黑色柱状间隔物用感光性树脂组合物、显示装置、黑色柱状间隔物及其形成方法与流程

文档序号:11544359阅读:224来源:国知局

本发明涉及黑色柱状间隔物(blackcolumnspacer)用感光性树脂组合物、使用该组合物而形成的黑色柱状间隔物、具有该黑色柱状间隔物的显示装置、及使用该组合物的黑色柱状间隔物的形成方法。



背景技术:

在液晶显示装置、有机el显示装置等显示装置中,为使2片基板之间的间隔(液晶单元间隙,cellgap)保持恒定而利用了间隔物。

以往,形成间隔物时,采用在基板的整个表面散布用作间隔物的珠粒的方法。但是,对于该方法而言,由于难以以高的位置精度形成间隔物、在像素显示部分也附着有珠球,因此存在图像的对比度、显示图像质量降低的问题。

因此,为了解决这些问题,提出了各种利用感光性树脂组合物形成间隔物的方法。该方法为将感光性树脂组合物涂布于基板上,隔着规定的掩模曝光后进行显影,从而形成柱状等的间隔物的方法,该方法能够在像素显示部分以外的仅规定部分形成间隔物。此外,近年来还提出了利用炭黑等遮光剂而使间隔物具有遮光性的所谓的黑色柱状间隔物(专利文献1等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-170075号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

然而,在利用专利文献1等中记载的感光性树脂组合物来形成黑色柱状间隔物时,会出现利用感光性树脂组合物形成的膜中产生褶皱、难以形成平滑的膜的情况。

在黑色柱状间隔物的与基板密合的表面产生褶皱、不平滑的情况下,黑色柱状间隔物的高度变得不均匀,显示装置的图像质量有可能降低。

本发明是鉴于上述课题而作出的,目的在于提供能够形成平滑的膜而不产生褶皱的黑色柱状间隔物形成用感光性树脂组合物、使用该组合物形成的黑色柱状间隔物、具备该黑色柱状间隔物的显示装置、及使用该组合物的黑色柱状间隔物的形成方法。

解决课题所用的手段

本发明的发明人为了达成上述目的而反复进行了潜心研究。结果发现通过在含有(a)碱溶性树脂、(b)光聚合性单体、(c)光聚合引发剂、及(d)遮光剂的感光性树脂组合物中,使用包含(b1)4官能以上的多官能单体、和(b2)2官能单体及/或3官能单体的(b)光聚合性单体,能够解决上述课题,从而完成了本发明。具体而言,本发明提供如下所述的方案。

本发明的第一方案为黑色柱状间隔物用感光性树脂组合物,其含有(a)碱溶性树脂、(b)光聚合性单体、(c)光聚合引发剂、及(d)遮光剂,其中,

(b)光聚合性单体包含(b1)4官能以上的多官能单体、和(b2)2官能单体及/或3官能单体。

本发明的第二方案为黑色柱状间隔物,其由第一方案涉及的黑色柱状间隔物用感光性树脂组合物的固化物形成。

本发明的第三方案为具备第二方案涉及的黑色柱状间隔物的显示装置。

本发明的第四方案为黑色柱状间隔物的形成方法,其包括下述工序:

形成感光性树脂层的工序,将第一方案涉及的黑色柱状间隔物用感光性树脂组合物涂布于基板上;

感光性树脂层的曝光工序,对应于规定的间隔物的图案而对感光性树脂层进行曝光;和

形成间隔物的图案的工序,对曝光后的感光性树脂层进行显影。

发明的效果

根据本发明,可以提供能够形成平滑的膜而不产生褶皱的黑色柱状间隔物形成用感光性树脂组合物、使用该组合物形成的黑色柱状间隔物、具有该黑色柱状间隔物的显示装置、及使用该组合物的黑色柱状间隔物的形成方法。

具体实施方式

《黑色柱状间隔物用感光性树脂组合物》

黑色柱状间隔物用感光性树脂组合物(以下,简称为“感光性树脂组合物”。)含有(a)碱溶性树脂、(b)光聚合性单体、(c)光聚合引发剂、及(d)遮光剂。

并且,(b)光聚合性单体包含(b1)4官能以上的多官能单体、和(b2)2官能单体及/或3官能单体。

感光性树脂组合物通过具备上述构成,从而能够形成平滑的膜而不产生褶皱,进而能够形成黑色柱状间隔物。

另外,对于液晶显示装置等显示装置而言,多使用在基板上形成有元件的tft基板等基板。使用所述基板的情况下,有时必须在形成于基板上的元件上、或者在与形成有元件的基板成对的基板的同元件相对的位置上形成黑色柱状间隔物。在这种情况下,需要考虑元件的高度,在形成有元件的位置和其他的位置改变黑色柱状间隔物的高度。

在使用具备上述构成的感光性树脂组合物形成黑色柱状间隔物的情况下,通过将由感光性树脂组合物形成的感光性树脂层介由半色调掩模(half-tonemask)进行曝光,由此易于形成高度不同的黑色柱状间隔物。

在这种情况下,对于利用ghi线以规定的曝光量将由感光性树脂组合物形成的感光性树脂层进行曝光,并用0.05质量%的koh水溶液于25℃进行70秒显影后,于230℃进行20分钟后烘而得到的膜厚2.5μm以上的黑色柱状间隔物而言,规定的曝光量为70mj/cm2时的膜厚hft、和规定的曝光量为6.3mj/cm2时的膜厚hht之间的差δh(=hft-hht)优选为

以下,对感光性树脂组合物中包含的必要成分或任选成分等进行说明。

<(a)碱溶性树脂>

本发明涉及的感光性树脂组合物含有(a)碱溶性树脂。

碱溶性树脂是指下述树脂:利用树脂浓度为20质量%的树脂溶液(溶剂:丙二醇单甲基醚乙酸酯),在基板上形成膜厚为1μm的树脂膜,在浓度为0.05质量%的koh水溶液中浸渍1分钟时,膜厚溶解0.01μm以上。

作为(a)碱溶性树脂,只要满足上述的要求则没有特别限定。作为碱溶性树脂的适宜的例子,可举出(a1)具有cardo结构的树脂和(a2)丙烯酸系树脂。

作为(a1)具有cardo结构的树脂,没有特别限定,可以使用现有已知的树脂。其中,优选下述式(a-1)表示的树脂。

上述式(a-1)中,xa表示下述式(a-2)表示的基团。

上述式(a-2)中,ra1各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烃基、或卤素原子,ra2各自独立地表示氢原子或甲基,wa表示单键或下述式(a-3)表示的基团。

另外,上述式(a-1)中,ya表示从二羧酸酐中除去酸酐基(-co-o-co-)而得到的残基。作为二羧酸酐的例子,可举出马来酸酐、琥珀酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐(methylendomethylenetetrahydrophthalicanhydride)、氯菌酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、戊二酸酐等。

另外,上述式(a-1)中,za表示从四羧酸二酐中除去2个酸酐基而得到的残基。作为四羧酸二酐的例子,可举出均苯四甲酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、二苯基醚四甲酸二酐等。

另外,上述式(a-1)中,m表示0~20的整数。

(a1)具有cardo结构的树脂的质均分子量优选为1000~40000,更优选为2000~30000。通过成为上述的范围,不仅可得到良好的显影性,而且可得到充分的耐热性、膜强度。

作为(a2)丙烯酸系树脂,使用包含来自于(甲基)丙烯酸的结构单元、及/或来自于(甲基)丙烯酸酯的结构单元的丙烯酸系树脂。(甲基)丙烯酸为丙烯酸或甲基丙烯酸。(甲基)丙烯酸酯为下述式(a-4)表示的物质,只要不妨碍本发明的目的则没有特别限定。

上述式(a-4)中,ra3为氢原子或甲基,ra4为不包含烯属不饱和键或炔属不饱和键的一价有机基团。对于该有机基团而言,可在该有机基团中包含杂原子等除烃基以外的键、取代基。此外,该有机基团可为直链状、支链状、环状中的任意一种。

作为ra4的有机基团中的除烃基以外的取代基,只要不妨碍本发明的效果则没有特别限定,可举出卤素原子、羟基、巯基、硫醚基(sulfidegroup)、氰基、异氰基、氰酸酯基(cyanatogroup)、异氰酸酯基(isocyanatogroup)、硫氰酸酯基(thiocyanatogroup)、异硫氰酸酯基(isothiocyanatogroup)、甲硅烷基、硅烷醇基、烷氧基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、硫代氨基甲酰基、硝基、亚硝基、羧基、羧酸盐/酯基、酰基、酰氧基、亚磺基(sulfinogroup)、磺基、磺酸盐/酯基(sulfonatogroup)、膦基、氧膦基、膦酰基、膦酸盐/酯基(phosphonatogroup)、羟基亚氨基、烷基醚基、烷基硫醚基、芳醚基、芳基硫醚基、氨基(-nh2、-nhr、-nrr’:r及r’各自独立地表示烃基)等。上述取代基中所包含的氢原子可被烃基取代。此外,上述取代基中所包含的烃基可为直链状、支链状、及环状中的任意一种。

作为ra4,优选烷基、芳基、芳烷基、或杂环基,这些基团可被卤素原子、羟基、烷基、或杂环基取代。此外,在这些基团包含亚烷基部分的情况下,亚烷基部分可被醚键、硫醚键、酯键中断。

烷基为直链状或支链状的基团的情况下,其碳原子数优选为1~20,更优选为1~15,特别优选为1~10。作为适宜的烷基的例子,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基、异癸基等。

烷基为脂环式基、或包含脂环式基的基团的情况下,作为烷基所包含的适宜的脂环式基,可举出环戊基、及环己基等单环的脂环式基、金刚烷基、降冰片基、异冰片基、三环壬基、三环癸基、及四环十二烷基等多环的脂环式基。

烷基为脂环式基或包含脂环式基的基团的情况下,作为(甲基)丙烯酸酯的适宜的例子,可举出例如下述式(a-4-1)~(a-4-7)表示的化合物。其中,从容易得到显影性优异的感光性树脂组合物的方面考虑,优选下述式(a-4-3)~(a-4-8)表示的化合物,更优选下述式(a-4-3)、或(a-4-4)表示的化合物。

