本發(fā)明涉及能提供敏感度優(yōu)異的感光性組合物的、可作為光聚合引發(fā)劑使用的化合物;和該化合物的制造方法。
背景技術:
液晶顯示器等顯示裝置形成為下述結構:在形成有相互對置的成對的電極的2片基板之間夾有液晶層的結構。而且,在一方的基板的內側形成有包括紅色(r)、綠色(g)、藍色(b)等各種顏色的像素區(qū)域的濾色片(colorfilter)。該濾色片中,通常形成有黑色矩陣,以劃分紅色、綠色、藍色等各像素區(qū)域。
通常,濾色片可利用光刻法制造。即,首先,在基板上涂布黑色的感光性組合物并使其干燥,然后進行曝光、顯影,形成黑色矩陣。接下來,針對紅色、綠色、藍色等各種顏色的感光性組合物,各自重復進行涂布、干燥、曝光、及顯影,在特定的位置形成各種顏色的像素區(qū)域,從而制造濾色片。
近年來,在制造液晶顯示器等顯示裝置時,正在嘗試提高由黑色矩陣帶來的遮光性、從而更進一步提高使顯示裝置顯示的圖像的對比度。因此,需要在用于形成黑色矩陣的感光性組合物中包含大量的遮光劑。然而,若像這樣在感光性組合物中包含大量遮光劑,則在將涂布于基板上而形成的感光性組合物的膜曝光時,用于使感光性組合物固化的光難以到達膜的底部,導致固化性組合物的敏感度顯著降低,從而導致固化不良。
感光性組合物中,作為其成分的一部分而被包含的光聚合引發(fā)劑會因曝光而產生自由基。該自由基使感光性組合物中包含的聚合性的化合物發(fā)生聚合,從而使感光性組合物固化。因此,感光性組合物的敏感度會受到其中包含的光聚合引發(fā)劑的種類的影響,這點是已知的。
另外,近年來,隨著液晶顯示器等顯示裝置的生產臺數(shù)的增多,濾色片的生產量也相應地增多。因此,從更進一步提高生產率的觀點考慮,迫切需要能以低曝光量形成圖案的高敏感度的感光性組合物。
在這種情況下,作為能使得感光性組合物的敏感度良好的光聚合引發(fā)劑,專利文獻1中提出了具有環(huán)烷基的肟酯化合物。專利文獻1中記載的實施例中,具體公開了下述化學式(a)及(b)表示的化合物。
[化學式1]
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:中國公開專利公報第101508744號
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
然而,在使用感光性組合物制造各種用于顯示裝置的面板時,從提高面板的生產率的觀點考慮,期望將由感光性組合物形成的涂布膜曝光時的曝光量能夠越發(fā)降低。但即使是包含專利文獻1中記載的化合物的感光性組合物,也有無法充分滿足此類要求的情況。因此,要求開發(fā)出敏感度比包含專利文獻1中記載的化合物的感光性組合物更加優(yōu)異的感光性組合物。
本發(fā)明是鑒于以上的問題而作出的,目的在于提供一種可作為光聚合引發(fā)劑使用、且能提供敏感度優(yōu)異的感光性組合物的化合物;和該化合物的制造方法。
用于解決課題的手段
本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過在包含咔唑環(huán)或芴環(huán)作為主骨架的肟酯化合物中的咔唑環(huán)或芴環(huán)上,導入分別具有吸電子基團的、芳基、雜芳基、包含1個以上選自碳-碳雙鍵及碳-碳三鍵中的1種以上的鍵的鏈狀脂肪族烴基、或它們組合而成的基團,能解決上述的課題,從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的第1方式是下述式(1)表示的化合物。
[化學式2]
(式(1)中,r1表示吸電子基團,r6為亞芳基、亞雜芳基(heteroarylene)、包含1個以上選自碳-碳雙鍵及碳-碳三鍵中的1種以上的鍵的鏈狀脂肪族烴基、或它們組合而成的基團,r6可具有選自吸電子基團、硫醇基及一價有機基團中的1個以上的取代基,r4表示一價有機基團或氫原子,r5表示一價有機基團或氫原子,n表示0或1,t表示下述式(tc)或式(tn)表示的基團,
[化學式3]
式(tc)及式(tn)中,r2和r3各自獨立地表示可以被取代的烷基或氫原子,*表示化學鍵,
式(tc)中,r2和r3可以組合而形成環(huán)。)
本發(fā)明的第2方式是制造由式(1)表示、且n為0的第1方式涉及的化合物的方法,所述方法包括以下工序:
工序(i),通過交叉偶聯(lián)反應向下述式(1a)表示的環(huán)骨架中導入-r6-r1表示的基團,
[化學式4]
(式(1a)中,t如上所述。);和
工序(ii),向上述式(1a)表示的環(huán)骨架中,導入-co-r4表示的酰基,然后,將-co-r4表示的基團轉化為-c(=n-oh)-r4表示的基團,進而,將-c(=n-oh)-r4表示的基團酯化,轉化為-c(=n-o-co-r5)-r4表示的基團。
本發(fā)明的第3方式是制造由式(1)表示、且n為1的第1方式涉及的化合物的方法,所述方法包括以下工序:
工序(i),通過交叉偶聯(lián)反應向下述式(1a)表示的環(huán)骨架中導入-r6-r1表示的基團,
[化學式5]
(式(1a)中,t如上所述。);和
工序(ii),向上述式(1a)表示的環(huán)骨架中,導入-co-ch2-r4表示的?;缓?,將-co-ch2-r4表示的基團轉化為-co-c(=n-oh)-r4表示的基團,進而,將-co-c(=n-oh)-r4表示的基團酯化,轉化為-co-c(=n-o-co-r5)-r4表示的基團。
發(fā)明的效果
通過本發(fā)明,可以提供可作為光聚合引發(fā)劑使用、且能提供敏感度優(yōu)異的感光性組合物的化合物;和該化合物的制造方法。
附圖說明
[圖1]為表示使用感光性組合物形成的圖案的寬度方向的截面形狀的示意圖,(a)為表示通常的圖案的截面形狀的圖,(b)為表示產生了底切部(undercut)21的圖案的截面形狀的圖。
附圖標記說明
1不存在底切部的圖案的寬度方向的截面
2存在底切部的圖案的寬度方向的截面
具體實施方式
《化合物》
以下,對下述式(1)表示的化合物進行說明。
[化學式6]
(式(1)中,r1表示吸電子基團,r6為亞芳基、亞雜芳基、包含1個以上選自碳-碳雙鍵及碳-碳三鍵中的1種以上的鍵的鏈狀脂肪族烴基、或它們組合而成的基團,上述r6可具有選自吸電子基團、硫醇基及一價有機基團中的1個以上的取代基,r4表示一價有機基團或氫原子,r5表示一價有機基團或氫原子,n表示0或1,t表示下述式(tc)或式(tn)表示的基團,
[化學式7]
式(tc)及式(tn)中,r2和r3各自獨立地表示可以被取代的烷基或氫原子,*表示化學鍵,
式(tc)中,r2和r3可以組合而形成環(huán)。)
(關于r1和r6)
由式(1)表示的化合物通過在芴環(huán)上或咔唑環(huán)上組合具有r1-r6-表示的包含吸電子基團的基團、和其他的規(guī)定結構的基團,從而敏感度優(yōu)異。
關于r6可以具有的取代基、作為r1的吸電子基團,只要是在化學領域中通常作為吸電子基團而為人所知的官能團即可,沒有特別限制。
作為吸電子基團的優(yōu)選例,可舉出苯磺?;?、甲苯磺?;⑻荚訑?shù)1~6的烷烴磺?;?、氰基、硝基、鹵素原子、及鹵代烷基等。這些吸電子基團中,從化學穩(wěn)定性、式(1)表示的化合物對光的敏感度、容易合成式(1)表示的化合物等方面考慮,優(yōu)選硝基、氰基、及碳原子數(shù)1~6的氟烷基。
r6為亞芳基、亞雜芳基、包含1個以上選自碳-碳雙鍵及碳-碳三鍵中的1種以上的鍵的鏈狀脂肪族烴基、或它們組合而成的基團。另外,r6可具有選自吸電子基團、硫醇基及一價有機基團中的1個以上的取代基。
r6為亞芳基時,該亞芳基只要是從芳香族烴中除去2個氫原子而得到的基團,就沒有特別限制。亞芳基優(yōu)選為由1個以上的苯環(huán)形成的基團。亞芳基包含2個以上的苯環(huán)時,多個苯環(huán)可通過單鍵相互鍵合,也可相互稠合而形成萘環(huán)等稠環(huán)。
亞芳基優(yōu)選包含1~3個苯環(huán),更優(yōu)選包含1個或2個苯環(huán)。
作為亞芳基的優(yōu)選例,可舉出對亞苯基、間亞苯基、鄰亞苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、聯(lián)苯-4,4’-二基、聯(lián)苯-3,3’-二基、聯(lián)苯-2,2’-二基、聯(lián)苯-3,4’-二基、聯(lián)苯-3,2’-二基、及聯(lián)苯-2,4’-二基。
r6為亞雜芳基時,該亞雜芳基只要是從芳香族雜環(huán)中除去2個氫原子而得到的基團,就沒有特別限制。優(yōu)選地,亞雜芳基為由五元或六元的芳香環(huán)形成的基團、且為包含至少1個五元或六元的芳香族雜環(huán)的基團。
亞雜芳基為由五元或六元的芳香環(huán)形成的基團、且為包含至少1個五元或六元的芳香族雜環(huán)的基團時,多個五元或六元的芳香環(huán)可通過單鍵相互鍵合,也可相互稠合而形成稠環(huán)。
亞雜芳基優(yōu)選包含1~3個五元或六元的芳香環(huán),更優(yōu)選包含1個或2個五元或六元的芳香環(huán)。
作為亞雜芳基的優(yōu)選例,可舉出從呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、異噁唑、噻唑、噻二唑、異噻唑、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、異吲哚、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、異喹啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、及喹喔啉等芳香族雜環(huán)化合物中除去鍵合于碳原子的2個氫原子而得到的基團。
關于包含1個以上選自碳-碳雙鍵及碳-碳三鍵中的1種以上的鍵的鏈狀脂肪族烴基,其碳原子數(shù)、碳-碳雙鍵及碳-碳三鍵的個數(shù)在不妨礙本發(fā)明的目的的范圍內沒有特別限制。
另外,包含1個以上選自碳-碳雙鍵及碳-碳三鍵中的1種以上的鍵的鏈狀脂肪族烴基可以是直鏈狀,也可以是支鏈狀,優(yōu)選為直鏈狀。
包含1個以上選自碳-碳雙鍵及碳-碳三鍵中的1種以上的鍵的鏈狀脂肪族烴基的碳原子數(shù)優(yōu)選為2~10,更優(yōu)選為2~6,特別優(yōu)選為2~4。
鏈狀脂肪族烴基優(yōu)選為包含1個碳-碳雙鍵的亞鏈烯基(alkenylenegroup)、或包含1個碳-碳三鍵的亞炔基(alkynylenegroup)。
作為包含1個以上選自碳-碳雙鍵及碳-碳三鍵中的1種以上的鍵的鏈狀脂肪族烴基的優(yōu)選例,可舉出乙烯-1,2-二基、乙炔-1,2-二基、丙-1-烯-1,2-二基、亞炔丙基(propargylenegroup)、亞戊炔基(pentynylenegroup)。
例如,作為將亞芳基、和包含1個以上選自碳-碳雙鍵及碳-碳三鍵中的1種以上的鍵的鏈狀脂肪族烴基組合而得到的基團的優(yōu)選例,可舉出下述的二價基團。
作為將亞雜芳基、和包含1個以上選自碳-碳雙鍵及碳-碳三鍵中的1種以上的鍵的鏈狀脂肪族烴基組合而得到的基團的優(yōu)選例,可舉出將下述的二價基團中包含的亞芳基替換為各種亞雜芳基而得到的基團。
[化學式8]
關于r6,亞芳基、亞雜芳基、或包含1個以上選自碳-碳雙鍵及碳-碳三鍵中的1種以上的鍵的鏈狀脂肪族烴基可具有選自吸電子基團、硫醇基及一價有機基團中的1個以上的取代基。
關于吸電子基團,如上文所述。關于作為r6可以具有的取代基的一價有機基團,可舉出烷基(例如,甲基、乙基)、及烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基)。
作為上文中說明的、r1-r6-表示的包含吸電子基團的基團,優(yōu)選為被硝基取代的芳基,更優(yōu)選為被硝基取代的苯基。
芳基中的硝基的取代數(shù)沒有特別限制,優(yōu)選為1~3,更優(yōu)選為1或2,特別優(yōu)選為1。
作為被硝基取代的芳基的具體例,可舉出鄰硝基苯基、間硝基苯基、對硝基苯基、2,3-二硝基苯基、2,4-二硝基苯基、2,5-二硝基苯基、2,6-二硝基苯基、3,4-二硝基苯基、3,5-二硝基苯基、2-硝基萘-1-基、3-硝基萘-1-基、4-硝基萘-1-基、5-硝基萘-1-基、6-硝基萘-1-基、7-硝基萘-1-基、8-硝基萘-1-基、3-硝基萘-2-基、6-硝基萘-2-基、及7-硝基萘-2-基。
這些基團中,更優(yōu)選為間硝基苯基、及對硝基苯基。
(關于式(tc)及式(tn)中包含的r2和r3)
式(1)中的t為上述的式(tc)表示的基團、或式(tn)表示的基團。式(tc)及式(tn)中包含的r2和r3各自為可以被取代的烷基或氫原子。式(tc)中,r2與r3可以相互鍵合而形成環(huán)。這些基團中,作為r2和r3,優(yōu)選為可以被取代的烷基。r2和r3為可以被取代的烷基時,烷基可以為直鏈烷基,也可以為支鏈烷基。
