphatic group or a heterocycle-containing group having 10 to 20 carbon atoms, especially an aliphatic group having 25 to 30 carbon atoms or a heterocycle-containing group having 11 to 15 carbon atoms. is preferred. This is because when the above-mentioned X is the above-mentioned group, a compound capable of forming a composition with better patterning accuracy and heat resistance can be obtained.
本発明においては、化合物Aの合成容易の観点からは、上記Xにおける炭素原子数1~40の脂肪族基、炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基及び炭素原子数2~35の複素環含有基中のメチレン基の1つ又は2つ以上が、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基で置き換えられている場合があるか、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられていることが好ましく、なかでも、メチレン基の1つ又は2つ以上が、-O-CO-、-CO-O-で置き換えられていることが好ましく、特に、n個のメチレン基が、-O-CO-、-CO-O-で置き換えられていることが好ましい。
すなわち、上記Xは、炭素原子数1~40の脂肪族基、炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基及び炭素原子数2~35の複素環含有基中のメチレン基の1つ又は2つ以上が、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられた構造の基であることが好ましく、なかでも、メチレン基の1つ又は2つ以上が、-O-CO-又は-CO-O-で置き換えられた構造の基であることが好ましく、特に、n個のメチレン基が、-O-CO-又は-CO-O-で置き換えられた基であることが好ましい。
In the present invention, from the viewpoint of ease of synthesis of compound A, the above-mentioned X has an aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms, and a group having 2 to 35 carbon atoms. One or more of the methylene groups in the heterocycle-containing group is -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, -NH-CO-, -NH-CO-O-, -O It may be substituted with a group selected from -CO-NH-, -NR'-, -SS- or -SO 2 -, or these groups may be combined under the condition that oxygen atoms are not adjacent to each other. It is preferable that one or more of the methylene groups be replaced with -O-CO-, -CO-O-, and especially n Preferably, the methylene group is replaced with -O-CO- or -CO-O-.
That is, the above X is one of methylene groups among aliphatic groups having 1 to 40 carbon atoms, aromatic hydrocarbon ring-containing groups having 6 to 35 carbon atoms, and heterocycle-containing groups having 2 to 35 carbon atoms. or two or more are -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, -NH-CO-, -NH-CO-O-, -O-CO-NH-, -NR'-, - A group having a structure substituted with a group selected from SS- or -SO 2 -, or a combination of these groups with oxygen atoms not adjacent to each other is preferable, and among them, a methylene group is preferable. It is preferable that one or more of the methylene groups is replaced with -O-CO- or -CO-O-, and in particular, n methylene groups are replaced with -O-CO- or -CO- A group substituted with O- is preferable.
本発明においては、上記Xで表される炭素原子数1~40の脂肪族基が、ポリオールの残基(例えば、下記一般式(X1)~(X4)で表される基)を有する基であることが好ましい。
また、上記Xで表される炭素原子数2~35の複素環含有基が、イソシアヌル環(下記一般式(X5)で表される構造)又はグリコールウリル基(下記一般式(X6)で表される構造)を有する基であることが好ましい。
上記Xが上述の基であることで、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能な化合物が得られるからである。また、上記化合物Aは、合成容易となるからである。
なお、上記一般式(X1)~(X6)で表される構造中の水素原子は、置換基により置換されていてもよい。上記水素原子を置換する置換基については、上記R1における脂肪族基等の水素原子を置換する置換基と同様の内容とすることができる。
In the present invention, the aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms represented by X above is a group having a polyol residue (for example, a group represented by the following general formulas (X1) to (X4)). It is preferable that there be.
In addition, the heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms represented by A group having a structure) is preferable.
This is because when the above-mentioned X is the above-mentioned group, a compound capable of forming a composition with better patterning accuracy and heat resistance can be obtained. Further, the above compound A is easy to synthesize.
Note that the hydrogen atoms in the structures represented by the above general formulas (X1) to (X6) may be substituted with a substituent. The substituent that replaces the hydrogen atom can have the same content as the substituent that replaces the hydrogen atom such as the aliphatic group in R 1 above.
上記a1は、1~20の整数であるが、2~10の整数であることが好ましく、なかでも、3~5の整数であることが好ましい。 The above a1 is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 2 to 10, and particularly preferably an integer of 3 to 5.
上記化合物Aとしては、より具体的には、下記一般式(A1)~(A6)で表される化合物を好ましく用いることができる。
本発明においては、なかでも、上記化合物Aが、下記一般式(A4)又は(A6)で表される化合物であることが好ましい。上記化合物Aは、上記構造の化合物であることで、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能な化合物となり、特に、耐熱性に優れた組成物を形成可能となるからである。
本発明においては、なかでも、上記化合物Aが、下記一般式(A4)で表される化合物であることが好ましい。パターニング精度及び耐熱性と共に、現像マージンにより優れたものとなる結果、特にパターニング精度に優れたものとなるからである。
More specifically, compounds represented by the following general formulas (A1) to (A6) can be preferably used as the above compound A.
In the present invention, it is particularly preferable that the compound A is a compound represented by the following general formula (A4) or (A6). Since the compound A has the above structure, it becomes a compound that can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, and in particular, it becomes possible to form a composition with excellent heat resistance.
In the present invention, it is particularly preferable that the compound A is a compound represented by the following general formula (A4). This is because not only patterning accuracy and heat resistance but also development margin are improved, resulting in particularly excellent patterning accuracy.
上記一般式(A4)及び(A6)で表される化合物であることで、パターニング精度及び耐熱性の両者に優れると共に、特に、耐熱性に優れた組成物を形成可能な化合物となる理由については、以下のように推察される。
一般式(A4)で表される化合物は、保護基の脱離後に発生するチオール基の数が6つと多く、そのチオール基が全方位に伸びるように配置される。このため、上記化合物Aが含まれることで、上記化合物A周囲に架橋密度の高い領域を形成することができる。その結果、耐熱性に優れたものになる。
また、上記一般式(A4)で表される化合物が有する、6つの保護チオール基又はチオール基を結合する部位に含まれる(X4)で表される構造は、比較的分子量が大きく、かつ、中心の酸素原子から6方向に広がる構造を有することで、架橋による硬化収縮が少ない。このため、加熱処理時の収縮の少ないものとすることが容易となる。このようなことから、上記一般式(A4)で表される化合物は、パターニング精度及び耐熱性のバランスに優れたものとすることができると共に、特に優れた耐熱性を発揮することが容易である。
また、上記一般式(A4)で表される化合物は、6方向に広がる構造を有すること、及び、大きい分子量であることで、組成物中の拡散速度が低い。このため、一部の化合物から保護基が脱離したとしても、重合性成分同士の架橋が進行しにくい。その結果、パターニング精度により優れたものとなる。
また、6つの保護チオール基又はチオール基を結合する部位に含まれる(X4)で表される構造は、比較的分子量が大きく、疎水性の高い部位としやすい。このため、上記一般式(A4)で表される化合物は、アルカリ現像液への耐性に優れた硬化物の形成が容易となり、上記化合物を含む組成物は、現像マージンに優れたものとなる。
以上のように、上記一般式(A4)で表される化合物は、重合する工程で発揮される優れたパターニング精度、現像工程で発揮される優れた現像マージン及びその結果得られるパターニング精度の向上、及び、その後のポストベーク工程等の加熱処理工程時で発揮される優れた耐熱性等を、パターニング工程の各工程で効果的に発揮できる。
このようなことから、上記一般式(A4)で表される化合物は、例えば、パターニング状硬化物形成用硬化性組成物に特に適したものとなるのである。
また、一般式(A6)で表される化合物は、保護基の脱離後に発生するチオール基の数が4つと多く、そのチオール基が全方位に伸びるように配置されると共に、剛直なグリコールウリル基を有する。このため、上記化合物Aが含まれることで、上記化合物A周囲に架橋密度の高い領域を形成することができる。その結果、耐熱性に優れたものになる。
また、上記一般式(A6)で表される化合物が有する、グリコールウリル基は、剛直な構造であることで、架橋による硬化収縮が少ない。すなわち、加熱処理時の収縮の少ないものとすることが容易となる。このようなことから、上記一般式(A4)で表される化合物は、パターニング精度及び耐熱性のバランスに優れたものとすることができると共に、特に優れた耐熱性を発揮することが容易である。
また、上記一般式(A6)で表される化合物は、剛直なグリコールウリル基を有し、かさ高い構造であるため、組成物中での拡散速度が低い。このため、一部の化合物から保護基が脱離したとしても、重合性成分同士の架橋が進行しにくい。その結果、パターニング精度により優れたものとなる。
The reason why the compounds represented by the above general formulas (A4) and (A6) are excellent in both patterning accuracy and heat resistance, and can form compositions with particularly excellent heat resistance. , it is inferred as follows.
In the compound represented by the general formula (A4), the number of thiol groups generated after removal of the protecting group is as large as six, and the thiol groups are arranged so as to extend in all directions. Therefore, by including the compound A, a region with high crosslinking density can be formed around the compound A. As a result, it has excellent heat resistance.
In addition, the structure represented by (X4) contained in the six protected thiol groups or the site that binds the thiol group, which the compound represented by the above general formula (A4) has, has a relatively large molecular weight and a central By having a structure that spreads in six directions from the oxygen atom, curing shrinkage due to crosslinking is small. Therefore, it is easy to minimize shrinkage during heat treatment. For this reason, the compound represented by the above general formula (A4) can be made to have an excellent balance between patterning accuracy and heat resistance, and can easily exhibit particularly excellent heat resistance. .
Moreover, the compound represented by the above general formula (A4) has a structure that spreads in six directions and has a large molecular weight, so that the diffusion rate in the composition is low. Therefore, even if the protecting group is removed from some compounds, crosslinking between the polymerizable components is difficult to proceed. As a result, the patterning accuracy becomes more excellent.
Furthermore, the structure represented by (X4) included in the six protected thiol groups or the site to which the thiol groups are bonded has a relatively large molecular weight and is likely to be a highly hydrophobic site. Therefore, the compound represented by the above general formula (A4) facilitates the formation of a cured product with excellent resistance to an alkaline developer, and the composition containing the above compound has an excellent development margin.
As described above, the compound represented by the general formula (A4) has excellent patterning accuracy exhibited in the polymerization process, excellent development margin exhibited in the development process, and improvement in patterning accuracy obtained as a result. Furthermore, the excellent heat resistance exhibited during the subsequent heat treatment process such as the post-bake process can be effectively exhibited in each step of the patterning process.
For this reason, the compound represented by the above general formula (A4) is particularly suitable for, for example, a curable composition for forming a patterned cured product.
In addition, the compound represented by the general formula (A6) has a large number of thiol groups (4) generated after the removal of the protecting group, and the thiol groups are arranged so as to extend in all directions, and the rigid glycoluril It has a group. Therefore, by including the compound A, a region with high crosslinking density can be formed around the compound A. As a result, it has excellent heat resistance.
Moreover, the glycoluril group that the compound represented by the above general formula (A6) has has a rigid structure, so that curing shrinkage due to crosslinking is small. That is, it becomes easy to reduce shrinkage during heat treatment. For this reason, the compound represented by the above general formula (A4) can be made to have an excellent balance between patterning accuracy and heat resistance, and can easily exhibit particularly excellent heat resistance. .
Further, the compound represented by the above general formula (A6) has a rigid glycoluril group and has a bulky structure, so that the diffusion rate in the composition is low. Therefore, even if the protecting group is removed from some compounds, crosslinking between the polymerizable components is difficult to proceed. As a result, the patterning accuracy becomes more excellent.
L11及びL12は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
a1は、1~20の整数を表し、
R21、R22及びR23は、それぞれ独立に、下記一般式(101)又は(102)を表し、
R21、R22及びR23のうち、いずれか2つ以上が、下記一般式(101)であり、
L21、L22及びL23は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R24は、水素原子又は一価の炭素原子数1~40の脂肪族基を表し、
R31、R32、R33及びR34は、それぞれ独立に、下記一般式(101)又は(102)を表し、
R31、R32、R33及びR34のうち、いずれか2つ以上が、下記一般式(101)であり、
L31、L32、L33及びL34は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R41、R42、R43、R44、R45及びR46は、それぞれ独立に、下記一般式(101)又は(102)を表し、
R41、R42、R43、R44、R45及びR46のうち、いずれか2つ以上が、下記一般式(101)であり、
L41、L42、L43、L44、L45及びL46は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R51、R52及びR53は、それぞれ独立に、下記一般式(101)又は(102)を表し、
R51、R52及びR53のうち、いずれか2つ以上が、下記一般式(101)であり、
L51、L52及びL53は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R61、R62、R63及びR64は、それぞれ独立に、下記一般式(101)又は(102)を表し、
R61、R62、R63及びR64のうち、いずれか2つ以上が、下記一般式(101)であり、
L61、L62、L63及びL64は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R65及びR66は、それぞれ独立に、水素原子又は一価の炭素原子数1~40の脂肪族基を表し、
前記脂肪族基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基で置き換えられている場合があるか、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられている場合がある。)
L 11 and L 12 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
a1 represents an integer from 1 to 20,
R 21 , R 22 and R 23 each independently represent the following general formula (101) or (102),
Any two or more of R 21 , R 22 and R 23 are the following general formula (101),
L 21 , L 22 and L 23 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 24 represents a hydrogen atom or a monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms,
R 31 , R 32 , R 33 and R 34 each independently represent the following general formula (101) or (102),
Any two or more of R 31 , R 32 , R 33 and R 34 are the following general formula (101),
L 31 , L 32 , L 33 and L 34 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 each independently represent the following general formula (101) or (102),
Any two or more of R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 are the following general formula (101),
L 41 , L 42 , L 43 , L 44 , L 45 and L 46 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 51 , R 52 and R 53 each independently represent the following general formula (101) or (102),
Any two or more of R 51 , R 52 and R 53 are the following general formula (101),
L 51 , L 52 and L 53 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 61 , R 62 , R 63 and R 64 each independently represent the following general formula (101) or (102),
Any two or more of R 61 , R 62 , R 63 and R 64 are the following general formula (101),
L 61 , L 62 , L 63 and L 64 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 65 and R 66 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms,
One or more methylene groups in the aliphatic group are -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, - S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, -NH-CO-, -NH-CO-O-, -O- It may be substituted with a group selected from CO-NH-, -NR'-, -SS- or -SO 2 -, or these groups are combined under the condition that oxygen atoms are not adjacent to each other. It may be replaced by a group. )
*は、結合箇所を表し、
前記脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基、複素環含有基及びシリル基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基で置き換えられている場合があるか、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられている場合がある。)
* represents the joint location,
One or more methylene groups in the aliphatic group, aromatic hydrocarbon ring-containing group, heterocycle-containing group, and silyl group are -O-, -S-, -CO-, -O-CO- , -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, - Is there a case where it is substituted with a group selected from NH-CO-, -NH-CO-O-, -O-CO-NH-, -NR'-, -S-S-, or -SO 2 -? , or may be replaced by a group that combines these groups with oxygen atoms not being adjacent to each other. )
上記一般式(A2)中のR24並びに(A6)中のR65及びR66で表される一価の炭素原子数1~40の脂肪族基としては、上記R1で用いられる一価の炭素原子数1~40の脂肪族基と同様のものが挙げられる。
上記一般式(101)中のR1は、上記一般式(A)中のR1と同じである。
The monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms represented by R 24 in the above general formula (A2) and R 65 and R 66 in (A6) includes the monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms used in the above R 1 . Examples include the same aliphatic groups having 1 to 40 carbon atoms.
R 1 in the above general formula (101) is the same as R 1 in the above general formula (A).
上記L11、L12、L21、L22、L23、L31、L32、L33、L34、L41、L42、L43、L44、L45、L46、L51、L52、L53、L61、L62、L63及びL64で表される炭素原子数1~10のアルキレン基としては、炭素原子数1~10のアルキル基から水素原子を1つ除いた構造の2価の基が挙げられる。
上記炭素原子数1~10のアルキル基としては、例えば、上記R1における炭素原子数1~40のアルキル基のうち所定の炭素原子数のものを用いることができる。
上記炭素原子数1~10のアルキレン基としては、より具体的には、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ブチルジイル等を挙げることができる。
また、上記炭素原子数1~10のアルキレン基としては、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。直鎖状のものとしては、例えば、炭素原子数3の基としては、プロパンの1、2位から水素原子を除去したプロピレン基を挙げることができ、プロパンの1、3位から水素原子を除去したトリメチレン基を挙げることができる。
The above L11 , L12 , L21 , L22 , L23 , L31, L32 , L33 , L34 , L41 , L42 , L43 , L44 , L45 , L46 , L51 , L The alkylene group having 1 to 10 carbon atoms represented by 52 , L 53 , L 61 , L 62 , L 63 and L 64 has a structure obtained by removing one hydrogen atom from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Examples include divalent groups.
As the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, an alkyl group having a predetermined number of carbon atoms among the alkyl groups having 1 to 40 carbon atoms in R 1 above can be used.
More specific examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms include methylene, ethylene, propylene, butylene, butyldiyl, and the like.
Further, the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms may be linear or branched. As a straight chain group, for example, as a group having 3 carbon atoms, there can be mentioned a propylene group in which hydrogen atoms are removed from the 1st and 2nd positions of propane; Examples include the trimethylene group.
上記一般式(A2)中のR21、R22及びR23は、そのうちの2つ以上が、上記一般式(101)であればよいが、全てが上記一般式(101)であることが好ましい。
上記一般式(A3)中のR31、R32、R33及びR34は、そのうちの2つ以上が、上記一般式(101)であればよいが、3つ以上が上記一般式(101)であることが好ましく、なかでも、全てが上記一般式(101)であることが好ましい。
上記一般式(A4)中のR41、R42、R43、R44、R45及びR46中の2つ以上が、上記一般式(101)であればよいが、R41、R42、R43、R44、R45及びR46中の4つ以上が、上記一般式(101)であることが好ましく、なかでも、R41、R42、R43、R44、R45及びR46の全てが、上記一般式(101)であることが好ましい。
上記一般式(A5)中のR51、R52及びR53中の2つ以上が、上記一般式(101)であればよいが、R51、R52及びR53中の全てが、上記一般式(101)であることが好ましい。
上記一般式(A6)中のR61、R62、R63及びR64中の2つ以上が、上記一般式(101)であればよいが、R61、R62、R63及びR64の3つ以上が、上記一般式(101)であることが好ましく、R61、R62、R63及びR64の全てが、上記一般式(101)であることが好ましい。
上記R21、R22及びR23、R31、R32、R33及びR34、R41、R42、R43、R44、R45及びR46、R51、R52及びR53、R61、R62、R63及びR64が、上述の基であることで、上記化合物Aは、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能となるからである。
Two or more of R 21 , R 22 and R 23 in the above general formula (A2) may be represented by the above general formula (101), but it is preferable that all of them are represented by the above general formula (101). .
Two or more of R 31 , R 32 , R 33 and R 34 in the above general formula (A3) may be represented by the above general formula (101), but three or more of them may be represented by the above general formula (101). Preferably, all of them are of the above general formula (101).
Two or more of R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 in the above general formula (A4) may be represented by the above general formula (101), but R 41 , R 42 , It is preferable that four or more of R 43 , R 44 , R 45 and R 46 are represented by the above general formula (101), especially R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 It is preferable that all of the above formula (101) be satisfied.
Two or more of R 51 , R 52 and R 53 in the above general formula (A5) may be represented by the above general formula (101), but all of R 51 , R 52 and R 53 may be the above general formula (101). Formula (101) is preferable.
Two or more of R 61 , R 62 , R 63 and R 64 in the above general formula (A6) may be represented by the above general formula (101), but R 61 , R 62 , R 63 and R 64 It is preferable that three or more of them are represented by the above general formula (101), and it is preferable that all of R 61 , R 62 , R 63 and R 64 are represented by the above general formula (101).
The above R 21 , R 22 and R 23 , R 31 , R 32 , R 33 and R 34 , R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 , R 51 , R 52 and R 53 , R This is because when 61 , R 62 , R 63 and R 64 are the above-mentioned groups, the compound A can form a composition with better patterning accuracy and heat resistance.
上記一般式(101)中のR1として好ましい構造は、上記一般式(A)中のR1として好ましい構造と同じである。 The preferred structure for R 1 in the above general formula (101) is the same as the preferred structure for R 1 in the above general formula (A).
本発明においては、上記R24が、炭素原子数1~40の脂肪族基であることが好ましく、なかでも、炭素原子数1~20のアルキル基であることが好ましく、なかでも、炭素原子数1~10のアルキル基であることが好ましく、特に、炭素原子数1~5のアルキル基であることが好ましく、メチル、エチル、n-プロピル、iso-プロピル等の炭素原子数1~3のアルキル基であることが好ましい。上記R24が、上述の基であることで、上記化合物Aは、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能となるからである。
本発明においては、上記R65及びR66が、水素原子又は炭素原子数1~20のアルキル基であることが好ましく、なかでも、水素原子又は炭素原子数1~10のアルキル基であることが好ましく、特に、水素原子であることが好ましい。上記R65及びR66が、上述の基であることで、上記化合物Aは、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能となるからである。
In the present invention, R 24 is preferably an aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. It is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, etc. It is preferable that it is a group. This is because when R 24 is the group described above, the compound A can form a composition with better patterning accuracy and heat resistance.
In the present invention, R 65 and R 66 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Preferably, a hydrogen atom is particularly preferable. This is because when R 65 and R 66 are the groups described above, the compound A can form a composition with better patterning accuracy and heat resistance.
上記一般式(A1)中のa1は、上記一般式(X1)中のa1と同じである。 a1 in the above general formula (A1) is the same as a1 in the above general formula (X1).