上述式(a-4-1)~(a-4-8)中,ra3表示氢原子或甲基,ra5表示单键或碳原子数为1~6的二价脂肪族饱和烃基,ra6表示氢原子或碳原子数为1~5的烷基。作为ra5,优选单键、直链状或支链状的亚烷基,例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、1,4-亚丁基、乙基亚乙基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基。作为ra6,优选例如甲基、乙基。

作为ra4中的芳基,优选碳原子数为6~20的芳基,更优选碳原子数为6~10的芳基。作为适宜的芳基的具体例,可举出苯基、甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、萘基、蒽基、菲基等。

作为ra4中的芳烷基,优选碳原子数为7~20的芳烷基,更优选碳原子数为7~12的芳烷基。作为芳烷基的例子,可举出苄基、α-甲基苄基、α,α-二甲基苄基、苯基乙基、苯基乙烯基等。

作为ra4中的杂环基,可举出含有氮原子、硫原子、及氧原子中的至少一个原子的5元环以上的杂环基,优选为5~7元环的杂环基。该杂环基可包含稠环。作为杂环基的例子,可举出吡咯基、吡啶基、嘧啶基、呋喃基、噻吩基等。

此外,(a2)丙烯酸系树脂可以为进一步聚合有除(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯以外的其他化合物而得的树脂。作为所述的其他化合物,可举出(甲基)丙烯酰胺类、不饱和羧酸类、烯丙基化合物、乙烯基醚类、乙烯基酯类、苯乙烯类等。这些化合物可单独使用或组合2种以上进行使用。

作为(甲基)丙烯酰胺类,可举出(甲基)丙烯酰胺、n-烷基(甲基)丙烯酰胺、n-芳基(甲基)丙烯酰胺、n,n-二烷基(甲基)丙烯酰胺、n,n-芳基(甲基)丙烯酰胺、n-甲基-n-苯基(甲基)丙烯酰胺、n-羟乙基-n-甲基(甲基)丙烯酰胺等。

作为不饱和羧酸类,可举出丁烯酸等一元羧酸;马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸等二元羧酸;这些二元羧酸的酸酐;等等。

作为烯丙基化合物,可举出乙酸烯丙酯、己酸烯丙酯、辛酸烯丙酯、月桂酸烯丙酯、棕榈酸烯丙酯、硬脂酸烯丙酯、苯甲酸烯丙酯、乙酰乙酸烯丙酯、乳酸烯丙酯等烯丙基酯类;烯丙基氧基乙醇;等等。

作为乙烯基醚类,可举出己基乙烯基醚、辛基乙烯基醚、癸基乙烯基醚、乙基己基乙烯基醚、甲氧基乙基乙烯基醚、乙氧基乙基乙烯基醚、氯乙基乙烯基醚、1-甲基-2,2-二甲基丙基乙烯基醚、2-乙基丁基乙烯基醚、羟乙基乙烯基醚、二乙二醇乙烯基醚、二甲基氨基乙基乙烯基醚、二乙基氨基乙基乙烯基醚、丁基氨基乙基乙烯基醚、苄基乙烯基醚、四氢糠基乙烯基醚等烷基乙烯基醚;乙烯基苯基醚、乙烯基甲苯基醚、乙烯基氯苯基醚、乙烯基-2,4-二氯苯基醚、乙烯基萘基醚、乙烯基蒽基醚等乙烯基芳基醚;等等。

作为乙烯基酯类,可举出乙烯基丁酸酯、乙烯基异丁酸酯、乙烯基三甲基乙酸酯、乙烯基二乙基乙酸酯、乙烯基戊酸酯、乙烯基己酸酯、乙烯基氯乙酸酯、乙烯基二氯乙酸酯、乙烯基甲氧基乙酸酯、乙烯基丁氧基乙酸酯、乙烯基苯基乙酸酯、乙烯基乙酰乙酸酯、乙烯基乳酸酯、乙烯基-β-苯基丁酸酯、苯甲酸乙烯酯、水杨酸乙烯酯、氯苯甲酸乙烯酯、四氯苯甲酸乙烯酯、萘甲酸乙烯酯等。

作为苯乙烯类,可举出苯乙烯;甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、二乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、己基苯乙烯、环己基苯乙烯、癸基苯乙烯、苄基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、三氟甲基苯乙烯、乙氧基甲基苯乙烯、乙酰氧基甲基苯乙烯等烷基苯乙烯;甲氧基苯乙烯、4-甲氧基-3-甲基苯乙烯、二甲氧基苯乙烯等烷氧基苯乙烯;氯苯乙烯、二氯苯乙烯、三氯苯乙烯、四氯苯乙烯、五氯苯乙烯、溴苯乙烯、二溴苯乙烯、碘苯乙烯、氟苯乙烯、三氟苯乙烯、2-溴-4-三氟甲基苯乙烯、4-氟-3-三氟甲基苯乙烯等卤代苯乙烯;等等。

对于(a2)丙烯酸系树脂中的来自(甲基)丙烯酸的结构单元的量、和来自(甲基)丙烯酸酯的结构单元的量而言,只要在不妨碍本发明的目的的范围内则没有特别限定。关于(a2)丙烯酸系树脂中的来自(甲基)丙烯酸的结构单元的量,相对于丙烯酸系树脂的质量而言优选为5~50质量%,更优选为10~30质量%。此外,关于(a2)丙烯酸系树脂中的来自(甲基)丙烯酸酯的结构单元的量,相对于丙烯酸系树脂的质量而言优选为10~95质量%,更优选为30~90质量%。

对于(a2)丙烯酸系树脂中的来自(甲基)丙烯酸的结构单元的量、和来自(甲基)丙烯酸酯的结构单元的量的合计而言,只要在不妨碍本发明的目的的范围内则没有特别限定,相对于(a2)丙烯酸系树脂的质量而言,优选为5~100质量%,更优选为10~50质量%。通过使(a2)丙烯酸系树脂以所述范围的量含有来自(甲基)丙烯酸的结构单元、和来自(甲基)丙烯酸酯的结构单元,从而容易得到半色调特性优异的感光性树脂组合物。感光性树脂组合物的半色调特性优异时,通过介由半色调掩模进行曝光,由此容易形成根据光线透过率而具有充分的高度差的黑色柱状间隔物。

作为(a2)丙烯酸系树脂,也可以使用具有不饱和键的丙烯酸系树脂。制备具有不饱和键的丙烯酸系树脂的方法没有特别限定,可举出例如使包含来自(甲基)丙烯酸的结构单元和来自(甲基)丙烯酸酯的结构单元的树脂等包含羧基的丙烯酸系树脂的羧基中的至少一部分与含有环氧基的不饱和化合物进行反应的方法。

含有环氧基的不饱和化合物只要为含有不饱和键和环氧基的化合物则没有特别限定,优选不具有脂环式基的(a-5)含有环氧基的不饱和化合物、或(a-6)含有脂环式环氧基的不饱和化合物。

作为不具有脂环式基的(a-5)含有环氧基的不饱和化合物,可举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸6,7-环氧庚酯等(甲基)丙烯酸环氧烷基酯类;α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸6,7-环氧庚酯等α-烷基丙烯酸环氧烷基酯类;等等。其中,优选(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-甲基缩水甘油酯、及(甲基)丙烯酸6,7-环氧庚酯。这些(a-5)含有环氧基的不饱和化合物可单独使用或组合2种以上而使用。

(a-6)含有脂环式环氧基的不饱和化合物中,构成脂环式环氧基的脂环式基可以是单环也可以是多环。作为单环的脂环式基,可举出环戊基、环己基等。此外,作为多环的脂环式基,可举出降冰片基、异冰片基、三环壬基、三环癸基、四环十二烷基等。这些(a-6)含有脂环式环氧基的不饱和化合物可单独使用或组合2种以上而使用。

具体而言,作为(a-6)含有脂环式环氧基的不饱和化合物,可举出例如下述式(a-6-1)~(a-6-16)表示的化合物。其中,为了使得感光性树脂组合物的显影性适度,优选下述式(a-6-1)~(a-6-6)表示的化合物,更优选下述式(a-6-1)~(a-6-4)表示的化合物。

上述式中,ra3表示氢原子或甲基,ra8表示碳原子数为1~6的二价脂肪族饱和烃基,ra9表示氢原子或甲基,ra10表示碳原子数为1~10的二价烃基,n表示0~10的整数。作为ra8,优选直链状或支链状的亚烷基,例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、1,4-亚丁基、乙基亚乙基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基。作为r13,优选例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、1,4-亚丁基、乙基亚乙基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基、亚苯基、亚环己基(cyclohexylenegroup)、-ch2-ph-ch2-(ph表示亚苯基)。

(a2)丙烯酸系树脂为具有不饱和键的丙烯酸系树脂的情况下,相对于(a2)丙烯酸系树脂的质量而言,丙烯酸系树脂中的具有不饱和键的结构单元的量优选为1~20质量%,更优选为1~10质量%。将包含所述范围的量的具有不饱和键的结构单元的丙烯酸系树脂作为(a2)丙烯酸系树脂使用时,容易得到半色调特性优异的感光性树脂组合物。

(a2)丙烯酸系树脂的质均分子量优选为2000~200000,更优选为5000~30000。通过成为上述的范围,从而存在容易获得感光性树脂组合物的膜形成能力、曝光后的显影性的均衡性的倾向。

(a)碱溶性树脂可以包含除了上述(a1)具有cardo结构的树脂、及上述(a2)丙烯酸系树脂以外的现有已知的其他碱溶性树脂。

另外,对于上述(a1)具有cardo结构的树脂和上述(a2)丙烯酸系树脂在(a)碱溶性树脂中所占的合计比例而言,优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上,最优选为100质量%。

(a)碱溶性树脂100质量份中,上述(a1)具有cardo结构的树脂的比例优选为10~100质量份,更优选为20~100质量份。

对于(a)碱溶性树脂的含量而言,相对于感光性树脂组合物的固态成分,优选为20~85质量%,更优选为30~75质量%。通过成为上述的范围,从而存在容易获得显影性的均衡性的倾向。

<(b)光聚合性单体>

感光性树脂组合物包含(b)光聚合性单体。(b)光聚合性单体以组合形式包含(b1)4官能以上的多官能单体、和(b2)2官能单体及/或3官能单体。

以下,将(b)光聚合性单体也记为“(b)成分”,将(b1)4官能以上的多官能单体也记为“(b1)成分”,将(b2)2官能单体及/或3官能单体也记为“(b2)成分”。

