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JP7631766B2 - Polymer, polymer solution, photosensitive resin composition and use thereof - Google Patents
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JP7631766B2 - Polymer, polymer solution, photosensitive resin composition and use thereof - Google Patents

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Description

本発明は、ポリマー、ポリマー溶液、感光性樹脂組成物およびその用途に関する。 The present invention relates to a polymer, a polymer solution, a photosensitive resin composition, and uses thereof.

液晶表示装置や固体撮像素子は、通常、カラーフィルタやブラックマトリクスを備えている。カラーフィルタやブラックマトリクスの形成には、感光性樹脂組成物が用いられることが多い。 Liquid crystal display devices and solid-state imaging devices usually have color filters and black matrices. Photosensitive resin compositions are often used to form color filters and black matrices.

例えば、特許文献1の請求項1には、少なくとも側鎖に、酸性基を有する基および2種以上の互いに異なる重合性不飽和基を有するアルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、ならびに、光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物が記載されている。また、特許文献1の実施例には、アルカリ可溶性樹脂として、メタクリル酸/メタクリル酸アリル/グリシジル付加体を合成し、これを用いて感光性樹脂組成物を調製したことが記載されている。 For example, claim 1 of Patent Document 1 describes a photosensitive resin composition that includes an alkali-soluble resin having, at least in a side chain, a group having an acidic group and two or more different polymerizable unsaturated groups, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator. In addition, an example of Patent Document 1 describes the synthesis of a methacrylic acid/allyl methacrylate/glycidyl adduct as an alkali-soluble resin, and the preparation of a photosensitive resin composition using this.

特許文献2には、エポキシ基及び酸基を含有する樹脂と、水酸基含有多官能(メタ)アクリレートの多塩基酸モノエステルと、溶剤とを含有する樹脂組成物であって、エポキシ基及び酸基を含有する樹脂中の酸基1モルに対して、エポキシ基が0.5~3.0モルであることを特徴とする樹脂組成物が記載されている。 Patent Document 2 describes a resin composition that contains a resin containing epoxy groups and acid groups, a polybasic acid monoester of a hydroxyl group-containing polyfunctional (meth)acrylate, and a solvent, and is characterized in that the epoxy groups are present in an amount of 0.5 to 3.0 moles per mole of acid groups in the resin containing epoxy groups and acid groups.

特許文献3には、無水マレイン酸部位を開環させた前駆体ポリマーに対し、エポキシ基を備える化合物を反応させる工程を含むポリマーの製造方法が開示されている。エポキシ基を備える化合物としては、メタクリル酸グリシジルが記載されている。 Patent Document 3 discloses a method for producing a polymer, which includes a step of reacting a precursor polymer in which the maleic anhydride moiety has been ring-opened with a compound having an epoxy group. Glycidyl methacrylate is described as an example of the compound having an epoxy group.

国際公開第2012/147706号International Publication No. 2012/147706 国際公開第2016/103844号International Publication No. 2016/103844 国際公開第2017/154439号International Publication No. 2017/154439

カラーフィルタやブラックマトリクスを形成するための感光性樹脂組成物には、光により重合反応が起こって硬化する性質を備えるポリマーが用いられる。カラーフィルタやブラックマトリクスは、感光性樹脂組成物を、露光、現像によりパターニングした後、これを硬化することにより作製される。 The photosensitive resin composition used to form color filters and black matrices uses a polymer that has the property of being hardened by a polymerization reaction caused by light. Color filters and black matrices are produced by patterning the photosensitive resin composition through exposure and development, and then hardening it.

感光性樹脂組成物において、「高感度化」は一般的な課題にも思われるが、表示装置や撮像装置の複雑化や普及などに伴い、一層高いレベルの高感度化が求められている。感光性樹脂組成物の感度が高い(感度が良好である)ほど、露光に必要な時間は短くなり、生産性を向上させることができる。 In photosensitive resin compositions, "increasing sensitivity" seems to be a common issue, but with the increasing complexity and popularity of display devices and imaging devices, even higher levels of sensitivity are required. The higher the sensitivity of a photosensitive resin composition (the better the sensitivity), the shorter the time required for exposure, which can improve productivity.

一方、カラーフィルタやブラックマトリクスを形成する際には、特に感光性樹脂組成物中の顔料の含有量が高い場合に、顔料の塩基性現像液への溶解性が低いため、感光性樹脂組成物の現像にかかる時間が長くなる。そのため、従来の塩基性現像液と比べて現像速度が速い強塩基性現像液を用いる必要がある。しかしながら、ポリマーのアルカリ溶解性が高いと、顔料や光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物のアルカリ溶解速度が速すぎることや、顔料と樹脂組成物との溶解速度の差が大きくなることから、露光、現像後のパターンが、設計通りの形状とならない場合があった。
特許文献1~3においては、これらの特性において改善の余地があった。
On the other hand, when forming a color filter or a black matrix, the time required for developing the photosensitive resin composition is long, especially when the content of the pigment in the photosensitive resin composition is high, because the solubility of the pigment in the basic developer is low. Therefore, it is necessary to use a strong basic developer having a faster development speed than conventional basic developers. However, when the alkaline solubility of the polymer is high, the alkaline dissolution rate of the photosensitive resin composition containing the pigment and the photopolymerization initiator is too fast, or the difference in the dissolution rate between the pigment and the resin composition becomes large, so that the pattern after exposure and development may not have the shape as designed.
In Patent Documents 1 to 3, there is room for improvement in these characteristics.

本発明者らは、強塩基性現像液を用いる場合において、露光、現像後のパターンを設計通りの形状とするためには、感光性樹脂組成物に含まれるポリマーのアルカリ溶解性を調整しつつ、感度を維持向上させる必要があることを見出した。さらに、本発明者らは、ポリマー構造を改良することにより当該課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下に示すことができる。
The present inventors have found that when a strongly basic developer is used, in order to obtain a pattern after exposure and development in a designed shape, it is necessary to maintain and improve the sensitivity while adjusting the alkaline solubility of the polymer contained in the photosensitive resin composition. Furthermore, the present inventors have found that the problem can be solved by improving the polymer structure, and have completed the present invention.
That is, the present invention can be shown as follows.

本発明によれば、
下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(1-1)で表される構造単位および下記一般式(1-2)で表される構造単位を含む、ポリマーを提供することができる。

Figure 0007631766000001
(一般式(2)中、R 、R 、R およびR は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~30の有機基であり、a1は0、1または2である。)
Figure 0007631766000002
(一般式(1-1)中、Zは1以上の(メタ)アクリロイル基を含む基である。Qは水素原子または置換または未置換の炭素数1~6のアルキル基である。Xは酸素原子、置換または未置換の炭素数1~4のアルキレン基を表し、Qの前記アルキル基とXの前記アルキレン基の何れかの炭素原子とが結合して環を形成してもよい。一般式(1-2)中、Rは、多官能(メタ)アクリロイル基を含む基である。)
本発明によれば、
前記ポリマーを含む、ポリマー溶液を提供することができる。
本発明によれば、
前記ポリマー溶液と、
多官能(メタ)アクリレートモノマーと、
光重合性開始剤と、
を含む、感光性樹脂組成物を提供することができる。
本発明によれば、
前記感光性樹脂組成物の硬化物を提供することができる。
本発明によれば、
前記硬化物からなるフィルムを提供することができる。 According to the present invention,
It is possible to provide a polymer including a structural unit represented by the following general formula (2), a structural unit represented by the following general formula (1-1), and a structural unit represented by the following general formula (1-2).
Figure 0007631766000001
(In general formula (2), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or an organic group having 1 to 30 carbon atoms, and a1 is 0, 1 or 2.)
Figure 0007631766000002
(In general formula (1-1), Z is a group containing one or more (meth)acryloyl groups. Q is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. X is an oxygen atom or a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and the alkyl group of Q and any carbon atom of the alkylene group of X may be bonded to form a ring. In general formula (1-2), R D is a group containing a polyfunctional (meth)acryloyl group.)
According to the present invention,
A polymer solution can be provided that includes the polymer.
According to the present invention,
The polymer solution;
A polyfunctional (meth)acrylate monomer;
A photopolymerization initiator;
It is possible to provide a photosensitive resin composition comprising:
According to the present invention,
A cured product of the photosensitive resin composition can be provided.
According to the present invention,
It is possible to provide a film made of the cured product.

本発明によれば、感度に優れるとともにアルカリ溶解性に優れたポリマーを提供することができ、カラーフィルタまたはブラックマトリクス形成用ポリマーとして好適に用いることができる。言い換えれば、本発明のポリマーはこれらの特性のバランスに優れる。 According to the present invention, a polymer having excellent sensitivity and excellent alkali solubility can be provided, and can be suitably used as a polymer for forming a color filter or a black matrix. In other words, the polymer of the present invention has an excellent balance of these properties.