上記L11及びL12としては、炭素原子数1~5のアルキレン基であることが好ましく、なかでも、直鎖の炭素原子数1~3のアルキレン基又は分岐の3~5のアルキレン基であることが好ましい。
上記L11及びL12は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよいが、合成容易の観点からは、同一の基であることが好ましい。
上記L21、L22及びL23としては、炭素原子数1~5のアルキレン基であることが好ましく、なかでも、直鎖の炭素原子数1~3のアルキレン基又は分岐の3~5のアルキレン基であることが好ましい。
上記L21、L22及びL23は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよいが、合成容易の観点からは、同一の基であることが好ましい。
上記L31、L32、L33及びL34としては、炭素原子数1~5のアルキレン基であることが好ましく、なかでも、直鎖の炭素原子数1~3のアルキレン基又は分岐の3~5のアルキレン基であることが好ましい。
上記L31、L32、L33及びL34は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよいが、合成容易の観点からは、同一の基であることが好ましい。
上記L41、L42、L43、L44、L45及びL46としては、炭素原子数1~5のアルキレン基であることが好ましく、なかでも、直鎖の炭素原子数1~3のアルキレン基又は分岐の3~5のアルキレン基であることが好ましい。
上記L41、L42、L43、L44、L45及びL46は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよいが、合成容易の観点からは、同一の基であることが好ましい。
上記L51、L52及びL53としては、炭素原子数1~5のアルキレン基であることが好ましく、なかでも、直鎖の炭素原子数1~3のアルキレン基又は分岐の3~5のアルキレン基であることが好ましい。
上記L51、L52及びL53は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよいが、合成容易の観点からは、同一の基であることが好ましい。
上記L61、L62、L63及びL64としては、炭素原子数1~5のアルキレン基であることが好ましく、なかでも、直鎖の炭素原子数1~3のアルキレン基又は分岐の3~5のアルキレン基であることが好ましい。
上記L61、L62、L63及びL64は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよいが、合成容易の観点からは、同一の基であることが好ましい。
上記L11、L12、L21、L22、L23、L31、L32、L33、L34、L41、L42、L43、L44、L45、L46、L51、L52、L53、L61、L62、L63及びL64が、上述の範囲であることで、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能な化合物となるからである。
上記L11、L12、L21、L22、L23、L31、L32、L33、L34、L41、L42、L43、L44、L45、L46、L51、L52、L53、L61、L62、L63及びL64で表される、直鎖の炭素原子数1~3のアルキレン基としては、具体的には、メチレン、エチレン(エタン-1,2-ジイル)、プロピレン(プロパン-1,3-ジイル)等が挙げられる。
上記L11、L12、L21、L22、L23、L31、L32、L33、L34、L41、L42、L43、L44、L45、L46、L51、L52、L53、L61、L62、L63及びL64で表される、分岐の3~5のアルキレン基としては、具体的には、プロパン-1,1-ジイル、プロパン-1,2-ジイル、ブタン-1,1-ジイル、ブタン-1,2-ジイル、ブタン-1,3-ジイル、ペンタン-1,1-ジイル、ペンタン-1,2-ジイル、ペンタン-1,3-ジイル、ペンタン-1,4-ジイル等が挙げられる。
The above L 11 and L 12 are preferably alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms, particularly linear alkylene groups having 1 to 3 carbon atoms or branched alkylene groups having 3 to 5 carbon atoms. It is preferable.
The above L 11 and L 12 may be the same group or different groups, but from the viewpoint of ease of synthesis, it is preferable that they are the same group.
The above L 21 , L 22 and L 23 are preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, particularly a linear alkylene group having 1 to 3 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 to 5 carbon atoms. It is preferable that it is a group.
The above L 21 , L 22 and L 23 may be the same group or different groups, but from the viewpoint of ease of synthesis, they are preferably the same group.
The above L 31 , L 32 , L 33 and L 34 are preferably alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms, and particularly, linear alkylene groups having 1 to 3 carbon atoms or branched 3- to 3-carbon alkylene groups. It is preferable that it is an alkylene group of 5.
The above L 31 , L 32 , L 33 and L 34 may be the same group or different groups, but from the viewpoint of ease of synthesis, they are preferably the same group.
The above L 41 , L 42 , L 43 , L 44 , L 45 and L 46 are preferably alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms, especially linear alkylene groups having 1 to 3 carbon atoms. It is preferably a group or a branched 3 to 5 alkylene group.
The above L 41 , L 42 , L 43 , L 44 , L 45 and L 46 may be the same group or different groups, but from the viewpoint of ease of synthesis, they are the same group. It is preferable.
The above L 51 , L 52 and L 53 are preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, particularly a linear alkylene group having 1 to 3 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 to 5 carbon atoms. It is preferable that it is a group.
The above L 51 , L 52 and L 53 may be the same group or different groups, but from the viewpoint of ease of synthesis, they are preferably the same group.
The above L 61 , L 62 , L 63 and L 64 are preferably alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms, particularly linear alkylene groups having 1 to 3 carbon atoms or branched 3 to 3 carbon atoms. It is preferable that it is an alkylene group of 5.
The above L 61 , L 62 , L 63 and L 64 may be the same group or different groups, but from the viewpoint of ease of synthesis, they are preferably the same group.
The above L11 , L12 , L21 , L22 , L23 , L31, L32 , L33 , L34 , L41 , L42 , L43 , L44 , L45 , L46 , L51 , L This is because when 52 , L 53 , L 61 , L 62 , L 63 and L 64 are within the above-mentioned ranges, the compound can form a composition with better patterning accuracy and heat resistance.
The above L11 , L12 , L21 , L22 , L23 , L31, L32 , L33 , L34 , L41 , L42 , L43 , L44 , L45 , L46 , L51 , L 52 , L 53 , L 61 , L 62 , L 63 and L 64 , linear alkylene groups having 1 to 3 carbon atoms are specifically methylene, ethylene (ethane-1,2 -diyl), propylene (propane-1,3-diyl), and the like.
The above L11 , L12 , L21 , L22 , L23 , L31, L32 , L33 , L34 , L41 , L42 , L43 , L44 , L45 , L46 , L51 , L 52 , L 53 , L 61 , L 62 , L 63 and L 64 , the branched 3-5 alkylene groups are specifically propane-1,1-diyl, propane-1,2 -diyl, butane-1,1-diyl, butane-1,2-diyl, butane-1,3-diyl, pentane-1,1-diyl, pentane-1,2-diyl, pentane-1,3-diyl , pentane-1,4-diyl and the like.
上記化合物A中のチオール基(SH基)の数、すなわち、化合物A中の、保護基R1により保護されていないチオール基の数としては、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能となるものであればよく、少ないほど好ましい。
上記チオール基の数としては、化合物A中に2以下であることが好ましく、1以下であることが好ましく、0であること、すなわち、上記化合物Aが、チオール基を含まないものであることが好ましい。パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能となるからである。
The number of thiol groups (SH groups) in the above compound A, that is, the number of thiol groups in compound A that are not protected by the protecting group R 1 , makes it possible to form a composition with better patterning accuracy and heat resistance. It is sufficient as long as it becomes , and the smaller the number, the more preferable.
The number of thiol groups in the compound A is preferably 2 or less, preferably 1 or less, and 0, that is, the compound A does not contain a thiol group. preferable. This is because it becomes possible to form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
上記化合物Aの分子量としては、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能となるものであればよく、例えば、3000以下であることが好ましく、なかでも300以上2500以下であることが好ましく、特に、500以上2000以下であることが好ましく、なかでも特に、600以上1800以下であることが好ましい。
また、上記化合物Aの分子量は、パターニング精度及び耐熱性に優れると共に、上記化合物を含む組成物が、現像マージンに優れたものとなるとの観点、特に優れた耐熱性を発揮する観点からは、1000以上1700以下であることが好ましく、1200以上1600以下であることがより好ましく、特に、1300以上1500以下であることが好ましい。
化合物Aの保護基R1の脱離後の化合物の分子量、すなわち、保護基R1により-SH基が保護されていないチオール化合物の分子量は、パターニング精度及び耐熱性に優れると共に、上記化合物を含む組成物が、現像マージンに優れたものとなるとの観点、特に優れた耐熱性を発揮する観点からは、400以上1000以下であることが好ましく、500以上900以下であることがより好ましく、特に、600以上800以下であることが好ましい。
The molecular weight of the compound A may be any molecular weight as long as it can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance. For example, it is preferably 3,000 or less, and particularly preferably 300 or more and 2,500 or less. In particular, it is preferably 500 or more and 2000 or less, and particularly preferably 600 or more and 1800 or less.
In addition, the molecular weight of the compound A is 1000, from the viewpoint that the composition containing the compound has excellent patterning accuracy and heat resistance, and has an excellent development margin, particularly from the viewpoint that it exhibits excellent heat resistance. It is preferably 1,700 or more, more preferably 1,200 or more and 1,600 or less, particularly preferably 1,300 or more and 1,500 or less.
The molecular weight of the compound after the removal of the protecting group R 1 of compound A, that is, the molecular weight of the thiol compound whose -SH group is not protected by the protecting group R 1 , has excellent patterning accuracy and heat resistance, and contains the above compound. From the viewpoint that the composition has an excellent development margin, particularly from the viewpoint of exhibiting excellent heat resistance, it is preferably 400 or more and 1000 or less, more preferably 500 or more and 900 or less, and particularly, It is preferably 600 or more and 800 or less.
上記化合物A中の保護チオール基(SR1)当量、すなわち、化合物Aの分子量を保護チオール基(SR1)の数で割った値(化合物Aの分子量/保護チオール基SR1の数)としては、500以下であることが好ましく、なかでも、100以上400以下であることが好ましく、特に、150以上300以下であることが好ましい。上記化合物Aの保護チオール基当量が上述の範囲であることで、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物を形成可能な化合物となるからである。
上記化合物A中の保護チオール基(SR1)当量は、パターニング精度及び耐熱性に優れると共に、上記化合物を含む組成物が、現像マージンに優れたものとなるとの観点、特に優れた耐熱性を発揮する観点からは、200以上270以下であることが好ましく、特に、220以上260以下であることが好ましく、なかでも特に、230以上250以下であることが好ましい。
化合物Aの保護基R1の脱離後の化合物のチオール基当量、すなわち、保護基R1により-SH基が保護されていない、チオール化合物のチオール基当量は、パターニング精度及び耐熱性に優れると共に、上記化合物を含む組成物が、現像マージンに優れたものとなるとの観点、特に優れた耐熱性を発揮する観点からは、400以上1000以下であることが好ましく、500以上900以下であることが好ましく、600以上800以下であることが好ましい。
The equivalent of the protected thiol group (SR 1 ) in the above compound A, that is, the value obtained by dividing the molecular weight of compound A by the number of protected thiol groups (SR 1 ) (molecular weight of compound A/number of protected thiol groups SR 1 ) is , 500 or less, particularly preferably 100 or more and 400 or less, particularly preferably 150 or more and 300 or less. This is because when the protected thiol group equivalent of the compound A is within the above-mentioned range, the compound can form a composition with better patterning accuracy and heat resistance.
The equivalent of the protected thiol group (SR 1 ) in the above compound A has excellent patterning accuracy and heat resistance, and also exhibits particularly excellent heat resistance from the viewpoint that a composition containing the above compound has an excellent development margin. From the viewpoint of
The thiol group equivalent of the compound after the removal of the protecting group R 1 of compound A, that is, the thiol group equivalent of the thiol compound whose -SH group is not protected by the protecting group R 1 , has excellent patterning accuracy and heat resistance. From the viewpoint that the composition containing the above compound has an excellent development margin, particularly from the viewpoint of exhibiting excellent heat resistance, it is preferably 400 or more and 1000 or less, and preferably 500 or more and 900 or less. It is preferably 600 or more and 800 or less.
上記化合物Aは、加熱により保護基R1が脱離するものとすることができる。
上記化合物Aに含まれる保護基R1が脱離する温度としては、例えば、100℃以上300℃以下とすることができ、なかでも、120℃以上250℃以下であることが好ましく、150℃以上230℃以下であることが好ましい。
脱離温度は、示差熱分析法により5重量%の熱減量を示した温度とすることができる。
測定方法としては、例えば、STA(示差熱熱重量同時測定装置)を用い、試料約5mg、窒素200mL/min雰囲気下、常圧下で、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、試料についての熱減量を測定し、30℃時点の試料重量に対して5%減量した時点の温度を5%重量減少温度とすることができる。
示差熱熱重量同時測定装置としては、STA7000(日立ハイテクサイエンス製)を用いることができる。
The above-mentioned compound A may be one in which the protecting group R 1 is removed by heating.
The temperature at which the protecting group R 1 contained in the compound A is eliminated can be, for example, 100°C or higher and 300°C or lower, particularly preferably 120°C or higher and 250°C or lower, and 150°C or higher. The temperature is preferably 230°C or lower.
The desorption temperature can be a temperature at which a thermal loss of 5% by weight is shown by differential thermal analysis.
The measurement method is, for example, using STA (differential thermogravimetry simultaneous measurement apparatus), using approximately 5 mg of the sample, under a nitrogen atmosphere of 200 mL/min, under normal pressure, heating start temperature 30 ° C., heating end temperature 500 ° C. The thermal loss of the sample is measured when the temperature is raised at a temperature rate of 10° C./min, and the temperature at which the weight of the sample is reduced by 5% relative to the sample weight at 30° C. can be defined as the 5% weight loss temperature.
As the simultaneous differential thermogravimetric measurement device, STA7000 (manufactured by Hitachi High-Tech Science) can be used.
上記化合物Aの具体例としては、例えば、下記で表される化合物を挙げることができる。 Specific examples of the compound A include the compounds shown below.
上記化合物Aの製造方法は、所望の構造を得ることができる方法であれば特に限定されない。上記製造方法は、例えば、特開2017-031318号公報に記載されるように、ポリオールのヒドロキシ基と、SH基含有カルボン酸とのエステル化物を形成する方法、特開2015-059099号公報に記載されるように、エチレン性不飽和基を有する化合物のエチレン性不飽和基に、チオ酢酸を付加反応させた後、水素化ホウ素化合物により還元する方法等、公知の方法により、チオール基含有化合物を製造し、次いで、チオール基含有化合物と、酸無水物、酸塩化物、Boc化試薬、アルキルハライド化合物、シリルクロライド化合物、アリルエーテル化合物等を反応させる方法を挙げることができる。 The method for producing the above compound A is not particularly limited as long as it can obtain the desired structure. The above production method includes, for example, a method of forming an esterified product of a hydroxy group of a polyol and a carboxylic acid containing an SH group, as described in JP-A No. 2017-031318, and a method as described in JP-A No. 2015-059099. As described above, a thiol group-containing compound can be converted into a thiol group-containing compound by a known method such as an addition reaction of thioacetic acid to the ethylenically unsaturated group of a compound having an ethylenically unsaturated group, and then reduction with a borohydride compound. Examples include a method in which a thiol group-containing compound is produced and then reacted with an acid anhydride, an acid chloride, a Boc-forming reagent, an alkyl halide compound, a silyl chloride compound, an allyl ether compound, or the like.
上記化合物Aは、加熱処理等によりSH基を発生するチオール発生剤として用いることができ、例えば、ラジカル重合性成分等の重合性成分Bを含む硬化性組成物等の組成物に添加されるチオール発生剤として用いることができる。
上記硬化性組成物の用途としては、熱硬化性塗料、光硬化性塗料或いはワニス、熱硬化性接着剤、光硬化性接着剤、プリント基板、或いはカラーテレビ、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パネルにおけるカラーフィルタ、CCDイメージセンサーのカラーフィルタ、フォトスペーサ、ブラックカラムスペーサ、プラズマ表示パネル用の電極材料、タッチパネル、タッチセンサー、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、光造形用樹脂、ゲルコート、電子工学用のフォトレジスト、電気めっきレジスト、エッチングレジスト、液状及び乾燥膜の双方、はんだレジスト、種々の表示用途用のカラーフィルタを製造するための或いはプラズマ表示パネル、電気発光表示装置、及びLCDの製造工程において構造を形成するためのレジスト、電気及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及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、3D実装用フォトレジスト材料或い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。
また、上記化合物Aを含む硬化性組成物の用途としては、パターニング精度及び耐熱性の両者に優れたパターン状硬化物の形成用途であることが好ましく、特に、フォトリソ法によりパターニングされてパターン状硬化物の形成に用いられる光硬化性組成物に用いられることが好ましい。
より具体的には、上記硬化性組成物の用途としては、カラーフィルタ、フォトスペーサ、ブラックカラムスペーサ、電極材料、フォトレジスト、ソルダーレジスト、オーバーコート、絶縁膜、ブラックマトリクス、隔壁材等に好ましく用いることができる。
本発明においては、上記化合物Aが光硬化性組成物に用いられる場合、幅が200μm以下のパターン状硬化物形成用の光硬化性組成物に用いられること、すなわち、幅200μm以下のパターン形成用の光硬化性組成物に用いられることが好ましく、なかでも、0.1μm以上150μm以下のパターン形成用の光硬化性組成物に用いられることが好ましく、特に、0.5μm以上100μm以下のパターン形成用の光硬化性組成物に用いられることが好ましく、1μm以上50μm以下のパターン形成用の光硬化性組成物に用いられることが好ましい。上記幅のパターン形成用であることで、上記化合物Aのパターニング精度及び耐熱性に優れるとの効果、線幅の細いパターン状硬化物の形成が容易となるとの効果をより効果的に発揮できるからである。また、アスペクト比の高いパターンを安定的に形成可能となるからである。
また、上記化合物Aがパターン形成用の光硬化性組成物に用いられる場合、パターンの膜厚としては、0.1μm以上100μm以下であることが好ましく、0.3μm以上50μm以下であることが好ましく、0.5μm以上10μm以下であることが好ましく、1μm以上5μm以下であることが好ましい。上記膜厚が上述の範囲内であることにより、上記化合物Aのパターニング精度及び耐熱性に優れるとの効果をより効果的に発揮でき、アスペクト比の高いパターンを安定的に形成可能となるからである。
The above-mentioned compound A can be used as a thiol generator that generates an SH group by heat treatment, etc., and is, for example, a thiol generator added to a composition such as a curable composition containing a polymerizable component B such as a radically polymerizable component. It can be used as a generator.
The above-mentioned curable composition is used in thermosetting paints, photocurable paints or varnishes, thermosetting adhesives, photocurable adhesives, printed circuit boards, color televisions, PC monitors, mobile information terminals, and digital cameras. Color filters for liquid crystal display panels with color displays, color filters for CCD image sensors, photo spacers, black column spacers, electrode materials for plasma display panels, touch panels, touch sensors, powder coatings, printing inks, printing plates, adhesives for producing dental compositions, stereolithography resins, gel coats, photoresists for electronics, electroplating resists, etching resists, both liquid and dry films, solder resists, color filters for various display applications. Alternatively, resists for forming structures in the manufacturing process of plasma display panels, electroluminescent displays, and LCDs, compositions for encapsulating electrical and electronic components, solder resists, magnetic recording materials, micromechanical components, waveguides, Optical switches, plating masks, etching masks, color test systems, glass fiber cable coatings, screen printing stencils, materials for producing three-dimensional objects by stereolithography, holographic recording materials, image recording materials, microelectronic circuits , bleaching materials, bleaching materials for image recording materials, bleaching materials for image recording materials using microcapsules, photoresist materials for printed wiring boards, photoresist materials for UV and visible laser direct imaging systems, printed circuit boards It can be used for various purposes such as a photoresist material used to form a dielectric layer in sequential lamination, a photoresist material for 3D mounting, or a protective film, and there are no particular restrictions on its use.
In addition, the curable composition containing the compound A is preferably used to form a patterned cured product that is excellent in both patterning accuracy and heat resistance, and in particular, is patterned by photolithography and cured in a pattern. It is preferably used in photocurable compositions used in the formation of objects.
More specifically, the curable composition is preferably used for color filters, photo spacers, black column spacers, electrode materials, photoresists, solder resists, overcoats, insulating films, black matrices, partition materials, etc. be able to.
In the present invention, when the compound A is used in a photocurable composition, it is used in a photocurable composition for forming a patterned cured product with a width of 200 μm or less, that is, for forming a pattern with a width of 200 μm or less. It is preferable to use the photocurable composition for forming a pattern of 0.1 μm or more and 150 μm or less, especially for forming a pattern of 0.5 μm or more and 100 μm or less. The photocurable composition is preferably used in a photocurable composition for forming a pattern of 1 μm or more and 50 μm or less. By being used for pattern formation with the above-mentioned width, the effects of the above-mentioned compound A in terms of excellent patterning accuracy and heat resistance, as well as the effect of facilitating the formation of a patterned cured product with a narrow line width, can be more effectively exhibited. It is. Further, it is possible to stably form a pattern with a high aspect ratio.
Further, when the above compound A is used in a photocurable composition for pattern formation, the film thickness of the pattern is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less, and preferably 0.3 μm or more and 50 μm or less. , preferably 0.5 μm or more and 10 μm or less, and preferably 1 μm or more and 5 μm or less. By having the above-mentioned film thickness within the above-mentioned range, the effects of the excellent patterning accuracy and heat resistance of the above-mentioned compound A can be more effectively exhibited, and a pattern with a high aspect ratio can be stably formed. be.
B.チオール発生剤
次に、本発明のチオール発生剤について説明する。
本発明のチオール発生剤は、上述の化合物(上記化合物A)を含むことを特徴とするものである。
B. Thiol Generator Next, the thiol generator of the present invention will be explained.
The thiol generator of the present invention is characterized by containing the above-mentioned compound (the above-mentioned compound A).
本発明によれば、上記化合物Aを含むことにより、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能なチオール発生剤となる。 According to the present invention, by containing the above-mentioned compound A, the thiol generator becomes capable of forming a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
1.化合物
本発明のチオール発生剤に用いる上記化合物Aの種類としては、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能なものであればよく、チオール発生剤中に1種類のみであってもよく、2種類以上であってもよい。上記チオール発生剤は、例えば、2種類以上5種類以下の化合物Aを含むことができる。
1. Compound The type of compound A used in the thiol generator of the present invention may be one that can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, and only one type may be used in the thiol generator. , there may be two or more types. The thiol generator can contain, for example, two or more and five or less types of compounds A.