r2和r3為不具有取代基的烷基時,該烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~20,更優(yōu)選為1~10,特別優(yōu)選為1~6。作為r2和r3為烷基時的具體例,可舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、異辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、異壬基、正癸基、及異癸基等。
r2和r3為具有取代基的烷基時,烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~20,更優(yōu)選為1~10,特別優(yōu)選為1~6。這種情況下,鏈狀烷基的碳原子數(shù)不包括取代基的碳原子數(shù)。具有取代基的烷基可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀,優(yōu)選為直鏈狀。
烷基可以具有的取代基在不妨礙本發(fā)明的目的的范圍內沒有特別限制。作為取代基的優(yōu)選例,可舉出氰基、鹵素原子、環(huán)狀有機基團、烷氧基、及烷氧基羰基。
作為鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。這些中,優(yōu)選為氟原子、氯原子、溴原子。
作為環(huán)狀有機基團,可舉出環(huán)烷基、芳香族烴基、雜環(huán)基。
環(huán)烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為3~10,更優(yōu)選為3~6。作為環(huán)烷基的具體例,可舉出環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、及環(huán)辛基等。
作為芳香族烴基,可舉出苯基、萘基、聯(lián)苯基、蒽基、及菲基等。
雜環(huán)基為包含1個以上的n、s、o的五元或六元的單環(huán),或者為所述單環(huán)彼此稠合、或所述單環(huán)與苯環(huán)稠合而成的雜環(huán)基。雜環(huán)基為稠環(huán)時,稠合的環(huán)的個數(shù)為3以下。雜環(huán)基可以為芳香族基團(雜芳基),也可以為非芳香族基團。作為構成所述雜環(huán)基的雜環(huán),可舉出呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、異噁唑、噻唑、噻二唑、異噻唑、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、異吲哚、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、異喹啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、喹喔啉、哌啶、哌嗪、嗎啉、哌啶、四氫吡喃、及四氫呋喃等。r2和r3為雜環(huán)基時,雜環(huán)基可進一步具有取代基。
作為烷氧基,優(yōu)選為碳原子數(shù)1~10的烷氧基,更優(yōu)選為碳原子數(shù)1~6的烷氧基,特別優(yōu)選為碳原子數(shù)1~4的烷氧基。作為具體例,可舉出甲氧基、乙氧基、正丙基氧基、異丙基氧基、正丁基氧基、異丁基氧基、仲丁基氧基、叔丁基氧基、正戊基氧基、異戊基氧基、仲戊基氧基、叔戊基氧基、及正己基氧基。
烷氧基羰基中包含的烷氧基可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀,優(yōu)選為直鏈狀。烷氧基羰基中包含的烷氧基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~10,更優(yōu)選為1~6。作為具體例,可舉出甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙基氧基羰基、異丙基氧基羰基、正丁基氧基羰基、異丁基氧基羰基、仲丁基氧基羰基、叔丁基氧基羰基、正戊基氧基羰基、異戊基氧基羰基、仲戊基氧基羰基、叔戊基氧基羰基、及正己基氧基羰基。
烷基具有取代基時,取代基的個數(shù)沒有特別限制。優(yōu)選的取代基的個數(shù)根據(jù)鏈狀烷基的碳原子數(shù)而改變。取代基的個數(shù)典型地為1~20,優(yōu)選為1~10,更優(yōu)選為1~6。
r2與r3可以相互鍵合而形成環(huán)。包含r2與r3形成的環(huán)的基團優(yōu)選為亞環(huán)烷基(cycloalkylidenegroup)。r2與r3鍵合而形成亞環(huán)烷基時,構成亞環(huán)烷基的環(huán)優(yōu)選為五元環(huán)~六元環(huán),更優(yōu)選為五元環(huán)。
r2與r3鍵合而形成的基團為亞環(huán)烷基時,亞環(huán)烷基可與1個以上的其他的環(huán)稠合。作為可與亞環(huán)烷基稠合的環(huán)的例子,可舉出苯環(huán)、萘環(huán)、環(huán)丁烷環(huán)、環(huán)戊烷環(huán)、環(huán)己烷環(huán)、環(huán)庚烷環(huán)、環(huán)辛烷環(huán)、呋喃環(huán)、噻吩環(huán)、吡咯環(huán)、吡啶環(huán)、吡嗪環(huán)、及嘧啶環(huán)等。
上文中說明的r2和r3中,作為優(yōu)選的基團的例子,可舉出式-a1-a2表示的基團。式中,a1為直鏈亞烷基,a2為烷氧基、氰基、鹵素原子、鹵代烷基、環(huán)狀有機基團、或烷氧基羰基。
a1的直鏈亞烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~10,更優(yōu)選為1~6。a2為烷氧基時,烷氧基可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀,優(yōu)選為直鏈狀。烷氧基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~10,更優(yōu)選為1~6,特別優(yōu)選為1~4。
a2為鹵素原子時,優(yōu)選為氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,更優(yōu)選為氟原子、氯原子、溴原子。
a2為鹵代烷基時,鹵代烷基中包含的鹵素原子優(yōu)選為氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,更優(yōu)選為氟原子、氯原子、溴原子。鹵代烷基可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀,優(yōu)選為直鏈狀。
a2為環(huán)狀有機基團時,環(huán)狀有機基團的例子與r2和r3作為取代基而具有的環(huán)狀有機基團同樣。a2為烷氧基羰基時,烷氧基羰基的例子與r2和r3作為取代基而具有的烷氧基羰基同樣。
作為r2和r3的優(yōu)選的具體例,可舉出乙基、正丙基、正丁基、正戊基、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-環(huán)己基乙基、3-環(huán)己基正丙基、4-環(huán)己基正丁基、5-環(huán)己基正戊基、6-環(huán)己基正己基、7-環(huán)己基正庚基、8-環(huán)己基正辛基、2-環(huán)戊基乙基、3-環(huán)戊基正丙基、4-環(huán)戊基正丁基、5-環(huán)戊基正戊基、6-環(huán)戊基正己基、7-環(huán)戊基正庚基、及8-環(huán)戊基正辛基等環(huán)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鹵代烷基。
作為r2和r3,上述基團中優(yōu)選的基團是乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、2-甲氧基乙基、2-氰基乙基、2-苯基乙基、2-環(huán)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。
(關于r4)
r4為一價有機基團或氫原子。一價有機基團在不妨礙本發(fā)明的目的的范圍內沒有特別限制。
作為r4的優(yōu)選的有機基團的例子,可舉出烷基、烷氧基、環(huán)烷基、環(huán)烷氧基、飽和脂肪族酰基、烷氧基羰基、飽和脂肪族?;趸?、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?;趸?、可以具有取代基的苯基烷基、可以具有取代基的苯氧基烷基、可以具有取代基的苯基硫基烷基、n-取代氨基烷基、n,n-二取代氨基烷基、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?;⒖梢跃哂腥〈妮裂趸驶?、可以具有取代基的萘甲?;趸⒖梢跃哂腥〈妮粱榛?、可以具有取代基的萘氧基烷基、可以具有取代基的萘基硫基烷基、可以具有取代基的雜環(huán)基、可以具有取代基的雜環(huán)基羰基、被1個或2個有機基團取代的氨基、嗎啉-1-基、及哌嗪-1-基等。
另外,作為r4,還優(yōu)選環(huán)烷基烷基、在芳香環(huán)上可以具有取代基的苯氧基烷基、在芳香環(huán)上可以具有取代基的苯基硫基烷基。
r4為烷基時,烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~20,更優(yōu)選為1~6。另外,r4為烷基時,可以為直鏈,也可以為支鏈。作為r4為烷基時的具體例,可舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、異辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、異壬基、正癸基、及異癸基等。另外,r4為烷基時,烷基可在碳鏈中包含醚鍵(-o-)。作為在碳鏈中具有醚鍵的烷基的例子,可舉出甲氧基乙基、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。
r4為烷氧基時,烷氧基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~20,更優(yōu)選為1~6。另外,r4為烷氧基時,可以為直鏈,也可以為支鏈。作為r4為烷氧基時的具體例,可舉出甲氧基、乙氧基、正丙基氧基、異丙基氧基、正丁基氧基、異丁基氧基、仲丁基氧基、叔丁基氧基、正戊基氧基、異戊基氧基、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、異辛基氧基、仲辛基氧基、叔辛基氧基、正壬基氧基、異壬基氧基、正癸基氧基、及異癸基氧基等。另外,r4為烷氧基時,烷氧基可在碳鏈中包含醚鍵(-o-)。作為在碳鏈中具有醚鍵的烷氧基的例子,可舉出甲氧基乙氧基、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。
r4為環(huán)烷基或環(huán)烷氧基時,環(huán)烷基或環(huán)烷氧基的碳原子數(shù)優(yōu)選為3~10,更優(yōu)選為3~6。作為r4為環(huán)烷基時的具體例,可舉出環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、及環(huán)辛基等。作為r4為環(huán)烷氧基時的具體例,可舉出環(huán)丙基氧基、環(huán)丁基氧基、環(huán)戊基氧基、環(huán)己基氧基、環(huán)庚基氧基、及環(huán)辛基氧基等。
r4為飽和脂肪族?;蝻柡椭咀艴;趸鶗r,飽和脂肪族酰基或飽和脂肪族?;趸奶荚訑?shù)優(yōu)選為2~21,更優(yōu)選為2~7。作為r4為飽和脂肪族?;鶗r的具體例,可舉出乙?;?、丙?;?、正丁?;?、2-甲基丙?;?、正戊?;?,2-二甲基丙?;⒄乎;⒄;⒄刘;⒄甚;?、正癸?;?、正十一烷酰基、正十二烷酰基、正十三烷?;?、正十四烷?;?、正十五烷?;?、及正十六烷?;取W鳛閞4為飽和脂肪族?;趸鶗r的具體例,可舉出乙?;趸?、丙?;趸?、正丁?;趸?、2-甲基丙酰基氧基、正戊?;趸?、2,2-二甲基丙?;趸⒄乎;趸?、正庚酰基氧基、正辛?;趸?、正壬酰基氧基、正癸?;趸⒄煌轷;趸?、正十二烷酰基氧基、正十三烷酰基氧基、正十四烷?;趸?、正十五烷?;趸?、及正十六烷酰基氧基等。
r4為烷氧基羰基時,烷氧基羰基的碳原子數(shù)優(yōu)選為2~20,更優(yōu)選為2~7。作為r4為烷氧基羰基時的具體例,可舉出甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙基氧基羰基、異丙基氧基羰基、正丁基氧基羰基、異丁基氧基羰基、仲丁基氧基羰基、叔丁基氧基羰基、正戊基氧基羰基、異戊基氧基羰基、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、異辛基氧基羰基、仲辛基氧基羰基、叔辛基氧基羰基、正壬基氧基羰基、異壬基氧基羰基、正癸基氧基羰基、及異癸基氧基羰基等。