由此,使用感光性树脂组合物容易形成弹性恢复率高、平滑的膜。此外,使用感光性树脂组合物来形成黑色柱状间隔物时,通过使用半色调掩模将感光性树脂层曝光,由此容易形成具有充分的高度差的黑色柱状间隔物。这种情况下,通过一次曝光就能够形成高度不同的黑色柱状间隔物。

(b1)成分只要为含有4个以上的不饱和双键、在(c)光聚合引发剂的存在下通过曝光可进行聚合的化合物,则没有特别限定。此外,(b2)成分只要为含有2个以上的不饱和双键、在(c)光聚合引发剂的存在下通过曝光可进行聚合的化合物,则没有特别限定。

作为(b1)成分的适宜的例子,可举出双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、双甘油四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、及多元醇与n-羟甲基(甲基)丙烯酰胺形成的缩合物等。

作为(b2)成分中的2官能单体的适宜的例子,可举出例如(b2-1)碳原子数为2~6的链烷二醇的二(甲基)丙烯酸酯、(b2-2)在-o(-rb1-o)p-表示的二价基团的两端键合(甲基)丙烯酰基而成的二(甲基)丙烯酸酯等。

需要说明的是,rb1是碳原子数为2~6的亚烷基,p为2以上的整数。rb1的碳原子数优选为2或3。p优选为2以上20以下。p为2以上的整数时,多个rb1可以相同也可以不同。

作为(b2-1)碳原子数为2~6的链烷二醇的二(甲基)丙烯酸酯,可举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯(丁二醇二(甲基)丙烯酸酯)、1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2-二甲基-1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯)、及1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯等。

作为(b2-2)在-o(-rb1-o)p-表示的二价基团的两端键合(甲基)丙烯酰基而成的二(甲基)丙烯酸酯,可举出二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷基的重复个数为5以上的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷基的重复个数为5以上的聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、及乙氧基化聚丙二醇的二(甲基)丙烯酸酯等。

作为乙氧基化聚丙二醇的二(甲基)丙烯酸酯,例如包含12个环氧丙烷单元和6个环氧乙烷单元的物质可以以1206pe(兴和株式会社制)的形式获得。

作为除上述以外的可适宜作为(b2)成分使用的2官能单体,可举出甘油二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、苯二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、环己烷-1,4-二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、环己烷-1,3-二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-3-(甲基)丙烯酰基氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二(甲基)丙烯酸酯、三甲基-1,6-己二异氰酸酯和1,6-己二异氰酸酯与(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯的反应物、亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺亚甲基醚、及1,3,5-(2’-羟乙基)异氰脲酸二(甲基)丙烯酸酯等。

作为(b2)成分中的3官能单体的适宜的例子,可举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、双甘油三(甲基)丙烯酸酯、聚甘油三(甲基)丙烯酸酯、丙三醇三缩水甘油醚三(甲基)丙烯酸酯、及1,3,5-三丙烯酰基六氢均三嗪(简称triacrylformal)等。

(b)成分除了包含(b1)成分及(b2)成分以外,在不妨碍所期望的效果的范围内,还可以包含(b3)单官能单体(以下也记为(b3)成分。)。

作为(b3)成分,可举出(甲基)丙烯酰胺、羟甲基(甲基)丙烯酰胺、甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、丙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、丁氧基甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、n-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、n-羟基甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、富马酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐、丁烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、叔丁基丙烯酰胺磺酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、2-苯氧基-2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、3-苯氧基-2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙基邻苯二甲酸酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、邻苯二甲酸衍生物的(甲基)丙烯酸半酯等。这些单官能单体可单独使用或组合2种以上而使用。

此外,也可合适地使用以下的脂环式单官能单体。

在(b)光聚合性单体中,相对于(b1)成分的质量和(b2)成分的质量的合计而言,(b2)成分的含量优选为80质量%以下,更优选为50质量%以下。

此外,相对于(b1)成分的质量和(b2)成分的质量的合计而言,(b2)成分的含量优选为1质量%以上,更优选为5质量%以上。

对于(b)光聚合性单体的质量中的、(b1)成分的质量和(b2)成分的质量合计的比率而言,优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上,特别优选为90质量%以上,最优选为100质量%。

对于(b)光聚合性单体的含量而言,相对于感光性树脂组合物的固态成分,优选为1~30质量%,更优选为5~20质量%。通过为上述的范围,存在容易获得敏感度、显影性、清晰度的均衡性的倾向。

<(c)光聚合引发剂>

作为光聚合引发剂,没有特别限制,可使用现有已知的光聚合引发剂。

作为光聚合引发剂,具体而言,可举出1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基-1-丙酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基-1-丙酮、双[4-(二甲基氨基)苯基]酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、4-苯甲酰基-4’-甲基二甲基硫醚、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸丁酯、4-二甲基氨基-2-乙基己基苯甲酸、4-二甲基氨基-2-异戊基苯甲酸、苯偶酰-β-甲氧基乙基缩醛、苯偶酰二甲基缩酮、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(o-乙氧基羰基)肟、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮、噻吨、2-氯噻吨、2,4-二乙基噻吨、2-甲基噻吨、2-异丙基噻吨、2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、偶氮双异丁腈、过氧化苯甲酰、氢过氧化枯烯、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑、2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(邻氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(邻氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(邻甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(对甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2,4,5-三芳基咪唑二聚物、二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮(即,米蚩酮(michler’sketone))、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮(即,乙基米蚩酮)、4,4’-二氯二苯甲酮、3,3-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、苯偶酰、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻正丁基醚、苯偶姻异丁基醚、苯偶姻丁基醚、苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、对二甲基苯乙酮、对二甲基氨基苯丙酮、二氯苯乙酮、三氯苯乙酮、对叔丁基苯乙酮、对二甲基氨基苯乙酮、对叔丁基三氯苯乙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、α,α-二氯-4-苯氧基苯乙酮、噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、二苯并环庚酮(dibenzosuberone)、4-二甲基氨基苯甲酸戊酯、9-苯基吖啶、1,7-双(9-吖啶基)庚烷、1,5-双(9-吖啶基)戊烷、1,3-双(9-吖啶基)丙烷、对甲氧基三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)均三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)均三嗪、2,4-双三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯基均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯基均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基均三嗪、“irgacureoxe02”、“irgacureoxe01”、“irgacure369”、“irgacure651”、“irgacure907”(商品名:basf制)、“nci-831”(商品名:adeka制)等。这些光聚合引发剂可单独使用或组合2种以上而使用。

其中,从敏感度方面考虑,特别优选使用肟系光聚合引发剂,特别优选使用具有咔唑骨架的肟系光聚合引发剂。

作为肟系光聚合引发剂的优选例,可举出下述式(c-1)表示的光聚合引发剂。

上述式(c-1)中,rc1表示可具有取代基的、杂环基、稠环式芳香族基、或芳香族基。rc2~rc4各自独立地表示一价有机基团。

作为rc1中的杂环基,可举出含有氮原子、硫原子、及氧原子中的至少1个原子的5元环以上的杂环基,优选举出5元环或6元环的杂环基。作为杂环基的例子,可举出吡咯基、咪唑基、吡唑基等含氮五元环基;吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基等含氮六元环基;噻唑基、异噻唑基等含氮含硫基团;噁唑基、异噁唑基等含氮含氧基团;噻吩基、噻喃基等含硫基团;呋喃基、吡喃基等含氧基团;等。其中,优选含有1个氮原子或硫原子。该杂环中可包含稠环。作为包含稠环的杂环基的例子可举出苯并噻吩基等。

作为rc1中的稠环式芳香族基,可举出萘基、蒽基、菲基等。此外,作为rc1中的芳香族基,可举出苯基。

杂环基、稠环式芳香族基、或芳香族基可具有取代基。特别地,当rc1为芳香族基时,优选具有取代基。作为这样的取代基,可举出-no2、-cn、-so2rc5、-corc5、-nrc6rc7、-rc8、-orc8、-o-rc9-o-rc10等。

rc5各自独立地表示烷基,这些基团可被卤素原子取代,也可被醚键、硫醚键、酯键中断。对于rc5中的烷基而言,优选碳原子数为1~5,可举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基等。

rc6及rc7各自独立地表示氢原子、烷基、或烷氧基,这些基团可被卤素原子取代,这些基团中的烷基及烷氧基的亚烷基部分可被醚键、硫醚键、或酯键中断。此外,rc6和rc7也可以键合而形成环结构。rc6及rc7中的烷基或烷氧基优选碳原子数为1~5,可举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基等。

作为rc6和rc7可键合而形成的环结构,可举出杂环。作为该杂环,可举出至少含有氮原子的5元环以上的杂环,优选为5~7元环的杂环。该杂环中可包含稠环。作为杂环的例子,可举出哌啶环、吗啉环、硫代吗啉环等。其中,优选吗啉环。

rc8表示氢原子的一部分或全部可被卤素原子取代的烷基。rc8中的烷基优选碳原子数为1~6,可举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基等。

rc9及rc10各自独立地表示烷基,这些基团可被卤素原子取代,也可被醚键、硫醚键、酯键中断。对于优选的碳原子数、其具体例而言,与上述rc1的说明相同。

其中,作为rc1,可举出吡咯基、吡啶基、噻吩基、噻喃基、苯并噻吩基、萘基、具有取代基的苯基作为优选例。

上述式(c-1)中,rc2表示一价有机基团。作为该有机基团,优选-rc11、-orc11、-corc11、-src11、-nrc11rc12表示的基团。rc11及rc12各自独立地表示烷基、链烯基、芳基、芳烷基、或杂环基,这些基团可被卤素原子、烷基、或杂环基取代,这些基团中的烷基及芳烷基的亚烷基部分可被不饱和键、醚键、硫醚键、酯键中断。此外,rc11和rc12也可以键合而与氮原子一同形成环结构。

作为rc11及rc12中的烷基,优选碳原子数为1~20的烷基,更优选碳原子数为1~5的烷基。作为烷基的例子,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基、异癸基等直链状或支链状的基团。此外,该烷基可具有取代基。作为具有取代基的烷基的例子,可举出甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、丙氧基乙氧基乙基、甲氧基丙基等。