上記化合物Aの含有量としては、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能なものであればよく、チオール発生剤の種類等に応じて適宜設定されるものである。
上記化合物Aの含有量としては、例えば、上記チオール発生剤の固形分100質量部中に、100質量部、すなわち、上記チオール発生剤が上記化合物Aであるものとすることができる。
また、上記含有量は、チオール発生剤の固形分100質量部中に、100質量部未満、すなわち、チオール発生剤が上記化合物A及びその他の成分を含む組成物であってもよく、例えば、20質量部超99.99質量部以下とすることができる。
本発明においては、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成容易となるとの観点からは、上記含有量の下限が、50質量部以上であることが好ましく、なかでも、70質量部以上であることが好ましく、特に、90質量部以上であることが好ましい。
また、チオール発生剤の粒径制御等が容易になるとの観点等からは、上記含有量の上限は、99質量部以下であることが好ましく、なかでも、95質量部以下であることが好ましく、特に、90質量部以下であることが好ましい。
なお、固形分とは、溶剤以外の全ての成分を含むものである。
また、上記化合物Aの含有量は、化合物Aとして2種類以上を含む場合には、化合物Aの合計量を示すものである。
The content of the compound A may be any content that can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, and is appropriately set depending on the type of thiol generator and the like.
The content of the compound A may be, for example, 100 parts by mass in 100 parts by mass of the solid content of the thiol generator, that is, the thiol generator may be the compound A.
Further, the above content may be less than 100 parts by mass in 100 parts by mass of the solid content of the thiol generator, that is, the thiol generator may be a composition containing the above compound A and other components, for example, 20 parts by mass. It can be more than 99.99 parts by mass or less.
In the present invention, from the viewpoint of facilitating the formation of a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, the lower limit of the above content is preferably 50 parts by mass or more, particularly 70 parts by mass or more. The amount is preferably 90 parts by mass or more, particularly preferably 90 parts by mass or more.
In addition, from the viewpoint of facilitating particle size control of the thiol generator, etc., the upper limit of the content is preferably 99 parts by mass or less, particularly preferably 95 parts by mass or less, In particular, it is preferably 90 parts by mass or less.
Note that the solid content includes all components other than the solvent.
Moreover, the content of the above-mentioned compound A indicates the total amount of compound A when two or more types of compound A are included.
なお、上記化合物Aについては、上記「A.化合物」の項に記載の内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 Note that the above Compound A can be the same as described in the section of "A. Compound" above, so the explanation here will be omitted.
2.その他の成分
上記チオール発生剤は、上記化合物A以外のその他の成分を含むものであってもよい。
このようなその他の成分としては、例えば、後述する「C.組成物」の「2.チオール反応性を有する重合性成分」、「3.重合開始剤」、「4.カルボキシル基を有する重合体」、「5.その他の成分」の項に記載の内容を挙げることができる。
上記その他の成分は、なかでも、上記「3.重合開始剤」の項に記載の重合開始剤を含むことが好ましい。重合性成分Bの重合、反応等に関与する成分を集約することで、重合性成分Bを含む組成物の製造が容易となるからである。
上記ラジカル重合開始剤の化合物A100質量部に対する含有量としては、後述する「C.組成物」の「3.重合開始剤」の項に記載の内容と同様とすることができる。
上記その他の成分は、上記チオール発生剤の粒径制御等が容易になるとの観点等から、なかでも、「5.その他の成分」に記載の重合性基を有しない重合体を含むことが好ましい。
上記その他の成分の含有量は、上記チオール発生剤の用途等に応じて適宜設定することができるが、例えば、チオール発生剤の固形分100質量中に、50質量部以下とすることができ、10質量部以下であることが好ましい。上記チオール発生剤は、化合物Aの含有割合を大きいものとすることが容易となり、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成容易となるからである。
2. Other Components The thiol generator may contain components other than the compound A.
Examples of such other components include "2. Polymerizable component having thiol reactivity", "3. Polymerization initiator", and "4. Polymer having carboxyl group" in "C. Composition" described later. ” and “5. Other components”.
Among others, the other components preferably include the polymerization initiator described in the section "3. Polymerization initiator" above. This is because by consolidating the components involved in the polymerization, reaction, etc. of the polymerizable component B, it becomes easier to produce a composition containing the polymerizable component B.
The content of the radical polymerization initiator based on 100 parts by mass of the compound A may be the same as described in "3. Polymerization initiator" of "C. Composition" described later.
From the viewpoint of facilitating particle size control of the thiol generator, etc., the above-mentioned other components preferably include a polymer having no polymerizable group as described in "5. Other components". .
The content of the other components can be set as appropriate depending on the use of the thiol generator, but for example, it can be 50 parts by mass or less in 100 parts by mass of the solid content of the thiol generator. It is preferably 10 parts by mass or less. This is because the above-mentioned thiol generator makes it easy to increase the content ratio of compound A, and it becomes easy to form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
3.製造方法
上記チオール発生剤の製造方法としては、上記化合物Aを所望の配合量で含むものとすることができる方法であればよい。
上記チオール発生剤が、化合物A及びその他の成分を含む場合には、公知の混合手段を用いる方法を挙げることができる。
3. Manufacturing method The thiol generator may be manufactured by any method as long as it can contain the compound A in a desired amount.
When the above-mentioned thiol generator contains Compound A and other components, a method using known mixing means can be mentioned.
上記チオール発生剤の用途としては、重合性成分Bを含む硬化性組成物等の組成物への添加用途を挙げることができる。
上記硬化性組成物の具体的な用途等については、上記「A.化合物」の項に記載の内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
Examples of uses of the thiol generator include adding it to compositions such as curable compositions containing polymerizable component B.
The specific uses of the curable composition can be the same as those described in the section "A. Compound" above, so the explanation here will be omitted.
C.組成物
次に、本発明の組成物について説明する。
本発明の組成物は、下記一般式(A)で表される化合物(化合物A)と、チオール反応性を有する重合性成分(重合性成分B)と、を有することを特徴とするものである。
C. Composition Next, the composition of the present invention will be explained.
The composition of the present invention is characterized by having a compound represented by the following general formula (A) (compound A) and a polymerizable component having thiol reactivity (polymerizable component B). .
Xは、nと同数の価数を有する炭素原子数1~40の脂肪族基、炭素原子数6~35の芳香族炭化水素環含有基又は炭素原子数2~35の複素環含有基を表し、
前記脂肪族基、芳香族炭化水素環含有基、複素環含有基及びシリル基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO2-から選ばれた基で置き換えられている場合があるか、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられている場合があり、
nは2以上10以下の整数を表す。)
X represents an aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring-containing group having 6 to 35 carbon atoms, or a heterocycle-containing group having 2 to 35 carbon atoms and having the same valence as n; ,
One or more methylene groups in the aliphatic group, aromatic hydrocarbon ring-containing group, heterocycle-containing group, and silyl group are -O-, -S-, -CO-, -O-CO- , -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, - Is there a case where it is substituted with a group selected from NH-CO-, -NH-CO-O-, -O-CO-NH-, -NR'-, -S-S-, or -SO 2 -? , or may be replaced with a group that combines these groups with the conditions that oxygen atoms are not adjacent,
n represents an integer of 2 or more and 10 or less. )
本発明によれば、上記組成物は、上記化合物Aを含むため、パターニング精度及び耐熱性に優れたものとなる。 According to the present invention, since the composition contains the compound A, it has excellent patterning accuracy and heat resistance.
本発明の組成物は、上記化合物A、重合性成分Bを含むものである。
以下、本発明の組成物の各成分について詳細に説明する。
The composition of the present invention contains the above compound A and polymerizable component B.
Each component of the composition of the present invention will be explained in detail below.
1.化合物A
上記化合物Aの種類としては、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能なものであればよく、組成物中に1種類のみであってもよく、2種類以上であってもよい。上記化合物Aは、例えば、2種類以上5種類以下の化合物Aを含むことができる。
1. Compound A
The compound A may be of any type as long as it can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, and the composition may contain only one type or two or more types. The above compound A can include, for example, two or more types and five or less types of compounds A.
上記化合物Aの含有量としては、上記組成物の用途等に応じて適宜設定されるものである。
このような含有量としては、組成物の固形分100質量部中、0.01質量部以上20質量部以下とすることができ、0.05質量部以上10質量部以下であることが好ましい。組成物にパターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成容易となるからである。
The content of the compound A is appropriately set depending on the use of the composition.
Such a content may be 0.01 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, and preferably 0.05 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the solid content of the composition. This is because it becomes easier to form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
なお、上記化合物Aについては、上記「A.化合物」の項に記載の内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 Note that the above Compound A can be the same as described in the section of "A. Compound" above, so the explanation here will be omitted.
2.重合性成分B
上記重合性成分Bとしては、チオールと反応することができると共に、上記重合性成分同士が重合可能なチオール反応性基を有する化合物であればよく、特に制限はない。
このようなチオール反応性基としては、ラジカル重合性基、カチオン重合性基等を好ましく用いることができる。
上記重合性成分Bは、ラジカル重合性基を有するラジカル重合性化合物及びカチオン重合性基を有するカチオン重合性化合物のうち、少なくとも一方を含むものとすることができ、ラジカル重合性化合物からなるラジカル重合性成分、カチオン重合性化合物からなるカチオン重合性成分、又はラジカル重合性化合物およびカチオン重合性化合物の両者を含む重合性成分等とすることができる。
上記重合性成分Bが上述の成分であることで、例えば、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤等の光重合開始剤と組み合わせて用いることで、上記組成物は、光照射により重合性成分同士を重合する工程及び現像工程により、パターン状の硬化物をパターニング精度よく形成可能だからである。
本発明においては、なかでも、上記重合性成分Bが、重合性化合物Bとしてラジカル重合性化合物を含むことが好ましく、特に、ラジカル重合性化合物からなるラジカル重合性成分であることが好ましい。上記重合性成分Bがラジカル重合性化合物を含むことで、上記組成物は、硬化速度に優れたものとなるからである。また、上記化合物Aを用いた架橋が容易だからである。
2. Polymerizable component B
The polymerizable component B is not particularly limited as long as it is a compound that can react with thiol and has a thiol-reactive group that allows the polymerizable components to polymerize with each other.
As such a thiol-reactive group, a radically polymerizable group, a cationically polymerizable group, etc. can be preferably used.
The polymerizable component B may contain at least one of a radically polymerizable compound having a radically polymerizable group and a cationically polymerizable compound having a cationically polymerizable group, and the radically polymerizable component B is composed of a radically polymerizable compound. , a cationically polymerizable component consisting of a cationically polymerizable compound, or a polymerizable component containing both a radically polymerizable compound and a cationically polymerizable compound.
Since the polymerizable component B is the above-mentioned component, for example, when used in combination with a photopolymerization initiator such as a photoradical polymerization initiator or a photocationic polymerization initiator, the composition can be polymerizable by light irradiation. This is because a patterned cured product can be formed with high patterning accuracy through the step of polymerizing the components and the development step.
In the present invention, it is particularly preferable that the polymerizable component B contains a radically polymerizable compound as the polymerizable compound B, and particularly preferably a radically polymerizable component consisting of a radically polymerizable compound. This is because the composition has an excellent curing speed when the polymerizable component B contains a radically polymerizable compound. This is also because crosslinking using the above compound A is easy.
(1)ラジカル重合性化合物
上記ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合性基を有する化合物である。
このようなラジカル重合性化合物としては、例えば、特開2016-176009号公報に記載されるラジカル重合性化合物を挙げることができる。
上記ラジカル重合性基としては、より具体的には、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基等のエチレン性不飽和基を有する化合物を挙げることができる。
上記ラジカル重合性化合物としては、ラジカル重合性基を1つ有する単官能化合物、ラジカル重合性基を2以上有する多官能化合物を用いることができる。
(1) Radical polymerizable compound The above-mentioned radical polymerizable compound is a compound having a radical polymerizable group.
Examples of such radically polymerizable compounds include radically polymerizable compounds described in JP-A No. 2016-176009.
More specifically, examples of the radically polymerizable group include compounds having an ethylenically unsaturated group such as an acryloyl group, a methacryloyl group, and a vinyl group.
As the radically polymerizable compound, a monofunctional compound having one radically polymerizable group and a polyfunctional compound having two or more radically polymerizable groups can be used.
上記ラジカル重合性化合物としては、酸基を有する化合物及び酸基を有しない化合物を用いることができる。
上記酸基としては、-COOH基、-SO3H基、-SO2NHCO-基、フェノール性ヒドロキシ基、-SO2NH-基、-CO-NH-CO-基等を挙げることができる。
上記酸基を有する化合物としては、例えば、4-ヒドロキシスチレン、(メタ)アクリル酸、α-ブロモ(メタ)アクリル酸、α-クロル(メタ)アクリル酸、β-フリル(メタ)アクリル酸、β-スチリル(メタ)アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノイソプロピル、フマル酸、ケイ皮酸、α-シアノケイ皮酸、イタコン酸、クロトン酸、プロピオール酸、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート、3,5-ジメチル-4-ヒドロキシベンジルアクリルアミド、4-ヒドロキシフェニルアクリルアミド、4-ヒドロキシフェニルマレイミド、3-マレイミドプロピオン酸、4-マレイミド酪酸、6-マレイミドヘキサン酸等が挙げられる。
上記酸基を有する化合物としては、例えば、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たエポキシアクリレート樹脂、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カルボキシル基含有エポキシアクリレート樹脂等の酸基含有エポキシアクリレート樹脂が挙げられる。
上記酸基含有エポキシアクリレート樹脂の例としては、昭和電工社製Ripoxy(登録商標)SPC-2000、SPC-3000、DIC社製のディックライト(登録商標)UE-777及び日本ユピカ社製ユピカ(登録商標)4015等を挙げることができる。
また、上記酸基を有する化合物としては、メタクリロイル基又はアクリロイル基と、カルボキシル基と、を有する重合体も用いることができる。このような重合体としては、後述する「4.カルボキシル基を有する重合体」の項に記載の重合体のうち、架橋性基としてメタクリロイル基又はアクリロイル基を有する構造単位を有する重合体等も好ましく用いることができる。
上記酸基を有する化合物としては、ラジカル重合性化合物の重合体のうち、未反応の又は事後的に付加したラジカル重合性基を有するものも用いることができる。例えば、酸基を有する化合物同士の重合体、酸基を有する化合物及び酸基を有しない化合物の重合体のうち、未反応の又は事後的に付加したラジカル重合性基を有するものも酸基を有する化合物として用いることができる。
As the radically polymerizable compound, a compound having an acid group and a compound not having an acid group can be used.
Examples of the acid group include -COOH group, -SO 3 H group, -SO 2 NHCO- group, phenolic hydroxy group, -SO 2 NH- group, -CO-NH-CO- group, and the like.
Examples of compounds having the above acid group include 4-hydroxystyrene, (meth)acrylic acid, α-bromo(meth)acrylic acid, α-chloro(meth)acrylic acid, β-furyl(meth)acrylic acid, and β-furyl(meth)acrylic acid. - Styryl (meth)acrylic acid, maleic acid, monomethyl maleate, monoethyl maleate, monoisopropyl maleate, fumaric acid, cinnamic acid, α-cyanocinnamic acid, itaconic acid, crotonic acid, propiolic acid, 4-hydroxyphenyl Examples include methacrylate, 3,5-dimethyl-4-hydroxybenzylacrylamide, 4-hydroxyphenylacrylamide, 4-hydroxyphenylmaleimide, 3-maleimidopropionic acid, 4-maleimidobutyric acid, 6-maleimidohexanoic acid, and the like.
Examples of the above-mentioned compounds having acid groups include epoxy acrylate resins obtained by reacting an unsaturated monobasic acid with the epoxy group of an epoxy compound, and polybasic resins obtained by reacting an unsaturated monobasic acid with the epoxy group of an epoxy compound, and Examples include acid group-containing epoxy acrylate resins such as carboxyl group-containing epoxy acrylate resins obtained by the action of acid anhydrides.
Examples of the acid group-containing epoxy acrylate resin include Ripoxy (registered trademark) SPC-2000 and SPC-3000 manufactured by Showa Denko Co., Ltd., Dicklite (registered trademark) UE-777 manufactured by DIC Corporation, and U-Pica (registered trademark) manufactured by Nippon U-Pica Co., Ltd. Trademark) 4015, etc.
Furthermore, as the compound having an acid group, a polymer having a methacryloyl group or an acryloyl group and a carboxyl group can also be used. As such a polymer, among the polymers described in "4. Polymer having a carboxyl group" described later, a polymer having a structural unit having a methacryloyl group or an acryloyl group as a crosslinkable group is also preferable. Can be used.
As the compound having an acid group, among polymers of radically polymerizable compounds, those having an unreacted or subsequently added radically polymerizable group can also be used. For example, among polymers of compounds with acid groups, and polymers of compounds with acid groups and compounds without acid groups, those with unreacted or subsequently added radically polymerizable groups also contain acid groups. It can be used as a compound having
上記酸基を有しない化合物としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-エチルスチレン等の重合可能なスチレン誘導体、アクリルアミド、アクリロニトリル、ビニル-n-ブチルエーテル等のビニルアルコールのエーテル類、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリルエステル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ジペンタエリトリトールペンタアクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル、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、マレイン酸無水物、マレイン酸モノエステル、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のN-置換マレイミドが挙げられる。 Examples of the above-mentioned compounds without acid groups include polymerizable styrene derivatives such as styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, and p-ethylstyrene, acrylamide, acrylonitrile, and vinyl-n-butyl ether. Vinyl alcohol ethers, (meth)acrylic acid alkyl ester, (meth)acrylic acid tetrahydrofurfuryl ester, (meth)acrylic acid dimethylaminoethyl ester, (meth)acrylic acid diethylaminoethyl ester, (meth)acrylic acid glycidyl ester , (meth)acrylic acid esters such as pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol triacrylate, tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate triacrylate, 2 , 2,2-trifluoroethyl (meth)acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl (meth)acrylate, maleic anhydride, maleic acid monoester, phenylmaleimide, N-substituted maleimide such as cyclohexylmaleimide can be mentioned.
ラジカル重合性化合物は、光ラジカル重合開始剤、熱ラジカル重合開始剤等のラジカル重合開始剤と共に用いることができる。 The radically polymerizable compound can be used together with a radical polymerization initiator such as a photoradical polymerization initiator or a thermal radical polymerization initiator.
(2)カチオン重合性化合物
カチオン重合性化合物は、カチオン重合性基をする化合物である。
このようなカチオン重合性化合物等としては、例えば、特開2016-176009号公報に記載されるカチオン重合性化合物等を挙げることができる。
上記カチオン重合性化合物としては、より具体的には、エポキシ基を有するエポキシ化合物及びオキセタン基を有するオキセタン化合物等の環状エーテル基を有する化合物、並びにビニルエーテル基を有するビニルエーテル化合物等を挙げることができる。
上記カチオン重合性化合物は、カチオン重合性基を1つ有する単官能化合物、カチオン重合性基を2以上有する多官能化合物を用いることができる。
上記カチオン重合性化合物は、酸基を有する化合物及び酸基を有しない化合物を用いることができる。
上記カチオン重合性化合物としては、エポキシ基、オキセタニル基又はビニルエーテル基と、カルボキシル基と、を有する重合体も用いることができる。このような重合体としては、後述する「4.カルボキシル基を有する重合体」の項に記載の重合体のうち、架橋性基としてエポキシ基、オキセタニル基又はビニルエーテル基を有する構造単位を有する重合体等も好ましく用いることができる。
カチオン重合性化合物は、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。
カチオン重合性化合物は、光カチオン重合開始剤、熱カチオン重合開始剤等のカチオン重合開始剤と共に用いることができる。
(2) Cationically polymerizable compound A cationically polymerizable compound is a compound having a cationically polymerizable group.
Examples of such cationically polymerizable compounds include cationically polymerizable compounds described in JP-A No. 2016-176009.
More specifically, examples of the cationic polymerizable compound include compounds having a cyclic ether group, such as an epoxy compound having an epoxy group and an oxetane compound having an oxetane group, and vinyl ether compounds having a vinyl ether group.
As the cationically polymerizable compound, a monofunctional compound having one cationically polymerizable group or a polyfunctional compound having two or more cationically polymerizable groups can be used.
As the cationic polymerizable compound, a compound having an acid group or a compound not having an acid group can be used.
As the cationic polymerizable compound, a polymer having an epoxy group, an oxetanyl group, or a vinyl ether group and a carboxyl group can also be used. Examples of such polymers include polymers having a structural unit having an epoxy group, oxetanyl group, or vinyl ether group as a crosslinkable group among the polymers described in "4. Polymers having a carboxyl group" described below. etc. can also be preferably used.
When using a mixture of two or more cationic polymerizable compounds, they may be copolymerized in advance and used as a copolymer.
The cationic polymerizable compound can be used together with a cationic polymerization initiator such as a photocationic polymerization initiator or a thermal cationic polymerization initiator.
(3)その他
上記重合性成分Bの含有量は、パターニング精度及び耐熱性に優れたものとすることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、本発明の組成物の固形分100質量部中に、10質量部以上90質量部以下であることが好ましく、なかでも、20質量部以上80質量部以下であることが好ましく、特に、30質量部以上70質量部以下であることが好ましい。パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物となるからである。
また、上記重合性成分Bの含有量は、パターニング精度及び耐熱性に優れたものとすることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、上記化合物A及び重合性成分Bの合計100質量部中に、70質量部以上であることが好ましく、なかでも、80質量部以上99.9質量部以下であることが好ましく、特に、90質量部以上99質量部以下であることが好ましい。上記含有量が上述の範囲内であることで、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物となるからである。
(3) Others The content of the polymerizable component B is not particularly limited as long as it can provide excellent patterning accuracy and heat resistance, for example, the solid content of the composition of the present invention. In 100 parts by mass, it is preferably 10 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, particularly preferably 20 parts by mass or more and 80 parts by mass or less, particularly 30 parts by mass or more and 70 parts by mass or less. is preferred. This is because the composition has better patterning accuracy and heat resistance.
Further, the content of the polymerizable component B is not particularly limited as long as it can provide excellent patterning accuracy and heat resistance. For example, the content of the polymerizable component B is the sum of the compound A and polymerizable component B. In 100 parts by mass, it is preferably 70 parts by mass or more, particularly preferably 80 parts by mass or more and 99.9 parts by mass or less, and particularly preferably 90 parts by mass or more and 99 parts by mass or less. . This is because when the content is within the above range, the composition has better patterning accuracy and heat resistance.