r4為苯基烷基時,苯基烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為7~20,更優(yōu)選為7~10。另外,r4為萘基烷基時,萘基烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為11~20,更優(yōu)選為11~14。
作為r4為苯基烷基時的具體例,可舉出芐基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、及4-苯基丁基。
作為r4為萘基烷基時的具體例,可舉出α-萘基甲基、β-萘基甲基、2-(α-萘基)乙基、及2-(β-萘基)乙基。
r4為苯基烷基或萘基烷基時,r4可在苯基或萘基上進一步具有取代基。
r4為苯氧基烷基、苯基硫基烷基、萘氧基烷基、及萘基硫基烷基時,這些基團中包含的亞烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~20,更優(yōu)選為1~6。另外,該亞烷基可以是直鏈狀,也可以是支鏈狀,優(yōu)選為直鏈狀。
作為苯氧基烷基的具體例,可舉出2-苯氧基乙基、3-苯氧基正丙基、4-苯氧基正丁基、5-苯氧基正戊基、及6-苯氧基正己基。
作為苯基硫基烷基的具體例,可舉出2-苯基硫基乙基、3-苯基硫基正丙基、4-苯基硫基正丁基、5-苯基硫基正戊基、及6-苯基硫基正己基。
作為萘氧基烷基的具體例,可舉出2-(α-萘氧基)乙基、3-(α-萘氧基)正丙基、4-(α-萘氧基)正丁基、5-(α-萘氧基)正戊基、6-(α-萘氧基)正己基、2-(β-萘氧基)乙基、3-(β-萘氧基)正丙基、4-(β-萘氧基)正丁基、5-(β-萘氧基)正戊基、及6-(β-萘氧基)正己基。
作為萘基硫基烷基的具體例,可舉出2-(α-萘基硫基)乙基、3-(α-萘基硫基)正丙基、4-(α-萘基硫基)正丁基、5-(α-萘基硫基)正戊基、6-(α-萘基硫基)正己基、2-(β-萘基硫基)乙基、3-(β-萘基硫基)正丙基、4-(β-萘基硫基)正丁基、5-(β-萘基硫基)正戊基、及6-(β-萘基硫基)正己基。
r4為苯氧基烷基、苯基硫基烷基、萘氧基烷基、或萘基硫基烷基時,r4可在苯基或萘基上進一步具有取代基。
r4為雜環(huán)基時,雜環(huán)基為包含1個以上的n、s、o的五元或六元的單環(huán),或者為所述單環(huán)彼此稠合、或所述單環(huán)與苯環(huán)稠合而成的雜環(huán)基。雜環(huán)基為稠環(huán)時,稠合的環(huán)的個數(shù)為3以下。雜環(huán)基可以為芳香族基團(雜芳基),也可以為非芳香族基團。作為構成所述雜環(huán)基的雜環(huán),可舉出呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、異噁唑、噻唑、噻二唑、異噻唑、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、異吲哚、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、異喹啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、喹喔啉、哌啶、哌嗪、嗎啉、哌啶、四氫吡喃、及四氫呋喃等。r4為雜環(huán)基時,雜環(huán)基可進一步具有取代基。
r4為雜環(huán)基羰基時,雜環(huán)基羰基中包含的雜環(huán)基與r4為雜環(huán)基時同樣。
r4為n-取代氨基烷基或n,n-二取代氨基烷基時,作為鍵合于氮原子的取代基,優(yōu)選為有機基團。
關于有機基團的優(yōu)選例,可舉出碳原子數(shù)1~20的烷基、碳原子數(shù)3~10的環(huán)烷基、碳原子數(shù)2~21的飽和脂肪族?;⑻荚訑?shù)2~21的飽和脂肪族?;趸?、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的苯甲?;?、可以具有取代基的碳原子數(shù)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?;⒖梢跃哂腥〈奶荚訑?shù)11~20的萘基烷基、及雜環(huán)基等。
n-取代氨基烷基或n,n-二取代氨基烷基中包含的亞烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~20,更優(yōu)選為1~6。另外,該亞烷基可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀。
作為n-取代氨基烷基的具體例,可舉出2-(甲基氨基)乙基、2-(乙基氨基)乙基、2-(正丙基氨基)乙基、2-(正丁基氨基)乙基、3-(甲基氨基)正丙基、3-(乙基氨基)正丙基、3-(正丙基氨基)正丙基、3-(正丁基氨基)正丙基、2-(甲基氨基)正丙基、2-(乙基氨基)正丙基、2-(正丙基氨基)正丙基、2-(正丁基氨基)正丙基、2-(乙?;被?乙基、2-(丙?;被?乙基、2-(乙酰氧基氨基)乙基、2-(丙?;趸被?乙基、3-(乙?;被?正丙基、3-(丙?;被?正丙基、3-(乙酰氧基氨基)正丙基、3-(丙?;趸被?正丙基、2-(乙酰基氨基)正丙基、2-(丙酰基氨基)正丙基、2-(乙酰氧基氨基)正丙基、及2-(丙?;趸被?正丙基。
作為n,n-二取代氨基烷基的具體例,可舉出2-(n,n-二甲基氨基)乙基、2-(n,n-二乙基氨基)乙基、2-(n,n-二正丙基氨基)乙基、2-(n,n-二正丁基氨基)乙基、3-(n,n-二甲基氨基)正丙基、3-(n,n-二乙基氨基)正丙基、3-(n,n-二正丙基氨基)正丙基、3-(n,n-二正丁基氨基)正丙基、2-(n,n-二甲基氨基)正丙基、2-(n,n-二乙基氨基)正丙基、2-(n,n-二正丙基氨基)正丙基、2-(n,n-二正丁基氨基)正丙基、2-(n,n-二乙?;被?乙基、2-(n,n-二丙?;被?乙基、2-(n,n-二乙酰氧基氨基)乙基、2-(n,n-二丙?;趸被?乙基、3-(n,n-二乙酰基氨基)正丙基、3-(n,n-二丙?;被?正丙基、3-(n,n-二乙酰氧基氨基)正丙基、3-(n,n-二丙?;趸被?正丙基、2-(n,n-二乙?;被?正丙基、2-(n,n-二丙?;被?正丙基、2-(n,n-二乙酰氧基氨基)正丙基、2-(n,n-二丙?;趸被?正丙基、2-(n-乙?;?n-乙酰氧基氨基)乙基、2-(n-丙?;?n-丙?;趸被?乙基、3-(n-乙酰基-n-乙酰氧基氨基)正丙基、3-(n-丙?;?n-丙?;趸被?正丙基、2-(n-乙?;?n-乙酰氧基氨基)正丙基、及2-(n-丙?;?n-丙酰基氧基氨基)正丙基。
作為r4中包含的苯基、萘基及雜環(huán)基進一步具有取代基時的取代基,可舉出碳原子數(shù)1~6的烷基、碳原子數(shù)1~6的烷氧基、碳原子數(shù)2~7的飽和脂肪族?;⑻荚訑?shù)2~7的烷氧基羰基、碳原子數(shù)2~7的飽和脂肪族酰基氧基、具有碳原子數(shù)1~6的烷基的單烷基氨基、具有碳原子數(shù)1~6的烷基的二烷基氨基、嗎啉-1-基、哌嗪-1-基、鹵素、硝基、及氰基等。r4中包含的苯基、萘基及雜環(huán)基進一步具有取代基時,其取代基的個數(shù)在不妨礙本發(fā)明的目的的范圍內沒有限制,優(yōu)選為1~4。r4中包含的苯基、萘基及雜環(huán)基具有多個取代基時,多個取代基可以相同也可以不同。
有機基團中,作為r4,優(yōu)選為烷基、環(huán)烷基、可以具有取代基的苯基、或環(huán)烷基烷基、在芳香環(huán)上可以具有取代基的苯基硫基烷基。作為烷基,優(yōu)選為碳原子數(shù)1~20的烷基,更優(yōu)選為碳原子數(shù)1~8的烷基,特別優(yōu)選為碳原子數(shù)1~4的烷基,最優(yōu)選為甲基??梢跃哂腥〈谋交?,優(yōu)選為甲基苯基,更優(yōu)選為2-甲基苯基。環(huán)烷基烷基中包含的環(huán)烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為5~10,更優(yōu)選為5~8,特別優(yōu)選為5或6。環(huán)烷基烷基中包含的亞烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~8,更優(yōu)選為1~4,特別優(yōu)選為2。環(huán)烷基烷基中,優(yōu)選為環(huán)戊基乙基。在芳香環(huán)上可以具有取代基的苯基硫基烷基中包含的亞烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~8,更優(yōu)選為1~4,特別優(yōu)選為2。在芳香環(huán)上可以具有取代基的苯基硫基烷基中,優(yōu)選為2-(4-氯苯基硫基)乙基。
另外,作為r4,還優(yōu)選-a3-co-o-a4表示的基團。a3為二價有機基團,優(yōu)選為二價烴基,更優(yōu)選為亞烷基。a4為一價有機基團,優(yōu)選為一價烴基。
a3為亞烷基時,亞烷基可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀,優(yōu)選為直鏈狀。a3為亞烷基時,亞烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~10,更優(yōu)選為1~6,特別優(yōu)選為1~4。
作為a4的優(yōu)選例,可舉出碳原子數(shù)1~10的烷基、碳原子數(shù)7~20的芳烷基、及碳原子數(shù)6~20的芳香族烴基。作為a4的優(yōu)選的具體例,可舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、苯基、萘基、芐基、苯乙基、α-萘基甲基、及β-萘基甲基等。
作為-a3-co-o-a4表示的基團的優(yōu)選的具體例,可舉出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-芐基氧基羰基乙基、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-芐基氧基羰基正丙基、及3-苯氧基羰基正丙基等。
以上,對r4進行了說明,作為r4,優(yōu)選為下述式(r4-1)或(r4-2)表示的基團。
[化學式9]
(式(r4-1)及(r4-2)中,r7和r8分別為有機基團,p為0~4的整數(shù),r7和r8存在于苯環(huán)上的相鄰的位置時,r7與r8可以相互鍵合而形成環(huán),q為1~8的整數(shù),r為1~5的整數(shù),s為0~(r+3)的整數(shù),r9為有機基團。)
式(r4-1)中的r7和r8的有機基團的例子與r1同樣。作為r7,優(yōu)選為烷基或苯基。r7為烷基時,其碳原子數(shù)優(yōu)選為1~10,更優(yōu)選為1~5,特別優(yōu)選為1~3,最優(yōu)選為1。即,r7最優(yōu)選為甲基。r7與r8鍵合而形成環(huán)時,該環(huán)可以為芳香族環(huán),也可以為脂肪族環(huán)。作為r7與r8形成了環(huán)的式(r4-1)表示的基團的優(yōu)選例,可舉出萘-1-基、1,2,3,4-四氫萘-5-基等。上述式(r4-1)中,p為0~4的整數(shù),優(yōu)選為0或1,更優(yōu)選為0。
上述式(r4-2)中,r9為有機基團。作為有機基團,可舉出與針對r1而說明的有機基團同樣的基團。有機基團中,優(yōu)選為烷基。烷基可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀。烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~10,更優(yōu)選為1~5,特別優(yōu)選為1~3。作為r9,可優(yōu)選例舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基等,這些中,更優(yōu)選為甲基。
上述式(r4-2)中,r為1~5的整數(shù),優(yōu)選為1~3的整數(shù),更優(yōu)選為1或2。上述式(r4-2)中,s為0~(r+3),優(yōu)選為0~3的整數(shù),更優(yōu)選為0~2的整數(shù),特別優(yōu)選為0。上述式(r4-2)中,q為1~8的整數(shù),優(yōu)選為1~5的整數(shù),更優(yōu)選為1~3的整數(shù),特別優(yōu)選為1或2。
(關于r5)