液晶表示装置および/または固体撮像素子の構造の一例を模式的に示す図(断面図)である。FIG. 1 is a diagram (cross-sectional view) illustrating a schematic example of a structure of a liquid crystal display device and/or a solid-state imaging device. 実施例1で得られたポリマーP3のH-NMRチャートである。1 is a 1 H-NMR chart of polymer P3 obtained in Example 1. 図2のH-NMRチャートの6.0ppm付近のピークを拡大したものである。This is an enlarged view of the peak near 6.0 ppm in the 1 H-NMR chart of FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なおすべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、すべての図面はあくまで説明用のものである。図面中の各部材の形状や寸法比などは、必ずしも現実の物品と対応するものではない。本明細書中、数値範囲の説明における「a~b」との表記は、特に断らない限り、a以上b以下のことを表す。例えば、「5~90%」とは「5%以上90%以下」を意味する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In all drawings, similar components are given similar reference numerals and descriptions are omitted as appropriate. In addition, all drawings are for explanatory purposes only. The shapes and dimensional ratios of each component in the drawings do not necessarily correspond to actual objects. In this specification, the notation "a-b" in the explanation of a numerical range means a or more and b or less, unless otherwise specified. For example, "5-90%" means "5% or more and 90% or less."

本明細書における基(原子団)の表記において、置換か無置換かを記していない表記は、置換基を有しないものと置換基を有するものの両方を包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。 In this specification, when a group (atomic group) is represented without specifying whether it is substituted or unsubstituted, it includes both groups that have no substituents and groups that have a substituent. For example, "alkyl group" includes not only alkyl groups that have no substituents (unsubstituted alkyl groups), but also alkyl groups that have a substituent (substituted alkyl groups).

本明細書における「(メタ)アクリル」との表記は、アクリルとメタクリルの両方を包含する概念を表す。「(メタ)アクリレート」等の類似の表記についても同様である。 In this specification, the term "(meth)acrylic" refers to a concept that encompasses both acrylic and methacrylic. The same applies to similar terms such as "(meth)acrylate."

特に、本明細書における「(メタ)アクリロイル基」とは、-C(=O)-CH=CHで表されるアクリロイル基と、-C(=O)-C(CH)=CHで表されるメタクリロイル基とを包含する概念を表す。 In particular, the term "(meth)acryloyl group" in this specification represents a concept that includes an acryloyl group represented by -C(=O)-CH= CH2 and a methacryloyl group represented by -C(=O)-C( CH3 )= CH2 .

[ポリマーP]
本実施形態のポリマーPは、下記一般式(1-1)で表される構造単位および下記一般式(1-2)で表される構造単位を含む。これらの構造単位を含むポリマーPは、感度およびアルカリ溶解性に優れる。言い換えればこれらの特性のバランスに優れ、中でも感度により優れる。
[Polymer P]
The polymer P of the present embodiment contains a structural unit represented by the following general formula (1-1) and a structural unit represented by the following general formula (1-2). The polymer P containing these structural units is excellent in sensitivity and alkali solubility. In other words, it has an excellent balance of these properties, and is particularly excellent in sensitivity.

Figure 0007631766000003
Figure 0007631766000003

一般式(1-1)中、Zは1以上の(メタ)アクリロイル基を含む基である。Qは水素原子または置換または未置換の炭素数1~6のアルキル基である。Xは酸素原子、置換または未置換の炭素数1~4のアルキレン基を表し、Qの前記アルキル基とXの前記アルキレン基の何れかの炭素原子とが結合して環を形成してもよい。
一般式(1-2)中、Rは、多官能(メタ)アクリロイル基を含む基である。
In general formula (1-1), Z is a group containing one or more (meth)acryloyl groups. Q is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. X is an oxygen atom or a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and the alkyl group of Q and any carbon atom of the alkylene group of X may be bonded to form a ring.
In the general formula (1-2), R 1 D is a group containing a polyfunctional (meth)acryloyl group.

本実施形態のポリマーPは、一般式(1-1)で表される構造単位および一般式(1-2)で表される構造単位を含むことにより、感度に優れるとともにアルカリ溶解性に優れており、カラーフィルタまたはブラックマトリクス形成用ポリマーとして好適に用いることができる。特に、本実施形態のポリマーPは、アルカリ溶解性が調整され、感度に優れることから、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)溶液等の強塩基性現像液を用いる場合において、露光、現像後のパターンを設計通りの形状とすることができる。 The polymer P of this embodiment contains a structural unit represented by general formula (1-1) and a structural unit represented by general formula (1-2), and therefore has excellent sensitivity and alkaline solubility, and can be suitably used as a polymer for forming a color filter or a black matrix. In particular, the polymer P of this embodiment has adjusted alkaline solubility and excellent sensitivity, so that when a strong basic developer such as a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution is used, the pattern after exposure and development can be formed into the designed shape.

一般式(1-1)中、Zは、1以上の(メタ)アクリロイル基を含む基であれば特に限定されないが、(メタ)アクリロイル基を1~4個含む基であることがより好ましく、(メタ)アクリロイル基を1~3個含む基であることがさらに好ましい。Zが含む(メタ)アクリロイル基の数を最適にすることで、感度に優れるとともにアルカリ溶解性(現像性)に優れ、言い換えればこれらのバランスに優れる。 In general formula (1-1), Z is not particularly limited as long as it is a group containing one or more (meth)acryloyl groups, but is more preferably a group containing 1 to 4 (meth)acryloyl groups, and even more preferably a group containing 1 to 3 (meth)acryloyl groups. By optimizing the number of (meth)acryloyl groups contained in Z, the composition has excellent sensitivity and excellent alkali solubility (developability), in other words, a good balance between these properties.

これらの特性の観点から、Zは(メタ)アクリロイル基を1個含む基であることが好ましく、下記一般式(1a)で表される基であることがより好ましい。 From the viewpoint of these properties, Z is preferably a group containing one (meth)acryloyl group, and more preferably a group represented by the following general formula (1a):

Figure 0007631766000004
Figure 0007631766000004

一般式(1a)中、Rは水素原子またはメチル基である。 In general formula (1a), R is a hydrogen atom or a methyl group.

一般式(1-1)中、Qは水素原子または置換または未置換の炭素数1~6のアルキル基である。
アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基を挙げることができる。置換された炭素数1~6のアルキル基の置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、シアノ基、メルカプト基等を挙げることができる。
In general formula (1-1), Q is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. Examples of the substituent of the substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, a cyano group, and a mercapto group.

一般式(1-1)中、Xは酸素原子、置換または未置換の炭素数1~4のアルキレン基である。
アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基を挙げることができる。置換された炭素数1~4のアルレン基の置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、シアノ基、メルカプト基等を挙げることができる。
In the general formula (1-1), X is an oxygen atom or a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group. Examples of the substituent of the substituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms include a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, a cyano group, and a mercapto group.

一般式(1-1)中、Qの前記アルキル基とXの前記アルキレン基の何れかの炭素原子とが結合して環を形成してもよい。環構造としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、デカリン環、ベンゼン環、ナフタレン環等を挙げることができる。 In general formula (1-1), the alkyl group of Q and any carbon atom of the alkylene group of X may be bonded to form a ring. Examples of the ring structure include a cyclopropane ring, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a decalin ring, a benzene ring, and a naphthalene ring.

一般式(1-2)中、Rは、2以上の(メタ)アクリロイル基を含む基であれば特に限定されないが、(メタ)アクリロイル基を2~6個含む基であることがより好ましく、(メタ)アクリロイル基を3~5個含む基であることがさらに好ましい。Rが含む(メタ)アクリロイル基の数を最適にすることで、感度をより高めることができる。また、感度と現像性とをより高度に両立させやすくなる。さらに、耐熱性をより高めやすくなる。 In the general formula (1-2), R D is not particularly limited as long as it is a group containing two or more (meth)acryloyl groups, but is more preferably a group containing 2 to 6 (meth)acryloyl groups, and even more preferably a group containing 3 to 5 (meth)acryloyl groups. By optimizing the number of (meth)acryloyl groups contained in R D , it is possible to further increase sensitivity. In addition, it becomes easier to achieve a high degree of compatibility between sensitivity and developability. Furthermore, it becomes easier to further increase heat resistance.