上記重合性成分Bは、重合性化合物Bとして、酸基を有する化合物及び酸基を有しない化合物のいずれも用いることができるが、パターニング精度により優れた組成物とする観点からは、酸基を有する化合物を含むことが好ましく、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物とする観点からは、酸基を有する化合物及び酸基を有しない化合物の両者を含むことが好ましい。
より具体的には、重合性成分Bがラジカル重合性成分である場合には、パターニング精度により優れた組成物とする観点からは、ラジカル重合性化合物として、酸基を有する化合物を含むことが好ましく、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物とする観点からは、ラジカル重合性化合物として、酸基を有する化合物及び酸基を有しない化合物の両者を含むことが好ましい。
As the polymerizable component B, both a compound having an acid group and a compound not having an acid group can be used.However, from the viewpoint of obtaining a composition with better patterning accuracy, it is preferable to use an acid group. In order to obtain a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, it is preferable to contain both a compound having an acid group and a compound not having an acid group.
More specifically, when the polymerizable component B is a radically polymerizable component, it is preferable that the radically polymerizable compound contains a compound having an acid group, from the viewpoint of providing a composition with better patterning accuracy. From the viewpoint of obtaining a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, it is preferable that the radically polymerizable compound includes both a compound having an acid group and a compound not having an acid group.
上記酸基を有する化合物の含有量としては、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物となるものであればよいが、上記重合性成分B100質量部中に、1質量部以上95質量部以下であることが好ましく、なかでも、1質量部以上80質量部以下であることが好ましい。パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物となるからである。
本発明において、上記組成物をパターニング精度により優れたものとする観点からは、上記酸基を有する化合物の含有量は、上記重合性成分B100質量部中に、20質量部以上であることが好ましく、なかでも、50質量部以上であることが好ましく、特に、70質量部以上であることが好ましい。
上記組成物を耐熱性により優れたものとする観点からは、上記酸基を有する化合物の含有量は、上記重合性成分B100質量部中に、70質量部以下であることが好ましく、なかでも、50質量部以下であることが好ましく、特に、30質量部以下であることが好ましい。
また、上記組成物をパターニング精度により優れたものとする観点からは、上記酸基を有する化合物の含有量は、上記化合物A及び重合性成分Bの合計100質量部中に、20質量部以上であることが好ましく、なかでも、50質量部以上90質量部以下であることが好ましく、特に、70質量部以上90質量部以下であることが好ましい。
上記組成物を耐熱性により優れたものとする観点からは、上記酸基を有する化合物の含有量は、上記化合物A及び重合性成分Bの合計100質量部中に、80質量部以下であることが好ましく、なかでも、50質量部以下であることが好ましく、特に、30質量部以下であることが好ましい。
なお、酸基を有する化合物の含有量は、重合性成分Bがラジカル重合性化合物及びカチオン重合性化合物の両者を含む場合には、ラジカル重合性化合物のうち酸基を有する化合物及びカチオン重合性化合物のうち酸基を有する化合物の合計の含有量を示すものである。
The content of the acid group-containing compound may be any content as long as it provides a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, but it is not less than 1 part by mass and not more than 95 parts by mass in 100 parts by mass of the polymerizable component B. The content is preferably 1 part by mass or more and 80 parts by mass or less. This is because the composition has better patterning accuracy and heat resistance.
In the present invention, from the viewpoint of improving the patterning accuracy of the composition, the content of the acid group-containing compound is preferably 20 parts by mass or more in 100 parts by mass of the polymerizable component B. Among these, it is preferably 50 parts by mass or more, particularly preferably 70 parts by mass or more.
From the viewpoint of making the composition more excellent in heat resistance, the content of the compound having an acid group is preferably 70 parts by mass or less in 100 parts by mass of the polymerizable component B, and in particular, It is preferably 50 parts by mass or less, particularly preferably 30 parts by mass or less.
Furthermore, from the viewpoint of making the composition more excellent in patterning accuracy, the content of the compound having an acid group is 20 parts by mass or more in 100 parts by mass in total of the compound A and polymerizable component B. The content is preferably 50 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, particularly preferably 70 parts by mass or more and 90 parts by mass or less.
From the viewpoint of making the composition more excellent in heat resistance, the content of the compound having an acid group is 80 parts by mass or less in a total of 100 parts by mass of the compound A and polymerizable component B. The amount is preferably 50 parts by mass or less, particularly preferably 30 parts by mass or less.
In addition, when the polymerizable component B contains both a radically polymerizable compound and a cationic polymerizable compound, the content of the compound having an acid group is determined based on the content of the compound having an acid group and the cationic polymerizable compound among the radically polymerizable compounds. This shows the total content of compounds having acid groups.
上記重合性化合物Bの官能基数、すなわち、重合性化合物Bが一分子内に有するチオール反応基の数としては、1以上であればよく、チオール反応基を1つ有する単官能化合物、チオール反応基を2以上有する多官能化合物を用いることができる。
酸基を有しない化合物の官能基数としては、1以上であればよいが、2以上であることが好ましく、なかでも、3以上8以下であることが好ましく、特に、4以上7以下であることが好ましい。上記組成物はパターニング精度及び耐熱性等のバランスに優れたものとなるからである。
より具体的には、重合性成分Bがラジカル重合性成分である場合には、パターニング精度及び耐熱性等のバランスの観点からは、ラジカル重合性化合物のうち酸基を有しない化合物の官能基数が、2以上であることが好ましく、なかでも、3以上8以下であることが好ましく、特に、4以上7以下であることが好ましい。
The number of functional groups of the polymerizable compound B, that is, the number of thiol-reactive groups in one molecule of the polymerizable compound B, may be 1 or more, and monofunctional compounds having one thiol-reactive group, thiol-reactive groups A polyfunctional compound having two or more of these can be used.
The number of functional groups of the compound having no acid group may be 1 or more, preferably 2 or more, particularly preferably 3 or more and 8 or less, particularly 4 or more and 7 or less. is preferred. This is because the above composition has an excellent balance of patterning accuracy, heat resistance, etc.
More specifically, when the polymerizable component B is a radically polymerizable component, from the viewpoint of balance between patterning accuracy and heat resistance, the number of functional groups of the radically polymerizable compound that does not have an acid group is , is preferably 2 or more, particularly preferably 3 or more and 8 or less, particularly preferably 4 or more and 7 or less.
上記重合性成分Bは、組成物のパターニング精度等の観点からは、重合性化合物Bとして、低分子量化合物を含むことが好ましい。
上記重合性成分Bは、組成物の耐熱性等の観点からは、重合性化合物Bとして、高分子量化合物を含むことが好ましい。
上記重合性成分Bは、組成物のパターニング精度及び耐熱性等のバランスの観点からは、重合性化合物Bとして、低分子量化合物および高分子量化合物の両者を含むことが好ましい。
より具体的には、重合性成分Bがラジカル重合性成分である場合には、パターニング精度等の観点からは、ラジカル重合性化合物として、低分子量化合物を含むことが好ましく、パターニング精度及び耐熱性の観点からは、ラジカル重合性化合物として、低分子量化合物および高分子量化合物の両者を含むことが好ましい。
低分子量化合物の分子量としては、所望のパターニング精度等が得られるものであればよく、例えば、1000未満とすることができ、50以上500以下であることが好ましく、なかでも50以上300以下であることが好ましい。
また、高分子量化合物の分子量としては、所望の耐熱性等が得られるものであればよく、例えば、1000以上とすることができ、1000以上100000以下であることが好ましく、なかでも、1500以上50000以下であることが好ましく、特に、2000以上10000以下であることが好ましい。
以下、分子量は、化合物が重合体である場合には、重量平均分子量(Mw)を示すものである。
The polymerizable component B preferably contains a low molecular weight compound as the polymerizable compound B from the viewpoint of patterning accuracy of the composition.
The polymerizable component B preferably contains a high molecular weight compound as the polymerizable compound B from the viewpoint of heat resistance of the composition.
The polymerizable component B preferably contains both a low molecular weight compound and a high molecular weight compound as the polymerizable compound B from the viewpoint of balance of patterning accuracy and heat resistance of the composition.
More specifically, when the polymerizable component B is a radically polymerizable component, from the viewpoint of patterning accuracy, etc., it is preferable to include a low molecular weight compound as the radically polymerizable compound, which improves patterning accuracy and heat resistance. From this point of view, it is preferable that the radically polymerizable compound includes both a low molecular weight compound and a high molecular weight compound.
The molecular weight of the low molecular weight compound may be any molecular weight as long as the desired patterning accuracy etc. can be obtained, for example, it can be less than 1000, preferably 50 or more and 500 or less, especially 50 or more and 300 or less. It is preferable.
Further, the molecular weight of the high molecular weight compound may be any one that can provide desired heat resistance, for example, it can be 1,000 or more, preferably 1,000 or more and 100,000 or less, particularly 1,500 or more and 50,000 or less. It is preferably below, particularly preferably 2000 or more and 10000 or less.
Hereinafter, when the compound is a polymer, the molecular weight indicates the weight average molecular weight (Mw).
重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレン換算値として求めることができる。重量平均分子量Mwは、例えば、日本分光製のGPC(LC-2000plusシリーズ)を用い、溶出溶剤をテトラヒドロフランとし、校正曲線用ポリスチレンスタンダードをMw1110000、707000、397000、189000、98900、37200、13700、9490、5430、3120、1010、589(東ソー製 TSKgel標準ポリスチレン)とし、測定カラムをKF-804、KF-803、KF-802(昭和電工製)として測定して得ることができる。また、測定温度は40℃とすることができ、流速は1.0mL/分とすることができる。 The weight average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) as a standard polystyrene equivalent value. The weight average molecular weight Mw can be calculated using, for example, GPC (LC-2000plus series) manufactured by JASCO Corporation, using tetrahydrofuran as the elution solvent, and using polystyrene standards for the calibration curve as Mw1110000, 707000, 397000, 189000, 98900, 37200, 13700, 9490, 5430, 3120, 1010, and 589 (TSKgel standard polystyrene manufactured by Tosoh) and measurement columns KF-804, KF-803, and KF-802 (manufactured by Showa Denko). Further, the measurement temperature can be 40° C., and the flow rate can be 1.0 mL/min.
上記高分子量化合物の含有量は、パターニング精度及び耐熱性に優れたものとすることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、パターニング精度及び耐熱性等のバランスの観点から、適宜調整されるものである。
上記高分子量化合物の含有量は、具体的には、重合性成分B100質量部中に、1質量部以上90質量部以下であることが好ましく、なかでも、1質量部以上80質量部以下であることが好ましい。パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物となるからである。
本発明において、上記組成物を耐熱性により優れたものとするとの観点からは、上記高分子量化合物の含有量は、上記重合性成分B100質量部中に、30質量部以上であることが好ましく、なかでも、50質量部以上であることが好ましく、70質量部以上であることが好ましい。
上記組成物を塗布性に優れたものとする観点からは、上記高分子量化合物の含有量は、上記重合性成分B100質量部中に、60質量部以下であることが好ましく、なかでも、40質量部以下であることが好ましく、特に、20質量部以下であることが好ましい。
また、上記組成物を耐熱性により優れたものとするとの観点からは、上記高分子量化合物の含有量は、上記化合物A及び重合性成分Bの合計100質量部中に、20質量部以上であることが好ましく、なかでも、50質量部以上90質量部以下であることが好ましく、特に、70質量部以上90質量部以下であることが好ましい。
上記組成物を塗布性に優れたものとする観点からは、上記高分子量化合物の含有量は、上記化合物A及び重合性成分Bの合計100質量部中に、80質量部以下であることが好ましく、なかでも、50質量部以下であることが好ましく、特に、30質量部以下であることが好ましい。
なお、高分子量化合物の含有量は、重合性成分Bがラジカル重合性化合物及びカチオン重合性化合物の両者を含む場合には、ラジカル重合性化合物としての高分子量化合物及びカチオン重合性化合物としての高分子量化合物の合計の含有量を示すものである。
The content of the above-mentioned high molecular weight compound is not particularly limited as long as it can provide excellent patterning accuracy and heat resistance. For example, from the viewpoint of balance between patterning accuracy and heat resistance, It is subject to adjustment.
Specifically, the content of the high molecular weight compound is preferably 1 part by mass or more and 90 parts by mass or less, particularly 1 part by mass or more and 80 parts by mass or less, in 100 parts by mass of polymerizable component B. It is preferable. This is because the composition has better patterning accuracy and heat resistance.
In the present invention, from the viewpoint of making the composition more excellent in heat resistance, the content of the high molecular weight compound is preferably 30 parts by mass or more in 100 parts by mass of the polymerizable component B, Among these, it is preferably 50 parts by mass or more, and preferably 70 parts by mass or more.
From the viewpoint of making the composition excellent in coating properties, the content of the high molecular weight compound is preferably 60 parts by mass or less in 100 parts by mass of the polymerizable component B, particularly 40 parts by mass. It is preferably at most 20 parts by mass, particularly preferably at most 20 parts by mass.
Further, from the viewpoint of making the composition more excellent in heat resistance, the content of the high molecular weight compound is 20 parts by mass or more in a total of 100 parts by mass of the compound A and polymerizable component B. The content is preferably 50 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, particularly preferably 70 parts by mass or more and 90 parts by mass or less.
From the viewpoint of making the composition excellent in coating properties, the content of the high molecular weight compound is preferably 80 parts by mass or less in a total of 100 parts by mass of the compound A and polymerizable component B. Among them, it is preferably 50 parts by mass or less, and particularly preferably 30 parts by mass or less.
In addition, when the polymerizable component B contains both a radically polymerizable compound and a cationic polymerizable compound, the content of the high molecular weight compound is the high molecular weight compound as the radically polymerizable compound and the high molecular weight as the cationic polymerizable compound. It shows the total content of compounds.
3.重合開始剤
上記組成物は、重合性成分B同士を重合可能な重合開始剤を含むことが好ましい。
上記組成物を用いてパターン状の硬化物をパターニング精度よく形成することが容易となるからである。
このような重合開始剤は、重合性成分Bの種類に応じて適宜選択することができる。
上記重合開始剤は、重合性成分Bが、ラジカル重合性化合物及びカチオン重合性化合物を含む場合には、それぞれ、ラジカル重合開始剤及びカチオン重合開始剤を用いることができる。
3. Polymerization Initiator The composition preferably contains a polymerization initiator that can polymerize the polymerizable components B together.
This is because it becomes easy to form a patterned cured product with high patterning accuracy using the above composition.
Such a polymerization initiator can be appropriately selected depending on the type of polymerizable component B.
When the polymerizable component B contains a radical polymerizable compound and a cationic polymerizable compound, a radical polymerization initiator and a cationic polymerization initiator can be used as the polymerization initiator, respectively.
上記重合開始剤の含有量としては、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物となるものであればよい。
上記含有量は、例えば、本発明の組成物の固形分100質量部中に、0.01質量部以上30質量部以下とすることができ、0.1質量部以上20質量部以下であることが好ましく、2質量部以上10質量部以下であることが好ましい。上記含有量であることで、組成物は、パターニング精度及び耐熱性により優れたものとなるからである。
上記重合開始剤の含有量としては、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能なものであればよいが、化合物A100質量部に対して、10質量部以上700質量部以下であることが好ましく、なかでも、15質量部以上650質量部以下であることが好ましく、20質量部以上600質量部以下であることが好ましい。上記含有量が上述の範囲であることで、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成容易となるからである。
また、上記重合開始剤の含有量としては、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能なものであればよいが、重合性成分B100質量部に対して、0.1質量部以上50質量部以下であることが好ましく、なかでも、0.5質量部以上45質量部以下であることが好ましく、1質量部以上40質量部以下であることが好ましい。上記含有量が上述の範囲であることで、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成容易となるからである。
The content of the polymerization initiator may be any content that provides a composition with better patterning accuracy and heat resistance.
The above content can be, for example, 0.01 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, and 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, in 100 parts by mass of the solid content of the composition of the present invention. is preferable, and preferably 2 parts by mass or more and 10 parts by mass or less. This is because, with the above content, the composition has better patterning accuracy and heat resistance.
The content of the polymerization initiator may be one that can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance, but it should be 10 parts by mass or more and 700 parts by mass or less based on 100 parts by mass of compound A. is preferable, and especially preferably 15 parts by weight or more and 650 parts by weight or less, and particularly preferably 20 parts by weight or more and 600 parts by weight or less. This is because when the content is within the above range, it becomes easy to form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
Further, the content of the polymerization initiator may be any one as long as it can form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance; It is preferably at most 0.5 parts by mass and at most 45 parts by mass, more preferably at least 1 part by mass and at most 40 parts by mass. This is because when the content is within the above range, it becomes easy to form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance.
(1)ラジカル重合開始剤
上記ラジカル重合開始剤としては、ラジカルを発生し、ラジカル重合性成分を重合可能なものであればよい。
(1) Radical Polymerization Initiator The radical polymerization initiator may be any one that can generate radicals and polymerize radically polymerizable components.
このようなラジカル重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤及び熱ラジカル重合開始剤のいずれも用いることができるが、パターニング精度等に優れるとの効果をより効果的に発揮する観点からは、光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。
上記光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル及びベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンジルジメチルケタール等のベンジルケタール類;アセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、2,2-ジエトキシ-2-フェニルアセトフェノン、1-ベンジル-1-ジメチルアミノ-1-(4'-モルホリノベンゾイル)プロパン、2-モルホリル-2-(4'-メチルメルカプト)ベンゾイルプロパン、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、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1-ヒドロキシ-1-ベンゾイルシクロヘキサン、2-ヒドロキシ-2-ベンゾイルプロパン、2-ヒドロキシ-2-(4'-イソプロピル)ベンゾイルプロパン、N,N-ジメチルアミノアセトフェノン、1,1-ジクロロアセトフェノン、4-ブチルベンゾイルトリクロロメタン、4-フェノキシベンゾイルジクロロメタン等のアセトフェノン類;2-メチルアントラキノン、1-クロロアントラキノン及び2-アミルアントラキノン等のアントラキノン類;2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン及び2,4-ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、4,4'-ジクロロベンゾフェノン、4,4'-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーズケトン及び4-ベンゾイル-4'-メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン類;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サイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシド等のオキサイド類;3-(2-メチル-2-モルホリノプロピオニル)-9-メチルカルバゾール等のカルバゾール類;ベンジル、ベンゾイル蟻酸メチル等のα-ジカルボニル類;特開2000-80068号公報、特開2001-233842号公報、特開2005-97141号公報、特表2006-516246号公報、特許第3860170号公報、特許第3798008号公報、WO2006/018973号公報、特開2011-132215号公報、WO2015/152153号公報に記載の化合物等のオキシムエステル類;p-メトキシフェニル-2,4-ビス(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-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ナフチル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-ブトキシスチリル)-s-トリアジン等のトリアジン類;過酸化ベンゾイル、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、エチルアントラキノン、1,7-ビス(9'-アクリジニル)ヘプタン、チオキサントン、1-クロル-4-プロポキシチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンゾフェノン、フェニルビフェニルケトン、4-ベンゾイル-4'-メチルジフェニルスルフィド、2-(p-ブトキシスチリル)-5-トリクロロメチル-1,3,4-オキサジアゾール、9-フェニルアクリジン、9,10-ジメチルベンズフェナジン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール、チオキサントン/アミン等が挙げられる。
As such a radical polymerization initiator, both a photoradical polymerization initiator and a thermal radical polymerization initiator can be used, but from the viewpoint of more effectively exhibiting the effect of excellent patterning accuracy, it is preferable to use a photoradical polymerization initiator. A radical polymerization initiator is preferable.
Examples of the photoradical polymerization initiator include benzoins such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin propyl ether, and benzoin butyl ether; benzyl ketals such as benzyl dimethyl ketal; acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 1-benzyl-1-dimethylamino-1-(4'-morpholinobenzoyl)propane, 2-morpholyl-2-(4'-methylmercapto)benzoylpropane, 2-methyl -1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-propan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 1-hydroxy-1-benzoylcyclohexane, 2-hydroxy-2-benzoylpropane, 2-hydroxy Acetophenones such as -2-(4'-isopropyl)benzoylpropane, N,N-dimethylaminoacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 4-butylbenzoyltrichloromethane, 4-phenoxybenzoyldichloromethane; 2-methylanthraquinone, 1 - Anthraquinones such as chloroanthraquinone and 2-amyl anthraquinone; thioxanthones such as 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone and 2,4-diisopropylthioxanthone; acetophenone dimethyl ketal, benzyl dimethyl ketal Ketals such as benzophenone, methylbenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, 4,4'-bisdiethylaminobenzophenone, Michler's ketone and 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide; benzophenones such as 2,4,6- Oxides such as trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide; Carbazoles such as 3-(2-methyl-2-morpholinopropionyl)-9-methylcarbazole; benzyl; α-Dicarbonyls such as methyl benzoyl formate; JP 2000-80068, JP 2001-233842, JP 2005-97141, JP 2006-516246, Japanese Patent No. 3860170, Patent Oxime esters such as compounds described in No. 3798008, WO2006/018973, JP2011-132215, and WO2015/152153; p-methoxyphenyl-2,4-bis(trichloromethyl)-s -triazine, 2-methyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-naphthyl-4,6-bis(trichloromethyl)-triazine Triazines such as methyl)-s-triazine and 2-(p-butoxystyryl)-s-triazine; benzoyl peroxide, 2,2'-azobisisobutyronitrile, ethylanthraquinone, 1,7-bis(9 '-acridinyl)heptane, thioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzophenone, phenylbiphenyl ketone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, 2-(p-butoxystyryl)-5 -trichloromethyl-1,3,4-oxadiazole, 9-phenylacridine, 9,10-dimethylbenzphenazine, benzophenone/Michler's ketone, hexaarylbiimidazole/mercaptobenzimidazole, thioxanthone/amine and the like.
上記熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、4,4-ジ(t-ブチルパーオキシ)ブチルバレレート、ジクミルパーオキサイド等の過酸化物類;2,2'-アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物類;テトラメチルチラウムジスルフィド等が挙げられる。 Examples of the thermal radical polymerization initiator include benzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 1,1-di(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, and 4,4-di(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane. Examples include peroxides such as di(t-butylperoxy)butylvalerate and dicumyl peroxide; azo compounds such as 2,2'-azobisisobutyronitrile; and tetramethylthiraum disulfide.