作为rc11及rc12中的链烯基,优选碳原子数为1~20的链烯基,更优选碳原子数为1~5的链烯基。作为链烯基的例子,可举出乙烯基、烯丙基、丁烯基、乙烯基、丙烯基等直链状或支链状的基团。此外,该链烯基可具有取代基。作为具有取代基的链烯基的例子,可举出2-(苯并噁唑-2-基)乙烯基等。

作为rc11及rc12中的芳基,优选碳原子数为6~20的芳基,更优选碳原子数为6~10的芳基。作为芳基的例子,可举出苯基、甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、萘基、蒽基、菲基等。

作为rc11及rc12中的芳烷基,优选碳原子数为7~20的芳烷基,更优选碳原子数为7~12的芳烷基。作为芳烷基的例子,可举出苄基、α-甲基苄基、α,α-二甲基苄基、苯基乙基、苯基乙烯基等。

作为rc11及rc12中的杂环基,可举出含有氮原子、硫原子、及氧原子中的至少1个原子的5元环以上的杂环基,优选为5~7元环的杂环基。该杂环基中可包含稠环。作为杂环基的例子,可举出吡咯基、吡啶基、嘧啶基、呋喃基、噻吩基等。

在这些rc11及rc12中,烷基及芳烷基的亚烷基部分可被不饱和键、醚键、硫醚键、酯键中断。

此外,作为rc11和rc12可键合而形成的环结构,可举出杂环。作为该杂环,可举出至少含有氮原子的5元环以上的杂环,优选为5~7元环的杂环。该杂环中可包含稠环。作为杂环的例子,可举出哌啶环、吗啉环、硫代吗啉环等。

其中,作为rc2,最优选甲基、乙基、丙基、苯基。

上述式(c-1)中,rc3表示一价有机基团。作为该有机基团,优选碳原子数为1~6的烷基、可具有取代基的碳原子数为6~12的芳基、下述式(c-2)表示的基团、或可具有取代基的杂环基。作为取代基,可举出与上述rc1的情况相同的基团。作为碳原子数为6~12的芳基,可举出苯基、萘基、蒽基、菲基等。

-rc13-rc14(c-2)

上述式(c-2)中,rc13表示可被氧原子中断的碳原子数为1~5的亚烷基。作为这样的亚烷基,可举出亚甲基、亚乙基、正亚丙基、异亚丙基、正亚丁基、异亚丁基、仲亚丁基、正亚戊基、异亚戊基、仲亚戊基等直链状或支链状的基团。其中,最优选rc13为异亚丙基。

上述式(c-2)中,rc14表示-nrc15rc16表示的一价有机基团(rc15及rc16各自独立地表示一价有机基团)。所述有机基团中,若rc14的结构为下述式(c-3)表示的结构,则在能够提高光聚合引发剂的溶解性方面是优选的。

上述式(c-3)中,rc17及rc18各自独立地表示碳原子数为1~5的烷基。作为这样的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基等。其中,rc17及rc18最优选为甲基。

作为rc3中的杂环基,可举出含有氮原子、硫原子、及氧原子中的至少1个原子的5元环以上的杂环基,优选为5元环或6元环的杂环基。作为杂环基的例子,可举出吡咯基、咪唑基、吡唑基等含氮五元环基;吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基等含氮六元环基;噻唑基、异噻唑基等含氮含硫基团;噁唑基、异噁唑基等含氮含氧基团;噻吩基、噻喃基等含硫基团;呋喃基、吡喃基等含氧基团;等。其中,优选含有1个氮原子或硫原子的基团。该杂环中可包含稠环。作为包含稠环的杂环基的例子可举出苯并噻吩基等。

此外,杂环基可具有取代基。作为取代基,可举出与上述rc1的情况相同的基团。

上述式(c-1)中,rc4表示一价有机基团。其中,优选碳原子数为1~5的烷基。作为这样的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基等。其中,rc4最优选为甲基。

此外,作为肟系光聚合引发剂的优选的其他例子,可举出日本特开2010-15025号公报中提出的下述式(c-4)表示的光聚合引发剂。

上述式(c-4)中,rc21及rc22各自独立地表示rc31、orc31、corc31、src31、conrc32rc33、或cn。

rc31、rc32、及rc33各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为6~30的芳基、碳原子数为7~30的芳基烷基、或碳原子数为2~20的杂环基。烷基、芳基、芳基烷基、及杂环基的氢原子可进一步被orc41、corc41、src41、nrc42rc43、conrc42rc43、-nrc42-orc43、-ncorc42-ocorc43、-c(=n-orc41)-rc42、-c(=n-ocorc41)-rc42、cn、卤素原子、-crc41=crc42rc43、-co-crc41=crc42rc43、羧基、或环氧基取代。rc41、rc42、及rc43各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为6~30的芳基、碳原子数为7~30的芳基烷基、或碳原子数为2~20的杂环基。

上述rc31、rc32、rc33、rc41、rc42、及rc43中的取代基的亚烷基部分的亚甲基可被不饱和键、醚键、硫醚键、酯键、硫酯键、酰胺键、或氨基甲酸酯(urethane)键中断1~5次,上述取代基的烷基部分可以具有支链,也可以为环状烷基,上述取代基的烷基末端可以为不饱和键,此外,rc32和rc33、及rc42和rc43也可以各自键合而形成环结构。

上述式(c-4)中,rc23及rc24各自独立地表示rc31、orc31、corc31、src31、conrc32rc33、nrc31corc32、ocorc31、coorc31、scorc31、ocsrc31、cosrc31、csorc31、cn、卤素原子、或羟基。a及b各自独立地表示0~4的整数。

rc23可以与介由-xc2-而相邻的苯环的1个碳原子键合形成环结构,rc23和rc24也可以键合形成环结构。

上述式(c-4)中,xc1表示单键或co。

上述式(c-4)中,xc2表示氧原子、硫原子、硒原子、crc51rc52、co、nrc53、或prc54。rc51、rc52、rc53、及rc54各自独立地表示rc31、orc31、corc31、src31、conrc32rc33、或cn。rc51、rc53、及rc54可以各自独立地与相邻的任一苯环一同形成环结构。

上述式(c-4)中,作为rc31、rc32、rc33、rc41、rc42、及rc43中的烷基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基等。

上述式(c-4)中,作为rc31、rc32、rc33、rc41、rc42、及rc43中的芳基,可举出苯基、甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、氯苯基、萘基、蒽基、菲基等。

上述式(c-4)中,作为rc31、rc32、rc33、rc41、rc42、及rc43中的芳基烷基,可举出苄基、氯苄基、α-甲基苄基、α,α-二甲基苄基、苯基乙基、苯基乙烯基等。

上述式(c-4)中,作为rc31、rc32、rc33、rc41、rc42、及rc43中的杂环基,可优选举出吡啶基、嘧啶基、呋喃基、噻吩基、四氢呋喃基、二氧杂环戊基(dioxolanyl)、苯并噁唑-2-基、四氢吡喃基、吡咯烷基、咪唑烷基、吡唑烷基、噻唑烷基、异噻唑烷基、噁唑烷基、异噁唑烷基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基等5~7元环。

上述式(c-4)中,作为rc32与rc33可键合而形成的环、rc42和rc43可键合而形成的环、及rc23可与相邻的苯环一同形成的环,可举出环戊烷环、环己烷环、环戊烯环、苯环、哌啶环、吗啉环、内酯环、内酰胺环等5~7元环。

需要说明的是,在xc2为nrc53、rc23与相邻的苯环的1个碳原子键合并与xc2一同形成5元环结构时,光聚合引发剂具有咔唑骨架。

上述式(c-4)中,作为可将rc31、rc32、rc33、rc41、rc42、及rc43取代的卤素原子、及rc24、rc25中的卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。

上述取代基的亚烷基部分的亚甲基可被不饱和键、醚键、硫醚键、酯键、硫酯键、酰胺键、或氨基甲酸酯键中断1~5次。该情况下,中断的键合基团可以是1种或2种以上的基团,在可以连续地中断的基团的情况下,可以2个以上连续地中断。此外,上述取代基的烷基部分可以具有支链,也可以为环状烷基,上述取代基的烷基末端可以为不饱和键。

此外,下述式(c-5)表示的化合物也优选作为(c)光聚合引发剂。

(r1为氢原子、硝基或一价有机基团,r2及r3各自为可具有取代基的链状烷基、可具有取代基的环状有机基团、或氢原子,r2与r3可彼此键合而形成环,r4为一价有机基团,r5为氢原子、可具有取代基的碳原子数为1~11的烷基、或可具有取代基的芳基,n为0~4的整数,m为0或1。)

式(c-5)中,r1为氢原子、硝基或一价有机基团。r1在式(c-5)中的芴环上键合于与-(co)m-表示的基团所键合的六元芳香环不同的六元芳香环。在式(c-5)中,r1在芴环上的键合位置没有特别限制。式(c-5)表示的化合物具有1个以上的r1时,从容易合成式(c-5)表示的化合物等方面考虑,优选的是1个以上的r1中的1个r1键合于芴环中的2位。r1为多个时,多个r1可以相同也可以不同。

r1为有机基团时,r1只要在不妨碍本发明的目的的范围内即可,没有特别限制,可从各种有机基团中适当选择。作为r1为有机基团时的适宜的例子,可举出烷基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、饱和脂肪族酰基、烷氧基羰基、饱和脂肪族酰基氧基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的苯氧基、可以具有取代基的苯甲酰基、可以具有取代基的苯氧基羰基、可以具有取代基的苯甲酰基氧基、可以具有取代基的苯基烷基、可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的萘氧基、可以具有取代基的萘甲酰基、可以具有取代基的萘氧基羰基、可以具有取代基的萘甲酰基氧基、可以具有取代基的萘基烷基、可以具有取代基的杂环基、可以具有取代基的杂环基羰基、被1个或2个有机基团取代了的氨基、吗啉-1-基、及哌嗪-1-基等。

r1为烷基时,烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~6。另外,r1为烷基时,可以是直链,也可以是支链。作为r1为烷基时的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基、及异癸基等。另外,r1为烷基时,烷基可在碳链中包含醚键(-o-)。作为在碳链中具有醚键的烷基的例子,可举出甲氧基乙基、乙氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、丙基氧基乙氧基乙基、及甲氧基丙基等。