なお、感度の一層の向上の点からは、立体障害などの点で、Rは2以上のアクリロイル基(-C(=O)-CH=CHで表される基)を含むことが好ましい。 From the viewpoint of further improving sensitivity and of preventing steric hindrance, it is preferred that R 3 D contains two or more acryloyl groups (groups represented by -C(=O)-CH=CH 2 ).

は、下記一般式(1b)、(1c)または(1d)で表される基であることが好ましい。このような基であることで、上記の各種効果を得やすい傾向がある。 R 3 D is preferably a group represented by the following general formula (1b), (1c) or (1d): By using such a group, the above-mentioned various effects tend to be easily obtained.

Figure 0007631766000005
Figure 0007631766000005

一般式(1b)中、
kは2または3であり、
Rは水素原子またはメチル基であり、複数のRは同じでも異なっていてもよく、
は単結合、炭素数1~6のアルキレン基または-Z-X-で表される基(Zは-O-または-OCO-であり、Xは炭素数1~6のアルキレン基である)であり、複数存在するXは同一であっても異なっていてもよく、
'は単結合、炭素数1~6のアルキレン基または-X'-Z'-で表される基(X'は炭素数1~6のアルキレン基であり、Z'は-O-または-COO-である)であり、
は炭素数1~12のk+1価の有機基である。
Rは、感度の一層の向上(重合のしやすさ)などから、水素原子が好ましい。
kは、2でも3でもよいが、原料の入手容易性や感度の一層の向上の点からは、好ましくは3である。
In general formula (1b),
k is 2 or 3;
R is a hydrogen atom or a methyl group, and multiple R may be the same or different.
X 1 is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a group represented by -Z-X- (Z is -O- or -OCO-, and X is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms), and a plurality of X 1s may be the same or different;
X 1 ' is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a group represented by -X'-Z'- (X' is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and Z' is -O- or -COO-);
X2 is a (k+1) valent organic group having 1 to 12 carbon atoms.
R is preferably a hydrogen atom in view of further improving sensitivity (ease of polymerization) and the like.
Although k may be 2 or 3, it is preferably 3 from the viewpoints of availability of raw materials and further improvement of sensitivity.

が炭素数1~6のアルキレン基である場合、アルキレン基は直鎖状であっても分枝状であってもよい。
が炭素数1~6のアルキレン基である場合、Xは好ましくは直鎖状アルキレン基であり、より好ましくは炭素数1~3の直鎖状アルキレン基であり、さらに好ましくは-CH-(メチレン基)である。
When X 1 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, the alkylene group may be linear or branched.
When X 1 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, X 1 is preferably a linear alkylene group, more preferably a linear alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and further preferably -CH 2 - (methylene group).

が-Z-X-で表される基(Zは-O-または-OCO-であり、Xは炭素数1~6のアルキレン基である)場合の、Xの炭素数1~6のアルキレン基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。 When X1 is a group represented by -ZX- (Z is -O- or -OCO-, and X is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms), the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms of X may be linear or branched.

Xの炭素数1~6のアルキレン基は、好ましくは直鎖状アルキレン基であり、より好ましくは炭素数1~3の直鎖状アルキレン基であり、さらに好ましくは-CH-CH-(エチレン基)または-CH-CH(CH)-である。
'が炭素数1~6のアルキレン基である場合、その具体的態様についてはXと同様である。
'が-X'-Z'-で表される基である場合、X'の具体的態様については上記Xと同様である。
The alkylene group having 1 to 6 carbon atoms for X is preferably a linear alkylene group, more preferably a linear alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and even more preferably -CH2 -CH2- ( ethylene group) or -CH2 -CH( CH3 )-.
When X 1 ' is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, specific embodiments thereof are the same as those of X 1 .
When X 1 ' is a group represented by -X'-Z'-, specific embodiments of X' are the same as those of X above.

の炭素数1~12のk+1価の有機基としては、任意の有機化合物からk+1個の水素原子を除いた任意の基を挙げることができる。ここでの「任意の有機化合物」としては、例えば分子量300以下、好ましくは200以下、より好ましくは100以下の有機化合物である。 The k+1 valent organic group having 1 to 12 carbon atoms for X2 may be any group obtained by removing k+1 hydrogen atoms from any organic compound. The "any organic compound" here is, for example, an organic compound having a molecular weight of 300 or less, preferably 200 or less, more preferably 100 or less.

は、例えば、炭素数1~12(好ましくは炭素数1~6)の直鎖状または分枝状炭化水素からk+1個の水素原子を除いた基である。より好ましくは、炭素数1~3の直鎖状炭化水素からk+1個の水素原子を除いた基である。なお、ここでの炭化水素は、酸素原子(例えばエーテル結合やヒドロキシ基など)を含んでもよい。また、炭化水素は飽和炭化水素であることが好ましい。 X2 is, for example, a group in which k+1 hydrogen atoms have been removed from a linear or branched hydrocarbon having 1 to 12 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms). More preferably, it is a group in which k+1 hydrogen atoms have been removed from a linear hydrocarbon having 1 to 3 carbon atoms. The hydrocarbon here may contain an oxygen atom (for example, an ether bond or a hydroxyl group). In addition, the hydrocarbon is preferably a saturated hydrocarbon.

別の態様として、Xは、環状構造を含む基であってもよい。環状構造を含む基としては、脂環構造を含む基、複素環構造(例えば、イソシアヌル酸構造)を含む基などを挙げることができる。 In another embodiment, X2 may be a group containing a cyclic structure. Examples of the group containing a cyclic structure include a group containing an alicyclic structure and a group containing a heterocyclic structure (for example, an isocyanuric acid structure).

Figure 0007631766000006
Figure 0007631766000006

一般式(1c)中、
k、R、XおよびXは、それぞれ、上記の一般式(1b)におけるR、k、XおよびXと同義であり、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよく、複数のXは互いに同一であっても異なっていてもよく、
は、炭素数1~6の2価の有機基であり、
およびXは、それぞれ独立に、単結合または炭素数1~6の2価の有機基であり、
は、炭素数1~6の2価の有機基である。
R、k、XおよびXの具体的態様、好ましい態様などについては、一般式(1b)で説明したものと同様である。
In general formula (1c),
k, R, X1 , and X2 are the same as R, k, X1 , and X2 in the above general formula (1b), respectively, and a plurality of R may be the same or different from each other, and a plurality of X1 may be the same or different from each other;
X3 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms;
X4 and X5 each independently represent a single bond or a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms;
X6 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.
Specific and preferred aspects of R, k, X1 and X2 are the same as those explained in relation to formula (1b).

およびXの炭素数1~6の2価の有機基としては、例えば、炭素数1~6の直鎖状または分枝状炭化水素から2個の水素原子を除いた基を挙げることができる。なお、ここでの炭化水素は、酸素原子(例えばエーテル結合やヒドロキシ基など)を含んでもよい。また、炭化水素は飽和炭化水素であることが好ましい。 Examples of the divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms for X3 and X6 include a group in which two hydrogen atoms have been removed from a linear or branched hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms. The hydrocarbon may contain an oxygen atom (e.g., an ether bond or a hydroxyl group). The hydrocarbon is preferably a saturated hydrocarbon.

およびXの炭素数1~6の2価の有機基としては、直鎖状または分枝状アルキレン基を挙げることができる。直鎖状または分枝状アルキレン基の炭素数は好ましくは1~3である。 The divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms for X4 and X5 may be a linear or branched alkylene group. The linear or branched alkylene group preferably has 1 to 3 carbon atoms.

Figure 0007631766000007
Figure 0007631766000007

一般式(1d)中、nは、2~5の整数であり、好ましくは、2または3である。 In general formula (1d), n is an integer from 2 to 5, preferably 2 or 3.

本実施形態のポリマーPの全構造単位中の、一般式(1-1)で表される構造単位の割合は、好ましくは0.5~20モル%、より好ましくは1~15モル%である。一般式(1-2)で表される構造単位の割合は、好ましくは1~30モル%、より好ましくは2~20モル%である。 In the total structural units of the polymer P of this embodiment, the proportion of the structural units represented by general formula (1-1) is preferably 0.5 to 20 mol %, more preferably 1 to 15 mol %. The proportion of the structural units represented by general formula (1-2) is preferably 1 to 30 mol %, more preferably 2 to 20 mol %.

本実施形態のポリマーPは、一般式(1-1)で表される構造単位および一般式(1-2)で表される構造単位からなる下記一般式(1)で表される構造単位を含むことができる。下記一般式(1)で表される構造単位を含むポリマーPは、感度およびアルカリ溶解性に優れる。言い換えればこれらの特性のバランスにより優れ、中でも感度に特に優れる。 The polymer P of this embodiment may contain a structural unit represented by the following general formula (1), which is composed of a structural unit represented by general formula (1-1) and a structural unit represented by general formula (1-2). The polymer P containing the structural unit represented by the following general formula (1) is excellent in sensitivity and alkali solubility. In other words, it has an excellent balance of these properties, and is particularly excellent in sensitivity.