(2)カチオン重合開始剤
上記カチオン重合開始剤としては、所定の条件により酸を発生させることが可能な化合物であればどのようなものでも問題はなく、例えば、紫外線照射等の光照射により酸を発生させることが可能な光カチオン重合開始剤、熱により酸を発生させることが可能な熱カチオン重合開始剤を用いることができる。
上記カチオン重合開始剤は、上記光カチオン重合開始剤及び熱カチオン重合開始剤の少なくとも一方を用いることができるが、硬化が容易であるとの観点、組成物の硬化時に、組成物に隣接して用いられる周辺部材への熱によるダメージを低減でき、周辺部材の選択の自由度が高くなるとの観点等からは、光カチオン重合開始剤であることが好ましい。また、上記光カチオン重合開始剤は硬化速度が速いという利点もある。
また、上記カチオン重合開始剤は、光が到達困難な場所でも硬化物の形成が容易となる観点からは、熱カチオン重合開始剤であることが好ましい。
(2) Cationic polymerization initiator Any compound can be used as the cationic polymerization initiator as long as it can generate acid under predetermined conditions. A photocationic polymerization initiator capable of generating an acid, and a thermal cationic polymerization initiator capable of generating an acid by heat can be used.
As the cationic polymerization initiator, at least one of the photocationic polymerization initiator and the thermal cationic polymerization initiator can be used. A cationic photopolymerization initiator is preferable from the viewpoint of reducing heat damage to the peripheral members used and increasing the degree of freedom in selecting peripheral members. Further, the photocationic polymerization initiator has the advantage of fast curing speed.
Further, the cationic polymerization initiator is preferably a thermal cationic polymerization initiator from the viewpoint of facilitating the formation of a cured product even in a place where light is difficult to reach.
このようなカチオン重合開始剤等としては、特開2016-176009号公報に記載されるカチオン開始剤等を用いることができる。 As such a cationic polymerization initiator, a cationic initiator described in JP-A No. 2016-176009 can be used.
4.カルボキシル基を有する重合体
上記組成物は、現像性に優れたものとする観点からは、カルボキシル基を有する重合体を含むことが好ましい。上記重合体を含むことで、上記組成物は、パターニング精度により優れたものとなるからである。
4. Polymer Having a Carboxyl Group The above composition preferably contains a polymer having a carboxyl group from the viewpoint of providing excellent developability. This is because by including the polymer, the composition has better patterning accuracy.
上記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、更にメタクリロイル基、アクリロイル基、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基、メルカプト基、イソシアネート基等の架橋性基を有する構造単位(以下、「構造単位(U2)」という。)、及びシリル基を有する構造単位(以下「構造単位(U3)」という。)から選ばれる構造単位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。
The carboxyl group-containing polymer is not particularly limited as long as it has a structural unit having a carboxyl group (hereinafter referred to as "structural unit (U1)"), but may also include a methacryloyl group, an acryloyl group, a vinyl structural unit (hereinafter referred to as "structural unit (U2)"), and a structural unit having a silyl group (hereinafter referred to as "structural unit (U2)"). It is preferable to have a structural unit selected from the unit (U3).
The carboxyl group-containing polymer may have a structural unit (hereinafter referred to as "structural unit (U4)") other than the structural units (U1) to (U3).
上記構造単位(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。
上記化合物(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。上記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;
上記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;
上記ジカルボン酸の無水物としては、上記した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。
The above structural unit (U1) is a structural unit derived from at least one type selected from the group consisting of unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic acid anhydrides (hereinafter referred to as "compound (u1)"). is preferred.
Examples of the compound (u1) include monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, dicarboxylic acid anhydrides, and the like. Examples of the above-mentioned monocarboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, 2-acryloyloxyethylsuccinic acid, 2-methacryloyloxyethylsuccinic acid, 2-acryloyloxyethylhexahydrophthalic acid, 2-methacryloyloxyethylhexahydrophthalic acid, and 2-methacryloyloxyethylsuccinic acid. Hydrophthalic acid etc.;
Examples of the dicarboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, etc.;
Examples of the dicarboxylic acid anhydrides include the dicarboxylic acid anhydrides described above.
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又は無水マレイン酸が好ましい。
化合物(u1)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
Among these, acrylic acid, methacrylic acid, 2-acryloyloxyethylsuccinic acid, 2-methacryloyloxyethylsuccinic acid, or maleic anhydride is preferred in terms of copolymerization reactivity and solubility of the resulting copolymer in a developer. preferable.
Compound (u1) can be used alone or in combination of two or more.
上記構造単位(U2)としては、エポキシ基又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。
上記化合物(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から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。
The structural unit (U2) is preferably a structural unit derived from a polymerizable unsaturated compound having an epoxy group or an oxetanyl group (hereinafter referred to as "compound (u2)").
The compound (u2) is preferably at least one selected from the group consisting of a polymerizable unsaturated compound having an epoxy group and a polymerizable unsaturated compound having an oxetanyl group.
エポキシ基を有する重合性不飽和化合物としては、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は、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。
Examples of the polymerizable unsaturated compound having an epoxy group include oxiranyl (meth)acrylate (cyclo)alkyl ester, α-alkyl acrylate oxiranyl (cyclo)alkyl ester, and glycidyl ether compounds having a polymerizable unsaturated bond. ;
Examples of the polymerizable unsaturated compound having an oxetanyl group include (meth)acrylic esters having an oxetanyl group.
上記化合物(u2)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、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;
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、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;
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;
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。
Specific examples of the above compound (u2) include:
Examples of the (meth)acrylic acid oxiranyl (cyclo)alkyl ester include glycidyl (meth)acrylate, 2-methylglycidyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate glycidyl ether, (meth)acrylic acid 3, 4-Epoxybutyl, 6,7-epoxyheptyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, 3,4-epoxytricyclo[ 5.2.1.02.6] Decyl (meth)acrylate, etc.;
Examples of the α-alkyl acrylic acid oxiranyl (cyclo)alkyl ester include α-ethylacrylate glycidyl, α-n-propylacrylate glycidyl, α-n-butylacrylate glycidyl, α-ethylacrylate 6,7-epoxy heptyl, 3,4-epoxycyclohexyl α-ethyl acrylate, etc.;
Examples of glycidyl ether compounds having a polymerizable unsaturated bond include o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, etc.;
Examples of (meth)acrylic acid esters having an oxetanyl group include 3-((meth)acryloyloxymethyl)oxetane, 3-((meth)acryloyloxymethyl)-3-ethyloxetane, 3-((meth)acryloyloxy methyl)-2-methyloxetane, 3-((meth)acryloyloxyethyl)-3-ethyloxetane, 2-ethyl-3-((meth)acryloyloxyethyl)oxetane, 3-methyl-3-(meth)acryloyl Examples include oxymethyloxetane, 3-ethyl-3-(meth)acryloyloxymethyloxetane, and the like.
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又は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。
化合物(u2)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
Among these specific examples, in particular, glycidyl methacrylate, 2-methylglycidyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 3,4-epoxytricyclo[5.2. 1.02.6]decyl methacrylate, 3,4-epoxytricyclo[5.2.1.02.6]decyl acrylate, 3-methacryloyloxymethyl-3-ethyloxetane, 3-methyl-3-methacryloyloxy Methyl oxetane or 3-ethyl-3-methacryloyloxymethyl oxetane is preferred from the viewpoint of polymerizability.
Compound (u2) can be used alone or in combination of two or more.
上記構造単位(U2)のうち、架橋性基として、メタクリロイル基又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。
上記(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、下記式(U2-1)で表される構造単位であることが望ましい。
Among the above structural units (U2), as the structural unit having a methacryloyl group or an acryloyl group as a crosslinkable group, a structural unit having a (meth)acryloyloxy group can be preferably used.
The above structural unit having a (meth)acryloyloxy group is obtained by reacting a (meth)acrylic acid ester having an epoxy group with a carboxyl group in a polymer. The structural unit having a (meth)acryloyloxy group after the reaction is preferably a structural unit represented by the following formula (U2-1).
上記式(U2-1)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、式(U2-1)中のR1002は、式(α)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を反応させた場合、式(U2-1)中のR1002は、式(β)となる。 Regarding the structural unit represented by the above formula (U2-1), for example, when a copolymer having a carboxyl group is reacted with a compound such as glycidyl methacrylate or 2-methylglycidyl methacrylate, the structural unit represented by the formula (U2-1 ) in R 1002 becomes formula (α). On the other hand, when a copolymer having a carboxyl group is reacted with 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, R 1002 in formula (U2-1) becomes formula (β).
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、加温下で所定時間撹拌する。上記触媒としては、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。上記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。 In the reaction between the carboxyl group in the above-mentioned polymer and an unsaturated compound such as (meth)acrylic acid ester having an epoxy group, a polymer containing a polymerization inhibitor is preferably used in the presence of an appropriate catalyst as necessary. An unsaturated compound having an epoxy group is added to the combined solution, and the mixture is stirred for a predetermined period of time under heating. Examples of the above-mentioned catalyst include tetrabutylammonium bromide and the like. Examples of the polymerization inhibitor include p-methoxyphenol. The reaction temperature is preferably 70°C to 100°C. The reaction time is preferably 8 hours to 12 hours.
上記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。
(メタ)アクリロイルオキシ基を有する構造単位比率が上記の範囲であることで、耐熱性及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。
In the structural unit ratio of the polymer having a carboxyl group, the content ratio of the structural unit having a (meth)acryloyloxy group as a crosslinkable group is 10 mol% to 70 mol of the total structural units of the polymer having a carboxyl group. %, more preferably 20 mol% to 50 mol%.
When the ratio of structural units having (meth)acryloyloxy groups is within the above range, heat resistance and development defects during development are reduced, and generation of development residues can be suppressed.
上記構造単位(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。 The structural unit (U3) is preferably a structural unit derived from a polymerizable unsaturated compound having a silyl group (hereinafter referred to as "compound (u3)").
上記化合物(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。
上記化合物(u3)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
Examples of the compound (u3) include 3-(meth)acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-(meth)acryloyloxypropylethyldimethoxysilane, 3-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, and 3-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane. ) acryloyloxypropyltriethoxysilane and the like.
The above compound (u3) can be used alone or in combination of two or more.
上記構造単位(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。
上記化合物(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員環又は含酸素複素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。これらの具体例としては、(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;
(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;
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;
含酸素複素5員環又は含酸素複素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;
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;
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;
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、それぞれ挙げることができる。
The above structural unit (U4) is a structural unit other than the above (U1) to (U3), and is a polymerizable unsaturated compound other than the above (u1) to (u3) (hereinafter referred to as "compound (u4)"). It is preferable that it is a structural unit derived from.
Examples of the compound (u4) include (meth)acrylic acid alkyl ester, (meth)acrylic acid cycloalkyl ester, (meth)acrylic acid aryl ester, (meth)acrylic acid aralkyl ester, unsaturated dicarboxylic acid dialkyl ester, Examples include (meth)acrylic acid esters, vinyl aromatic compounds, conjugated diene compounds, and other polymerizable unsaturated compounds having a 5-membered oxygen-containing heterocycle or a 6-membered oxygen-containing heterocycle. Specific examples of these include (meth)acrylic acid alkyl esters such as methyl acrylate, n-propyl (meth)acrylate, i-propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, ( sec-butyl meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, etc.;
Examples of the (meth)acrylic acid cycloalkyl ester include cyclohexyl (meth)acrylate, 2-methylcyclohexyl (meth)acrylate, and tricyclo[5.2.1.02,6]decane-8- (meth)acrylate. yl, 2-(tricyclo[5.2.1.02,6]decane-8-yloxy)ethyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, etc.;
As the (meth)acrylic acid aryl ester, for example, phenyl acrylate, etc.;
As the (meth)acrylic acid aralkyl ester, for example, benzyl (meth)acrylate, etc.;
Examples of unsaturated dicarboxylic acid dialkyl esters include diethyl maleate, diethyl fumarate, etc.;
Examples of (meth)acrylic acid esters having an oxygen-containing 5-membered heterocycle or an oxygen-containing 6-membered heterocycle include tetrahydrofuran-2-yl (meth)acrylate, tetrahydropyran-2-yl (meth)acrylate, and (meth)acrylate. ) 2-methyltetrahydropyran-2-yl acrylate, etc.;
As a vinyl aromatic compound, for example, styrene, α-methylstyrene, etc.;
As a conjugated diene compound, for example, 1,3-butadiene, isoprene, etc.;
Examples of other polymerizable unsaturated compounds include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, and methacrylamide.
上記化合物(u4)としては、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。
上記化合物(u4)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
From the viewpoint of copolymerization reactivity, the above compound (u4) includes n-butyl methacrylate, 2-methylglycidyl methacrylate, benzyl methacrylate, and tricyclo[5.2.1.02,6]decane-8 methacrylate. -yl, styrene, p-methoxystyrene, tetrahydrofuran-2-yl methacrylate, 1,3-butadiene and the like are preferred.
The above compound (u4) can be used alone or in combination of two or more.
上記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。
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%、更に好ましくは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%、更に好ましくは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%、更に好ましくは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%、更に好ましくは25モル%~50モル%
The above-mentioned carboxyl group-containing polymer can be synthesized by copolymerizing a mixture of polymerizable unsaturated compounds containing the above-mentioned compounds (u1) to (u4) in the following proportions.
Compound (u1): preferably 0.1 mol% to 30 mol%, more preferably 1 mol% to 20 mol%, even more preferably 5 mol% to 15 mol%
Compound (u2): preferably 1 mol% to 95 mol%, more preferably 10 mol% to 60 mol%, even more preferably 20 mol% to 30 mol%
Compound (u3): preferably 50 mol% or less, more preferably 1 mol% to 40 mol%, even more preferably 10 mol% to 30 mol%
Compound (u4): preferably 80 mol% or less, more preferably 1 mol% to 60 mol%, even more preferably 25 mol% to 50 mol%
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。 In addition, by reacting a (meth)acrylic acid ester having an epoxy group with the carboxyl group in the structural unit derived from compound (u1) in the obtained copolymer, a (meth)acryloyloxy group can be formed. It can have a structural unit having the following structure.
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。 A polymerizable composition containing a polymer having a carboxyl group obtained by copolymerizing a mixture of polymerizable unsaturated compounds containing compounds (u1) to (u4) in the above range has good coating properties. This method is preferable because high resolution can be achieved without impairing the image quality, and a cured film with highly balanced properties can be provided even with a high-definition pattern.
カルボキシル基を有する重合体の重量平均分子量(Mw)としては、所望の現像性を得られるものであればよく、例えば、上記「2.チオール反応性を有する重合性成分」の「(1)ラジカル重合成分」中の高分子量化合物の分子量と同様とすることができる。上記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。 The weight average molecular weight (Mw) of the polymer having a carboxyl group may be any weight average molecular weight (Mw) as long as the desired developability can be obtained. The molecular weight can be the same as the molecular weight of the high molecular weight compound in the polymerization component. By using the above polymer, high resolution can be achieved without sacrificing good coating properties, so even with a high-definition pattern, a cured film with highly balanced properties can be provided. becomes.
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。 A polymer having a carboxyl group can be produced by polymerizing a mixture of the above polymerizable unsaturated compounds, preferably in a suitable solvent, preferably in the presence of a radical polymerization initiator.
上記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、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、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。 Examples of the solvent used in the above polymerization include diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl Examples include ether acetate, 3-methoxybutyl acetate, cyclohexanol acetate, benzyl alcohol, and 3-methoxybutanol. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
上記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、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。 The radical polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2 '-Azobis-(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 4,4'-azobis(4-cyanovaleric acid), dimethyl-2,2'-azobis(2-methylpropionate), 2, Examples include azo compounds such as 2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile). These radical polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
上記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の重合体U-1及び重合体U-2を挙げることができる。 Preferred examples of the carboxyl group-containing polymer include the following polymer U-1 and polymer U-2.
[重合体U-1]
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、緩やかに撹拌しつつ、溶液の温度を80℃に上昇させた。80℃で4時間保持した後、溶液の温度を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る。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分間撹拌後、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Mw9000の重合体U-1を挙げることができる。
上記重合体U-1は、構造単位(U1)、構造単位(U2)及び構造単位(U4)を有するものである。
[Polymer U-1]
A flask equipped with a cooling tube and a stirrer was charged with 4 parts by mass of 2,2'-azobisisobutyronitrile and 190 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate, followed by 55 parts by mass of methacrylic acid, 45 parts by mass of benzyl methacrylate, In addition, 2 parts by mass of α-methylstyrene dimer as a molecular weight regulator was charged, and the temperature of the solution was raised to 80° C. while stirring gently. After maintaining the temperature at 80° C. for 4 hours, the temperature of the solution is raised to 100° C., and this temperature is maintained for 1 hour for polymerization to obtain a solution containing the copolymer. Next, 1.1 parts by mass of tetrabutylammonium bromide and 0.05 parts by mass of 4-methoxyphenol as a polymerization inhibitor were added to the solution containing this copolymer, and after stirring at 90°C for 30 minutes in an air atmosphere, methacrylic Examples include polymer U-1 having a weight average molecular weight Mw of 9000 obtained by adding 74 parts by mass of glycidyl acid and reacting at 90° C. for 10 hours.
The polymer U-1 has a structural unit (U1), a structural unit (U2), and a structural unit (U4).
[重合体U-2]
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、更にメタクリル酸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℃に上昇する。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Mw12000の重合体U-2を挙げることができる。
上記重合体U-2は、構造単位(U1)、構造単位(U2)、構造単位(U3)及び構造単位(U4)を有するものである。
[Polymer U-2]
A flask equipped with a cooling tube and a stirrer was charged with 5 parts by mass of 2,2'-azobisisobutyronitrile and 250 parts by mass of 3-methoxybutyl acetate, and further 18 parts by mass of methacrylic acid and 5.2 parts by mass of tricyclomethacrylate. .1.02.6] 25 parts by mass of decane-8-yl, 5 parts of styrene, 20 parts by mass of 3-acryloxypropyltrimethoxysilane and 32 parts by mass of glycidyl methacrylate were charged, the atmosphere was replaced with nitrogen, and the mixture was gently stirred. while increasing the temperature of the solution to 80°C. Polymer U-2 having a weight average molecular weight Mw of 12,000 obtained by polymerizing while maintaining this temperature for 5 hours can be mentioned.
The polymer U-2 has a structural unit (U1), a structural unit (U2), a structural unit (U3), and a structural unit (U4).
上記カルボキシル基を有する重合体の含有量としては、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、例えば、組成物の固形分100質量部中に10質量部以上90質量部以下とすることができる。
また、上記カルボキシル基を有する重合体及び重合性成分Bの合計の含有量は、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、例えば、組成物の固形分100質量部中に合計で10質量部以上99質量部以下とすることができる。
The content of the polymer having a carboxyl group is appropriately selected depending on the purpose of use and is not particularly limited, but for example, it should be 10 parts by mass or more and 90 parts by mass or less in 100 parts by mass of solid content of the composition. Can be done.
Further, the total content of the polymer having a carboxyl group and the polymerizable component B is appropriately selected depending on the purpose of use and is not particularly limited. It can be set to 99 parts by mass or more and 99 parts by mass or less.
5.その他の成分
また、上記組成物は、上記化合物A、重合性成分B及び重合開始剤以外に、必要に応じてその他の成分を含むことができる。
上記その他の成分としては、重合性基を有しない重合体、上記各成分を溶解又は分散する溶剤、着色剤等を挙げることができる。
5. Other Components In addition to the compound A, polymerizable component B, and polymerization initiator, the composition may contain other components as necessary.
Examples of the above-mentioned other components include a polymer having no polymerizable group, a solvent for dissolving or dispersing each of the above-mentioned components, and a coloring agent.
(1)重合性基を有しない重合体
上記重合体は、重合性基を有しないものである。
ここで、重合性基としては、ラジカル重合性基、カチオン重合性基を挙げることができる。
このような重合体としては、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルサルホン、ポリビニルブチラール、ポリフェニレンエーテル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ノルボルネン系樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、イソブチレン無水マレイン酸共重合樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリニビルピロリドン等の熱可塑性樹脂を挙げることができる。
上記重合体としては、上記重合性成分Bの重合物も用いることができる。
また、上記重合体としては、上記カルボキシル基を有する重合体のうち、架橋性基を有する構造単位を含まないものも用いることができる。
(1) Polymer without polymerizable group The above polymer does not have polymerizable group.
Here, examples of the polymerizable group include a radically polymerizable group and a cationic polymerizable group.
Examples of such polymers include polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyether sulfone, polyvinyl butyral, polyphenylene ether, polyamide, polyamideimide, polyetherimide, norbornene resin, acrylic resin, and methacrylic resin. , isobutylene maleic anhydride copolymer resin, cyclic olefin resin, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polynivirpyrrolidone, and other thermoplastic resins.
As the above polymer, a polymer of the above polymerizable component B can also be used.
Further, as the above-mentioned polymer, among the above-mentioned carboxyl group-containing polymers, those that do not contain a structural unit having a crosslinkable group can also be used.
上記重合体の重量平均分子量(Mw)は、組成物の用途等に応じて適宜設定されるものであるが、例えば、1500以上とすることができ、1500以上300000以下とすることができる。
上記重合体の含有量は、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、例えば、組成物の固形分100質量部中に10質量部以上90質量部以下とすることができる。
また、上記重合体及び重合性成分Bの合計の含有量は、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、例えば、組成物の固形分100質量部中に合計で10質量部以上99質量部以下とすることができる。
The weight average molecular weight (Mw) of the above polymer is appropriately set depending on the use of the composition, etc., and can be, for example, 1,500 or more, and 1,500 or more and 300,000 or less.
The content of the above-mentioned polymer is appropriately selected depending on the purpose of use and is not particularly limited, but can be, for example, 10 parts by mass or more and 90 parts by mass or less in 100 parts by mass of solid content of the composition.
Further, the total content of the polymer and polymerizable component B is appropriately selected depending on the purpose of use and is not particularly limited, but for example, the total content is 10 parts by mass or more in 100 parts by mass of the solid content of the composition. It can be less than or equal to parts by mass.