r1为烷氧基时,烷氧基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~6。另外,r1为烷氧基时,可以是直链,也可以是支链。作为r1为烷氧基时的具体例,可举出甲氧基、乙氧基、正丙基氧基、异丙基氧基、正丁基氧基、异丁基氧基、仲丁基氧基、叔丁基氧基、正戊基氧基、异戊基氧基、仲戊基氧基、叔戊基氧基、正己基氧基、正庚基氧基、正辛基氧基、异辛基氧基、仲辛基氧基、叔辛基氧基、正壬基氧基、异壬基氧基、正癸基氧基、及异癸基氧基等。另外,r1为烷氧基时,烷氧基可在碳链中包含醚键(-o-)。作为在碳链中具有醚键的烷氧基的例子,可举出甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基、甲氧基乙氧基乙氧基、乙氧基乙氧基乙氧基、丙基氧基乙氧基乙氧基、及甲氧基丙基氧基等。

r1为环烷基或环烷氧基时,环烷基或环烷氧基的碳原子数优选为3~10,更优选为3~6。作为r1为环烷基时的具体例,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、及环辛基等。作为r1为环烷氧基时的具体例,可举出环丙基氧基、环丁基氧基、环戊基氧基、环己基氧基、环庚基氧基、及环辛基氧基等。

r1为饱和脂肪族酰基或饱和脂肪族酰基氧基时,饱和脂肪族酰基或饱和脂肪族酰基氧基的碳原子数优选为2~21,更优选为2~7。作为r1为饱和脂肪族酰基时的具体例,可举出乙酰基、丙酰基、正丁酰基、2-甲基丙酰基、正戊酰基、2,2-二甲基丙酰基、正己酰基、正庚酰基、正辛酰基、正壬酰基、正癸酰基、正十一烷酰基、正十二烷酰基、正十三烷酰基、正十四烷酰基、正十五烷酰基、及正十六烷酰基等。作为r1为饱和脂肪族酰基氧基时的具体例,可举出乙酰基氧基、丙酰基氧基、正丁酰基氧基、2-甲基丙酰基氧基、正戊酰基氧基、2,2-二甲基丙酰基氧基、正己酰基氧基、正庚酰基氧基、正辛酰基氧基、正壬酰基氧基、正癸酰基氧基、正十一烷酰基氧基、正十二烷酰基氧基、正十三烷酰基氧基、正十四烷酰基氧基、正十五烷酰基氧基、及正十六烷酰基氧基等。

r1为烷氧基羰基时,烷氧基羰基的碳原子数优选为2~20,更优选为2~7。作为r1为烷氧基羰基时的具体例,可举出甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙基氧基羰基、异丙基氧基羰基、正丁基氧基羰基、异丁基氧基羰基、仲丁基氧基羰基、叔丁基氧基羰基、正戊基氧基羰基、异戊基氧基羰基、仲戊基氧基羰基、叔戊基氧基羰基、正己基氧基羰基、正庚基氧基羰基、正辛基氧基羰基、异辛基氧基羰基、仲辛基氧基羰基、叔辛基氧基羰基、正壬基氧基羰基、异壬基氧基羰基、正癸基氧基羰基、及异癸基氧基羰基等。

r1为苯基烷基时,苯基烷基的碳原子数优选为7~20,更优选为7~10。另外,r1为萘基烷基时,萘基烷基的碳原子数优选为11~20,更优选为11~14。作为r1为苯基烷基时的具体例,可举出苄基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、及4-苯基丁基。作为r1为萘基烷基时的具体例,可举出α-萘基甲基、β-萘基甲基、2-(α-萘基)乙基、及2-(β-萘基)乙基。r1为苯基烷基、或萘基烷基时,r1可在苯基、或萘基上进一步具有取代基。

r1为杂环基时,杂环基为包含1个以上的n、s、o的5元或6元的单环,或者为所述单环彼此、或所述单环与苯环进行稠合而成的杂环基。杂环基为稠环时,为环数为3以下的稠环。杂环基可以是芳香族基(杂芳基),也可以是非芳香族基。作为构成所述杂环基的杂环,可举出呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、异噁唑、噻唑、噻二唑、异噻唑、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、异吲哚、吲哚嗪、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、喹啉、异喹啉、喹唑啉、酞嗪、肉啉、喹喔啉、哌啶、哌嗪、吗啉、哌啶、四氢吡喃、及四氢呋喃等。r1为杂环基时,杂环基可以进一步具有取代基。

r1为杂环基羰基时,杂环基羰基中包含的杂环基与r1为杂环基的情况一样。

r1为被1个或2个有机基团取代了的氨基时,关于有机基团的适宜的例子,可举出碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为3~10的环烷基、碳原子数为2~21的饱和脂肪族酰基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的苯甲酰基、可以具有取代基的碳原子数为7~20的苯基烷基、可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的萘甲酰基、可以具有取代基的碳原子数为11~20的萘基烷基、及杂环基等。这些适宜的有机基团的具体例与r1同样。作为被1个或2个有机基团取代了的氨基的具体例,可举出甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、正丙基氨基、二正丙基氨基、异丙基氨基、正丁基氨基、二正丁基氨基、正戊基氨基、正己基氨基、正庚基氨基、正辛基氨基、正壬基氨基、正癸基氨基、苯基氨基、萘基氨基、乙酰基氨基、丙酰基氨基、正丁酰基氨基、正戊酰基氨基、正己酰基氨基、正庚酰基氨基、正辛酰基氨基、正癸酰基氨基、苯甲酰基氨基、α-萘甲酰基氨基、及β-萘甲酰基氨基等。

作为r1中包含的苯基、萘基及杂环基进一步具有取代基时的取代基,可举出碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、碳原子数为2~7的饱和脂肪族酰基、碳原子数为2~7的烷氧基羰基、碳原子数为2~7的饱和脂肪族酰基氧基、具有碳原子数为1~6的烷基的单烷基氨基、具有碳原子数为1~6的烷基的二烷基氨基、吗啉-1-基、哌嗪-1-基、卤素、硝基、及氰基等。r1中包含的苯基、萘基及杂环基进一步具有取代基时,对于其取代基的数目而言,只要在不妨碍本发明的目的的范围内即可,没有特别限制,优选为1~4。r1中包含的苯基、萘基及杂环基具有多个取代基时,多个取代基可以相同也可以不同。

以上说明的基团中,作为r1,为硝基或r6-co-表示的基团时,存在敏感度提高的倾向,是优选的。对于r6而言,只要在不妨碍本发明的目的的范围内即可,没有特别限制,可从各种有机基团中选择。作为适于作为r6的基团的例子,可举出碳原子数为1~20的烷基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的萘基、及可以具有取代基的杂环基。这些基团中,作为r6,特别优选2-甲基苯基、噻吩-2-基、及α-萘基。

另外,r1为氢原子时,存在透明性变得良好的倾向,是优选的。需要说明的是,r1为氢原子并且r4为下文所述的式(r4-2)表示的基团时,存在透明性变得更良好的倾向。

式(c-5)中,r2及r3各自为可以具有取代基的链状烷基、可以具有取代基的环状有机基团、或氢原子。r2与r3可以相互键合而形成环。这些基团中,作为r2及r3,优选可以具有取代基的链状烷基。r2及r3为可以具有取代基的链状烷基时,链状烷基可以是直链烷基,也可以是支链烷基。

r2及r3为不具有取代基的链状烷基时,链状烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~10,特别优选为1~6。作为r2及r3为链状烷基时的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基、及异癸基等。另外,r2及r3为烷基时,烷基可在碳链中包含醚键(-o-)。作为在碳链中具有醚键的烷基的例子,可举出甲氧基乙基、乙氧基乙基、甲氧基乙氧基乙基、乙氧基乙氧基乙基、丙基氧基乙氧基乙基、及甲氧基丙基等。

r2及r3为具有取代基的链状烷基时,链状烷基的碳原子数优选为1~20,更优选为1~10,特别优选为1~6。该情况下,链状烷基的碳原子数中不包括取代基的碳原子数。具有取代基的链状烷基优选为直链状。

对于烷基可以具有的取代基而言,只要在不妨碍本发明的目的的范围内即可,没有特别限制。作为取代基的适宜的例子,可举出氰基、卤素原子、环状有机基团、及烷氧基羰基。作为卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。其中,优选氟原子、氯原子、溴原子。作为环状有机基团,可举出环烷基、芳香族烃基、杂环基。作为环烷基的具体例,与r1为环烷基时的适宜的例子一样。作为芳香族烃基的具体例,可举出苯基、萘基、联苯基、蒽基、及菲基等。作为杂环基的具体例,与r1为杂环基时的适宜的例子同样。r1为烷氧基羰基时,烷氧基羰基中包含的烷氧基可以是直链状,也可以是支链状,优选直链状。烷氧基羰基中包含的烷氧基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~6。

链状烷基具有取代基时,取代基的数目没有特别限制。优选的取代基的数目根据链状烷基的碳原子数而变化。对于取代基的数目而言,典型地,为1~20,优选为1~10,更优选为1~6。

r2及r3为环状有机基团时,环状有机基团可以是脂环式基,也可以是芳香族基。作为环状有机基团,可举出脂肪族环状烃基、芳香族烃基、杂环基。r2及r3为环状有机基团时,环状有机基团可以具有的取代基与r2及r3为链状烷基时同样。

r2及r3为芳香族烃基时,优选芳香族烃基为苯基、或多个苯环介由碳-碳键进行键合而形成的基团、或多个苯环稠合而形成的基团。芳香族烃基为苯基、或多个苯环键合或稠合而形成的基团时,芳香族烃基中包含的苯环的环数没有特别限制,优选为3以下,更优选为2以下,特别优选为1。作为芳香族烃基的优选的具体例,可举出苯基、萘基、联苯基、蒽基、及菲基等。

r2及r3为脂肪族环状烃基时,脂肪族环状烃基可以为单环式,也可以为多环式。脂肪族环状烃基的碳原子数没有特别限制,优选为3~20,更优选为3~10。作为单环式的环状烃基的例子,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、降冰片基、异冰片基、三环壬基、三环癸基、四环十二烷基、及金刚烷基等。

r2及r3为杂环基时,杂环基为包含1个以上的n、s、o的5元或6元的单环,或者为所述单环彼此、或所述单环与苯环稠合而成的杂环基。杂环基为稠环时,为环数为3以下的稠环。杂环基可以是芳香族基(杂芳基),也可以是非芳香族基。作为构成所述杂环基的杂环,可举出呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、异噁唑、噻唑、噻二唑、异噻唑、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、异吲哚、吲哚嗪、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、喹啉、异喹啉、喹唑啉、酞嗪、肉啉、喹喔啉、哌啶、哌嗪、吗啉、哌啶、四氢吡喃、及四氢呋喃等。

r2与r3可以相互键合而形成环。包含r2与r3形成的环的基团优选为亚环烷基(cycloalkylidenegroup)。r2与r3键合而形成亚环烷基时,构成亚环烷基的环优选为5元环~6元环,更优选为5元环。

r2与r3键合而形成的基团为亚环烷基时,亚环烷基可以与1个以上的其他环稠合。作为可与亚环烷基稠合的环的例子,可举出苯环、萘环、环丁烷环、环戊烷环、环己烷环、环庚烷环、环辛烷环、呋喃环、噻吩环、吡咯环、吡啶环、吡嗪环、及嘧啶环等。