式(1)中,r5為一價有機基團或氫原子。作為一價有機基團,例如為可以具有取代基的碳原子數(shù)1~11的烷基、或可以具有取代基的芳基。作為r5為烷基時可以具有的取代基,可優(yōu)選例舉苯基、萘基等。另外,作為r1為芳基時可以具有的取代基,可優(yōu)選例舉碳原子數(shù)1~5的烷基、烷氧基、鹵素原子等。
式(1)中,作為r5,可優(yōu)選例舉氫原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、苯基、芐基、甲基苯基、萘基等,這些中,更優(yōu)選為甲基或苯基。
式(1)中t為式(tc)表示的基團時,作為式(1)表示的化合物,優(yōu)選為下述式(1c)表示的化合物。
[化學式10]
(式(1c)中,r1、r2、r3、r4、r5、r6、及n如上文所述。)
另外,式(1c)表示的化合物中,優(yōu)選為下述式(1c-1)或(1c-2)表示的化合物。
[化學式11]
式(1)中t為式(tn)表示的基團時,作為式(1)表示的化合物,優(yōu)選為下述式(1n)表示的化合物。
[化學式12]
(式(1n)中,r1、r2、r4、r5、r6、及n如上文所述。)
另外,式(1n)表示的化合物中,優(yōu)選為下述式(1n-1)或(1n-2)表示的化合物。
[化學式13]
作為式(1)表示的化合物的優(yōu)選的具體例,可舉出以下的化合物1~化合物144。
[化學式14]
[化學式15]
[化學式16]
[化學式17]
[化學式18]
[化學式19]
[化學式20]
[化學式21]
[化學式22]
上文中說明的式(1)表示的化合物為高敏感度,能提供敏感度優(yōu)異的感光性組合物。
《化合物的制造方法》
上述的式(1)表示的化合物的制造方法沒有特別限制。
對于式(1)表示的化合物而言,n為0時,例如,可利用以下方法制造,所述方法包括以下工序:
工序(i),通過交叉偶聯(lián)反應向下述式(1a)表示的環(huán)骨架中導入-r6-r1表示的基團,
[化學式23]
(式(1a)中,t如上文所述。);和
工序(ii),向式(1a)表示的環(huán)骨架中,導入-co-r4表示的?;?,然后,將-co-r4表示的基團轉化為-c(=n-oh)-r4表示的基團,進而,將-c(=n-oh)-r4表示的基團酯化,轉化為-c(=n-o-co-r5)-r4表示的基團。
另外,對于式(1)表示的化合物而言,n為1時,例如,可利用以下方法制造,所述方法包括以下工序:
工序(i),通過交叉偶聯(lián)反應向下述式(1a)表示的環(huán)骨架中導入-r6-r1表示的基團,
[化學式24]
(式(1a)中,t如上文所述。);和
工序(ii),向式(1a)表示的環(huán)骨架中,導入-co-ch2-r4表示的酰基,然后,將-co-ch2-r4表示的基團轉化為-co-c(=n-oh)-r4表示的基團,進而,將-co-c(=n-oh)-r4表示的基團酯化,轉化為-co-c(=n-o-co-r5)-r4表示的基團。
上述的方法中,工序(i)和工序(ii)中的哪一工序先進行都可以。另外,工序(ii)包括多步的操作,工序(i)也可在工序(ii)的任意時機實施。
上述的方法中,工序(ii)中將肟基(=n-oh)轉化為=n-o-cor5表示的肟酯基的方法沒有特別限制。典型地,可舉出使肟基中的羥基與提供-cor5表示的?;孽;瘎┻M行反應的方法。作為?;瘎?,可舉出(r5co)2o表示的酸酐、r5cohal(hal為鹵素原子)表示的酰鹵。
n為0時,作為一例,式(1)表示的化合物可按照下述合成路徑1合成。
需要說明的是,下述合成路徑1中,使用了具有式(1a)表示的環(huán)骨架的鹵化化合物、和包含-r6-r1表示的基團的硼化合物來進行交叉偶聯(lián)反應,但也可使用具有式(1a)表示的環(huán)骨架的硼化合物、和包含-r6-r1表示的基團的鹵化化合物來進行交叉偶聯(lián)反應。
另外,交叉偶聯(lián)反應可在下述時機中的任意時機實施:
·向式(1a)表示的環(huán)骨架中導入-co-r4表示的?;螅?/p>
·將-co-r4表示的基團轉化為-c(=n-oh)-r4表示的基團之后,以及
·將-c(=n-oh)-r4表示的基團酯化從而轉化為-c(=n-o-co-r5)-r4表示的基團之后。
首先,利用弗瑞德-克萊福特(friedel-crafts)?;磻?,向化合物1a中導入-co-r4表示的?;?,得到化合物1b。用于導入-co-r4表示的酰基的?;瘎┛梢允莌al-co-r4表示的鹵代羰基化合物,也可以是(r4co)2o表示的酸酐。作為?;瘎?,優(yōu)選為hal-co-r4表示的鹵代羰基化合物。hal為鹵素原子。導入?;奈恢每赏ㄟ^適當變更弗瑞德-克萊福特反應的條件、或利用對?;奈恢靡酝獾奈恢脤嵤┍Wo及脫保護的方法來選擇。
化合物1a中的t為式(tc)表示的基團時,例如,使溴芴(優(yōu)選為2-溴芴)等鹵代芴與叔丁醇鉀等堿、以及r2-hal和r3-hal進行反應,可得到化合物1a。r2-hal和r3-hal中,hal為鹵素原子,優(yōu)選為溴原子。
需要說明的是,t為式(tc)表示的基團時,在合成化合物1a時,有時作為副產物而生成在芴環(huán)上的9位上鍵合有2個r2、或2個r3的化合物。這種情況下,按照柱色譜法等已知的方法,僅分離獲取目標產物即可。
接下來,利用所謂的鈴木·宮浦偶聯(lián)反應,使化合物1b、與r1-r6-b(oh)2等包含r1-r6-表示的基團的硼化合物縮合,得到化合物1c。
需要說明的是,作為交叉偶聯(lián)反應,不限于鈴木·宮浦偶聯(lián)反應,可從公知的交叉偶聯(lián)反應中適當選擇而采用。
對于硼化合物的種類而言,只要是能向化合物1b中導入r1-r6-表示的基團的硼化合物,就沒有特別限制。
鈴木·宮浦偶聯(lián)反應中可使用的催化劑只要是以往在該反應中使用的催化劑,就沒有特別限制。例如,作為優(yōu)選的催化劑,可舉出[1,1’-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯化鈀(ii)·二氯甲烷加合物(pd(dppf)cl2·ch2cl2)、四(三苯基膦)鈀(0)(pd(pph3)4)、[1,2-雙(二苯基膦基乙烷)]二氯化鈀(ii)(pdcl2(dppe))、[1,3-雙(二苯基膦基丙烷)]二氯化鈀(ii)(pdcl2(dppp))、[1,1’-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯化鎳(ii)·二氯甲烷加合物(ni(dppf)cl2·ch2cl2)、雙(三苯基膦)二氯化鎳(ii)(nicl2(pph3)2)等。另外,也可在體系內將乙酸鈀及/或氯化鈀、和適當?shù)呐潴w混合而使用。
對于該反應中使用的溶劑而言,只要不妨礙反應的進行即可,沒有特別限制,例如,可使用四氫呋喃(thf)、甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、2-丁醇、甲苯、乙酸乙酯、n-甲基吡咯烷酮、環(huán)戊基甲基醚、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、及水等。
接下來,將化合物1c中的-co-r4表示的基團轉化為-c(=n-oh)-r4表示的基團,得到化合物1d。將-co-r4表示的基團轉化為-c(=n-oh)-r4表示的基團的方法沒有特別限制,優(yōu)選利用羥基胺進行的肟化。通過使化合物1d、與酸酐((r5co)2o)或酰鹵(r5cohal,hal為鹵素原子。)進行反應,可得到n為0的式(1)表示的化合物。
<合成路徑1>
[化學式25]
另外,n為1時,作為一例,式(1)表示的化合物可按照下述合成路徑2合成。
需要說明的是,下述合成路徑2中,使用了具有式(1a)表示的環(huán)骨架的鹵化化合物、和包含-r6-r1表示的基團的硼化合物來進行交叉偶聯(lián)反應,但也可使用具有式(1a)表示的環(huán)骨架的硼化合物、和包含-r6-r1表示的基團的鹵化化合物來進行交叉偶聯(lián)反應。
另外,交叉偶聯(lián)反應可在下述時機中的任意時機實施:
·向式(1a)表示的環(huán)骨架中導入-co-ch2-r4表示的?;螅?/p>
·將-co-ch2-r4表示的基團轉化為-co-c(=n-oh)-r4表示的基團之后,以及
·將-co-c(=n-oh)-r4表示的基團酯化從而轉化為-co-c(=n-o-co-r5)-r4表示的基團之后。
合成路徑2中,使用上述的化合物1a作為原料。與合成路徑1同樣地,利用弗瑞德-克萊福特反應,向化合物1a中導入-co-ch2-r4表示的?;?,可得到化合物1e。作為?;瘎瑑?yōu)選為hal-co-ch2-r4表示的羧酰鹵。
接下來,利用所謂的鈴木·宮浦偶聯(lián)反應,使化合物1e、與r1-r6-b(oh)2表示的硼化合物縮合,得到化合物1f。基于鈴木·宮浦偶聯(lián)反應的縮合方法與合成路徑1同樣。
將得到的化合物1f中的存在于r4與羰基之間的亞甲基肟化,得到化合物1g。將亞甲基肟化的方法沒有特別限制,優(yōu)選在鹽酸的存在下使亞硝酸酯(rono,r為碳原子數(shù)1~6的烷基。)反應的方法。接下來,使化合物1g、與酸酐((r5co)2o)或酰鹵(r5cohal,hal為鹵素原子。)進行反應,可得到n為1的式(1)表示的化合物。
<合成路徑2>
[化學式26]
需要說明的是,合成路徑1中,化合物1b、化合物1c、化合物1d、及最終產物中包含的r4可以相同也可以不同。即,化合物1b、化合物1c、化合物1d、及最終產物中包含的r4可在作為合成路徑1而示出的合成過程中受到化學修飾。作為化學修飾的例子,可舉出酯化、醚化、?;?、酰胺化、鹵化、氨基中的氫原子的基于有機基團的取代等。r4可接受的化學修飾不限于這些。
合成路徑2中的化合物1e、化合物1f、化合物1g、及最終產物中包含的r4也同樣地可以相同也可以不同。化合物1e、化合物1f、化合物1g、及最終產物中包含的r4可在作為合成路徑2而示出的合成過程中、與合成路徑1同樣地受到化學修飾。
對于可利用上文中說明的方法合成的式(1)表示的化合物而言,在按照利用溶劑進行的洗滌、重結晶、柱純化等常規(guī)方法而適當?shù)厣珊螅珊线m地用于光聚合引發(fā)劑等感光劑用途。
需要說明的是,式(1)表示的化合物的用途不限于光聚合引發(fā)劑。式(1)表示的化合物可用于以往使用了肟酯化合物的各種感光劑用途。
《式(1)表示的化合物的用途的一例》
在包含光聚合性化合物的感光性組合物中,式(1)表示的化合物可合適地作為光聚合引發(fā)劑使用。所述感光性組合物也可包含著色劑、溶劑等。以下,對感光性組合物中包含的成分進行說明。
<光聚合性化合物>
作為感光性組合物中含有的光聚合性化合物,沒有特別限制,可使用現(xiàn)有已知的光聚合性化合物。其中,優(yōu)選為具有烯鍵式不飽和基團的樹脂或單體,更優(yōu)選將它們組合。通過將具有烯鍵式不飽和基團的樹脂和具有烯鍵式不飽和基團的單體組合,可提高感光性組合物的固化性,使得容易進行圖案形成。
[具有烯鍵式不飽和基團的樹脂]
作為具有烯鍵式不飽和基團的樹脂,可舉出(甲基)丙烯酸、富馬酸、馬來酸、富馬酸單甲酯、富馬酸單乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、乙二醇單甲基醚(甲基)丙烯酸酯、乙二醇單乙基醚(甲基)丙烯酸酯、甘油(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸芐酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、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、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(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、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、cardo-環(huán)氧二丙烯酸酯(cardoepoxydiacrylate)等進行聚合而成的低聚物類;使(甲基)丙烯酸與聚酯預聚物(其是將多元醇類與一元酸或多元酸縮合而得到的)進行反應而得到的聚酯(甲基)丙烯酸酯;在使多元醇與具有2個異氰酸酯基的化合物反應后、使(甲基)丙烯酸反應而得到的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯;使雙酚a型環(huán)氧樹脂、雙酚f型環(huán)氧樹脂、雙酚s型環(huán)氧樹脂、苯酚或甲酚novolac型環(huán)氧樹脂、resol型環(huán)氧樹脂、三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂、多羧酸多縮水甘油酯、多元醇多縮水甘油酯、脂肪族或脂環(huán)式環(huán)氧樹脂、胺環(huán)氧樹脂、二羥基苯型環(huán)氧樹脂等環(huán)氧樹脂、與(甲基)丙烯酸反應而得到的環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯樹脂等。此外,可優(yōu)選使用使多元酸酐與環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯樹脂反應而得到的樹脂。需要說明的是,本說明書中,“(甲基)丙烯-”是指“丙烯-或甲基丙烯-”。