(2)溶剤
上記溶剤としては、25℃、大気圧下で液状であり、組成物の各成分を分散又は溶解可能なものである。
また、上記溶剤は、ラジカル重合性基、カチオン重合性基等の重合性基を有しないものである。
したがって、例えば、重合性成分Bのうち、25℃、大気圧下で液状であるものは、上記溶剤に該当しないものである。
このような溶剤としては、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媒;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媒;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媒;メタノール、エタノール、イソ-又はn-プロパノール、イソ-又はn-ブタノール、アミルアルコール等のアルコール系溶媒;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媒;ベンゼン、トルエン、キシレン等のBTX系溶媒;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媒;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媒;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媒;クロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素系溶媒;カルビトール系溶媒;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;N-メチルピロリドン;ジメチルスルホキシド等の有機溶剤が挙げられる。
また、上記溶剤としては、水を含むものであってもよい。
これらのなかでも、ケトン類、エーテルエステル系溶媒等、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(以下、「PGMEA」又は「プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート」ともいう)、シクロヘキサノン等の有機溶剤が、化合物A等との相溶性が良好である観点から好ましい。
上記溶剤は1種又は2種以上の混合溶剤として使用することができる。
(2) Solvent The above-mentioned solvent is liquid at 25° C. and atmospheric pressure, and is capable of dispersing or dissolving each component of the composition.
Moreover, the above-mentioned solvent does not have a polymerizable group such as a radically polymerizable group or a cationic polymerizable group.
Therefore, for example, among the polymerizable components B, those that are liquid at 25° C. and atmospheric pressure do not fall under the above-mentioned solvent.
Examples of such solvents include ketones such as methyl ethyl ketone, methyl amyl ketone, diethyl ketone, acetone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, and 2-heptanone; ethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, and 1,2-dimethoxy. Ether solvents such as ethane, 1,2-diethoxyethane, dipropylene glycol dimethyl ether; methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, cyclohexyl acetate, ethyl lactate, dimethyl succinate, Ester solvents such as texanol; Cellosolve solvents such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether; Alcohol solvents such as methanol, ethanol, iso- or n-propanol, iso- or n-butanol, and amyl alcohol; ethylene Ether ester solvents such as glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxybutyl ether acetate, ethoxyethyl ether propionate; BTX solvents such as benzene, toluene, and xylene; Aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, octane, and cyclohexane; Terpene hydrocarbon oils such as turpentine oil, D-limonene, and pinene; Mineral spirit, Swasol #310 ( paraffinic solvents such as Cosmo Matsuyama Oil Co., Ltd.) and Solvesso #100 (Exxon Chemical Co., Ltd.); halogenated aliphatic hydrocarbon solvents such as carbon tetrachloride, chloroform, trichloroethylene, methylene chloride, and 1,2-dichloroethane; chlorobenzene, etc. Halogenated aromatic hydrocarbon solvent; carbitol solvent; aniline; triethylamine; pyridine; acetic acid; acetonitrile; carbon disulfide; N,N-dimethylformamide; N,N-dimethylacetamide; N-methylpyrrolidone; dimethylsulfoxide, etc. Examples include organic solvents.
Moreover, the above-mentioned solvent may contain water.
Among these, organic solvents such as ketones, ether ester solvents, especially propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate (hereinafter also referred to as "PGMEA" or "propylene glycol monomethyl ether acetate") and cyclohexanone are used. , is preferable from the viewpoint of good compatibility with Compound A and the like.
The above solvents can be used alone or as a mixed solvent of two or more.
上記溶剤の含有量としては、パターニング精度及び耐熱性により優れた組成物となるものであればよい。
上記含有量は、例えば、本発明の組成物100質量部中に、10質量部以上95質量部以下とすることができ、40質量部以上95質量部以下であることが好ましく、60質量部以上90質量部以下であることが好ましい。上記含有量であることで、組成物は、塗布性に優れたものとなるからである。
The content of the above-mentioned solvent may be any content as long as it provides a composition with better patterning accuracy and heat resistance.
The above content can be, for example, 10 parts by mass or more and 95 parts by mass or less, preferably 40 parts by mass or more and 95 parts by mass or less, and 60 parts by mass or more, in 100 parts by mass of the composition of the present invention. It is preferably 90 parts by mass or less. This is because with the above content, the composition has excellent coating properties.
(3)シランカップリング剤
上記組成物は、必要に応じてシランカップリング剤を含むことができる。
このようなシランカップリング剤としては、分子量が100以上1000以下のものを用いることができ、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、なかでも、KBE-9007、KBM-502、KBE-403等、イソシアネート基、メタクリロイル基、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。
上記シランカップリング剤のうちメタクリロイル基、エポキシ基等を含むものであっても、重合性成分Bには含まれないものである。
(3) Silane coupling agent The above composition can contain a silane coupling agent as necessary.
As such a silane coupling agent, one having a molecular weight of 100 or more and 1000 or less can be used, and for example, a silane coupling agent manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. can be used, and among them, KBE-9007, KBM-502, A silane coupling agent having an isocyanate group, a methacryloyl group, or an epoxy group, such as KBE-403, is preferably used.
Among the above-mentioned silane coupling agents, even those containing methacryloyl groups, epoxy groups, etc. are not included in the polymerizable component B.
(4)着色剤
上記組成物は、必要に応じて、着色剤を含むことができる。
上記着色剤としては、顔料、染料、天然色素等が挙げられる。これらの着色剤は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
(4) Colorant The above composition may contain a colorant, if necessary.
Examples of the coloring agent include pigments, dyes, natural pigments, and the like. These colorants can be used alone or in combination of two or more.
上記顔料としては、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、チャンネル法若しくはサーマル法によって得られるカーボンブラック、又はアセチレンブラック、ケッチェンブラック若しく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又は被覆したもの、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又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及びCO2から算出した全酸素量が、カーボンブラックの表面積100m2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、ペリレンブラック、ラクタムブラック、シアニンブラック;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、アンバー等の有機又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又は複数を混合して用いることができる。 Examples of the pigments include nitroso compounds; nitro compounds; azo compounds; diazo compounds; xanthene compounds; quinoline compounds; anthraquinone compounds; coumarin compounds; phthalocyanine compounds; isoindolinone compounds; isoindoline compounds; quinacridone compounds; Compounds; perylene compounds; diketopyrrolopyrrole compounds; thioindigo compounds; dioxazine compounds; triphenylmethane compounds; quinophthalone compounds; naphthalenetetracarboxylic acid; metal complex compounds of azo dyes and cyanine dyes; lake pigments; furnace method, channel method or thermal carbon black obtained by a method, or carbon black such as acetylene black, Ketjen black, or lamp black; carbon black prepared by adjusting or coating the above carbon black with an epoxy resin, dispersing the above carbon black in a resin in a solvent in advance, ~200mg/g of resin adsorbed, carbon black with acidic or alkaline surface treatment, average particle size of 8 nm or more and DBP oil absorption of 90ml/100g or less, CO in volatile matter at 950°C and those whose total oxygen amount calculated from CO 2 is 9 mg or more per 100 m 2 of surface area of carbon black; graphite, graphitized carbon black, activated carbon, carbon fiber, carbon nanotube, carbon microcoil, carbon nanohorn, carbon aerogel, fullerene ;Aniline black, pigment black 7, titanium black, perylene black, lactam black, cyanine black; chromium oxide green, miloli blue, cobalt green, cobalt blue, manganese, ferrocyanide, phosphate ultramarine, navy blue, ultramarine, cerulean Organic or inorganic pigments such as blue, pyridian, emerald green, lead sulfate, yellow lead, zinc yellow, red iron oxide (red iron (III) oxide), cadmium red, synthetic iron black, and amber can be used. These pigments can be used alone or in combination.
上記顔料としては、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、72;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、211、215、231;ピグメントグリ-ン7、10、36、58、59、62、63;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;ピグメントバイオレット19、23、29等が挙げられる。 As the pigment, commercially available pigments can also be used, such as Pigment Red 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; Pigment Orange 13, 31, 34, 36, 38, 43, 46, 48, 49, 51, 52, 55, 59, 60, 61, 62, 64, 65, 71, 72; Pigment Yellow 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, 211, 215, 231; Pigment Green 7, 10, 36, 58, 59, 62, 63; Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:5, 15:6, Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 50; Pigment Violet 19, 23, 29, and the like.
上記染料としては、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。 The above dyes include azo dyes, anthraquinone dyes, indigoid dyes, triarylmethane dyes, xanthene dyes, alizarin dyes, acridine dyes, stilbene dyes, thiazole dyes, naphthol dyes, quinoline dyes, nitro dyes, indamine dyes, oxazine dyes, and phthalocyanine dyes. , cyanine dye, etc., and a plurality of these may be used in combination.
上記着色剤の含有量は、所望の発色の硬化物を得られるものであればよく、例えば、上記組成物の固形分100質量部中に、1質量部以上80質量部以下であることが好ましく、なかでも、5質量部以上60質量部以下であることが好ましく、特に、10質量部以上50質量部以下であることが好ましい。
また、上記着色剤の含有量は、所望の発色の硬化物を得られるものであればよく、例えば、上記重合性成分B100質量部に対して、1質量部以上350質量部以下であることが好ましく、なかでも、10質量部以上250質量部以下であることが好ましく、特に、20質量部以上200質量部以下であることが好ましい。
The content of the above-mentioned coloring agent may be any content as long as it can obtain a cured product with desired coloration, and for example, it is preferably 1 part by mass or more and 80 parts by mass or less in 100 parts by mass of solid content of the above-mentioned composition. Among them, it is preferably 5 parts by mass or more and 60 parts by mass or less, and particularly preferably 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less.
Further, the content of the colorant may be any content as long as it can obtain a cured product with a desired color, and for example, it may be 1 part by mass or more and 350 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polymerizable component B. The content is preferably 10 parts by mass or more and 250 parts by mass or less, particularly preferably 20 parts by mass or more and 200 parts by mass or less.
(5)添加剤
上記その他の成分としては、着色剤、無機化合物、着色剤及び無機化合物等を分散させる分散剤、連鎖移動剤、増感剤、界面活性剤、シランカップリング剤、メラミン等の添加剤を挙げることができる。
上記添加剤については、公知の材料を用いることができ、例えば、国際公開第2014/021023号公報に記載のものを用いることができる。
上記添加剤としては、紫外線吸収剤、酸化防止剤等も用いることができる。
上記紫外線吸収剤としては、加熱処理等により、紫外線吸収能や酸化防止機能が発現する潜在性紫外線吸収剤、潜在性酸化防止剤も用いることができる。
このような潜在性紫外線吸収剤及び潜在性酸化防止剤としては、例えば、国際公開第2014/021023号公報に記載の潜在性添加剤として記載されるものを用いることができる。
(5) Additives Other ingredients mentioned above include colorants, inorganic compounds, dispersants for dispersing colorants and inorganic compounds, chain transfer agents, sensitizers, surfactants, silane coupling agents, melamine, etc. Additives may be mentioned.
For the additive, known materials can be used, and for example, those described in International Publication No. 2014/021023 can be used.
As the above-mentioned additives, ultraviolet absorbers, antioxidants, etc. can also be used.
As the above-mentioned ultraviolet absorber, a latent ultraviolet absorber or a latent antioxidant that exhibits ultraviolet absorbing ability or antioxidant function by heat treatment or the like can also be used.
As such latent ultraviolet absorbers and latent antioxidants, those described as latent additives described in International Publication No. 2014/021023 can be used, for example.
上記添加剤の合計含有量は、組成物の固形分100質量部中に30質量部以下とすることができる。 The total content of the above additives can be 30 parts by mass or less in 100 parts by mass of solid content of the composition.
6.製造方法
上記組成物の製造方法は、上記各成分を所望の含有量で配合可能な方法であればよく、上記各成分を同時に添加して混合する方法であってもよく、各成分を順次添加しながら混合する方法であってもよい。
6. Manufacturing method The method for manufacturing the above-mentioned composition may be any method as long as it is possible to mix each of the above-mentioned components in a desired content, and it may be a method of adding and mixing each of the above-mentioned components at the same time, or a method of adding each component in sequence. It may also be a method of mixing while
上記組成物の用途等については、上記「A.化合物」の項に記載のチオール発生剤が添加される組成物の用途と同様とすることができる。 The uses of the above composition can be the same as those of the composition to which the thiol generator described in the section "A. Compound" is added.
D.硬化物
次に、本発明の硬化物について説明する。
本発明の硬化物は、上述の組成物の硬化物であることを特徴とするものである。
D. Cured Product Next, the cured product of the present invention will be explained.
The cured product of the present invention is characterized by being a cured product of the above-mentioned composition.
本発明によれば、上記硬化物は、上述の組成物を用いることで、パターニング精度及び耐熱性に優れたものとなる。 According to the present invention, the cured product has excellent patterning accuracy and heat resistance by using the above-mentioned composition.
本発明の硬化物は、上述の組成物を用いるものである。
上記組成物の内容については、上記「C.組成物」の項に記載の内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
The cured product of the present invention uses the above-mentioned composition.
The contents of the composition can be the same as those described in the section "C. Composition" above, so the explanation here will be omitted.
上記硬化物は、重合性成分B同士が重合した重合体を有するものである。 The cured product has a polymer in which the polymerizable components B are polymerized with each other.
上記硬化物に含まれる未反応の重合性成分Bの残存率としては、硬化物の用途等に応じて適宜設定されるものであるが、例えば、硬化物100質量部中に10質量部以下であり、1質量部以下であることが好ましい。硬化物は耐熱性に優れたものとなるからである。 The residual rate of unreacted polymerizable component B contained in the cured product is appropriately set depending on the use of the cured product, etc., but for example, it is not more than 10 parts by mass in 100 parts by mass of the cured product. The content is preferably 1 part by mass or less. This is because the cured product has excellent heat resistance.
上記硬化物に含まれる化合物Aは、チオール基が保護基R1で保護されたもの、保護基R1が脱離してチオール基が発生しているもの、重合性成分B同士を架橋しているものであってもよい。
ここで、化合物Aが上記重合性成分B同士を架橋しているとは、R1脱離後の化合物Aが、重合性成分B同士を架橋している状態をいうものである。
また、架橋は、R1脱離により化合物Aから発生したチオール基が、重合性成分Bのチオール反応性を有する基とチオール・エン反応等により共有結合を形成している状態をいうものである。
本発明においては、上記化合物Aが、重合性成分B同士を架橋しているものであることが好ましい。上記硬化物は耐熱性に優れたものとなるからである。
なお、上記化合物Aが架橋する対象となる重合性成分Bは、下記(1)及び(2)の少なくとも一方を含むものである。
(1)重合性成分B同士で重合せずに残存した未反応の重合性成分B
(2)重合性成分B同士が重合した重合体のうち、チオール反応性基を有するもの
Compound A contained in the cured product has a thiol group protected by a protecting group R1 , a compound in which a thiol group is generated by removing the protecting group R1 , and a compound in which the polymerizable components B are cross-linked. It may be something.
Here, the term "compound A crosslinking the polymerizable components B" refers to a state in which the compound A after R 1 is eliminated crosslinks the polymerizable components B together.
Further, crosslinking refers to a state in which a thiol group generated from compound A due to R1 elimination forms a covalent bond with a thiol-reactive group of polymerizable component B through a thiol-ene reaction, etc. .
In the present invention, it is preferable that the compound A is one in which the polymerizable components B are crosslinked with each other. This is because the cured product has excellent heat resistance.
The polymerizable component B to which the compound A is crosslinked contains at least one of the following (1) and (2).
(1) Unreacted polymerizable component B remaining without polymerizing with polymerizable component B
(2) Among polymers in which polymerizable components B are polymerized, those having a thiol-reactive group
上記硬化物の平面視形状については、上記硬化物の用途等に応じて適宜設定することができ、例えば、ドット状、ライン状等のパターン状であることが好ましい。本発明のパターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能との効果をより効果的に発揮できるからである。 The planar shape of the cured product can be appropriately set depending on the use of the cured product, and is preferably in a pattern such as a dot shape or a line shape. This is because the effect of being able to form a composition with excellent patterning accuracy and heat resistance of the present invention can be more effectively exhibited.
上記硬化物の用途等については、上記「A.化合物」の項に記載の内容と同様とすることができる。 The use of the cured product can be the same as described in the section "A. Compound" above.
上記硬化物の製造方法としては、上記組成物の硬化物を所望の形状となるように形成できる方法であれば特に限定されるものではない。
このような製造方法としては、例えば、後述する「E.硬化物の製造方法」の項に記載の製造方法を用いることができる。
The method for producing the cured product is not particularly limited as long as it is a method that can form the cured product of the composition into a desired shape.
As such a manufacturing method, for example, the manufacturing method described in the section "E. Manufacturing method of cured product" described later can be used.
E.硬化物の製造方法
次に、本発明の硬化物の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、架橋する工程を含むものである。
以下、本発明の製造方法の各工程について詳細に説明する。
E. Method for producing a cured product Next, a method for producing a cured product of the present invention will be described.
The manufacturing method of the present invention includes a step of crosslinking.
Each step of the manufacturing method of the present invention will be explained in detail below.
1.架橋する工程
本発明の製造方法における架橋する工程は、上記一般式(A)で表される化合物により上記重合性成分B同士を架橋する工程である。
本工程における架橋する方法としては、化合物Aから保護基R1を脱離して、発生したチオール基により重合性成分B同士を架橋できる方法であればよく、例えば、上記化合物Aを加熱処理する方法を挙げることができる。
上記化合物Aを加熱する加熱温度等については、化合物AからR1を脱離できる温度状況等であればよく、例えば、上記「A.化合物」の項に記載の内容と同様とすることができる。
上記化合物Aを加熱処理する方法としては、上記組成物又はその硬化物(後述する重合する工程後の組成物)を、オーブン等の公知の加熱手段を用いて加熱する方法を用いることができる。
また、上記架橋する工程は、後述するポストベーク工程と同時に行うものであってもよい。
なお、本工程により架橋される重合性成分Bは、本工程が、後述する重合する工程後に実施される場合には、下記(1)及び(2)の少なくとも一方を含むものである。
(1)重合性成分B同士で重合せずに残存した未反応の重合性成分B
(2)重合性成分B同士が重合した重合体のうち、チオール反応性基を有するもの
1. Crosslinking step The crosslinking step in the production method of the present invention is a step of crosslinking the polymerizable components B together using the compound represented by the general formula (A).
The crosslinking method in this step may be any method that can remove the protective group R 1 from compound A and crosslink the polymerizable components B with each other using the generated thiol group, for example, a method of heat treating the above compound A. can be mentioned.
The heating temperature for heating the compound A may be any temperature condition that allows R 1 to be desorbed from the compound A, and for example, it may be the same as described in the section "A. Compound" above. .
As a method for heat-treating the compound A, a method can be used in which the composition or a cured product thereof (the composition after the polymerization step described below) is heated using a known heating means such as an oven.
Moreover, the step of crosslinking may be performed simultaneously with the post-bake step described below.
Note that the polymerizable component B to be crosslinked in this step contains at least one of the following (1) and (2) when this step is performed after the polymerization step described below.
(1) Unreacted polymerizable component B remaining without polymerizing with polymerizable component B
(2) Among polymers in which polymerizable components B are polymerized, those having a thiol-reactive group
2.重合する工程
上記硬化物の製造方法は、上記重合性成分B同士を重合する工程を有することが好ましい。パターニング精度及び耐熱性により優れたものとなるからである。
本工程における上記重合性成分B同士の重合方法としては、重合性成分B同士を重合可能な方法であればよく、例えば、上記組成物として、重合性成分Bと共に重合開始剤を含むものを用いる方法を挙げることができる。
上記重合方法は、ラジカル重合開始剤の種類に応じて異なるものである。
例えば、上記組成物が、重合開始剤として光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤等の光重合開始剤を含む場合には、組成物に対して光照射を行い、重合性成分B同士を重合する方法を用いることができる。
組成物に照射される光としては、波長300nm~450nmの光を含むものとすることができる。
上記光照射の光源としては、例えば、超高圧水銀、水銀蒸気アーク、カーボンアーク、キセノンアーク等を挙げることができる。
上記照射される光としては、レーザー光を用いてもよい。レーザー光としては、波長340~430nmの光を含むものを用いることができる。
レーザー光の光源としては、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムネオンレーザー、YAGレーザー、及び半導体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ることができる。
なお、これらのレーザーを使用する場合には、上記組成物は、可視から赤外の当該領域を吸収する増感色素を含むことができる。
2. Step of Polymerizing The method for producing the cured product preferably includes a step of polymerizing the polymerizable components B together. This is because the patterning accuracy and heat resistance are excellent.
The method of polymerizing the polymerizable components B in this step may be any method as long as the polymerizable components B can be polymerized with each other. For example, the composition may contain a polymerization initiator together with the polymerizable component B. Here are some methods.
The above polymerization method differs depending on the type of radical polymerization initiator.
For example, when the above composition contains a photopolymerization initiator such as a photoradical polymerization initiator or a photocationic polymerization initiator, the composition is irradiated with light to separate the polymerizable components B from each other. A method of polymerization can be used.
The light irradiated onto the composition may include light with a wavelength of 300 nm to 450 nm.
Examples of the light source for the light irradiation include ultra-high pressure mercury, mercury vapor arc, carbon arc, xenon arc, and the like.
Laser light may be used as the irradiated light. As the laser light, one containing light with a wavelength of 340 to 430 nm can be used.
As the laser light source, those that emit light in the visible to infrared region, such as argon ion laser, helium neon laser, YAG laser, and semiconductor laser, can also be used.
In addition, when using these lasers, the said composition can contain the sensitizing dye which absorbs the said range from visible to infrared.
上記重合方法は、例えば、組成物が、重合開始剤として熱ラジカル重合開始剤、熱カチオン重合開始剤等の熱重合開始剤を含む場合には、組成物に対して加熱処理を行い、重合性成分B同士を重合する方法を用いることができる。
加熱温度としては、上記組成物を安定的に硬化できるものであればよく、60℃以上、好ましくは100℃以上300℃以下とすることができる。
加熱時間としては、10秒~3時間程度行うことができる。
In the above polymerization method, for example, when the composition contains a thermal polymerization initiator such as a thermal radical polymerization initiator or a thermal cationic polymerization initiator, the composition is heat-treated and polymerizable. A method of polymerizing components B together can be used.