以上说明的r2及r3中,作为适宜的基团的例子,可举出式-a1-a2表示的基团。式中,可举出a1为直链亚烷基,a2为烷氧基、氰基、卤素原子、卤代烷基、环状有机基团、或烷氧基羰基。

a1的直链亚烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~6。a2为烷氧基时,烷氧基可以是直链状也可以是支链状,优选直链状。烷氧基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~6。a2为卤素原子时,优选氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,更优选氟原子、氯原子、溴原子。a2为卤代烷基时,卤代烷基中包含的卤素原子优选氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,更优选氟原子、氯原子、溴原子。卤代烷基可以是直链状也可以是支链状,优选直链状。a2为环状有机基团时,环状有机基团的例子与r2及r3作为取代基而具有的环状有机基团同样。a2为烷氧基羰基时,烷氧基羰基的例子与r2及r3作为取代基而具有的烷氧基羰基同样。

作为r2及r3的优选的具体例,可举出乙基、正丙基、正丁基、正己基、正庚基、及正辛基等烷基;2-甲氧基乙基、3-甲氧基正丙基、4-甲氧基正丁基、5-甲氧基正戊基、6-甲氧基正己基、7-甲氧基正庚基、8-甲氧基正辛基、2-乙氧基乙基、3-乙氧基正丙基、4-乙氧基正丁基、5-乙氧基正戊基、6-乙氧基正己基、7-乙氧基正庚基、及8-乙氧基正辛基等烷氧基烷基;2-氰基乙基、3-氰基正丙基、4-氰基正丁基、5-氰基正戊基、6-氰基正己基、7-氰基正庚基、及8-氰基正辛基等氰基烷基;2-苯基乙基、3-苯基正丙基、4-苯基正丁基、5-苯基正戊基、6-苯基正己基、7-苯基正庚基、及8-苯基正辛基等苯基烷基;2-环己基乙基、3-环己基正丙基、4-环己基正丁基、5-环己基正戊基、6-环己基正己基、7-环己基正庚基、8-环己基正辛基、2-环戊基乙基、3-环戊基正丙基、4-环戊基正丁基、5-环戊基正戊基、6-环戊基正己基、7-环戊基正庚基、及8-环戊基正辛基等环烷基烷基;2-甲氧基羰基乙基、3-甲氧基羰基正丙基、4-甲氧基羰基正丁基、5-甲氧基羰基正戊基、6-甲氧基羰基正己基、7-甲氧基羰基正庚基、8-甲氧基羰基正辛基、2-乙氧基羰基乙基、3-乙氧基羰基正丙基、4-乙氧基羰基正丁基、5-乙氧基羰基正戊基、6-乙氧基羰基正己基、7-乙氧基羰基正庚基、及8-乙氧基羰基正辛基等烷氧基羰基烷基;2-氯乙基、3-氯正丙基、4-氯正丁基、5-氯正戊基、6-氯正己基、7-氯正庚基、8-氯正辛基、2-溴乙基、3-溴正丙基、4-溴正丁基、5-溴正戊基、6-溴正己基、7-溴正庚基、8-溴正辛基、3,3,3-三氟丙基、及3,3,4,4,5,5,5-七氟正戊基等卤代烷基。

作为r2及r3,上述中更优选的基团为乙基、正丙基、正丁基、正戊基、2-甲氧基乙基、2-氰基乙基、2-苯基乙基、2-环己基乙基、2-甲氧基羰基乙基、2-氯乙基、2-溴乙基、3,3,3-三氟丙基、及3,3,4,4,5,5,5-七氟正戊基。

作为r4的适宜的有机基团的例子,与r1一样,可举出烷基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、饱和脂肪族酰基、烷氧基羰基、饱和脂肪族酰基氧基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的苯氧基、可以具有取代基的苯甲酰基、可以具有取代基的苯氧基羰基、可以具有取代基的苯甲酰基氧基、可以具有取代基的苯基烷基、可以具有取代基的萘基、可以具有取代基的萘氧基、可以具有取代基的萘甲酰基、可以具有取代基的萘氧基羰基、可以具有取代基的萘甲酰基氧基、可以具有取代基的萘基烷基、可以具有取代基的杂环基、可以具有取代基的杂环基羰基、被1个或2个有机基团取代的氨基、吗啉-1-基、及哌嗪-1-基等。这些基团的具体例与针对r1说明过的基团一样。另外,作为r4,还优选环烷基烷基、在芳香环上可以具有取代基的苯氧基烷基、在芳香环上可以具有取代基的苯基硫基烷基。苯氧基烷基、及苯基硫基烷基可以具有的取代基与r1中包含的苯基可以具有的取代基一样。

有机基团中,作为r4,优选烷基、环烷基、可以具有取代基的苯基、或环烷基烷基、芳香环上可以具有取代基的苯基硫基烷基。作为烷基,优选碳原子数为1~20的烷基,更优选碳原子数为1~8的烷基,特别优选碳原子数为1~4的烷基,最优选甲基。可以具有取代基的苯基中,优选甲基苯基,更优选2-甲基苯基。环烷基烷基中包含的环烷基的碳原子数优选为5~10,更优选为5~8,特别优选为5或6。环烷基烷基中包含的亚烷基的碳原子数优选为1~8,更优选为1~4,特别优选为2。环烷基烷基中,优选环戊基乙基。芳香环上可以具有取代基的苯基硫基烷基中包含的亚烷基的碳原子数优选为1~8,更优选为1~4,特别优选为2。芳香环上可以具有取代基的苯基硫基烷基中,优选2-(4-氯苯基硫基)乙基。

另外,作为r4,还优选-a3-co-o-a4表示的基团。a3为二价有机基团,优选为二价烃基,更优选为亚烷基。a4为一价有机基团,优选为一价烃基。

a3为亚烷基时,亚烷基可以是直链状,也可以是支链状,优选为直链状。a3为亚烷基时,亚烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~6,特别优选为1~4。

作为a4的适宜的例子,可举出碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为7~20的芳烷基、及碳原子数为6~20的芳香族烃基。作为a4的适宜的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、苯基、萘基、苄基、苯乙基、α-萘基甲基、及β-萘基甲基等。

作为-a3-co-o-a4表示的基团的适宜的具体例,可举出2-甲氧基羰基乙基、2-乙氧基羰基乙基、2-正丙基氧基羰基乙基、2-正丁基氧基羰基乙基、2-正戊基氧基羰基乙基、2-正己基氧基羰基乙基、2-苄基氧基羰基乙基、2-苯氧基羰基乙基、3-甲氧基羰基正丙基、3-乙氧基羰基正丙基、3-正丙基氧基羰基正丙基、3-正丁基氧基羰基正丙基、3-正戊基氧基羰基正丙基、3-正己基氧基羰基正丙基、3-苄基氧基羰基正丙基、及3-苯氧基羰基正丙基等。

以上,对r4进行了说明,作为r4,优选下述式(r4-1)或(r4-2)表示的基团。

(式(r4-1)及(r4-2)中,r7及r8分别为有机基团,p为0~4的整数,r7及r8存在于苯环上的相邻的位置时,r7与r8可以相互键合而形成环,q为1~8的整数,r为1~5的整数,s为0~(r+3)的整数,r9为有机基团。)

式(r4-1)中的r7及r8的有机基团的例子与r1一样。作为r7,优选烷基或苯基。r7为烷基时,其碳原子数优选为1~10,更优选为1~5,特别优选为1~3,最优选为1。即,r7最优选为甲基。r7与r8键合而形成环时,该环可以为芳香族环,也可以为脂肪族环。作为式(r4-1)表示的基团中、r7与r8形成环的基团的适宜的例子,可举出萘-1-基、1,2,3,4-四氢萘-5-基等。上述式(r4-1)中,p为0~4的整数,优选为0或1,更优选为0。

上述式(r4-2)中,r9为有机基团。作为有机基团,可举出与针对r1说明过的有机基团一样的基团。有机基团中,优选烷基。烷基可以为直链状,也可以为支链状。烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~5,特别优选为1~3。作为r9,可优选例举甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基等,这些基团中,更优选为甲基。

上述式(r4-2)中,r为1~5的整数,优选为1~3的整数,更优选为1或2。上述式(r4-2)中,s为0~(r+3),优选为0~3的整数,更优选为0~2的整数,特别优选为0。上述式(r4-2)中,q为1~8的整数,优选为1~5的整数,更优选为1~3的整数,特别优选为1或2。

式(c-5)中,r5为氢原子、可以具有取代基的碳原子数为1~11的烷基、或可以具有取代基的芳基。作为r5为烷基时可以具有的取代基,可优选例举苯基、萘基等。另外,作为r5为芳基时可以具有的取代基,可优选例举碳原子数为1~5的烷基、烷氧基、卤素原子等。

式(c-5)中,作为r5,可优选例举氢原子、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、苯基、苄基、甲基苯基、萘基等,其中更优选甲基或苯基。

式(c-5)表示的化合物可单独使用也可使用2种以上,使用2种以上时,优选以下的(i)~(iii)。

(i)r1为氢原子的化合物与r1为硝基的化合物的组合

(ii)r4为式(r4-1)的化合物与r4为式(r4-2)的化合物的组合

(iii)r4为式(r4-1)或式(r4-2)的化合物与r4为碳原子数为1~4的烷基的化合物

其中,从提高敏感度及固化物的透过率等特性的方面考虑,优选上述(i)的组合,更优选满足上述(i)和、(ii)或(iii)的组合。

对于基于上述(i)~(iii)的组合的各化合物的配合比(质量比)而言,对应于目标的敏感度等特性而进行适宜调节即可,例如,优选为1:99~99:1,更优选为10:90~90:10,进一步优选为30:70~70:30。