Figure 0007631766000008
Figure 0007631766000008

一般式(1)中、Q、X、Zは一般式(1-1)と同義であり、Rは一般式(1-2)と同義である。
本実施形態のポリマーPの全構造単位中の、一般式(1)で表される構造単位の割合は、好ましくは0.25~17モル%、より好ましくは0.5~12モル%である。
本実施形態のポリマーPは、一般式(1-1)で表される構造単位を含む構造単位として、後述する一般式(3)表される構造単位、一般式(5)表される構造単位、一般式(6)表される構造単位を含むこともできる。これらの構造単位については後述する。
また、本実施形態のポリマーPは、一般式(1-2)で表される構造単位を含む構造単位として、後述する一般式(8)表される構造単位を含むこともできる。この構造単位については後述する。
In formula (1), Q, X and Z are defined as same as in formula (1-1), and R D is defined as same as in formula (1-2).
The proportion of the structural unit represented by formula (1) in all structural units of the polymer P of this embodiment is preferably 0.25 to 17 mol %, more preferably 0.5 to 12 mol %.
The polymer P of the present embodiment may also contain a structural unit represented by the general formula (3), a structural unit represented by the general formula (5), or a structural unit represented by the general formula (6), which will be described later, as a structural unit containing the structural unit represented by the general formula (1-1). These structural units will be described later.
Furthermore, the polymer P of the present embodiment may also contain a structural unit represented by the general formula (8) described below as a structural unit containing the structural unit represented by the general formula (1-2). This structural unit will be described later.

本実施形態のポリマーPは、さらに下記一般式(2)で表される構造単位を含むことができる。 The polymer P of this embodiment may further include a structural unit represented by the following general formula (2):

Figure 0007631766000009
Figure 0007631766000009

一般式(2)中、R、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~30の有機基であり、a1は0、1または2である。 In formula (2), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or an organic group having 1 to 30 carbon atoms; a1 is 0, 1 or 2.

一般式(2)で表される構造単位は、化学的に堅牢である。そのため、これを構造単位として含むポリマーPは、加熱処理に供された際に重量減少が小さく、安定である。よって、ポリマーPを含む感光性樹脂組成物は、耐熱性が要求される液晶表示装置や固体撮像素子に用いるためのフィルムやフィルタを製造するために好適に用いることができる。 The structural unit represented by general formula (2) is chemically robust. Therefore, polymer P containing this structural unit undergoes little weight loss when subjected to heat treatment and is stable. Therefore, photosensitive resin compositions containing polymer P can be suitably used to manufacture films and filters for use in liquid crystal display devices and solid-state imaging devices that require heat resistance.

~Rを構成し得る炭素数1~30の有機基としては、置換または無置換の、直鎖または分岐鎖の炭素数1~30のアルキルが挙げられ、より具体的には、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキリデン基、アリール基、アラルキル基、アルカリル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ヘテロ環基、カルボキシル基などが挙げられる。 Examples of the organic group having 1 to 30 carbon atoms that can constitute R 1 to R 4 include substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms, more specifically, alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, alkylidene groups, aryl groups, aralkyl groups, alkaryl groups, cycloalkyl groups, alkoxy groups, heterocyclic groups, and carboxyl groups.

アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。
アルケニル基としては、例えばアリル基、ペンテニル基、ビニル基などが挙げられる。
アルキニル基としては、例えばエチニル基などが挙げられる。
アルキリデン基としては、例えばメチリデン基、エチリデン基などが挙げられる。
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group.
Examples of the alkenyl group include an allyl group, a pentenyl group, and a vinyl group.
The alkynyl group includes, for example, an ethynyl group.
Examples of the alkylidene group include a methylidene group and an ethylidene group.

アリール基としては、例えばトリル基、キシリル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基が挙げられる。
アラルキル基としては、例えばベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。
アルカリル基としては、例えばトリル基、キシリル基などが挙げられる。
シクロアルキル基としては、例えばアダマンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられる。
Examples of the aryl group include a tolyl group, a xylyl group, a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group.
Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.
Examples of the alkaryl group include a tolyl group and a xylyl group.
Examples of the cycloalkyl group include an adamantyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.

アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、イソブトキシ基、tert-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基などが挙げられる。
ヘテロ環基としては、例えばエポキシ基、オキセタニル基などが挙げられる。
Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, an isobutoxy group, a tert-butoxy group, an n-pentyloxy group, a neopentyloxy group, and an n-hexyloxy group.
Examples of the heterocyclic group include an epoxy group and an oxetanyl group.

一般式(2)で表される構造単位における、R、R、RおよびRとしては水素またはアルキル基が好ましく、水素がより好ましい。 In the structural unit represented by formula (2), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are preferably hydrogen or an alkyl group, and more preferably hydrogen.

なお、R、R、RおよびRの炭素数1~30の有機基中の水素原子は、任意の原子団により置換されていてもよい。例えば、フッ素原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基などで置換されていてもよい。より具体的には、R、R、RおよびRの炭素数1~30の有機基として、フッ化アルキル基などを選択してもよい。
一般式(2)で表される構造単位において、a1は好ましくは0または1、より好ましくは0である。
The hydrogen atoms in the organic groups having 1 to 30 carbon atoms of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be substituted with any atomic group. For example, they may be substituted with fluorine atoms, hydroxyl groups, carboxyl groups, etc. More specifically, a fluorinated alkyl group may be selected as the organic group having 1 to 30 carbon atoms of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 .
In the structural unit represented by formula (2), a1 is preferably 0 or 1, and more preferably 0.

ポリマーPの全構造単位中の、一般式(2)で表される構造単位の割合は、好ましくは10~90モル%、より好ましくは30~70モル%、さらに好ましくは40~60モル%である。 The proportion of the structural units represented by general formula (2) in all structural units of polymer P is preferably 10 to 90 mol %, more preferably 30 to 70 mol %, and even more preferably 40 to 60 mol %.

本実施形態のポリマーPは、さらに下記一般式(3-1)で表される構造単位を含むことができる。

Figure 0007631766000010
The polymer P of the present embodiment may further include a structural unit represented by the following general formula (3-1).
Figure 0007631766000010

一般式(3-1)中、Rは、(メタ)アクリロイル基を1つのみ含む基である。特に、通常の感光性樹脂組成物の設計においては、感度を上げようと硬化性を高めた場合には硬化が進みすぎて現像性が悪くなりがちであり、一方で現像性を改良しようとした場合には硬化が不十分となりがちであるため、ポリマーPは、さらに一般式(3-1)で表される構造単位を含むことが好ましく、これにより感度と現像性の双方を良好なバランスで両立することができる。 In general formula (3-1), R 1 S is a group containing only one (meth)acryloyl group. In particular, in the design of a typical photosensitive resin composition, when the curability is increased in order to increase the sensitivity, the curing tends to proceed too much, resulting in poor developability, whereas when the developability is improved, the curing tends to be insufficient. Therefore, it is preferable that the polymer P further contains a structural unit represented by general formula (3-1), thereby achieving a good balance between the sensitivity and the developability.

は、例えば、以下一般式(3a)で表される基である。 R 1 S is, for example, a group represented by the following general formula (3a).

Figure 0007631766000011
Figure 0007631766000011

一般式(3a)において、X10は2価の有機基であり、Rは水素原子またはメチル基である。
10の総炭素数は、好ましくは1~30、より好ましくは1~20である、さらに好ましくは1~10である。
一般式(3a)において、X10は2価の有機基であり、Rは水素原子またはメチル基である。
10の総炭素数は、好ましくは1~30、より好ましくは1~20である、さらに好ましくは1~10である。
In formula (3a), X10 is a divalent organic group, and R is a hydrogen atom or a methyl group.
The total number of carbon atoms in X 10 is preferably 1-30, more preferably 1-20, and even more preferably 1-10.
In formula (3a), X10 is a divalent organic group, and R is a hydrogen atom or a methyl group.
The total number of carbon atoms in X 10 is preferably 1-30, more preferably 1-20, and even more preferably 1-10.

10の2価の有機基としては、例えばアルキレン基が好ましい。このアルキレン基中の一部の-CH-はエーテル基(-O-)となっていてもよい。アルキレン基は、直鎖状でも分枝状でもよいが、直鎖状であることがより好ましい。 The divalent organic group of X 10 is preferably, for example, an alkylene group. A portion of -CH 2 - in this alkylene group may be an ether group (-O-). The alkylene group may be linear or branched, but is more preferably linear.