另外,作為具有烯鍵式不飽和基團的樹脂,可合適地使用:通過使環(huán)氧化合物與含有不飽和基團的羧酸化合物的反應物進一步與多元酸酐進行反應而得到的樹脂。
其中,優(yōu)選為下述式(a1)表示的化合物。該式(a1)表示的化合物本身的光固化性高,從這方面考慮是優(yōu)選的。
[化學式27]
上述式(a1)中,x表示下述式(a2)表示的基團。
[化學式28]
上述式(a2)中,r1a各自獨立地表示氫原子、碳原子數(shù)1~6的烴基、或鹵素原子,r2a各自獨立地表示氫原子或甲基,w表示單鍵或下述結構式(a3)表示的基團。需要說明的是,式(a2)、及結構式(a3)中,“*”表示二價基團的化學鍵的末端。
[化學式29]
上述式(a1)中,y表示從二羧酸酐中除去酸酐基(-co-o-co-)而得到的殘基。作為二羧酸酐的例子,可舉出馬來酸酐、琥珀酸酐、衣康酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基內亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、氯菌酸酐(chlorendicanhydride)、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、戊二酸酐等。
另外,上述式(a1)中,z表示從四羧酸二酐中除去2個酸酐基而得到的殘基。作為四羧酸二酐的例子,可舉出均苯四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐、聯(lián)苯四甲酸二酐、二苯基醚四甲酸二酐等。此外,上述式(a1)中,a表示0~20的整數(shù)。
對于具有烯鍵式不飽和基團的樹脂的酸值而言,以樹脂固態(tài)成分計,優(yōu)選為10~150mgkoh/g,更優(yōu)選為70~110mgkoh/g。通過使酸值為10mgkoh/g以上,可得到相對于顯影液的充分的溶解性,因而優(yōu)選。另外,通過使酸值為150mgkoh/g以下,可得到充分的固化性,可使得表面性良好,因而優(yōu)選。
另外,具有烯鍵式不飽和基團的樹脂的重均分子量優(yōu)選為1000~40000,更優(yōu)選為2000~30000。通過使重均分子量為1000以上,可得到良好的耐熱性、膜強度,因而優(yōu)選。另外,通過使重均分子量為40000以下,可得到良好的顯影性,因而優(yōu)選。
[具有烯鍵式不飽和基團的單體]
具有烯鍵式不飽和基團的單體包括單官能單體和多官能單體。以下,對單官能單體、及多官能單體依次進行說明。
作為單官能單體,可舉出(甲基)丙烯酰胺、羥甲基(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-羥甲基(甲基)丙烯酰胺、n-羥基甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、富馬酸、馬來酸、馬來酸酐、衣康酸、衣康酸酐、檸康酸、檸康酸酐、巴豆酸、2-丙烯酰胺-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)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基-2-羥基丙酯、鄰苯二甲酸2-(甲基)丙烯?;趸?2-羥基丙酯、甘油單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氫糠基酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(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、鄰苯二甲酸衍生物的(甲基)丙烯酸半酯等。上述單官能單體可單獨使用,也可組合2種以上而使用。
作為多官能單體,可舉出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(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、2,2-雙(4-(甲基)丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-(甲基)丙烯酰氧基多乙氧基苯基)丙烷、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-(甲基)丙烯?;趸?、乙二醇二縮水甘油基醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二縮水甘油基醚二(甲基)丙烯酸酯、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯二(甲基)丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油聚縮水甘油基醚聚(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(即,甲苯二異氰酸酯、三甲基-1,6-己二異氰酸酯、或1,6-己二異氰酸酯等與(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯的反應物)、亞甲基雙(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺亞甲基醚、多元醇與n-羥甲基(甲基)丙烯酰胺的縮合物等多官能單體、1,3,5-三丙烯酰基六氫-1,3,5-三嗪(triacrylformal)等。上述多官能單體可單獨使用,也可組合2種以上而使用。
對于光聚合性化合物的含量而言,相對于感光性組合物的固態(tài)成分合計100質量份,優(yōu)選為10~99.9質量份。通過使光聚合性化合物的含量相對于固態(tài)成分合計100質量份而言為10質量份以上,由此,使用感光性組合物,容易形成耐熱性、耐化學藥品性、及機械強度優(yōu)異的膜。
<光聚合引發(fā)劑>
作為光聚合引發(fā)劑,可使用上述的式(1)表示的化合物。式(1)表示的化合物也可與式(1)表示的化合物以外的現(xiàn)有已知的光聚合引發(fā)劑組合使用。
感光性組合物由于包含式(1)表示的化合物作為光聚合引發(fā)劑,因而敏感度非常優(yōu)異。因此,通過使用包含式(1)表示的化合物作為光聚合引發(fā)劑的感光性組合物,能以低曝光量形成所期望的形狀的圖案。另外,通過使用敏感度優(yōu)異的感光性組合物,可抑制圖案形成時的圖案剝落,并可抑制在形成線圖案(linepattern)時發(fā)生產生于圖案邊緣的起伏(日文:がたつき)。
尤其是,感光性組合物包含遮光劑作為著色劑時,由于遮光劑的影響而使得感光性組合物的涂布膜的底部難以固化,因此,有容易在形成的圖案中產生底切部的問題。
例如,使用感光性組合物形成線狀的黑色矩陣的圖案時,通常期望如圖1(a)所示的那樣,該圖案的寬度方向的截面即截面1成為頂邊1b的寬度比底邊1a的寬度略窄的梯形形狀。此時,圖案的截面1與濾色片基板(未圖示)之間所成的角θ成為接近90°的銳角。
然而,在使用以往的包含遮光劑的感光性組合物形成黑色矩陣時,有時會如圖1(b)所示的那樣,隨著圖案底部的一部分在顯影時溶解,而在作為該圖案的寬度方向的截面的截面2中的底邊2a的兩端產生底切部21。此時,圖案的截面2與基板(未圖示)之間所成的角θ成為鈍角。
若在使用包含遮光劑的感光性組合物形成的圖案中產生底切部,則例如在使用這樣的圖案作為黑色矩陣而制成顯示裝置時,存在由于殘留在底切部部分的氣泡而導致顯示裝置的畫質下降的問題。然而,感光性組合物含有遮光劑、以及包含式(1)表示的化合物的光聚合引發(fā)劑時,可抑制在使用這樣的感光性組合物形成的圖案中產生底切部。
對于光聚合引發(fā)劑的含量而言,相對于感光性組合物的固態(tài)成分合計100質量份,優(yōu)選為0.001~30質量份,更優(yōu)選為0.1~20質量份,進一步優(yōu)選為0.5~10質量份。
另外,對于光聚合引發(fā)劑的含量而言,相對于光聚合性化合物的質量和光聚合引發(fā)劑的質量的總和,優(yōu)選為0.1~50質量%,更優(yōu)選為0.5~30質量%,進一步優(yōu)選為1~20質量%。
對于光聚合引發(fā)劑中的式(1)表示的化合物的含量而言,例如,相對于光聚合引發(fā)劑整體,為1~100質量%的范圍即可,優(yōu)選為50質量%以上,更優(yōu)選為70~100質量%。
<著色劑>
感光性組合物還可包含著色劑。通過使感光性組合物包含著色劑,從而可優(yōu)選用于形成例如液晶顯示器等顯示裝置中的濾色片的用途。另外,通過使感光性組合物包含遮光劑作為著色劑,從而可優(yōu)選用于形成例如顯示裝置的濾色片中的黑色矩陣的用途。
作為該感光性組合物中配合的著色劑,沒有特別限制,例如,優(yōu)選使用染料索引(c.i.;thesocietyofdyersandcolourists公司發(fā)行)中被分類為顏料(pigment)的化合物,具體而言,優(yōu)選使用如下所述的附有染料索引(c.i.)編號的化合物。
作為可合適地使用的黃色顏料的例子,可舉出c.i.顏料黃1(以下,同樣也是“c.i.顏料黃”,僅記載編號。)、3、11、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、55、60、61、65、71、73,74、81、83、86、93、95、97、98、99、100、101、104、106、108、109、110、113、114、116、117、119、120、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、166、167、168、175、180、及185。
作為可合適地使用的橙色顏料的例子,可舉出c.i.顏料橙1(以下,同樣也是“c.i.顏料橙”,僅記載編號。)、5、13、14、16、17、24、34、36、38、40、43、46、49、51、55、59、61、63、64、71、及73。
作為可合適地使用的紫色顏料的例子,可舉出c.i.顏料紫1(以下,同樣也是“c.i.顏料紫”,僅記載編號。)、19、23、29、30、32、36、37、38、39、40、及50。
作為可合適地使用的紅色顏料的例子,可舉出c.i.顏料紅1(以下,同樣也是“c.i.顏料紅”,僅記載編號。)、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48:1、48:2、48:3、48:4、49:1、49:2、50:1、52:1、53:1、57、57:1、57:2、58:2、58:4、60:1、63:1、63:2、64:1、81:1、83、88、90:1、97、101、102、104、105、106、108、112、113、114、122、123、144、146、149、150、151、155、166、168、170、171、172、174、175、176、177、178、179、180、185、187、188、190、192、193、194、202、206、207、208、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、243、245、254、255、264、及265。
作為可合適地使用的藍色顏料的例子,可舉出c.i.顏料藍1(以下,同樣也是“c.i.顏料藍”,僅記載編號。)、2、15、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、及66。
作為可合適地使用的、上述之外的色調的顏料的例子,可舉出c.i.顏料綠7、c.i.顏料綠36、c.i.顏料綠37等綠色顏料、c.i.顏料棕23、c.i.顏料棕25、c.i.顏料棕26、c.i.顏料棕28等棕色顏料、c.i.顏料黑1、c.i.顏料黑7等黑色顏料。
另外,使著色劑為遮光劑時,優(yōu)選使用黑色顏料作為遮光劑。作為黑色顏料,可舉出炭黑、苝系顏料、內酰胺系顏料、鈦黑、銅、鐵、錳、鈷、鉻、鎳、鋅、鈣、銀等的金屬氧化物、復合氧化物、金屬硫化物、金屬硫酸鹽或金屬碳酸鹽等各種顏料(不論是有機物還是無機物均可)。這些中,優(yōu)選使用具有高遮光性的炭黑。
作為炭黑,可使用槽法炭黑(channelblack)、爐法炭黑(furnaceblack)、熱裂炭黑(thermalblack)、燈黑(lampblack)等已知的炭黑,優(yōu)選使用遮光性優(yōu)異的槽法炭黑。另外,也可使用經樹脂被覆的炭黑。