The heating temperature may be any temperature as long as it can stably cure the composition, and may be 60°C or higher, preferably 100°C or higher and 300°C or lower.
The heating time can be about 10 seconds to 3 hours.
上記重合方法の種類は、1種類のみを含むものであってもよく、2種類以上を含むものであってもよい。 The types of polymerization methods described above may include only one type, or may include two or more types.
上記重合する工程の実施タイミングは、上記架橋する工程の前及び後のいずれであってもよいが、パターニング精度よく、パターン状硬化物を製造することができるとの観点からは、上記架橋する工程の前であることが好ましい。 The timing of performing the polymerization step may be before or after the crosslinking step, but from the viewpoint of producing a patterned cured product with good patterning accuracy, the crosslinking step Preferably before.
3.その他の工程
上記硬化物の製造方法は、上記架橋する工程及び重合する工程以外に、必要に応じてその他の工程を含むものであってもよい。
上記その他の工程としては、上記重合する工程後に、組成物の塗膜中の未重合部分を除去してパターン状硬化物を得る現像工程、上記重合する工程後に、硬化物を加熱処理するポストベーク工程、上記重合する工程前に、組成物を加熱処理して上記組成物中の溶剤を除去するプリベーク工程、上記重合する工程前に、上記組成物の塗膜を形成する工程等を挙げることができる。
3. Other Steps The method for producing the cured product may include other steps as necessary in addition to the crosslinking and polymerization steps.
The other steps include, after the polymerization step, a development step in which the unpolymerized portion of the coating film of the composition is removed to obtain a patterned cured product, and a post-bake step in which the cured product is heat-treated after the polymerization step. A pre-baking step of heating the composition to remove the solvent in the composition before the polymerization step, a step of forming a coating film of the composition before the polymerization step, etc. can.
上記現像工程における未重合部分を除去する方法としては、例えば、アルカリ現像液を未重合部分に塗布する方法を挙げることができる。
上記アルカリ現像液としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液や、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ現像液として一般的に使用されているものを用いることができる。
上記現像工程の実施タイミングとしては、上記重合する工程後であればよいが、パターニング精度よく、パターン状硬化物を製造することができるとの観点からは、脱離する工程前であることが好ましい。
上記ポストベーク工程における加熱条件としては、重合する工程により得られた硬化物の強度等を向上できるものであればよく、例えば、100℃以上300℃以下とすることができ、120℃以上であることが好ましく、150℃以上であることが好ましく、200℃以上250℃以下で20分間~90分間とすることができる。上記ポストベーク温度が上述の範囲であることで、重合工程後に、上記ポストベーク工程及び架橋する工程を同時に実施することが容易となるからである。
上記プリベーク工程における加熱条件としては、組成物中の溶剤を除去できるものであればよく、例えば、70℃以上150℃以下で30秒~300秒間とすることができる。
また、上記プリベーク工程における加熱条件は、上記化合物Aの脱離温度以下で行われることが、例えば、重合する工程及び架橋する工程をこの順で実施することが容易となる観点から好ましい。このような観点からは、上記プリベーク工程における加熱条件は、150℃未満であることが好ましく、なかでも120℃未満であることが好ましく、特に、100℃未満であることが好ましく、90℃以下であることが好ましい。
上記塗膜を形成する工程で、組成物を塗布する方法としては、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、浸漬等の公知の方法を用いることができる。
上記塗膜は、基材上に形成することができる。
上記基材としては、硬化物の用途等に応じて適宜設定することができ、ソーダガラス、石英ガラス、半導体基板、金属、紙、プラスチック等を含むものを挙げることができる。
また、上記硬化物は、基材上で形成された後、基材から剥離して用いても、基材から他の被着体に転写して用いてもよい。
An example of a method for removing the unpolymerized portion in the development step is a method of applying an alkaline developer to the unpolymerized portion.
As the alkaline developer, those commonly used as alkaline developers such as a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution and a potassium hydroxide aqueous solution can be used.
The development step may be performed after the polymerization step, but from the viewpoint of producing a patterned cured product with good patterning accuracy, it is preferably before the desorption step. .
The heating conditions in the post-baking step may be any conditions as long as they can improve the strength etc. of the cured product obtained in the polymerization step, and may be, for example, 100°C or higher and 300°C or lower, and 120°C or higher. The temperature is preferably 150°C or higher, and can be set at 200°C or higher and 250°C or lower for 20 minutes to 90 minutes. This is because, when the post-bake temperature is within the above-mentioned range, it becomes easy to carry out the post-bake step and the crosslinking step at the same time after the polymerization step.
The heating conditions in the prebaking step may be any condition as long as the solvent in the composition can be removed, and may be, for example, 70° C. or higher and 150° C. or lower for 30 seconds to 300 seconds.
Moreover, it is preferable that the heating conditions in the prebaking step be performed at a temperature below the desorption temperature of the compound A, from the viewpoint that, for example, the polymerization step and the crosslinking step can be easily performed in this order. From this point of view, the heating conditions in the pre-baking step are preferably lower than 150°C, particularly preferably lower than 120°C, particularly preferably lower than 100°C, and particularly preferably lower than 90°C. It is preferable that there be.
In the step of forming the coating film, known methods such as spin coater, roll coater, bar coater, die coater, curtain coater, various printing methods, and dipping methods can be used to apply the composition.
The above coating film can be formed on a base material.
The above-mentioned base material can be appropriately selected depending on the intended use of the cured product, and examples thereof include soda glass, quartz glass, semiconductor substrates, metals, paper, plastics, and the like.
Moreover, after the cured product is formed on a base material, it may be peeled off from the base material and used, or it may be used after being transferred from the base material to another adherend.
4.その他
上記製造方法により製造される硬化物及びその用途等については、上記「D.組成物」の項に記載の内容と同様とすることができる。
4. Others The cured product produced by the above production method and its uses can be the same as those described in the above "D. Composition" section.
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiments. The above-mentioned embodiments are illustrative, and any embodiment that has substantially the same configuration as the technical idea stated in the claims of the present invention and has similar effects is the present invention. within the technical scope of the invention.
以下、実施例等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に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[実施例1]
下記式(A6-1’)で表される多官能チオール(四国化成製TS-G)0.01mol、二炭酸ジ-tert-ブチル0.05mol及びピリジン30gを混合し、窒素雰囲気下、室温で4-ジメチルアミノピリジン0.002molを加え、60℃で3時間撹拌した。室温まで冷却後、反応液をイオン交換水150gに注ぎ、クロロホルム200gを加えて油水分離を行った。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、60℃で3時間減圧乾燥させ、溶剤を留去することで、下記式(A6-1)で表される化合物を得た。得られた化合物が下記式(A6-1)で表される化合物であることは、1H-NMRにて確認した。結果を下記表1に示す。
[Example 1]
0.01 mol of a polyfunctional thiol represented by the following formula (A6-1') (TS-G manufactured by Shikoku Kasei), 0.05 mol of di-tert-butyl dicarbonate, and 30 g of pyridine were mixed, and the mixture was heated at room temperature under a nitrogen atmosphere. 0.002 mol of 4-dimethylaminopyridine was added, and the mixture was stirred at 60°C for 3 hours. After cooling to room temperature, the reaction solution was poured into 150 g of ion-exchanged water, and 200 g of chloroform was added to perform oil-water separation. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, then dried under reduced pressure at 60° C. for 3 hours, and the solvent was distilled off to obtain a compound represented by the following formula (A6-1). It was confirmed by 1 H-NMR that the obtained compound was a compound represented by the following formula (A6-1). The results are shown in Table 1 below.
[実施例2~6]
上記式(A6-1’)で表される多官能チオールの代わりに、下記式(A4-1’)、(A3b-1’)、(A2-1’)、(A5-1’)及び(A3a-1’)で表される多官能チオールを用いた以外は、実施例1と同様にして、下記式(A4-1)、(A3b-1)、(A2-1)、(A5-1)及び(A3a-1)で表される化合物を得た。得られた化合物が、それぞれ、下記式(A4-1)、(A3b-1)、(A2-1)、(A5-1)及び(A3a-1)で表される化合物であることは、1H-NMRにて確認した。これらのうち(A4-1)、(A2-1)、(A5-1)及び(A3a-1)についての結果を下記表1に示す。
[Examples 2 to 6]
Instead of the polyfunctional thiol represented by the above formula (A6-1'), the following formulas (A4-1'), (A3b-1'), (A2-1'), (A5-1') and ( The following formulas (A4-1), (A3b-1), (A2-1), (A5-1 ) and (A3a-1) were obtained. The obtained compounds are compounds represented by the following formulas (A4-1), ( A3b-1), (A2-1), (A5-1) and (A3a-1), respectively. Confirmed by H-NMR. Among these, the results for (A4-1), (A2-1), (A5-1) and (A3a-1) are shown in Table 1 below.
[実施例7]
下記式(A6-1’)で表される多官能チオール(四国化成製TS-G)0.06molを、500mLの二つ口丸底フラスコに仕込み、減圧乾燥及び窒素置換を行った後、無水DMF(関東化学製)42mL及びトリエチルアミン0.83mLを加え、0℃に冷却した。次いで、フェニルイソシアナート(関東化学製)0.24molを撹拌しながら添加し、30分間撹拌後、室温に戻した。更に、3時間撹拌した後、酢酸エチル600mLを加えた。有機層を、蒸留水300mLを用いて洗浄した。上記洗浄を4回行った後、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して、溶媒を減圧除去した。このようにして得られた反応生成物を60℃で2時間減圧乾燥することで、下記式(A6-2)で表される化合物を得た。得られた化合物が下記式(A6-2)で表される化合物であることは、1H-NMRにて確認した。
[Example 7]
0.06 mol of a polyfunctional thiol represented by the following formula (A6-1') (TS-G manufactured by Shikoku Kasei) was charged into a 500 mL two-neck round bottom flask, dried under reduced pressure and replaced with nitrogen, and then anhydrous. 42 mL of DMF (manufactured by Kanto Kagaku) and 0.83 mL of triethylamine were added, and the mixture was cooled to 0°C. Next, 0.24 mol of phenyl isocyanate (manufactured by Kanto Kagaku) was added with stirring, and after stirring for 30 minutes, the temperature was returned to room temperature. After further stirring for 3 hours, 600 mL of ethyl acetate was added. The organic layer was washed with 300 mL of distilled water. After performing the above washing four times, the organic layer was dried with sodium sulfate, filtered, and the solvent was removed under reduced pressure. The reaction product thus obtained was dried under reduced pressure at 60° C. for 2 hours to obtain a compound represented by the following formula (A6-2). It was confirmed by 1 H-NMR that the obtained compound was a compound represented by the following formula (A6-2).
[実施例8~10]
上記式(A6-1’)で表される多官能チオールの代わりに、下記式(A4-1’)、(A2-1’)及び(A5-1’)で表される多官能チオールを用いた以外は、実施例1と同様にして、下記式(A4-2)、(A2-2)及び(A5-2)で表される化合物を得た。得られた化合物が、それぞれ、下記式(A4-2)、(A2-2)及び(A5-2)で表される化合物であることは、1H-NMRにて確認した。
[Examples 8 to 10]
Instead of the polyfunctional thiol represented by the above formula (A6-1'), polyfunctional thiols represented by the following formulas (A4-1'), (A2-1') and (A5-1') are used. Compounds represented by the following formulas (A4-2), (A2-2) and (A5-2) were obtained in the same manner as in Example 1, except that It was confirmed by 1 H-NMR that the obtained compounds were represented by the following formulas (A4-2), (A2-2), and (A5-2), respectively.
[製造例1]
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、緩やかに撹拌しつつ、溶液の温度を80℃に上昇させた。80℃で4時間保持した後、溶液の温度を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分間撹拌後、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により、重合体U-1を得た(固形分濃度=35.0%)。重合体U-1の重量平均分子量Mwは、9000であった。
上記重合体U-1は、上述の構造単位(U1)、構造単位(U2)及び構造単位(U4)を有するものである。上記重合体U1は、ラジカル重合性化合物であり、酸基を有するものである。
[Manufacture example 1]
A flask equipped with a cooling tube and a stirrer was charged with 4 parts by mass of 2,2'-azobisisobutyronitrile and 190 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate, followed by 55 parts by mass of methacrylic acid, 45 parts by mass of benzyl methacrylate, In addition, 2 parts by mass of α-methylstyrene dimer as a molecular weight regulator was charged, and the temperature of the solution was raised to 80° C. while stirring gently. After maintaining the temperature at 80° C. for 4 hours, the temperature of the solution was raised to 100° C., and this temperature was maintained for 1 hour for polymerization to obtain a solution containing the copolymer. Next, 1.1 parts by mass of tetrabutylammonium bromide and 0.05 parts by mass of 4-methoxyphenol as a polymerization inhibitor were added to the solution containing this copolymer, and after stirring at 90°C for 30 minutes in an air atmosphere, methacrylic Polymer U-1 was obtained by adding 74 parts by mass of glycidyl acid and reacting at 90° C. for 10 hours (solid content concentration = 35.0%). The weight average molecular weight Mw of the polymer U-1 was 9,000.
The polymer U-1 has the above-described structural unit (U1), structural unit (U2), and structural unit (U4). The polymer U1 is a radically polymerizable compound and has an acid group.
[製造例2]青色顔料分散液の製造
分散剤としてDISPERBYK-161(8.4質量部;ビックケミー・ジャパン製)及び着色剤としてピグメントブルー15:6(14質量部)を、PGMEA(77.6質量部)に、ビーズミルを使用して分散させて青色顔料分散液(固形分濃度22.4質量%、固形分中の顔料濃度62.5質量%、溶剤PGMEA)を製造した。
[Production Example 2] Production of blue pigment dispersion DISPERBYK-161 (8.4 parts by mass; manufactured by BYK Chemie Japan) as a dispersant and Pigment Blue 15:6 (14 parts by mass) as a colorant, PGMEA (77.6 parts by mass) parts by mass) using a bead mill to produce a blue pigment dispersion (solid content concentration 22.4% by mass, pigment concentration in solid content 62.5% by mass, solvent PGMEA).
[製造例3]黒色顔料分散液の製造
分散剤としてDISPERBYK-161(11.25質量部;ビックケミー・ジャパン製、固形分濃度40質量%)及び着色剤としてMA100(15質量部;三菱化学製、黒色顔料)を、PGMEA(73.75質量部)に、ビーズミルを使用して分散させて黒色顔料分散液(固形分濃度19.5質量%、固形分中の顔料濃度76.92質量%、溶剤PGMEA)を製造した。
[Production Example 3] Production of black pigment dispersion DISPERBYK-161 (11.25 parts by mass; manufactured by BYK Chemie Japan, solid content concentration 40% by mass) as a dispersant and MA100 (15 parts by mass; manufactured by Mitsubishi Chemical, manufactured by Mitsubishi Chemical) as a coloring agent. black pigment) was dispersed in PGMEA (73.75 parts by mass) using a bead mill to obtain a black pigment dispersion (solid content concentration 19.5 mass%, pigment concentration in solid content 76.92 mass%, solvent PGMEA) was manufactured.
[実施例2-1~2-22及び比較例2-1~2-9]
下記表2~表4に記載の配合に従って、化合物A、チオール化合物、重合性成分B、重合開始剤、顔料分散液、カップリング剤、溶剤を混合し、25℃で1時間撹拌して組成物を得た。
また、各成分は以下の材料を用いた。
なお、表中の配合量は、各成分の質量部を表すものである。
[Examples 2-1 to 2-22 and Comparative Examples 2-1 to 2-9]
According to the formulations shown in Tables 2 to 4 below, compound A, thiol compound, polymerizable component B, polymerization initiator, pigment dispersion, coupling agent, and solvent were mixed and stirred at 25°C for 1 hour to form a composition. I got it.
In addition, the following materials were used for each component.
Note that the blending amounts in the table represent parts by mass of each component.
(化合物A)
A-1:実施例1で製造した、上記一般式(A6-1)で表される化合物
A-2:実施例2で製造した、上記一般式(A4-1)で表される化合物
A-3:実施例3で製造した、上記一般式(A3b-1)で表される化合物
A-4:実施例4で製造した、上記一般式(A2-1)で表される化合物
A-5:実施例5で製造した、上記一般式(A5-1)で表される化合物
A-6:実施例6で製造した、上記一般式(A3a-1)で表される化合物
A-7:実施例7で製造した、上記一般式(A6-2)で表される化合物
A-8:実施例8で製造した、上記一般式(A4-2)で表される化合物
A-9:実施例9で製造した、上記一般式(A2-2)で表される化合物
A-10:実施例10で製造した、上記一般式(A5-2)で表される化合物
(Compound A)
A-1: Compound A-2 produced in Example 1 and represented by the above general formula (A6-1) A-2: Compound A- produced in Example 2 and represented by the above general formula (A4-1) 3: Compound A-4 represented by the above general formula (A3b-1) produced in Example 3: Compound A-5 represented by the above general formula (A2-1) produced in Example 4: Compound A-6 represented by the above general formula (A5-1) produced in Example 5: Compound A-7 represented by the above general formula (A3a-1) produced in Example 6: Example Compound A-8 represented by the above general formula (A6-2) produced in Example 7: Compound A-9 represented by the above general formula (A4-2) produced in Example 9: Manufactured compound A-10 represented by the above general formula (A2-2): Compound represented by the above general formula (A5-2) manufactured in Example 10
(チオール化合物)
A-1’:上記式(A6-1’)で表される化合物
A-2’:上記式(A4-1’)で表される化合物
A-3’:上記式(A3b-1’)で表される化合物
A-4’:上記式(A2-1’)で表される化合物
A-5’:上記式(A5-1’)で表される化合物
A-6’:上記式(A3a-1’)で表される化合物
(thiol compound)
A-1': A compound represented by the above formula (A6-1') A-2': A compound represented by the above formula (A4-1') A-3': A compound represented by the above formula (A3b-1') Compound A-4' represented by the above formula (A2-1'): Compound A-5' represented by the above formula (A5-1'): Compound A-6' represented by the above formula (A5-1'): Compound A-6' represented by the above formula (A3a- Compound represented by 1')
(重合性成分B)
B-1:SPC-3000(ラジカル重合性化合物、酸基を有する化合物(酸基含有エポキシアクリレート)、高分子量化合物;昭和電工製、固形分42.7質量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液)
B-2:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(ラジカル重合性化合物、酸基を有しない化合物、低分子量化合物、日本化薬製カヤラッドDPHA)
B-3:上記製造例1で得られた重合体(ラジカル重合性化合物、酸基を有する化合物、高分子量化合物、固形分濃度35.0質量%、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液)
(Polymerizable component B)
B-1: SPC-3000 (radical polymerizable compound, acid group-containing compound (acid group-containing epoxy acrylate), high molecular weight compound; manufactured by Showa Denko, solid content 42.7% by mass, propylene glycol monomethyl ether acetate solution)
B-2: Dipentaerythritol hexaacrylate (radical polymerizable compound, compound without acid group, low molecular weight compound, Kayalad DPHA manufactured by Nippon Kayaku)
B-3: Polymer obtained in Production Example 1 above (radical polymerizable compound, compound having an acid group, high molecular weight compound, solid content concentration 35.0% by mass, propylene glycol monomethyl ether acetate solution)
(重合開始剤)
C-1:下記式(C1)で表される化合物(光ラジカル重合開始剤、オキシムエステル類)
C-2:下記式(C2)で表される化合物(光ラジカル重合開始剤、オキシムエステル類)
C-3:BASF社製イルガキュアTPO(光ラジカル重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド類)
C-4:下記式(C4)で表される化合物(光ラジカル重合開始剤、アセトフェノン類)
(Polymerization initiator)
C-1: Compound represented by the following formula (C1) (photoradical polymerization initiator, oxime esters)
C-2: Compound represented by the following formula (C2) (photoradical polymerization initiator, oxime esters)
C-3: Irgacure TPO manufactured by BASF (photoradical polymerization initiator, acylphosphine oxides)
C-4: Compound represented by the following formula (C4) (photoradical polymerization initiator, acetophenones)
(顔料分散液)
D-1:製造例2で製造した青色顔料分散液(固形分濃度22.4質量%、固形分中の顔料濃度62.5質量%、溶剤PGMEA)
D-2:製造例3で製造した黒色顔料分散液(固形分濃度19.5質量%、固形分中の顔料濃度76.92質量%、溶剤PGMEA)
(Pigment dispersion)
D-1: Blue pigment dispersion produced in Production Example 2 (solid content concentration 22.4% by mass, pigment concentration in solid content 62.5% by mass, solvent PGMEA)
D-2: Black pigment dispersion produced in Production Example 3 (solid content concentration 19.5% by mass, pigment concentration in solid content 76.92% by mass, solvent PGMEA)
(シランカップリング剤)
E-1:KBE-403(シランカップリング剤、信越化学製)
(溶剤)
F-1: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(溶剤)
(Silane coupling agent)
E-1: KBE-403 (silane coupling agent, manufactured by Shin-Etsu Chemical)
(solvent)
F-1: Propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate (solvent)
[評価]
実施例及び比較例で得た化合物について、下記の評価を行った。結果を表2~表4に示した。
[evaluation]
The compounds obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated as follows. The results are shown in Tables 2 to 4.
1.パターニング精度
ガラス基板上に実施例及び比較例の組成物を、ポストベーク後の色度座標(x,y)=(0.135,0.098)となるようにスピンコートし、ホットプレートを用いて、90℃で120秒間プリベークを行った後、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300μm、露光量40mJ/cm2)。
現像液として0.04質量%KOH水溶液を用いて60秒間現像した後、よく水洗し、クリーンオーブンを用いて230℃で20分ポストベークを行い、パターンを定着させ、評価用サンプルを得た。
得られたパターンを光学顕微鏡で観察し、マスク開口に対応する部分の線幅を測定した。得られた線幅がマスク開口30μmを基準として、±5μmの範囲内であるものを〇、±5を超え±10μmの範囲内であるものを△、±10μmを超えるものを×とした。結果を下記表2~3に示す。
設定線幅に対して差がないほど線幅が制御されており、パターニング精度が良好であると判断できる。
1. Patterning accuracy The compositions of Examples and Comparative Examples were spin-coated on a glass substrate so that the chromaticity coordinates (x, y) = (0.135, 0.098) after post-baking were applied using a hot plate. After pre-baking at 90°C for 120 seconds, it was cooled at 23°C for 60 seconds.