10の2価の有機基としてより好ましくは、総炭素数3~6の直鎖状アルキレン基である。X10の炭素数(X10の鎖長)を適切に選択することで、一般式(3-1)で表される構造単位が架橋反応に一層関与しやすくなり、感度を高めることができる。 The divalent organic group of X 10 is more preferably a linear alkylene group having a total carbon number of 3 to 6. By appropriately selecting the number of carbon atoms of X 10 (the chain length of X 10 ), the structural unit represented by general formula (3-1) becomes more likely to participate in the crosslinking reaction, and the sensitivity can be increased.

10の2価の有機基(例えばアルキレン基)は、任意の置換基で置換されていてもよい。置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基などを挙げることができる。 The divalent organic group (e.g., an alkylene group) of X 10 may be substituted with any substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, and an aryloxy group.

また、X10の2価の有機基は、アルキレン基以外の任意の基であってよい。例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、エーテル基、カルボニル基、カルボキシ基等から選ばれる1種又は2種以上の基を連結して構成される2価の基であってもよい。 The divalent organic group of X10 may be any group other than an alkylene group, for example, a divalent group formed by linking one or more groups selected from an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, an ether group, a carbonyl group, a carboxy group, and the like.

本実施形態のポリマーPの全構造単位中の、一般式(3-1)で表される構造単位の割合は、好ましくは5~40モル%、より好ましくは10~30モル%である。 In the present embodiment, the proportion of the structural units represented by general formula (3-1) in all structural units of polymer P is preferably 5 to 40 mol %, more preferably 10 to 30 mol %.

本実施形態のポリマーPは、一般式(1-1)で表される構造単位および一般式(3-1)で表される構造単位からなる下記一般式(3)で表される構造単位を含むことができる。 The polymer P of this embodiment can contain a structural unit represented by the following general formula (3), which is composed of a structural unit represented by general formula (1-1) and a structural unit represented by general formula (3-1).

Figure 0007631766000012
Figure 0007631766000012

一般式(3)中、Z、Q、Xは一般式(1-1)と同義であり、Rは一般式(3-1)と同義である。 In formula (3), Z, Q and X are defined as in formula (1-1), and R 1 and R 2 are defined as in formula (3-1).

ポリマーPが一般式(3)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(3)で表される構造単位の割合は、好ましくは3~35モル%、より好ましくは7~25モル%である。
本実施形態のポリマーPは、一般式(3-1)で表される構造単位を含む構造単位として、後述する一般式(8)表される構造単位を含むこともできる。この構造単位については後述する。
When the polymer P contains a structural unit represented by the general formula (3), the proportion of the structural unit represented by the general formula (3) in all structural units of the polymer P is preferably 3 to 35 mol %, more preferably 7 to 25 mol %.
The polymer P of the present embodiment may also contain a structural unit represented by the general formula (8) described below as a structural unit containing the structural unit represented by the general formula (3-1). This structural unit will be described later.

本実施形態のポリマーPは、さらに下記一般式(4)で表される構造単位を含むことができる。 The polymer P of this embodiment may further include a structural unit represented by the following general formula (4):

一般式(1-1)で表される構造単位および一般式(1-2)で表される構造単位とともに一般式(4)で表される構造単位を含むことにより、ポリマーPは、アルカリ溶解性を調整することができる。その結果、ポリマーPを含む感光性樹脂組成物は、強塩基性現像液を用いるフォトリソグラフィー処理に供された場合においても、感度および現像性のバランスに優れる。 By containing the structural unit represented by general formula (4) in addition to the structural unit represented by general formula (1-1) and the structural unit represented by general formula (1-2), the polymer P can adjust its alkali solubility. As a result, the photosensitive resin composition containing the polymer P has an excellent balance of sensitivity and developability even when subjected to photolithography processing using a strongly basic developer.

Figure 0007631766000013
Figure 0007631766000013

ポリマーPが一般式(4)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(4)で表される構造単位の割合は、好ましくは1~15モル%、より好ましくは2~10モル%である。 When polymer P contains a structural unit represented by general formula (4), the proportion of the structural unit represented by general formula (4) in the total structural units of polymer P is preferably 1 to 15 mol %, more preferably 2 to 10 mol %.

本実施形態のポリマーPは、さらに、一般式(1-1)で表される構造単位を含んでなる下記一般式(5)で表される構造単位を含むことができる。当該構造単位を含むことにより、感度と現像性の双方をより良好なバランスで両立することができる。 The polymer P of this embodiment may further contain a structural unit represented by the following general formula (5), which contains a structural unit represented by general formula (1-1). By containing this structural unit, it is possible to achieve a better balance between both sensitivity and developability.

Figure 0007631766000014
Figure 0007631766000014

一般式(5)中、Z、X、Qは一般式(1-1)と同義である。
ポリマーPが一般式(5)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(5)で表される構造単位の割合は、好ましくは1~12モル%、より好ましくは1~9モル%である。
In formula (5), Z, X and Q are the same as those in formula (1-1).
When the polymer P contains a structural unit represented by the general formula (5), the proportion of the structural unit represented by the general formula (5) in all structural units of the polymer P is preferably 1 to 12 mol %, more preferably 1 to 9 mol %.

本実施形態のポリマーPは、本発明の効果の観点から、さらに、一般式(1-1)で表される2つの構造単位からなる下記一般式(6)で表される構造単位を含むことができる。当該構造単位を含むことにより、感度をより改善することができる。 From the viewpoint of the effects of the present invention, the polymer P of this embodiment may further contain a structural unit represented by the following general formula (6) which is composed of two structural units represented by general formula (1-1). By containing this structural unit, the sensitivity can be further improved.

Figure 0007631766000015
Figure 0007631766000015

一般式(6)中、Z、X、Qは一般式(1-1)と同義である。複数存在するZ同士、複数存在するQ同士、複数存在するX同士は、同一でも異なっていてもよい。 In general formula (6), Z, X, and Q have the same meanings as in general formula (1-1). Multiple Zs, multiple Qs, and multiple Xs may be the same or different.

ポリマーPが一般式(6)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(6)で表される構造単位の割合は、好ましくは1~10モル%、より好ましくは1~8モル%である。 When polymer P contains a structural unit represented by general formula (6), the proportion of the structural unit represented by general formula (6) in the total structural units of polymer P is preferably 1 to 10 mol %, more preferably 1 to 8 mol %.

本実施形態のポリマーPは、本発明の効果の観点から、さらに下記一般式(7)で表される構造単位および/または下記一般式(8)で表される構造単位を含むことができる。 From the viewpoint of the effects of the present invention, the polymer P of this embodiment may further contain a structural unit represented by the following general formula (7) and/or a structural unit represented by the following general formula (8).

Figure 0007631766000016
Figure 0007631766000016

一般式(7)中、Rは一般式(1-2)と同義である。
ポリマーPが一般式(7)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(7)で表される構造単位の割合は、好ましくは0.5~25モル%、より好ましくは1~18モル%である。
In formula (7), R 3 D has the same meaning as in formula (1-2).
When the polymer P contains a structural unit represented by the general formula (7), the proportion of the structural unit represented by the general formula (7) in all structural units of the polymer P is preferably 0.5 to 25 mol %, more preferably 1 to 18 mol %.

本実施形態のポリマーPは、本発明の効果の観点から、さらに下記一般式(8)で表される構造単位を含むことができる。 From the viewpoint of the effects of the present invention, the polymer P of this embodiment may further contain a structural unit represented by the following general formula (8).

Figure 0007631766000017
Figure 0007631766000017

一般式(8)中、Q、XおよびZは一般式(3-1)と同義である。
ポリマーPが一般式(8)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(8)で表される構造単位の割合は、好ましくは3~35モル%、より好ましくは5~25モル%である。
In formula (8), Q, X and Z are the same as defined in formula (3-1).
When the polymer P contains a structural unit represented by general formula (8), the proportion of the structural unit represented by general formula (8) in all structural units of the polymer P is preferably 3 to 35 mol %, more preferably 5 to 25 mol %.