與無樹脂被覆的炭黑相比,經樹脂被覆的炭黑的導電性低。因此,使用包含經樹脂被覆的炭黑的感光性組合物形成黑色矩陣時,液晶顯示器這樣的顯示元件中的電流的泄漏少,能夠制造可靠性高的低電力消耗的顯示器。
另外,為了調節(jié)炭黑的色調,也可適當添加上述的有機顏料作為輔助顏料。
為了使上述的著色劑在感光性組合物中均勻分散,可進一步使用分散劑。作為這樣的分散劑,優(yōu)選使用聚乙烯亞胺系、聚氨酯樹脂系、丙烯酸樹脂系的高分子分散劑。尤其是,使用炭黑作為著色劑時,優(yōu)選使用丙烯酸樹脂系的分散劑作為分散劑。
另外,無機顏料和有機顏料可分別單獨使用或并用2種以上。在并用的情況下,相對于無機顏料與有機顏料的總量100質量份,優(yōu)選以10~80質量份的范圍使用有機顏料,更優(yōu)選以20~40質量份的范圍使用有機顏料。
感光性組合物中的著色劑的使用量根據(jù)感光性組合物的用途而適當確定即可。作為一例,相對于感光性組合物的固態(tài)成分合計100質量份,優(yōu)選為5~70質量份,更優(yōu)選為25~60質量份。通過為上述的范圍,能以目標圖案形成黑色矩陣、各著色層,是優(yōu)選的。
尤其是,使用感光性組合物形成黑色矩陣的情況下,優(yōu)選以黑色矩陣的每1μm被膜的od值成為4以上的方式,調整感光性組合物中的遮光劑的量。若黑色矩陣的每1μm被膜的od值為4以上,則在用于液晶顯示器等顯示裝置中的黑色矩陣的情況下,可得到充分的顯示對比度。
優(yōu)選地,在使用分散劑以適當?shù)臐舛葘⒅珓┓稚⒍瞥煞稚⒁汉?,添加到感光性組合物中。
<堿溶性樹脂>
感光性組合物可包含堿溶性樹脂作為除被用作光聚合性化合物的樹脂以外的其他樹脂。通過在感光性組合物中配合堿溶性樹脂,可向感光性組合物賦予堿顯影性。
本說明書中,堿溶性樹脂是指:利用樹脂濃度為20質量%的樹脂溶液(溶劑:丙二醇單甲基醚乙酸酯)在基板上形成膜厚為1μm的樹脂膜、將其在濃度為0.05質量%的koh水溶液中浸漬1分鐘時,膜厚被溶解了0.01μm以上的樹脂。
堿溶性樹脂中,從制膜性優(yōu)異方面、容易通過對單體的選擇來調整樹脂的特性等方面考慮,具有烯鍵式不飽和雙鍵的單體的聚合物是優(yōu)選的。作為具有烯鍵式不飽和雙鍵的單體,可舉出(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酰胺;巴豆酸;馬來酸、富馬酸、檸康酸、中康酸、衣康酸、這些二羧酸的酐;乙酸烯丙酯、己酸烯丙酯、辛酸烯丙酯、月桂酸烯丙酯、棕櫚酸烯丙酯、硬脂酸烯丙酯、苯甲酸烯丙酯、乙酰乙酸烯丙酯、乳酸烯丙酯、及烯丙基氧基乙醇之類的烯丙基化合物;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、羥基乙基乙烯基醚、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、芐基乙烯基醚、四氫糠基乙烯基醚、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、及乙烯基蒽基醚之類的乙烯基醚;丁酸乙烯酯、異丁酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯酯、二乙基乙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯(vinylvalerate)、己酸乙烯酯、氯乙酸乙烯酯、二氯乙酸乙烯酯、甲氧基乙酸乙烯酯、丁氧基乙酸乙烯酯、苯基乙酸乙烯酯、乙酰乙酸乙烯酯、乳酸乙烯酯、β-苯基丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、水楊酸乙烯酯、氯苯甲酸乙烯酯、四氯苯甲酸乙烯酯、及萘甲酸乙烯酯之類的乙烯基酯;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、異丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、己基苯乙烯、環(huán)己基苯乙烯、癸基苯乙烯、芐基苯乙烯、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、甲氧基苯乙烯、4-甲氧基-3-甲基苯乙烯、二甲氧基苯乙烯、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、及4-氟-3-三氟甲基苯乙烯之類的苯乙烯或苯乙烯衍生物;乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4-乙基-1-己烯、3-乙基-1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、及1-二十碳烯之類的烯烴。
作為具有烯鍵式不飽和雙鍵的單體的聚合物的堿溶性樹脂通常包含來自不飽和羧酸的單元。作為不飽和羧酸的例子,可舉出(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酰胺;巴豆酸;馬來酸、富馬酸、檸康酸、中康酸、衣康酸、這些二羧酸的酐。對于被用作堿溶性樹脂的具有烯鍵式不飽和雙鍵的單體的聚合物中包含的來自不飽和羧酸的單元的量而言,只要樹脂具有所期望的堿溶性即可,沒有特別限制。對于被用作堿溶性樹脂的樹脂中的來自不飽和羧酸的單元的量而言,相對于樹脂的質量,優(yōu)選為5~25質量%,更優(yōu)選為8~16質量%。
在作為選自以上例舉的單體中的1種以上的單體的聚合物的、具有烯鍵式不飽和雙鍵的單體的聚合物中,選自(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯中的1種以上的單體的聚合物是優(yōu)選的。以下,對選自(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯中的1種以上的單體的聚合物進行說明。
對于選自(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯中的1種以上的單體的聚合物的制備中使用的(甲基)丙烯酸酯而言,只要在不妨礙本發(fā)明的目的的范圍內,就沒有特別限制,可從已知的(甲基)丙烯酸酯中適當選擇。
作為(甲基)丙烯酸酯的優(yōu)選的例子,可舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸叔辛酯等直鏈狀或支鏈狀的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸氯乙酯、(甲基)丙烯酸2,2-二甲基羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、三羥甲基丙烷單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸糠基酯;包含具有環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯;包含具有脂環(huán)式骨架的基團的(甲基)丙烯酸酯。包含具有環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯、及包含具有脂環(huán)式骨架的基團的(甲基)丙烯酸酯的詳細內容如后文所述。
在選自(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯中的1種以上的單體的聚合物中,從使用感光性組合物形成的透明絕緣膜對于基材的密合性、機械強度優(yōu)異的方面考慮,優(yōu)選為包含下述單元的樹脂,所述單元來自包含具有環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯。
包含具有環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯,可以為包含具有鏈狀脂肪族環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯,也可以為后述那樣的包含具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯。
包含具有環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯也可包含芳香族基團。作為構成芳香族基團的芳香環(huán)的例子,可舉出苯環(huán)、萘環(huán)。作為具有芳香族基團、并且包含具有環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的例子,可舉出(甲基)丙烯酸4-縮水甘油基氧基苯基酯、(甲基)丙烯酸3-縮水甘油基氧基苯基酯、(甲基)丙烯酸2-縮水甘油基氧基苯基酯、(甲基)丙烯酸4-縮水甘油基氧基苯基甲基酯、(甲基)丙烯酸3-縮水甘油基氧基苯基甲基酯、及(甲基)丙烯酸2-縮水甘油基氧基苯基甲基酯等。
對使用感光性組合物形成的膜要求透明性時,包含具有環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸優(yōu)選不含芳香族基團。
作為包含具有鏈狀脂肪族環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的例子,可舉出(甲基)丙烯酸環(huán)氧基烷基酯、及(甲基)丙烯酸環(huán)氧基烷基氧基烷基酯等那樣的、在酯基(-o-co-)中的氧基(-o-)上鍵合鏈狀脂肪族環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯。這樣的(甲基)丙烯酸酯所具有的鏈狀脂肪族環(huán)氧基可在鏈中包含1個或多個氧基(-o-)。鏈狀脂肪族環(huán)氧基的碳原子數(shù)沒有特別限制,優(yōu)選為3~20,更優(yōu)選為3~15,特別優(yōu)選為3~10。
作為包含具有鏈狀脂肪族環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的具體例,可舉出(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-甲基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環(huán)氧基丁酯、(甲基)丙烯酸6,7-環(huán)氧基庚酯等(甲基)丙烯酸環(huán)氧基烷基酯;(甲基)丙烯酸2-縮水甘油基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-縮水甘油基氧基正丙酯、(甲基)丙烯酸4-縮水甘油基氧基正丁酯、(甲基)丙烯酸5-縮水甘油基氧基正己酯、(甲基)丙烯酸6-縮水甘油基氧基正己酯等(甲基)丙烯酸環(huán)氧基烷基氧基烷基酯。
在含有來自包含具有環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的、選自(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯中的1種以上的單體的聚合物中,來自包含具有環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的含量優(yōu)選相對于樹脂的重量而言為1~95質量%,更優(yōu)選為40~80質量%。
另外,在選自(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯中的1種以上的單體的聚合物中,從使用感光性組合物容易形成透明性優(yōu)異的透明絕緣膜方面考慮,還優(yōu)選為包含下述單元的樹脂,所述單元來自包含具有脂環(huán)式骨架的基團的(甲基)丙烯酸酯。
包含具有脂環(huán)式骨架的基團的(甲基)丙烯酸酯中,具有脂環(huán)式骨架的基團可以為具有脂環(huán)式烴基的基團,也可以為具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團。構成脂環(huán)式骨架的脂環(huán)式基團可以為單環(huán),也可以為多環(huán)。作為單環(huán)的脂環(huán)式基團,可舉出環(huán)戊基、環(huán)己基等。另外,作為多環(huán)的脂環(huán)式基團,可舉出降冰片基、異冰片基、三環(huán)壬基、三環(huán)癸基、四環(huán)十二烷基等。
包含具有脂環(huán)式骨架的基團的(甲基)丙烯酸酯中,作為包含具有脂環(huán)式烴基的基團的(甲基)丙烯酸酯,可舉出例如下述式(d1-1)~(d1-8)表示的化合物。這些中,優(yōu)選下述式(d1-3)~(d1-8)表示的化合物,更優(yōu)選下述式(d1-3)或(d1-4)表示的化合物。
[化學式30]