Thereafter, exposure was performed using an ultra-high pressure mercury lamp through a photomask (mask opening 30 μm) (exposure gap 300 μm, exposure amount 40 mJ/cm 2 ).
After developing for 60 seconds using a 0.04% by mass KOH aqueous solution as a developer, it was thoroughly washed with water and post-baked at 230° C. for 20 minutes using a clean oven to fix the pattern and obtain a sample for evaluation.
The obtained pattern was observed with an optical microscope, and the line width of the portion corresponding to the mask opening was measured. When the obtained line width was within the range of ±5 μm with respect to the mask opening of 30 μm as a reference, it was marked as ○, when it exceeded ±5 and fell within the range of ±10 μm, it was marked as △, and when it exceeded ±10 μm was marked as ×. The results are shown in Tables 2 and 3 below.
The line width is controlled so that there is no difference from the set line width, and it can be judged that the patterning accuracy is good.
2.耐熱性
上記「1.パターニング精度」の項に記載の方法と同様の方法を用いて評価用サンプルを得た。
得られたパターンの膜厚を測定し、下記式により膜減り率を算出した。
膜減り率(%)=100-(ポストベーク後の膜厚/プリベーク後の膜厚)×100
なお、膜厚はBruker製DEKTAKXTを用いて測定した。
膜減り率が20%未満を〇、20%以上~25%未満を△、25%以上を×とした。結果を下記表2~3に示す。
膜減り率が小さいほどレジスト膜の架橋密度が高く、耐熱性良好であると判断できる。
2. Heat Resistance A sample for evaluation was obtained using a method similar to the method described in the section "1. Patterning Accuracy" above.
The film thickness of the obtained pattern was measured, and the film reduction rate was calculated using the following formula.
Film reduction rate (%) = 100 - (film thickness after post-baking / film thickness after pre-baking) x 100
Note that the film thickness was measured using DEKTAKXT manufactured by Bruker.
A film reduction rate of less than 20% was marked as ○, a film reduction rate of 20% or more and less than 25% was marked as △, and a film reduction rate of 25% or more was marked as ×. The results are shown in Tables 2 and 3 below.
It can be judged that the smaller the film reduction rate is, the higher the crosslinking density of the resist film is, and the better the heat resistance is.
3.しわ
上記「1.パターニング精度」の項に記載の方法で得られた評価用サンプルを用いて、マスク開口30μmで形成されたパターンの表面に観察されるしわの有無について光学顕微鏡観察により、以下の基準で評価を行った。なお、「しわ」は、得られたパターンの膜厚が均一でなく、厚みむらがある場合に観察されるものである。パターンにしわが発生している場合の光学顕微鏡観察画像及びSEM観察画像の例を図1及び図2に、パターンにしわが発生している場合の光学顕微鏡観察画像及びSEM観察画像の例を図4及び図5に示す。しわが発生している場合、図1及び図2に示すように、厚みむらに起因すると推測される縞模様が観察される。
〇:しわが観察されなかった。
△:しわが観察された。
しわがないと、パターン形態が良好であると判断できる。
3. Wrinkles Using an evaluation sample obtained by the method described in "1. Patterning Accuracy" above, the presence or absence of wrinkles observed on the surface of a pattern formed with a mask opening of 30 μm was observed using an optical microscope. Evaluation was performed based on the criteria. Note that "wrinkles" are observed when the film thickness of the obtained pattern is not uniform and there is thickness unevenness. Examples of optical microscope observation images and SEM observation images when wrinkles occur in the pattern are shown in Figures 1 and 2, and examples of optical microscope observation images and SEM observation images when wrinkles occur in the pattern are shown in Figures 4 and 2. Shown in Figure 5. When wrinkles occur, a striped pattern is observed, which is assumed to be caused by uneven thickness, as shown in FIGS. 1 and 2.
○: No wrinkles were observed.
Δ: Wrinkles were observed.
If there are no wrinkles, it can be determined that the pattern form is good.
4.保存安定性
実施例及び比較例の組成物の製造直後の粘度と23℃で7日間放置後の粘度を、25℃の雰囲気下で粘度計(コーンプレート型粘度計(東機産業製TVE-22H))を用いて測定し、以下の基準で保存安定性を評価した。
〇:放置後の粘度の製造直後の粘度に対する粘度変化率が10%未満
×:放置後の粘度の製造直後の粘度に対する粘度変化率が10%超
評価が〇であると、保存安定性に優れると確認できる。
4. Storage stability The viscosity of the compositions of Examples and Comparative Examples immediately after production and after being left at 23°C for 7 days was measured using a viscometer (cone-plate viscometer (Toki Sangyo TVE-22H) in an atmosphere at 25°C). )), and the storage stability was evaluated based on the following criteria.
〇: The viscosity change rate after standing compared to the viscosity immediately after production is less than 10% ×: The viscosity change rate after standing compared to the viscosity immediately after production is more than 10% If the evaluation is 〇, the storage stability is excellent. I can confirm that.
表2~表4より、チオール基がR1により保護された化合物Aは、例えば、化合物Aの代わりにチオール化合物を用いた例、チオール化合物を含まない例と比較して、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能であることが確認できた。
化合物Aは、上記式(A6-1)及び(A6-2)等の上記一般式(A6)で表される化合物、(A4-1)及び(A4-2)等の上記一般式(A4)で表される化合物であることで、特に、パターニング精度及び耐熱性に優れた組成物を形成可能であることが確認できた。
また、R1が、-CO-NR-で硫黄原子側末端のメチレン基が置換された構造よりも、-CO-O-で硫黄原子側末端のメチレン基が置換された構造の方が、しわの発生が少ないことが確認できた。
-CO-NR-で硫黄原子側末端のメチレン基が置換された構造は、-CO-O-で硫黄原子側末端のメチレン基が置換された構造よりも、R1の脱離反応の進行が進みにくく、パターン状硬化物の表面側等の加熱処理時の温度上昇が容易な箇所と、裏面側等の温度上昇が容易でない場所とで脱離反応の進行に差が生じる結果、最終的に得られるパターン状硬化物内での架橋密度の差が大きくなり、しわが生じると推察される。
From Tables 2 to 4, Compound A in which the thiol group is protected by R 1 has higher patterning accuracy and heat resistance than, for example, examples in which a thiol compound is used instead of Compound A, and examples that do not contain a thiol compound. It was confirmed that it was possible to form a composition with excellent properties.
Compound A is a compound represented by the above general formula (A6) such as the above formula (A6-1) and (A6-2), or a compound represented by the above general formula (A4) such as (A4-1) and (A4-2). It was confirmed that by using the compound represented by the following, it is possible to form a composition particularly excellent in patterning accuracy and heat resistance.
Furthermore, a structure in which R 1 has a methylene group at the terminal end on the sulfur atom side substituted with -CO-O- is more likely to cause wrinkles than a structure in which the methylene group at the terminal end on the sulfur atom side is substituted with -CO-NR-. It was confirmed that the occurrence of
The structure in which the terminal methylene group on the sulfur atom side is substituted with -CO-NR- allows the elimination reaction of R 1 to proceed more easily than the structure in which the terminal methylene group on the sulfur atom side is substituted with -CO-O-. As a result, there is a difference in the progress of the desorption reaction between areas where the temperature rise is easy during heat treatment, such as the front side of the patterned cured product, and areas where the temperature rise is not easy, such as the back side. It is presumed that the difference in crosslinking density within the resulting patterned cured product increases, causing wrinkles.
[実施例2-23~2-28及び比較例2-10~2-15]
下記表5~表6に記載の配合に従って、化合物A、チオール化合物、重合性成分B、重合開始剤、顔料分散液、カップリング剤、溶剤を混合し、25℃で1時間撹拌して組成物を得た。
また、各成分は上記の材料を用いた。
なお、表中の配合量は、各成分の質量部を表すものである。
[Examples 2-23 to 2-28 and Comparative Examples 2-10 to 2-15]
According to the formulations shown in Tables 5 and 6 below, compound A, thiol compound, polymerizable component B, polymerization initiator, pigment dispersion, coupling agent, and solvent were mixed and stirred at 25°C for 1 hour to form a composition. I got it.
Moreover, the above-mentioned materials were used for each component.
Note that the blending amounts in the table represent parts by mass of each component.
実施例及び比較例で得た化合物について、上記「1.パターニング精度」の評価に加えて下記の評価を行った。結果を表5~表6に示した。 Regarding the compounds obtained in Examples and Comparative Examples, in addition to the evaluation of "1. Patterning accuracy" described above, the following evaluation was performed. The results are shown in Tables 5 and 6.
5.耐熱性2
ガラス基板上に実施例及び比較例の組成物を、ポストベーク後の膜厚が2μmとなるようにスピンコートし、ホットプレートを用いて、90℃で120秒間プリベークを行った後、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300μm、露光量40mJ/cm2)。
現像液として0.04質量%KOH水溶液を用いて60秒間現像した後、よく水洗し、クリーンオーブンを用いて230℃で20分ポストベークを行い、パターンを定着させ、膜厚2μmの評価用サンプルを得た。
また、ポストベーク後の膜厚が10μmとなるようにスピンコートした以外は、上記と同様にして膜厚10μmの評価用サンプルを得た。
これらのサンプルを用いて上記「2.耐熱性」の評価と同様にして膜減り率(%)を算出した。表には、膜減り率(%)の数値を示した。
5. Heat resistance 2
The compositions of Examples and Comparative Examples were spin-coated onto a glass substrate so that the film thickness after post-baking was 2 μm, and after pre-baking at 90°C for 120 seconds using a hot plate, the compositions were coated at 23°C. Cooled for 60 seconds.
Thereafter, exposure was performed using an ultra-high pressure mercury lamp through a photomask (mask opening 30 μm) (exposure gap 300 μm, exposure amount 40 mJ/cm 2 ).
After developing for 60 seconds using a 0.04% by mass KOH aqueous solution as a developer, it was thoroughly washed with water, and post-baked for 20 minutes at 230°C using a clean oven to fix the pattern, and an evaluation sample with a film thickness of 2 μm was prepared. I got it.
Further, an evaluation sample with a film thickness of 10 μm was obtained in the same manner as described above, except that spin coating was performed so that the film thickness after post-baking was 10 μm.
Using these samples, the film reduction rate (%) was calculated in the same manner as in the evaluation of "2. Heat resistance" above. The table shows the numerical values of the film reduction rate (%).
6.しわ
上記「5.耐熱性2」の項に記載の方法で得られた評価用サンプルを用いて、上記「3.しわ」と同様の評価を行った。
6. Wrinkles Using the evaluation sample obtained by the method described in the above section "5. Heat resistance 2", the same evaluation as in the above "3. Wrinkles" was performed.
7.現像マージン
ガラス基板上に実施例及び比較例の組成物を、ポストベーク後の膜厚が3μmとなるようにスピンコートし、ホットプレートを用いて、90℃で120秒間プリベークを行った後、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300μm、露光量40mJ/cm2)。
現像液として0.04質量%KOH水溶液を用いて、23℃、吐出圧0.15MPaでスプレー現像を行い、マスクの開口部に位置する硬化部が、基材から剥離するまでの時間を測定し、以下の基準で評価を行った。
〇:剥離するまでの時間が現像開始から100秒以上であった。
△:剥離するまでの時間が現像開始から80秒以上100秒未満であった。
×:剥離するまでの時間が現像開始から60秒超80秒未満であった。
7. Development Margin The compositions of Examples and Comparative Examples were spin-coated onto a glass substrate so that the film thickness after post-baking was 3 μm, and after pre-baking at 90° C. for 120 seconds using a hot plate, Cooled for 60 seconds at °C.
Thereafter, exposure was performed using an ultra-high pressure mercury lamp through a photomask (mask opening 30 μm) (exposure gap 300 μm, exposure amount 40 mJ/cm 2 ).
Using a 0.04% by mass KOH aqueous solution as a developer, spray development was performed at 23°C and a discharge pressure of 0.15 MPa, and the time until the cured part located at the opening of the mask peeled off from the base material was measured. , and evaluated based on the following criteria.
Good: The time until peeling was 100 seconds or more from the start of development.
Δ: The time until peeling was 80 seconds or more and less than 100 seconds from the start of development.
×: The time until peeling was more than 60 seconds and less than 80 seconds from the start of development.
表5~表6より、チオール基がR1により保護された化合物Aは、化合物Aの代わりにチオール化合物を用いた例と比較して、パターニング精度に優れた組成物を形成可能であることが確認できた。また、チオール化合物を含まない例と比較して、耐熱性及び現像マージンに優れ、しわの発生が無い組成物を形成可能であることが確認できた。現像マージンに優れていることで、アルカリ現像時間が変動した場合でも、所定の形状のパターンを安定的に形成することができる。
化合物AとしてA-6(上記一般式(A3a-1)で表される化合物)を用いた場合と比較して、A-2(上記一般式(A4-1)で表される化合物)を用いた場合の方がより現像マージンに優れる組成物が得られた。化合物A中の保護チオール基当量は、A-2>A-6であるため、A-6を用いた場合の方が架橋密度は高くなると想定される。しかし、6官能性で分子量の大きいA-2は疎水性が高いため、アルカリ現像液に対する耐性がより高い硬化物が得られ、その結果、A-2を用いた場合の方が、アルカリ現像液に長時間曝されても安定な硬化物が形成されたと推定される。
From Tables 5 and 6, it can be seen that Compound A in which the thiol group is protected by R 1 can form a composition with excellent patterning accuracy compared to an example in which a thiol compound is used instead of Compound A. It could be confirmed. Furthermore, it was confirmed that it was possible to form a composition that had excellent heat resistance and development margins and did not cause wrinkles, compared to examples that did not contain a thiol compound. The excellent development margin makes it possible to stably form a pattern with a predetermined shape even when the alkali development time fluctuates.
Compared to using A-6 (the compound represented by the above general formula (A3a-1)) as compound A, A-2 (the compound represented by the above general formula (A4-1)) was used. A composition with a better development margin was obtained when it was mixed. Since the equivalent weight of the protected thiol group in compound A is A-2>A-6, it is assumed that the crosslinking density will be higher when A-6 is used. However, since A-2, which is hexafunctional and has a large molecular weight, is highly hydrophobic, a cured product with higher resistance to alkaline developers can be obtained. It is presumed that a stable cured product was formed even when exposed to water for a long time.
8.パターニング精度2
ガラス基板上に実施例2-24、比較例2-11及び2-14の組成物を、プリベーク後の厚みが4.0μmとなるようにスピンコートし、塗膜を形成した。次いで、ホットプレートを用いて、90℃で120秒間プリベークを行った後、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を介して露光ギャップ300μmで露光した。露光後の塗膜に対して、現像液として0.04質量%KOH水溶液を用いて60秒間現像した後、よく水洗し、クリーンオーブンを用いて230℃で20分ポストベークを行い、パターンを定着させ、評価用サンプルを得た。なお、評価用サンプルは、フォトマスク開口幅及び露光量として、下記水準を組み合わせて作製した。
マスク開口幅(5水準):2.0μm、10.0μm、30.0μm、50.0μm、100.0μm
露光量(3水準):50mJ/cm2、100mJ/cm2、300mJ/cm2
得られたパターンを光学顕微鏡で観察し、マスク開口幅に対応するライン幅を測定した。結果を下記表7に示す。
設定線幅に対して差がないほど線幅が制御されており、パターニング精度が良好であると判断できる。
8. Patterning accuracy 2
The compositions of Example 2-24, Comparative Examples 2-11 and 2-14 were spin-coated onto a glass substrate so that the thickness after prebaking was 4.0 μm to form a coating film. Next, using a hot plate, the mixture was prebaked at 90°C for 120 seconds, and then cooled at 23°C for 60 seconds. Thereafter, exposure was performed using an ultra-high pressure mercury lamp through a photomask with an exposure gap of 300 μm. After the exposed coating film was developed for 60 seconds using a 0.04% by mass KOH aqueous solution as a developer, it was thoroughly washed with water and post-baked at 230°C for 20 minutes using a clean oven to fix the pattern. A sample for evaluation was obtained. Note that the evaluation sample was prepared by combining the following levels as the photomask opening width and exposure amount.
Mask opening width (5 levels): 2.0 μm, 10.0 μm, 30.0 μm, 50.0 μm, 100.0 μm
Exposure amount (3 levels): 50mJ/cm 2 , 100mJ/cm 2 , 300mJ/cm 2
The resulting pattern was observed with an optical microscope, and the line width corresponding to the mask opening width was measured. The results are shown in Table 7 below.
The line width is controlled so that there is no difference from the set line width, and it can be judged that the patterning accuracy is good.
9.耐熱性3
上記「8.パターニング精度2」に記載の方法と同様の方法を用いて評価用サンプルを得た。
得られたパターンの膜厚を、Bruker製DEKTAKXTを用いて測定した。結果を下記表7に示す。
プリベーク後の厚みに対して差がないほど耐熱性良好であると判断できる。
9. Heat resistance 3
A sample for evaluation was obtained using the same method as described in "8. Patterning Accuracy 2" above.
The film thickness of the obtained pattern was measured using DEKTAKXT manufactured by Bruker. The results are shown in Table 7 below.
It can be judged that the heat resistance is better as there is no difference in the thickness after prebaking.
表7より、化合物Aを用いることで、露光量の多少によらず、マスク開口幅からの差が小さい幅のパターン状硬化物が得られることが確認できた。
また、表7より、化合物Aを用いることで、露光量の多少によらず、プリベーク後の厚みからの差の小さい厚みのパターン状硬化物が得られることが確認できた。
このように、化合物Aを用いることで、露光量の多少によらず、設定した幅及び厚みのパターン状硬化物が得られること、さらに、アスペクト比の高いパターン状硬化物が安定的に得られることが確認できた。
From Table 7, it was confirmed that by using Compound A, a patterned cured product having a width with a small difference from the mask opening width could be obtained regardless of the amount of exposure.
Further, from Table 7, it was confirmed that by using Compound A, a patterned cured product having a thickness with a small difference from the thickness after prebaking could be obtained regardless of the amount of exposure.
In this way, by using Compound A, a patterned cured product with a set width and thickness can be obtained regardless of the amount of exposure, and a patterned cured product with a high aspect ratio can be stably obtained. This was confirmed.
Claims (9)
L 11 及びL 12 は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
a1は、1~20の整数を表し、
R 21 、R 22 及びR 23 は、それぞれ独立に、下記一般式(101)を表し、
L 21 、L 22 及びL 23 は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R 24 は、水素原子又は一価の炭素原子数1~40の脂肪族基を表し、
R 41 、R 42 、R 43 、R 44 、R 45 及びR 46 は、それぞれ独立に、下記一般式(101)を表し、
L 41 、L 42 、L 43 、L 44 、L 45 及びL 46 は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R 61 、R 62 、R 63 及びR 64 は、それぞれ独立に、下記一般式(101)を表し、
L 61 、L 62 、L 63 及びL 64 は、炭素原子数1~10のアルキレン基を表し、
R 65 及びR 66 は、それぞれ独立に、水素原子又は一価の炭素原子数1~40の脂肪族基を表し、
R 24 を除く前記脂肪族基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO 2 -から選ばれた基で置き換えられている場合があるか、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられている場合があり、
R 24 で表される脂肪族基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO 2 -から選ばれた基で置き換えられている場合がある。)
*は、結合箇所を表し、
前記脂肪族基及びアリールアルキル基中のメチレン基の1つ又は2つ以上は、-O-、-S-、-CO-、-O-CO-、-CO-O-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-S-CO-O-、-O-CO-S-、-CO-NH-、-NH-CO-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NR’-、-S-S-若しくは-SO 2 -から選ばれた基で置き換えられている場合があるか、又は酸素原子が隣り合わない条件でこれらの基を組み合わせた基で置き換えられている場合がある。) A compound represented by the following general formula (A1), (A2), (A4) or (A6) .
L 11 and L 12 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
a1 represents an integer from 1 to 20,
R 21 , R 22 and R 23 each independently represent the following general formula (101),
L 21 , L 22 and L 23 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 24 represents a hydrogen atom or a monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms,
R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , R 45 and R 46 each independently represent the following general formula (101),
L 41 , L 42 , L 43 , L 44 , L 45 and L 46 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 61 , R 62 , R 63 and R 64 each independently represent the following general formula (101),
L 61 , L 62 , L 63 and L 64 represent an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 65 and R 66 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent aliphatic group having 1 to 40 carbon atoms,
One or more methylene groups in the aliphatic group excluding R 24 are -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO- O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, -NH-CO-, -NH-CO-O- , -O-CO-NH-, -NR'-, -S-S-, or -SO 2 -, or these may be substituted with a group selected from It may be replaced by a combination of groups,
One or more methylene groups in the aliphatic group represented by R 24 are groups selected from -O-, -S-, -NR'-, -S-S-, or -SO 2 - It may have been replaced by . )
* represents the joint location,
One or more methylene groups in the aliphatic group and arylalkyl group are -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO- O-, -S-CO-, -CO-S-, -S-CO-O-, -O-CO-S-, -CO-NH-, -NH-CO-, -NH-CO-O- , -O-CO-NH-, -NR'-, -S-S-, or -SO 2 -, or these may be substituted with a group selected from It may be replaced by a combination of groups. )
チオール反応性を有する重合性成分と、
を有する重合性組成物。 A compound according to claim 1 or 2 ,
a polymerizable component having thiol reactivity;
A polymerizable composition comprising:
前記一般式(A)で表される化合物により前記チオール反応性を有する重合性成分同士を架橋する工程を有するパターン状硬化物の製造方法。 The method for producing a patterned cured product according to claim 7 ,
A method for producing a patterned cured product, comprising a step of crosslinking the thiol-reactive polymerizable components with each other using a compound represented by the general formula (A).
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