本実施形態において、ポリマーPは、上記構造単位に加え、一般式(MA)で表される構造単位を含んでもよい。一般式(MA)で表される構造単位は、アルカリ現像液により開環して、2つのカルボキシル基を生じる。そのため、当該構造単位を含むポリマーPは、優れた現像性を備える。ポリマーPが、一般式(MA)で表される構造単位を含む場合、ポリマーPの全構造単位中の、一般式(MA)で表される構造単位は、好ましくは、1~30モル%、より好ましくは、2~25モル%である。 In this embodiment, the polymer P may contain a structural unit represented by the general formula (MA) in addition to the above structural units. The structural unit represented by the general formula (MA) is ring-opened by an alkaline developer to generate two carboxyl groups. Therefore, the polymer P containing this structural unit has excellent developability. When the polymer P contains a structural unit represented by the general formula (MA), the structural unit represented by the general formula (MA) is preferably 1 to 30 mol %, more preferably 2 to 25 mol %, of all the structural units of the polymer P.

Figure 0007631766000018
Figure 0007631766000018

なお、ポリマーP中に含まれる各構造単位の含有量(比率)は、ポリマーPを合成する際に用いる原料の仕込み量(モル量)、合成後に残存する原料の量、各種スペクトル(例えば、IRスペクトル、H-NMRスペクトル、13C-NMRスペクトル)のピークの存在、およびピーク面積などから推定/算出することができる。 The content (ratio) of each structural unit contained in polymer P can be estimated/calculated from the amount (molar amount) of raw materials used in synthesizing polymer P, the amount of raw materials remaining after synthesis, the presence of peaks in various spectra (e.g., IR spectrum, 1H -NMR spectrum, 13C -NMR spectrum), the peak area, etc.

ポリマーPの重量平均分子量Mwは、例えば、2,000~200,000であり、好ましくは3,000~150,000、より好ましくは5,000~100,000、さらに好ましくは8,000~80,000である。重量平均分子量を適切に調整することで、感度やアルカリ現像液に対する溶解性を調整することができる。 The weight average molecular weight Mw of the polymer P is, for example, 2,000 to 200,000, preferably 3,000 to 150,000, more preferably 5,000 to 100,000, and even more preferably 8,000 to 80,000. By appropriately adjusting the weight average molecular weight, it is possible to adjust the sensitivity and solubility in an alkaline developer.

また、ポリマーPの分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は、好ましくは1.0~8.0、より好ましくは1.5~7.0、さらに好ましくは2.0~6.0である。分散度を適切に調整することで、ポリマーPの物性を均質にすることができ、好ましい。なお、これらの値は、ポリスチレンを標準物質として用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により求めることができる。 The dispersity of polymer P (weight average molecular weight Mw/number average molecular weight Mn) is preferably 1.0 to 8.0, more preferably 1.5 to 7.0, and even more preferably 2.0 to 6.0. By appropriately adjusting the dispersity, the physical properties of polymer P can be made homogenous, which is preferable. These values can be determined by gel permeation chromatography (GPC) measurements using polystyrene as a standard substance.

ポリマーPのガラス転移温度は、好ましくは150~250℃、より好ましくは170~230℃である。ポリマーPは、主として一般式(2)で表される構造単位を含むことにより、比較的高いガラス転移温度を有する。このことは、液晶表示装置や固体撮像素子の製造に当たって、基板上に形成されたパターンが安定に存在できるという点で好ましい。なお、ガラス転移温度は、例えば、示差熱分析(differential thermal analysis:DTA)により求めることができる。 The glass transition temperature of polymer P is preferably 150 to 250°C, more preferably 170 to 230°C. Polymer P has a relatively high glass transition temperature due to the inclusion of structural units mainly represented by general formula (2). This is preferable in that the pattern formed on the substrate can be stable when manufacturing liquid crystal display devices and solid-state imaging devices. The glass transition temperature can be determined, for example, by differential thermal analysis (DTA).

ポリマーPの酸価が、70mgKOH/g以上、150mgKOH/g以下、好ましくは80mgKOH/g以上、140mgKOH/g以下である。
酸価が当該範囲であることにより、感度に優れるとともにアルカリ溶解性に優れ、言い換えればこれらの特性のバランスに優れる。
The acid value of the polymer P is 70 mgKOH/g or more and 150 mgKOH/g or less, preferably 80 mgKOH/g or more and 140 mgKOH/g or less.
When the acid value is within this range, the sensitivity and the alkali solubility are excellent, in other words, these properties are well balanced.

酸価は、以下の方法により測定することができる。
具体的には、H-NMR測定内標準のテレフタル酸ジメチルのフェニル基の4Hのピーク(8.1ppm付近)の積分値を基準にして、ポリマーPのカルボキシル基(-COOH)のHのピーク(12.4ppm付近)の積分値からカルボキシル基の量を求める。そして、その量から酸価(mgKOH/g)を算出することができる。
The acid value can be measured by the following method.
Specifically, the amount of carboxyl groups is determined from the integral value of the H peak (near 12.4 ppm) of the carboxyl groups (--COOH) of polymer P, based on the integral value of the 4H peak (near 8.1 ppm) of the phenyl group of dimethyl terephthalate, the internal standard for 1H-NMR measurement. The acid value (mg KOH/g) can then be calculated from the amount.

(ポリマーPの製造)
本実施形態のポリマーPは、任意の方法により製造(合成)することができる。ポリマーPの製造方法を、第1の実施形態および第2の実施形態により説明する。
なお、第1の実施形態および第2の実施形態において、ポリマー前駆体P'が一般式(8)で表される構造単位を含む例によって示すが、当該構造単位は任意であり、本実施形態のポリマーPは一般式(8)で表される構造単位、および一般式(3)で表される構造単位を含んでいてもよい。
(Production of Polymer P)
The polymer P of this embodiment can be produced (synthesized) by any method. The production method of the polymer P will be described with reference to a first embodiment and a second embodiment.
In the first and second embodiments, the polymer precursor P′ is shown as including a structural unit represented by general formula (8), but the structural unit is optional, and the polymer P of this embodiment may include a structural unit represented by general formula (8) and a structural unit represented by general formula (3).

(第1の実施形態)
本実施形態のポリマーPの製造方法は、
(I)下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位、および下記一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマー前駆体(以下、「ポリマー前駆体P'」と称する)を調製する第1の工程と、
(First embodiment)
The method for producing the polymer P of this embodiment is as follows:
(I) a first step of preparing a polymer precursor (hereinafter referred to as "polymer precursor P'") including a structural unit represented by the following general formula (2), a structural unit represented by the following general formula (7), a structural unit represented by the following general formula (8), and a structural unit represented by the following general formula (MA);

Figure 0007631766000019
Figure 0007631766000019

(II)第1の工程で得られたポリマー前駆体P'を、触媒の存在下、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物と反応させて、下記一般式(1)で表される構造単位、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(3)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位、場合により下記一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマーPを調製する第2の工程と、
を含む。
(II) a second step of reacting the polymer precursor P′ obtained in the first step with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound in the presence of a catalyst to prepare a polymer P including a structural unit represented by the following general formula (1), a structural unit represented by the following general formula (2), a structural unit represented by the following general formula (3), a structural unit represented by the following general formula (7), a structural unit represented by the following general formula (8), and optionally a structural unit represented by the following general formula (MA);
Includes.

Figure 0007631766000020
Figure 0007631766000020

以下、これらの工程により本実施形態のポリマーPを製造(合成)する方法について説明する。
ポリマー前駆体P'を調製する第1の工程(I)は、
(I-i)下記一般式(2)で表される構造単位と、下記一般式(MA)で表される構造単位とを含む原料ポリマーを準備する工程と、
Hereinafter, the method for producing (synthesizing) the polymer P of this embodiment through these steps will be described.
The first step (I) of preparing the polymer precursor P′ comprises
(I-i) preparing a raw material polymer including a structural unit represented by the following general formula (2) and a structural unit represented by the following general formula (MA);

Figure 0007631766000021
Figure 0007631766000021

(I-ii)工程(I-i)で得られた原料ポリマーと、ヒドロキシル基および2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下、「多官能(メタ)アクリル化合物」と称する)とを、塩基性触媒の存在下で反応させて、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、および下記一般式(MA)で表される構造単位を含む第1のポリマー前駆体を調製する工程と、 (I-ii) A step of reacting the raw polymer obtained in step (I-i) with a compound having a hydroxyl group and two or more (meth)acryloyl groups (hereinafter referred to as a "polyfunctional (meth)acrylic compound") in the presence of a basic catalyst to prepare a first polymer precursor containing a structural unit represented by the following general formula (2), a structural unit represented by the following general formula (7), and a structural unit represented by the following general formula (MA);

Figure 0007631766000022
Figure 0007631766000022

(I-iii)工程(I-ii)で得られた第1のポリマー前駆体と、ヒドロキシル基および1つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下、「単官能(メタ)アクリル化合物」と称する)とを、塩基性触媒の存在下で反応させて、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位、および下記一般式(MA)で表される構造単位を含む第2のポリマー前駆体を調製する工程と、を含むことが好ましい。ここで、工程(I-iiii)で得られる第2のポリマー前駆体は、上記工程(I)に記載のポリマー前駆体P'に相当する。 (I-iii) It is preferable to include a step of reacting the first polymer precursor obtained in step (I-ii) with a compound having a hydroxyl group and one (meth)acryloyl group (hereinafter referred to as a "monofunctional (meth)acrylic compound") in the presence of a basic catalyst to prepare a second polymer precursor containing a structural unit represented by the following general formula (2), a structural unit represented by the following general formula (7), a structural unit represented by the following general formula (8), and a structural unit represented by the following general formula (MA). Here, the second polymer precursor obtained in step (I-iiii) corresponds to the polymer precursor P' described in the above step (I).