上述式中,rd1表示氫原子或甲基,rd2表示單鍵或碳原子數(shù)1~6的二價脂肪族飽和烴基,rd3表示氫原子或碳原子數(shù)1~5的烷基。作為rd2,優(yōu)選為單鍵、直鏈狀或支鏈狀的亞烷基,例如,優(yōu)選為亞甲基、亞乙基、亞丙基、1,4-亞丁基、乙基亞乙基、1,5-亞戊基、1,6-亞己基。作為rd3,優(yōu)選為甲基、乙基。
包含具有脂環(huán)式骨架的基團的(甲基)丙烯酸酯中,作為包含具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的具體例,可舉出例如下述式(d2-1)~(d2-16)表示的化合物。這些中,為了使感光性組合物的顯影性為適度的水平,優(yōu)選下述式(d2-1)~(d2-6)表示的化合物,更優(yōu)選下述式(d2-1)~(d2-4)表示的化合物。
[化學式31]
上述式中,rd4表示氫原子或甲基,rd5表示碳原子數(shù)1~6的二價脂肪族飽和烴基,rd6表示碳原子數(shù)1~10的二價烴基,n表示0~10的整數(shù)。作為rd5,優(yōu)選為直鏈狀或支鏈狀的亞烷基,例如優(yōu)選為亞甲基、亞乙基、亞丙基、1,4-亞丁基、乙基亞乙基、1,5-亞戊基、1,6-亞己基。作為rd6,例如優(yōu)選為亞甲基、亞乙基、亞丙基、1,4-亞丁基、乙基亞乙基、1,5-亞戊基、1,6-亞己基、亞苯基、亞環(huán)己基、-ch2-ph-ch2-(ph表示亞苯基)。
選自(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯中的1種以上的單體的聚合物為含有來自包含具有脂環(huán)式骨架的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的樹脂時,樹脂中的來自包含具有脂環(huán)式骨架的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的量優(yōu)選為5~95質量%,更優(yōu)選為10~90質量%,進一步優(yōu)選為30~70質量%。
另外,含有來自包含具有脂環(huán)式骨架的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的、選自(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯中的1種以上的單體的聚合物中,含有來自(甲基)丙烯酸的單元、和來自包含具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的樹脂是優(yōu)選的。使用包含這樣的堿溶性樹脂的感光性組合物形成的膜對于基材的密合性優(yōu)異。另外,當使用這樣的樹脂時,可能發(fā)生樹脂中包含的羧基、與脂環(huán)式環(huán)氧基的自身反應。因此,使用包含這樣的樹脂的感光性組合物時,可利用將膜加熱的方法等,使得發(fā)生羧基與脂環(huán)式環(huán)氧基的自身反應,由此提高形成的膜的硬度之類的機械物性。
在含有來自(甲基)丙烯酸的單元、和來自包含具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的樹脂中,樹脂中的來自(甲基)丙烯酸的單元的量優(yōu)選為1~95質量%,更優(yōu)選為10~50質量%。在含有來自(甲基)丙烯酸的單元、和來自包含具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的樹脂中,樹脂中的來自包含具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的量優(yōu)選為1~95質量%,更優(yōu)選為30~70質量%。
在含有來自(甲基)丙烯酸的單元和來自包含具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的、選自(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯中的1種以上的單體的聚合物中,含有來自(甲基)丙烯酸的單元、來自具有脂環(huán)式烴基的(甲基)丙烯酸酯的單元、和來自包含具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的樹脂是優(yōu)選的。
在含有來自(甲基)丙烯酸的單元、來自具有脂環(huán)式烴基的(甲基)丙烯酸酯的單元、和來自包含具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的樹脂中,樹脂中的來自(甲基)丙烯酸的單元的量優(yōu)選為1~95質量%,更優(yōu)選為10~50質量%。在含有來自(甲基)丙烯酸的單元、來自具有脂環(huán)式烴基的(甲基)丙烯酸酯的單元、和來自包含具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的樹脂中,樹脂中的來自具有脂環(huán)式烴基的(甲基)丙烯酸酯的單元的量優(yōu)選為1~95質量%,更優(yōu)選為10~70質量%。在含有來自(甲基)丙烯酸的單元、來自具有脂環(huán)式烴基的(甲基)丙烯酸酯的單元、和來自包含具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的樹脂中,樹脂中的來自包含具有脂環(huán)式環(huán)氧基的基團的(甲基)丙烯酸酯的單元的量優(yōu)選為1~95質量%,更優(yōu)選為30~80質量%。
堿溶性樹脂的重均分子量(mw:利用凝膠滲透色譜法(gpc)并按照聚苯乙烯換算而得到的測定值。本說明書中相同。)優(yōu)選為2000~200000,更優(yōu)選為2000~18000。通過為上述的范圍,從而存在容易取得感光性組合物的膜形成能力、曝光后的顯影性的平衡的傾向。
感光性組合物包含堿溶性樹脂時,對于感光性組合物中的堿溶性樹脂的含量而言,在感光性組合物的固態(tài)成分中,優(yōu)選為15~95質量%,更優(yōu)選為35~85質量%,特別優(yōu)選為50~70質量%。
<其他成分>
在感光性組合物中,根據(jù)需要,可包含各種添加劑。具體而言,可例舉溶劑、敏化劑、固化促進劑、光交聯(lián)劑、光敏化劑、分散助劑、填充劑、密合促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗絮凝劑、熱聚合阻止劑、消泡劑、表面活性劑等。
作為感光性組合物中使用的溶劑,可舉出例如乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇單正丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單正丙基醚、二乙二醇單正丁基醚、三乙二醇單甲基醚、三乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單正丙基醚、丙二醇單正丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單正丙基醚、二丙二醇單正丁基醚、三丙二醇單甲基醚、三丙二醇單乙基醚等(聚)亞烷基二醇單烷基醚類;乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯等(聚)亞烷基二醇單烷基醚乙酸酯類;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、四氫呋喃等其他醚類;甲基乙基酮、環(huán)己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮類;2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯等乳酸烷基酯類;2-羥基-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、羥基乙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸正戊酯、乙酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸異丙酯、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類;甲苯、二甲苯等芳香族烴類;n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺等酰胺類等。這些溶劑可單獨使用,也可組合使用2種以上。
上述溶劑中,丙二醇單甲基醚、乙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、環(huán)己酮、乙酸3-甲氧基丁酯對上述的(a)成分及(b)成分顯示出優(yōu)異的溶解性,而且能使得上述的(c)成分的分散性良好,因此是優(yōu)選的;特別優(yōu)選使用丙二醇單甲基醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基丁酯。對溶劑而言,可根據(jù)感光性組合物的用途來適當確定,作為一例,可舉出相對于感光性組合物的固態(tài)成分合計100質量份而言為50~900質量份左右。
作為本發(fā)明涉及的感光性組合物中可使用的熱聚合阻止劑,可舉出例如氫醌、氫醌單乙基醚等。另外,分別地,作為消泡劑,可例舉聚硅氧烷系、氟系等的化合物;作為表面活性劑,可例舉陰離子系、陽離子系、非離子系等的化合物。
[感光性組合物的制備方法]
感光性組合物可通過將上述的各成分全部用攪拌機混合而制備。需要說明的是,制備的感光性組合物不包含顏料等不溶性的成分時,可使用過濾器進行過濾,以使得感光性組合物變得均勻。
《膜形成方法》
以下,對使用上文中說明的感光性組合物形成絕緣膜或可用作濾色片的膜的方法進行說明。對于使用感光性組合物形成的膜,可根據(jù)需要而進行圖案化。
為了使用感光性組合物形成膜,首先,使用輥涂機、逆轉涂布機(reversecoater)、棒涂機等接觸轉印型涂布裝置、旋涂器(旋轉式涂布裝置)、幕涂流動涂料器(curtainflowcoater)等非接觸型涂布裝置,在基板上涂布感光性組合物。
接下來,使涂布的感光性組合物干燥而形成涂布膜。干燥方法沒有特別限制,可舉出例如以下方法:(1)利用加熱板,于80~120℃、優(yōu)選90~100℃的溫度,干燥60~120秒的方法;(2)在室溫下放置數(shù)小時~數(shù)天的方法;(3)放入到熱風加熱器、紅外線加熱器中數(shù)十分鐘~數(shù)小時而除去溶劑的方法;等等。
接下來,向該涂布膜照射紫外線、準分子激光等活性能量射線而進行曝光。例如可利用隔著負型的掩模進行曝光的方法等,位置選擇性地進行曝光。照射的能量射線量根據(jù)感光性組合物的組成的不同而不同,例如優(yōu)選為40~200mj/cm2左右。
在位置選擇性地將涂布膜曝光的情況下,通過利用顯影液使曝光后的膜顯影,從而形成所期望的形狀的圖案。顯影方法沒有特別限制,例如,可利用浸漬法、噴霧法等。顯影液可根據(jù)感光性組合物的組成而適當選擇。感光性組合物包含堿溶性樹脂之類的堿溶性成分時,作為顯影液,可使用單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等有機系的顯影液;氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、氨、季銨鹽等的水溶液。
接下來,針對顯影后的圖案,于200~250℃左右進行后烘烤是優(yōu)選的。
如上所述地形成的圖案可合適地用于例如在液晶顯示器等之類的顯示裝置中使用的絕緣膜、構成濾色片的像素及黑色矩陣等用途。
實施例
以下示出實施例來進一步具體地說明本發(fā)明,但本發(fā)明的范圍不限于這些實施例。
[實施例1]
化合物2的合成
按照以下的合成方法,合成上述的化合物2。需要說明的是,下述合成路徑中的縮寫的含義如下所述。
tbu:叔丁基
pr:正丙基
ac:乙?;?/p>
[化學式32]
在反應容器中裝入500質量份四氫呋喃(thf)、及68.7質量份叔丁醇鉀,然后添加50.0質量份2-溴芴。
接下來,向反應容器中滴加56.1質量份1-溴丙烷,于40℃攪拌3小時。將該反應液冷卻至室溫后,注入乙酸乙酯、水,進行分液、水洗。將油層濃縮,得到67.2質量份2-溴-9,9-二丙基芴(收率為100%,hplc純度為92%)。
將50.0質量份得到的2-溴-9,9-二丙基芴、500質量份二氯甲烷、及30.4質量份無水氯化鋁裝入到反應容器中,冷卻至0℃。
滴加16.9質量份丙酰氯,然后于10℃攪拌3小時。向冰水中注入反應液,進行分液,用5%碳酸氫鈉水溶液及水洗滌油層。將油層濃縮,利用硅膠柱色譜法進行分離純化,得到46.8質量份化合物2a(收率為80%,hplc純度為95%)。
向30.0質量份化合物2a中添加150質量份thf,接下來添加15.6質量份4-硝基苯基硼酸、及21.5質量份碳酸鉀。接下來,添加0.6質量份[1,1’-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯化鈀(ii)二氯甲烷加合物、及3質量份水,然后在回流溫度下攪拌5小時。