式(c-5)表示的化合物的制造方法没有特别限制。式(c-5)表示的化合物优选利用包括下述工序的方法进行制造,所述工序为将下式(c-6)表示的化合物中包含的肟基(=n-oh)转化为=n-o-cor5表示的肟酯基。r5与式(c-5)中的r5一样。

(r1、r2、r3、r4、m、及n与式(c-5)一样。n为0~4的整数,m为0或1。)

因此,上述式(c-6)表示的化合物作为式(c-5)表示的化合物的合成用中间体是有用的。

将肟基(=n-oh)转化为=n-o-cor5表示的肟酯基的方法没有特别限制。典型地,可举出使肟基中的羟基与酰化剂(提供-cor5表示的酰基)反应的方法。作为酰化剂,可举出(r5co)2o表示的酸酐、r5cohal(hal为卤素原子)表示的酰卤。

对于通式(c-5)表示的化合物而言,m为0时,例如,可按照下述合成路径1合成。合成路径1中,使用下述式(1-1)表示的芴衍生物作为原料。r1为硝基或一价有机基团时,式(1-1)表示的芴衍生物可利用已知的方法,向9位被r2及r3取代而成的芴衍生物中导入取代基r1而得到。对于9位被r2及r3取代而成的芴衍生物而言,例如,r2及r3为烷基时,可如日本特开平06-234668号公报中记载的那样,在碱金属氢氧化物的存在下,在非质子性极性有机溶剂中,使芴与烷基化剂反应而得到。另外,在芴的有机溶剂溶液中,添加卤代烷基这样的烷基化剂、碱金属氢氧化物的水溶液、和四丁基碘化铵、叔丁醇钾这样的相转移催化剂,进行烷基化反应,由此可得到9,9-烷基取代芴。

利用傅-克酰基化(friedel-craftsacylation)反应,向式(1-1)表示的芴衍生物中导入-co-r4表示的酰基,可得到式(1-3)表示的芴衍生物。用于导入-co-r4表示的酰基的酰化剂可以是卤化羰基化合物,也可以是酸酐。作为酰化剂,优选式(1-2)表示的卤化羰基化合物。式(1-2)中,hal为卤素原子。可利用适当改变傅-克反应的条件、或对进行酰基化的位置之外的位置实施保护及脱保护的方法,来选择在芴环上导入酰基的位置。

接下来,将得到的式(1-3)表示的芴衍生物中的-co-r4表示的基团转化为-c(=n-oh)-r4表示的基团,得到式(1-4)表示的肟化合物。将-co-r4表示的基团转化为-c(=n-oh)-r4表示的基团的方法没有特别限制,优选基于羟基胺的肟化。使式(1-4)的肟化合物与、下式(1-5)表示的酸酐((r5co)2o)或下述通式(1-6)表示的酰卤(r5cohal,hal为卤素原子。)反应,可得到下述式(1-7)表示的化合物。

需要说明的是,式(1-1)、(1-2)、(1-3)、(1-4)、(1-5)、(1-6)及(1-7)中,r1、r2、r3、r4及r5与式(c-5)一样。

另外,合成路径1中,式(1-2)、式(1-3)及式(1-4)各自包含的r4可以相同也可以不同。即,式(1-2)、式(1-3)、及式(1-4)中的r4可在由合成路径1所示的合成过程中被化学修饰。作为化学修饰的例子,可举出酯化、醚化、酰基化、酰胺化、卤化、氨基中的氢原子被有机基团取代等。r4可接受的化学修饰不限于这些。

<合成路径1>

对于式(c-5)表示的化合物而言,m为1时,例如,可按照下述合成路径2合成。合成路径2中,使用下述式(2-1)表示的芴衍生物作为原料。对于式(2-1)表示的芴衍生物而言,可利用与合成路径1一样的方法,利用傅-克反应,向式(1-1)表示的化合物中导入-co-ch2-r4表示的酰基而得到。作为酰化剂,优选式(1-8)即hal-co-ch2-r4表示的羧酰卤。接下来,将式(2-1)表示的化合物中的、存在于r4与羰基之间的亚甲基进行肟化,得到下式(2-3)表示的酮肟化合物。将亚甲基进行肟化的方法没有特别限制,优选在盐酸的存在下使下述通式(2-2)表示的亚硝酸酯(rono,r为碳原子数为1~6的烷基。)反应的方法。接下来,使下述式(2-3)表示的酮肟化合物与、下述式(2-4)表示的酸酐((r5co)2o)或下述式(2-5)表示的酰卤(r5cohal,hal为卤素原子。)反应,可得到下述式(2-6)表示的化合物。需要说明的是,下述式(2-1)、(2-3)、(2-4)、(2-5)、及(2-6)中,r1、r2、r3、r4、及r5与式(c-5)一样。

m为1时,有下述倾向:能够进一步减少使用含有式(c-5)表示的化合物的感光性树脂组合物而形成的图案中的异物的产生。

另外,合成路径2中,式(1-8)、式(2-1)、及式(2-3)中各自包含的r4可以相同也可以不同。即,式(1-8)、式(2-1)、及式(2-3)中的r4可在由合成路径2所示的合成过程中被化学修饰。作为化学修饰的例子,可举出酯化、醚化、酰基化、酰胺化、卤化、氨基中的氢原子被有机基团取代等。r4可接受的化学修饰不限于这些。

<合成路径2>

作为式(c-5)表示的化合物的适宜的具体例,可举出以下的化合物1~化合物41。

对于(c)光聚合引发剂的含量而言,相对于感光性树脂组合物的固态成分100质量份,优选为0.5~20质量份。通过为上述的范围,可得到充分的耐热性、耐化学药品性,另外,可提高涂膜形成能力、抑制固化不良。

<(d)遮光剂>

本发明涉及的感光性树脂组合物含有遮光剂。作为遮光剂,优选使用黑色颜料。作为用作遮光剂的黑色颜料,可举出炭黑、苝系颜料、银锡合金、钛黑、铜、铁、锰、钴、铬、镍、锌、钙、银等的金属氧化物、复合氧化物、金属硫化物、金属硫酸盐或金属碳酸盐等不论是有机物还是无机物的各种颜料。这些黑色颜料可组合2种以上来使用。

作为(d)遮光剂,由于容易使黑色柱状间隔物(其使用感光性树脂组合物而形成)与基板的密合性变得良好,因此优选含有苝系颜料。相对于(d)遮光剂的总质量而言,(d)遮光剂中的苝系颜料的含量优选为85质量%以上,更优选为90质量%以上,特别优选为100质量%。

作为苝系颜料的具体例,可举出下述通式(d-1)表示的苝系颜料、及下述通式(d-2)表示的苝系颜料。此外,可优选使用作为市售品的basf公司制的制品名k0084及k0086、pigmentblack21、30、31、32、33及34等。

(式(d-1)中,rd1、rd2各自独立地表示碳原子数为1~3的亚烷基,rd3、rd4各自独立地表示氢原子、羟基、甲氧基或乙酰基。)

(式(d-2)中,rd5、rd6各自独立地表示碳原子数为1~7的亚烷基。)

上述通式(d-1)表示的化合物、及通式(d-2)表示的化合物可使用例如日本特开昭62-1753号公报、日本特公昭63-26784号公报中记载的方法进行合成。即,将苝-3,5,9,10-四羧酸或其二酐、和胺类作为原料,在水或有机溶剂中进行加热反应。然后,使得到的粗制物在硫酸中再沉淀,或者在水、有机溶剂或它们的混合溶剂中重结晶,从而能够得到目标物。

此外,为了使苝系颜料良好地分散在感光性树脂组合物中,优选苝系颜料的平均粒径为10~1000nm。

此外,对于(d)遮光剂而言,出于调整色调的目的等,可将黑色颜料与红、蓝、绿、黄、紫等色相的色素并用。黑色颜料以外的其他色相的色素可以从已知的色素中适宜选择而使用。对于黑色颜料以外的其他色相的色素而言,其他色素的使用量相对于(d)遮光剂的总质量优选为15质量%以下,更优选为10质量%以下。

对于感光性树脂组合物中的(d)遮光剂的含量而言,可在不妨碍本发明的目的的范围内进行适宜选择,典型地,相对于感光性树脂组合物的固态成分,优选为5~50质量%。通过使用所述范围的量的遮光剂,从而使得利用感光性树脂组合物得到的黑色柱状间隔物的遮光性良好,同时易于抑制对感光性树脂组合物进行曝光时的曝光不良、固化不良。

<(e)光吸收剂>

本发明涉及的感光性树脂组合物优选含有光吸收剂。

作为光吸收剂没有特别限定,可使用能够对曝光的光进行吸收的物质,特别优选对200~450nm的波长区域的光进行吸收的物质。可举出例如萘化合物、联萘化合物、蒽化合物、菲绕啉(phenanthroline)化合物、染料等。

具体而言,可举出肉桂酸-2-乙基己基酯、对甲氧基肉桂酸2-乙基己基酯、甲氧基肉桂酸异丙酯、甲氧基肉桂酸异戊酯等肉桂酸衍生物;α-萘酚、β-萘酚、α-萘酚甲醚、α-萘酚乙醚、1,2-二羟基萘、1,3-二羟基萘、1,4-二羟基萘、1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、1,7-二羟基萘、1,8-二羟基萘、2,3-二羟基萘、2,6-二羟基萘、2,7-二羟基萘等萘衍生物;蒽、9,10-二羟基蒽等蒽及其衍生物;偶氮系染料、二苯甲酮系染料、氨基酮系染料、喹啉系染料、蒽醌系染料、二苯基氰基丙烯酸酯系染料、三嗪系染料、对氨基苯甲酸系染料等染料;等。其中,优选使用肉桂酸衍生物、萘衍生物,特别优选使用肉桂酸衍生物。这些光吸收剂可单独使用或组合2种以上进行使用。

对于(e)光吸收剂的含量而言,相对于感光性树脂组合物的固态成分100质量份,优选为0.5~20质量份。通过成为上述的范围,能够良好地保持固化后的破坏强度,同时能够增大使曝光量变化时的膜厚变化的比例。