Figure 0007631766000023
Figure 0007631766000023

(工程(I―i))
工程(I-i)における、一般式(2)で表される構造単位と、一般式(MA)で表される構造単位とを含む原料ポリマーを準備する工程は、一般式(NBm)で表されるモノマーと、無水マレイン酸とを重合(付加重合)することで製造することができる。なお、一般式(NBm)のR、R、RおよびRならびにa1の定義は、一般式(2)のものと同様である。好ましい態様についても同様である。
(Step (I-i))
In the step (I-i), the step of preparing a raw material polymer containing a structural unit represented by general formula (2) and a structural unit represented by general formula (MA) can be produced by polymerizing (addition polymerization) a monomer represented by general formula (NBm) and maleic anhydride. The definitions of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and a1 in general formula (NBm) are the same as those in general formula (2). The same also applies to preferred aspects.

Figure 0007631766000024
Figure 0007631766000024

一般式(NBm)で表されるモノマーとしては、例えば、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ビシクロ[2.2.1]-ヘプト-2-エン(慣用名:2-ノルボルネン)、5-メチル-2-ノルボルネン、5-エチル-2-ノルボルネン、5-ブチル-2-ノルボルネン、5-ヘキシル-2-ノルボルネン、5-デシル-2-ノルボルネン、5-アリル-2-ノルボルネン、5-(2-プロペニル)-2-ノルボルネン、5-(1-メチル-4-ペンテニル)-2-ノルボルネン、5-エチニル-2-ノルボルネン、5-ベンジル-2-ノルボルネン、5-フェネチル-2-ノルボルネン、2-アセチル-5-ノルボルネン、5-ノルボルネン-2-カルボン酸メチル、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物などが挙げられる。重合の際、一般式(NBm)で表されるモノマーは、1種のみ用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of monomers represented by the general formula (NBm) include norbornene, norbornadiene, bicyclo[2.2.1]-hept-2-ene (common name: 2-norbornene), 5-methyl-2-norbornene, 5-ethyl-2-norbornene, 5-butyl-2-norbornene, 5-hexyl-2-norbornene, 5-decyl-2-norbornene, 5-allyl-2-norbornene, 5-(2-propenyl)-2-norbornene, 5-(1-methyl-4-pentenyl)-2-norbornene, 5-ethynyl-2-norbornene, 5-benzyl-2-norbornene, 5-phenethyl-2-norbornene, 2-acetyl-5-norbornene, methyl 5-norbornene-2-carboxylate, and 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride. During polymerization, the monomer represented by general formula (NBm) may be used alone or in combination of two or more.

重合の方法については限定されないが、ラジカル重合開始剤を用いたラジカル重合が好ましい。重合開始剤としては、例えば、アゾ化合物、有機過酸化物などを使用できる。 The polymerization method is not limited, but radical polymerization using a radical polymerization initiator is preferred. Examples of the polymerization initiator that can be used include azo compounds and organic peroxides.

アゾ化合物として具体的には、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、1,1'-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)(ABCN)などを挙げることができる。 Specific examples of azo compounds include azobisisobutyronitrile (AIBN), dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropionate), and 1,1'-azobis(cyclohexanecarbonitrile) (ABCN).

有機過酸化物としては、例えば、過酸化水素、ジ-tert-ブチルパーオキサイド(DTBP)、過酸化ベンゾイル(ベンゾイルパーオキサイド,BPO)および、メチルエチルケトンパーオキサイド(MEKP)などを挙げることができる。
重合開始剤については、1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of organic peroxides include hydrogen peroxide, di-tert-butyl peroxide (DTBP), benzoyl peroxide (BPO), and methyl ethyl ketone peroxide (MEKP).
The polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more kinds.

重合溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、トルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤を用いることができる。重合溶媒は単独溶剤でも混合溶剤でもよい。 As the polymerization solvent, for example, an organic solvent such as diethyl ether, tetrahydrofuran, toluene, or methyl ethyl ketone can be used. The polymerization solvent may be a single solvent or a mixed solvent.

原料ポリマーの合成は、一般式(NBm)で表されるモノマー、無水マレイン酸および重合開始剤を溶媒に溶解させて反応容器に仕込み、その後、加熱して、付加重合を進行させることにより実施される。加熱温度は例えば50~80℃であり、加熱時間は例えば5~20時間である。 The synthesis of the raw polymer is carried out by dissolving the monomer represented by the general formula (NBm), maleic anhydride, and a polymerization initiator in a solvent and charging the resulting solution into a reaction vessel, and then heating the mixture to allow addition polymerization to proceed. The heating temperature is, for example, 50 to 80°C, and the heating time is, for example, 5 to 20 hours.

反応容器に仕込む際の、一般式(NBm)で表されるモノマーと、無水マレイン酸とのモル比は、0.5:1~1:0.5であることが好ましい。分子構造制御の観点から、モル比は1:1であることが好ましい。
このような工程により、「原料ポリマー」を得ることができる。
The molar ratio of the monomer represented by formula (NBm) to maleic anhydride when charged into a reaction vessel is preferably 0.5:1 to 1:0.5. From the viewpoint of controlling the molecular structure, the molar ratio is preferably 1:1.
Through such a process, a "raw polymer" can be obtained.

なお、原料ポリマーは、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、周期共重合体などのいずれであってもよい。典型的にはランダム共重合体または交互共重合体である。なお、一般に、無水マレイン酸は交互共重合性が強いモノマーとして知られている。
なお、原料ポリマーの合成後に、未反応モノマー、オリゴマー、残存する重合開始剤などの低分子量成分を除去する工程を行ってもよい。
The raw polymer may be any of random copolymers, alternating copolymers, block copolymers, and periodic copolymers. Typically, it is a random copolymer or an alternating copolymer. Maleic anhydride is generally known as a monomer with strong alternating copolymerizability.
After synthesis of the raw polymer, a step of removing low molecular weight components such as unreacted monomers, oligomers, and residual polymerization initiators may be carried out.

具体的には、合成された原料ポリマーと低分子量成分とが含まれた有機相を濃縮し、その後、テトラヒドロフラン(THF)などの有機溶媒と混合して溶液を得る。そして、この溶液を、メタノールなどの貧溶媒と混合し、モノマーを沈殿させる。この沈殿物を濾取して乾燥させることで、原料ポリマーの純度を上げることができる。 Specifically, the organic phase containing the synthesized raw polymer and low molecular weight components is concentrated and then mixed with an organic solvent such as tetrahydrofuran (THF) to obtain a solution. This solution is then mixed with a poor solvent such as methanol to precipitate the monomer. The precipitate is filtered and dried to increase the purity of the raw polymer.

(工程(I―ii))
工程(I-i)で得られた原料ポリマーと、多官能(メタ)アクリル化合物とを、塩基性触媒の存在下で反応させることで、原料ポリマーに含まれる一般式(MA)で表される構造単位の一部が開環し、一般式(7)で表される構造単位が形成されて、一般式(2)で表される構造単位、一般式(MA)で表される構造単位、および一般式(7)で表される構造単位を含む第1のポリマー前駆体が得られる。
(Step (I-ii))
The raw material polymer obtained in step (I-i) is reacted with a polyfunctional (meth)acrylic compound in the presence of a basic catalyst, whereby a part of the structural units represented by general formula (MA) contained in the raw material polymer is ring-opened to form structural units represented by general formula (7), thereby obtaining a first polymer precursor containing structural units represented by general formula (2), structural units represented by general formula (MA), and structural units represented by general formula (7).