將該反應液冷卻至室溫后,將不溶解成分過濾,將濾液進行濃縮干固,然后利用硅膠色譜法進行分離純化,得到24.7質量份化合物2b(收率為75%,hplc純度為95%)。
向15.0質量份化合物2b中,添加75.0質量份甲醇、7.4質量份鹽酸羥胺、及6.9質量份乙酸鈉,于60℃攪拌5小時。將該反應液冷卻至室溫,添加25質量份水,進行過濾,用甲醇洗滌,然后用水洗滌。通過鼓風干燥來進行干燥,得到15.5質量份化合物2c(收率為100%,hplc純度為90%)。
向10.0質量份化合物2c中,添加50.0質量份乙酸乙酯和9.3質量份乙酸酐,于40℃攪拌5小時。將反應液冷卻至室溫后,添加10.0質量份甲醇,攪拌30分鐘后,過濾析出的固體。利用硅膠柱色譜法對得到的固體進行分離純化,得到5.5質量份化合物2(收率為50%,hplc純度為98%)。利用1h-nmr波譜(cdcl3)確認得到的化合物2的結構。1h-nmr波譜如下所示。
δ[ppm]:8.30-8.35(m:2h)、7.71-7.85(m:6h)、7.58-7.65(m:2h)、2.93(q:2h)、2.30(s:3h)、1.98-2.10(m:4h)、1.24(t:3h)、0.64-0.76(m:10h)
[實施例2]
化合物37的合成
將丙酰氯變更為丁酰氯,并且將4-硝基苯基硼酸變更為4-氰基苯基硼酸,除此之外,與實施例1同樣地操作,得到下述化合物37。
按照以下的合成方法,合成上述的化合物37。需要說明的是,下述合成路徑中的縮寫的含義與實施例1同樣。
[化學式33]
將丙酰氯變更為丁酰氯,除此之外,與實施例1同樣地操作,得到化合物37a。
向20質量份化合物37a中,添加80質量份thf、80質量份甲醇、6.2質量份乙酸鈉、5.2質量份鹽酸羥胺,于60℃攪拌5小時。將該反應液冷卻至室溫,添加60質量份水,進行過濾,用甲醇洗滌。通過鼓風干燥來進行干燥,得到19.8質量份化合物37b(收率為95%,hplc純度為90%)。
向15.0質量份化合物37b中添加75質量份thf,接下來添加6.4質量份4-氰基苯基硼酸、及7.6質量份碳酸鉀。接下來,添加0.3質量份[1,1’-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯化鈀(ii)二氯甲烷加合物、及3質量份水,然后在回流溫度下攪拌5小時。
將該反應液冷卻至室溫后,將不溶解成分過濾,將濾液進行濃縮干固,然后利用硅膠色譜法進行分離純化,得到8.1質量份化合物37c(收率為52%,hplc純度為95%)。
向5.0質量份化合物37c中添加25.0質量份乙酸乙酯和2.4質量份乙酸酐,于40℃攪拌5小時。將反應液冷卻至室溫后,添加10.0質量份甲醇,攪拌30分鐘后,過濾析出的固體。利用硅膠柱色譜法對得到的固體進行分離純化,得到2.7質量份化合物37(收率為50%,hplc純度為98%)。
利用1h-nmr波譜(cdcl3)確認得到的化合物37的結構。1h-nmr波譜如下所示。
δ[ppm]:7.67-7.82(m:8h)、7.55-7.60(m:2h)、2.90(t:2h)、2.30(s:3h)、1.93-2.07(m:4h)、1.65(sep:2h)、1.12(t:3h)、0.65-0.70(m:10h)
[實施例3]
化合物20的合成
將丙酰氯變更為丁酰氯,并且將4-硝基苯基硼酸變更為3-硝基苯基硼酸,除此之外,與實施例1同樣地操作,得到下述化合物20。
[化學式34]
利用1h-nmr波譜(cdcl3)確認得到的化合物20的結構。1h-nmr波譜如下所示。
δ[ppm]:8.52(t:1h)、8.19-8.25(m:1h)、7.96-8.02(m:1h)、7.58-7.86(m:7h)、2.91(q:2h)、2.29(s:3h)、1.96-2.12(m:4h)、1.58-1.70(m:2h)、1.02(t:3h)、0.58-0.75(m:10h)
[實施例4]
化合物28的合成
按照以下的合成方法,合成上述的化合物28。需要說明的是,下述合成路徑中的縮寫的含義與實施例1同樣。
[化學式35]
將丙酰氯變更為丁酰氯,并且將4-硝基苯基硼酸變更為3-硝基苯基硼酸,除此之外,與實施例1同樣地操作,得到化合物28b。
向20質量份化合物28b中,添加150質量份thf、12.0質量份35%鹽酸。在室溫下緩緩添加8.1質量份亞硝酸異戊酯,持續(xù)攪拌7小時。將得到的反應液進行濃縮干固,利用硅膠柱色譜法進行分離純化,得到11.9質量份化合物28c(收率為55%,hplc純度為95%)。
向10.0質量份得到的化合物28c中添加100質量份乙酸乙酯、2.6質量份乙酸酐,于40℃攪拌5小時。將反應液冷卻至室溫后,進行濃縮干固,利用硅膠柱色譜法進行分離純化,得到8.2質量份化合物28(收率為75%,hplc純度為97%)。
利用1h-nmr波譜(cdcl3)確認得到的化合物28的結構。1h-nmr波譜如下所示。
δ[ppm]:8.53(t:1h)、8.20-8.26(m:1h)、8.07-8.16(m:2h)、7.96-8.02(m:1h)、7.83(q:2h)、7.58-7.68(m:3h)、2.85(q:2h)、2.30(s:3h)、1.96-2.15(m:4h)、1.22(t:3h)、0.58-0.80(m:10h)
[實施例5]
化合物138的合成
將2-溴-9,9-二丙基芴變更為n-乙基-3-溴咔唑,將4-硝基苯基硼酸變更為3-硝基苯基硼酸,并且將丙酰氯變更為4-((1-甲氧基丙烷-2-基)氧基)-2-甲基苯甲酰氯,除此之外,與實施例1同樣地操作,得到下述化合物138。
[化學式36]
利用1h-nmr波譜(cdcl3)確認得到的化合物138的結構。1h-nmr波譜如下所示。
δ[ppm]:8.54(brs:1h)、8.30(brs:2h)、8.00-8.20(m:2h)、7.86(dd:1h)、7.75(dd:1h)、7.63(t:1h)、7.42(d:1h)、7.40(d:1h)、7.08(d:1h)、6.85-6.95(m:2h)、4.60-4.70(m:1h)、4.42(q:2h)、3.50-3.70(m:2h)、3.46(s:3h)、2.18(s:3h)、2.12(s:3h)、1.50(t:3h)、1.60(d:3h)
[實施例6~18、比較例1、及比較例2]
實施例及比較例中,使用樹脂a和二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥株式會社制)作為光聚合性化合物。樹脂a使用按照以下的配方合成而得到的產物。
首先,在500ml四頸瓶中,裝入235g雙酚芴型環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量為235)、110mg四甲基氯化銨、100mg2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、及72.0g丙烯酸,一邊以25ml/分鐘的速度向其中吹入空氣,一邊于90~100℃進行加熱溶解。接下來,在溶液為白濁的狀態(tài)下緩緩升溫,加熱至120℃,使其完全溶解。此時,溶液逐漸變得透明粘稠,保持該狀態(tài)持續(xù)攪拌。在此期間測定酸值,持續(xù)加熱攪拌直至酸值變得低于1.0mgkoh/g。至酸值達到目標值為止需要12小時。而后,冷卻至室溫,得到無色透明且為固體狀的下述結構式(a4)表示的雙酚芴型環(huán)氧丙烯酸酯。
[化學式37]
接下來,在307.0g如上所述地得到的上述雙酚芴型環(huán)氧丙烯酸酯中添加600g乙酸3-甲氧基丁酯并將其溶解后,混合80.5g二苯甲酮四甲酸二酐及1g四乙基溴化銨,緩緩升溫,于110~115℃進行4小時反應。確認到酸酐基的消失后,混合38.0g的1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐,于90℃反應6小時,得到樹脂a。酸酐基的消失通過ir光譜進行確認。該樹脂a屬于上述的式(a1)表示的化合物。
實施例中,作為光聚合引發(fā)劑,使用了下述的化合物1、化合物4~10、及化合物13~17。下述的化合物1、化合物4~10、及化合物13~17利用與實施例1~5同樣的方法合成。
[化學式38]
比較例中,作為光聚合引發(fā)劑,使用了下述的比較化合物1及比較化合物2。
[化學式39]
使用包含乙酸3-甲氧基丁酯、環(huán)己酮、及丙二醇單甲基醚乙酸酯的混合溶劑,對25質量份樹脂a、10質量份二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥株式會社制)、5質量份表1中記載的種類的光聚合引發(fā)劑、和60質量份碳分散液(cf黑,御國色素株式會社制)進行稀釋,使得固態(tài)成分濃度成為15質量%,然后,將這些成分均勻混合,得到實施例6~18、比較例1、及比較例2的感光性組合物?;旌先軇┲械母魅軇┑馁|量比以乙酸3-甲氧基丁酯/環(huán)己酮/丙二醇單甲基醚乙酸酯計為60/20/20。
[敏感度評價]
敏感度的評價按照以下的步驟實施。首先,使用旋涂機將各實施例及比較例的感光性組合物涂布于玻璃基板(10cm×10cm)上,于90℃進行120秒預烘烤,在玻璃基板的表面上形成膜厚1.0μm的涂布膜。然后,使用鏡面投影對準曝光器(mirrorprojectionaligner)(制品名:tme-150rto,topconcorporation制),將曝光間隙設定為50μm,隔著形成有寬度為10μm的圖案的負型掩模,向涂布膜照射紫外線。將曝光量設定為30、60、1200mj/cm2這3個等級。用26℃的0.04質量%koh水溶液將曝光后的涂布膜顯影30秒,然后于230℃進行30分鐘后烘烤,由此,得到各曝光量的圖案。用光學顯微鏡測定各曝光量下的圖案的線寬,由各曝光量下的線寬和曝光量,通過基于最小二乘法的近似計算,算出可得到10μm的線寬的曝光量。將算出的顯影時間為30秒時的敏感度(mj/cm2)的數(shù)據(jù)示于表1。表1所示的敏感度的數(shù)據(jù)表示為形成規(guī)定的線寬的圖案(10μm)而所需要的曝光量,該數(shù)值越小,表示感光性組合物的敏感度越高。
[od值的評價]
在6英寸的玻璃基板(dowcorning制,1737玻璃)上,涂布各實施例及比較例的感光性組合物,然后于90℃干燥60秒,形成涂布膜。接下來,以60mj/cm2的曝光量向該涂布膜照射ghi線。而后,在加熱板上,于230℃進行20分鐘后烘烤,形成遮光膜。形成的遮光膜的膜厚為0.8μm、1.0μm、1.2μm這3個級別。針對該遮光膜,使用d200-ii(macbeth制),測定各膜厚下的od值,利用擬合曲線算出每1μm的od值。使用各實施例及比較例的感光性組合物形成的遮光膜的算出的od值均為4.8/μm。
[線圖案評價]
使用旋涂機將各實施例及比較例的感光性組合物涂布于玻璃基板(100mm×100mm)上,于70℃進行120秒預烘烤,形成涂布膜。接下來,使用鏡面投影對準曝光器(制品名:tme-150rto,topconcorporation制),將曝光間隙設定為50μm,隔著形成有寬度為10μm的線圖案的負型掩模,向涂布膜照射紫外線。將曝光量設定為20、40、60、120mj/cm2這4個等級。用26℃的0.04質量%koh水溶液將曝光后的涂布膜顯影50秒,然后于230℃進行30分鐘后烘烤,由此,形成膜厚為3.5μm的線圖案。
(圖案剝落評價)
利用光學顯微鏡觀察形成的線圖案,確認有無圖案剝落。將有無圖案剝落的確認結果記載于表1。
(錐角)
針對以40mj/cm2的曝光量形成的線圖案,對錐角(taperangle)進行評價?;跍y定的錐角,按照以下的基準判定線圖案的截面形狀。
◎:錐角為70°以上85°以下。
○:錐角大于85°且為90°以下。
△:錐角大于90°且為100°以下。
×:錐角大于100°。
對于錐角,利用掃描電子顯微鏡,作為圖案與基板之間的接合角度而進行測定。該錐角對應于圖1(a)及(b)中的角θ。將測定的錐角示于表1。錐角越接近90℃,表示圖案截面的形狀越接近所期望的矩形形狀。錐角為銳角、且為比90℃小很多的角時,雖然圖案中未產生底切部,但圖案截面的形狀并非所期望的矩形形狀。錐角為鈍角時,在圖案中產生了底切部。
[表1]
根據(jù)表1可知,對于包含光聚合性化合物、和作為光聚合引發(fā)劑的式(1)表示的結構的化合物的實施例的感光性組合物而言,敏感度優(yōu)異。
根據(jù)實施例13~18可知,使用式(1)中的n為1的化合物時,容易得到敏感度特別優(yōu)異的感光性組合物。
另外,由表1可知,通過使用實施例的感光性組合物,能夠形成不易從基板剝落、截面形狀為所期望的矩形形狀的線圖案。
另一方面,可知對于包含式(1)范圍外的結構的光聚合引發(fā)劑的比較例的感光性組合物而言,敏感度差。另外,使用比較例的感光性組合物形成線圖案時,根據(jù)曝光量的不同會產生圖案剝落,另外,錐角為鈍角,在線圖案中產生了底切部。