<(s)有机溶剂>

本发明涉及的感光性树脂组合物优选含有用于稀释的有机溶剂。作为有机溶剂,可举出例如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇单正丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单正丙基醚、二乙二醇单正丁基醚、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚、丙二醇单正丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单正丙基醚、二丙二醇单正丁基醚、三丙二醇单甲基醚、三丙二醇单乙基醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类;乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯等(聚)亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类;二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚、四氢呋喃等其他醚类;甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮类;2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯等乳酸烷基酯类;2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸乙酯等其他酯类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类;n-甲基-2-吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基异丁酰胺、n,n-二乙基乙酰胺、n,n-二乙基甲酰胺、n-甲基已内酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、吡啶、及n,n,n’,n’-四甲基脲等含氮极性有机溶剂等。

其中,优选亚烷基二醇单烷基醚类、亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类、上述的其他醚类、乳酸烷基酯类、上述的其他酯类,更优选亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类、上述的其他醚类、上述的其他酯类。此外,从各成分的溶解性、(d)遮光剂的分散性等方面考虑,(s)有机溶剂也优选包含含氮极性有机溶剂。作为含氮极性有机溶剂,优选n,n,n’,n’-四甲基脲。

这些溶剂可单独使用或组合2种以上进行使用。

对于(s)有机溶剂的含量而言,优选为使感光性树脂组合物的固态成分浓度成为1~50质量%的量,更优选为使感光性树脂组合物的固态成分浓度成为5~30质量%的量。

<其他成分>

根据需要,本发明涉及的感光性树脂组合物可含有各种添加剂。作为添加剂,可举出敏化剂、固化促进剂、填充剂、密合促进剂、抗氧化剂、抗絮凝剂、热聚合阻止剂、消泡剂、表面活性剂等。

<感光性树脂组合物的制备方法>

本发明涉及的感光性树脂组合物可通过利用搅拌机将上述各成分混合来制备。需要说明的是,为了使制备得到的感光性树脂组合物成为均匀的组合物,可使用膜滤器等进行过滤。

《间隔物、显示装置、黑色柱状间隔物的形成方法》

对于本发明涉及的黑色柱状间隔物而言,除由本发明涉及的感光性树脂组合物形成以外,与现有的黑色柱状间隔物同样。此外,对于本发明涉及的显示装置而言,除具备由本发明涉及的感光性树脂组合物形成的间隔物外,与现有的显示装置同样。以下,仅对有关黑色柱状间隔物的形成方法进行说明。

黑色柱状间隔物的适宜的形成方法包括以下工序,

形成感光性树脂层的工序(涂布工序),将本发明涉及的感光性树脂组合物涂布在基板上;

感光性树脂层的曝光工序(曝光工序),对应于规定的间隔物的图案而对感光性树脂层进行曝光;和

形成间隔物的图案的工序(显影工序),对曝光后的感光性树脂层进行显影。

首先,在涂布工序中,在待形成黑色柱状间隔物的基板上,使用辊涂机、逆式涂布机、棒涂机等接触转印型涂布装置、旋涂器(旋转式涂布装置)、帘流式涂布机等非接触型涂布装置涂布本发明涉及的感光性树脂组合物,根据需要,通过干燥除去溶剂,形成感光性树脂层。

接下来,在曝光工序中,介由负型的掩模,向感光性树脂层照射紫外线、准分子激光等活性能量射线,对应于黑色柱状间隔物的图案对感光性树脂层进行部分曝光。在曝光中可使用高压水银灯、超高压水银灯、氙气灯、碳弧灯等发出紫外线的光源。曝光量根据感光性树脂组合物的组成的不同而不同,例如优选为10~600mj/cm2左右。

需要说明的是,基板为tft基板等在基板上形成有元件的基板的情况下,有时必须在元件上或在与形成有元件的基板成对的基板的同元件相对的位置上形成黑色柱状间隔物。所述情况下,需要考虑元件的高度,在形成有元件的位置和其他的位置改变黑色柱状间隔物的高度。因此,这样的情况下,优选的是介由半色调掩模来进行曝光。若使用本发明涉及的感光性树脂组合物,则通过介由半色调掩模来进行曝光,从而能够容易地形成高度不同的黑色柱状间隔物。

接下来,在显影工序中,利用显影液对曝光后的感光性树脂层进行显影,由此形成黑色柱状间隔物。显影方法没有特别限制,可使用例如浸渍法、喷雾法等。作为显影液的具体例,可举出单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等有机系物质,氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨、季铵盐等的水溶液。

然后,对显影后的黑色柱状间隔物实施后烘,进行加热固化。后烘优选于150~250℃进行15分钟~60分钟。

[实施例]

以下,示出实施例,进一步具体地说明本发明,但本发明的范围不限于这些实施例。

<实施例1~5、及比较例1~4>

将5质量份(a)碱溶性树脂、2质量份(b1)成分、0.8质量份(b2)成分或(b3)成分、2.5质量份(c)光聚合引发剂、颜料分散液(颜料:4.64质量份苝黑(peryleneblack))、和0.05质量份α-萘酚以固态成分含量成为20质量%的方式分散·溶解在溶剂中,制备感光性树脂组合物。

需要说明的是,将感光性组合物中的溶剂的组成调节成甲氧基丁基乙酸酯为10质量%、n,n,n’,n’-四甲基脲为10质量%、丙二醇单甲基醚乙酸酯为80质量%。

此外,作为感光性树脂组合物的成分分别使用以下的物质。

((a)碱溶性树脂)

作为(a)碱溶性树脂,使用以下的树脂a-1。

a-1:利用下述制造方法得到的树脂(固态成分55%、溶剂:3-甲氧基丁基乙酸酯)

((b)光聚合性单体)

作为(b1)成分,使用二季戊四醇六丙烯酸酯。

作为(b2)成分,使用表1中记载的化合物。表1中记载的化合物如下所述。

b2-1:四乙二醇二甲基丙烯酸酯

b2-2:乙氧基化聚丙二醇的二甲基丙烯酸酯(包含12个环氧丙烷单元和6个环氧乙烷单元。1206pe(兴和株式会社制))

b2-3:下述结构的二丙烯酸酯化合物

b2-4:1,3,5-(2’-羟乙基)异氰脲酸二丙烯酸酯

b2-5:1,3,5-(2’-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯

作为(b3)成分,使用表1中记载的化合物。以下示出作为表1中记载的(b3)成分的b3-1、b3-2、b3-3、b3-4。

((c)光聚合引发剂)

作为(c)光聚合引发剂,使用下述c1及c2。c1的使用量为1.5质量份,c2的使用量为1质量份。

上述树脂(a-1)的合成方法如下所述。

首先,在500ml四颈瓶中,装入235g双酚芴型环氧树脂(环氧当量235)、110mg四甲基氯化铵、100mg的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、及72.0g丙烯酸,以25ml/分钟的速度向其中吹入空气,同时于90~100℃进行加热溶解。接下来,在溶液保持白浊的状态下,缓缓升温,加热至120℃,使其完全溶解。此时,溶液逐渐变得透明粘稠,在该状态下持续搅拌。期间测定酸值,持续加热搅拌直到酸值小于1.0mgkoh/g。直到酸值达到目标值需要12小时。而后冷却至室温,得到无色透明且为固体状的下述式(a-7)表示的双酚芴型环氧丙烯酸酯。

接下来,向307.0g如上所述地得到的上述双酚芴型环氧丙烯酸酯中添加600g的3-甲氧基丁基乙酸酯并使其溶解,然后混合80.5g二苯甲酮四甲酸二酐及1g四乙基溴化铵,缓缓升温,于110~115℃反应4小时。在确认了酸酐基消失后,混合38.0g的1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐,于90℃反应6小时,得到树脂(a-1)。通过ir光谱确认到酸酐基消失。

需要说明的是,该树脂(a-1)相当于上述式(a-1)表示的树脂。

使用得到的感光性树脂组合物,按照以下的方法,对半色调特性(δh)和图案密合性进行评价。将它们的评价结果示于表1。

<表面粗糙度ra评价方法>

针对利用下文所述的半色调特性评价方法中记载的方法、以70mj/cm2的曝光量进行固化而得的固化膜,使用原子力显微镜(“afm(装置名)”、siinanotechnology公司制)对其表面粗糙度(ra)进行评价。将结果示于表1。

<弹性恢复率评价方法>

针对利用下文所述的半色调特性评价方法中记载的方法、以70mj/cm2的曝光量进行固化而得的固化膜,使用硬度计fischerscopehm2000(fischerinstruments制)测定其弹性恢复率。将结果示于表1。

<半色调特性评价方法>

在10cm×10cm的玻璃基板上涂布感光性树脂组合物后,于100℃干燥120秒,形成膜厚3.5μm的感光性树脂层。准备共计2个利用同样的方法在玻璃基板上形成的感光性树脂层。

接下来,对于该感光性树脂层,介由掩模尺寸为30μm的负掩模,利用使用了高压水银灯的曝光机,以70mj/cm2的曝光量对一个感光性树脂层进行选择性曝光,以6.3mj/cm2的曝光量对另一个感光性树脂层进行选择性曝光。

使用浓度0.04质量%的koh水溶液,于25℃对曝光后的感光性树脂层进行喷雾显影70秒,得到黑色柱状间隔物。

于230℃对得到的黑色柱状间隔物进行后烘20分钟。

对以70mj/cm2的曝光量形成的黑色柱状间隔物的膜厚(高度,hft)、和以6.3mj/cm2的曝光量形成的黑色柱状间隔物的膜厚(高度,hht)进行测定,按照下式求出δh的值。

δh的值为以上时,判断为半色调特性良好。

[表1]

由表1的实施例可知,感光性树脂组合物包含(b1)4官能以上的多官能单体、和(b2)2官能单体及/或3官能单体时,能够形成弹性恢复率高且难以产生褶皱的黑色柱状间隔物。

此外,实施例的感光性树脂组合物的半色调特性也优异。

另一方面,由比较例可知,感光性树脂组合物以组合形式包含(b1)4官能以上的多官能单体和(b3)单官能单体、或仅包含(b1)4官能以上的多官能单体时,感光性树脂组合物的弹性恢复率低、半色调特性也差。

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