より具体的には、まず、原料ポリマーを適当な有機溶剤に溶解させた溶液を準備する。有機溶媒としては、メチルエチルケトン(MEK)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、N-メチルピロリドン(NMP)、テトラヒドロフラン(THF)などの単独溶剤または混合溶剤を用いることができるが、これらのみには限定されず、有機化合物や高分子の合成で用いられる種々の有機溶剤を用いることができる。
次に、上記の溶液に、多官能(メタ)アクリル化合物を加える。さらに、塩基性触媒を加える。そして溶液を適切に混合して均一な溶液とする。
More specifically, first, a solution is prepared by dissolving the raw polymer in an appropriate organic solvent. As the organic solvent, a single solvent or a mixed solvent such as methyl ethyl ketone (MEK), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), dimethylacetamide (DMAc), N-methylpyrrolidone (NMP), tetrahydrofuran (THF), etc. can be used, but it is not limited to these, and various organic solvents used in the synthesis of organic compounds and polymers can be used.
Next, a polyfunctional (meth)acrylic compound is added to the above solution, and a basic catalyst is further added, and the solution is mixed appropriately to obtain a homogeneous solution.

多官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば、一般式(1b-m)で表される化合物、一般式(1c-m)で表される化合物、または一般式(1d-m)で表される化合物を挙げることができる。一般式(1b-m)におけるk、R、X、X'およびXの定義および具体的態様は、上述の一般式(1b)におけるものと同様である。また一般式(1c-m)におけるk、R、X、X、X、X、XおよびXの定義および具体的態様は、上述の一般式(1c)におけるものと同様である。また一般式(1d-m)におけるnの定義は、上記一般式(1d)におけるものと同様である。 Examples of the polyfunctional (meth)acrylic compound include a compound represented by general formula (1b-m), a compound represented by general formula (1c-m), or a compound represented by general formula (1d-m). The definitions and specific aspects of k, R, X 1 , X 1 ', and X 2 in general formula (1b-m) are the same as those in the above-mentioned general formula (1b). The definitions and specific aspects of k, R, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , and X 6 in general formula (1c-m) are the same as those in the above-mentioned general formula (1c). The definition of n in general formula (1d-m) is the same as that in the above-mentioned general formula (1d).

Figure 0007631766000025
Figure 0007631766000025

Figure 0007631766000026
Figure 0007631766000026

Figure 0007631766000027
Figure 0007631766000027

一般式(1b-m)で表される多官能(メタ)アクリル化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。 Specific examples of polyfunctional (meth)acrylic compounds represented by general formula (1b-m) include, but are not limited to, the following compounds:

Figure 0007631766000028
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Figure 0007631766000029
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Figure 0007631766000030
Figure 0007631766000030

一般式(1c-m)で表される多官能(メタ)アクリル化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。 Specific examples of polyfunctional (meth)acrylic compounds represented by general formula (1c-m) include, but are not limited to, the following compounds:

Figure 0007631766000031
Figure 0007631766000031

Figure 0007631766000032
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Figure 0007631766000033
Figure 0007631766000033

塩基性触媒としては、有機合成の分野で公知のアミン化合物や含窒素複素環化合物等を適宜用いることができる。例えば、トリエチルアミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジンなどのアミン化合物または含窒素複素環化合物を触媒として用いることができる。塩基性触媒の使用量は、例えば、原料ポリマー100質量部に対し、10~60質量部程度とすることができる。 As the basic catalyst, amine compounds and nitrogen-containing heterocyclic compounds known in the field of organic synthesis can be appropriately used. For example, amine compounds or nitrogen-containing heterocyclic compounds such as triethylamine, pyridine, and dimethylaminopyridine can be used as catalysts. The amount of the basic catalyst used can be, for example, about 10 to 60 parts by mass per 100 parts by mass of the raw polymer.

上記溶液を、好ましくは60~80℃で、3~9時間程度加熱することで、原料ポリマー中に含まれる一般式(MA)の構造単位の一部の開環と、一般式(7)の構造単位の形成がなされ、一般式(2)で表される構造単位、一般式(MA)で表される構造単位、および一般式(7)で表される構造単位を含む第1のポリマー前駆体が生成する。 The solution is heated, preferably at 60 to 80°C, for about 3 to 9 hours, to open some of the structural units of general formula (MA) contained in the raw polymer and form structural units of general formula (7), producing a first polymer precursor containing structural units represented by general formula (2), structural units represented by general formula (MA), and structural units represented by general formula (7).

(工程(I―iii))
次いで、工程(I―ii)で得られた第1のポリマー前駆体と、単官能(メタ)アクリル化合物と、塩基性触媒の存在下で反応させることで、第1のポリマー前駆体に含まれる一般式(MA)で表される構造単位の一部が開環し、一般式(8)で表される構造単位が形成されて、一般式(2)で表される構造単位、一般式(MA)で表される構造単位、一般式(7)で表される構造単位、および一般式(8)で表される構造単位を含む第2のポリマー前駆体、すなわち、ポリマー前駆体P'が得られる。
(Step (I-iii))
Next, the first polymer precursor obtained in step (I-ii) is reacted with a monofunctional (meth)acrylic compound in the presence of a basic catalyst, whereby a part of the structural units represented by general formula (MA) contained in the first polymer precursor is ring-opened to form structural units represented by general formula (8). As a result, a second polymer precursor containing structural units represented by general formula (2), structural units represented by general formula (MA), structural units represented by general formula (7), and structural units represented by general formula (8), i.e., polymer precursor P', is obtained.

工程(I-iii)は、工程(I-ii)で得られた第1のポリマー前駆体を含む反応系に、単官能(メタ)アクリル化合物を追添することにより実施することが好ましい。なお、反応の立体障害などの点から、単官能(メタ)アクリル化合物のほうが、多官能(メタ)アクリル化合物よりも、原料ポリマーと反応しやすい傾向にある。そのため、単官能(メタ)アクリル化合物を反応させる工程(I-ii)と、単官能(メタ)アクリル化合物を反応させる工程(I-iii)とは、同時に実施せず、この順で順次行うことが好ましい。 It is preferable to carry out step (I-iii) by adding a monofunctional (meth)acrylic compound to the reaction system containing the first polymer precursor obtained in step (I-ii). Note that, from the viewpoint of steric hindrance of the reaction, monofunctional (meth)acrylic compounds tend to react more easily with the raw material polymer than polyfunctional (meth)acrylic compounds. Therefore, it is preferable to carry out step (I-ii) of reacting a monofunctional (meth)acrylic compound and step (I-iii) of reacting a monofunctional (meth)acrylic compound sequentially in this order, rather than simultaneously.

また、単官能(メタ)アクリル化合物と第1のポリマー前駆体との反応は、塩基性触媒の存在下で進行する。塩基性触媒は、工程(I-ii)で得られた反応系に残存している触媒をそのまま使用することができる。そのため、工程(I-iii)は、工程(I-ii)で得られた第1のポリマー前駆体を含む反応混合物から第1のポリマー前駆体を単離精製したり、当該混合物中に含まれる塩基性触媒を中和したりすることなく、in situで、工程(I-ii)で得られた第1のポリマー前駆体を含む反応混合物に単官能(メタ)アクリル化合物を追添することにより実施することが好ましい。 The reaction between the monofunctional (meth)acrylic compound and the first polymer precursor proceeds in the presence of a basic catalyst. The basic catalyst may be the catalyst remaining in the reaction system obtained in step (I-ii) as it is. Therefore, it is preferable to carry out step (I-iii) in situ by adding the monofunctional (meth)acrylic compound to the reaction mixture containing the first polymer precursor obtained in step (I-ii) without isolating and purifying the first polymer precursor from the reaction mixture containing the first polymer precursor obtained in step (I-ii) or neutralizing the basic catalyst contained in the mixture.

具体的には、第1のポリマー前駆体を含む反応混合物に単官能(メタ)アクリル化合物を追添して得られる反応溶液を、好ましくは60~80℃で、1~9時間程度加熱することで、第1のポリマー前駆体に含まれる一般式(MA)で表される構造単位の一部が開環し、一般式(8)で表される構造単位が形成され、ポリマー前駆体P'が生成する。 Specifically, a monofunctional (meth)acrylic compound is added to a reaction mixture containing a first polymer precursor, and the resulting reaction solution is heated, preferably at 60 to 80°C, for about 1 to 9 hours, whereby some of the structural units represented by general formula (MA) contained in the first polymer precursor are ring-opened to form structural units represented by general formula (8), thereby producing polymer precursor P'.

工程(I-iii)で用いられる単官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば、以下の一般式(3a-m)で表される化合物が挙げられる。一般式(3a-m)において、X10およびRの定義については一般式(3a)におけるものと同様である。 The monofunctional (meth)acrylic compound used in the step (I-iii) may, for example, be a compound represented by the following general formula (3a-m): In the general formula (3a-m), the definitions of X10 and R are the same as those in the general formula (3a).

Figure 0007631766000034
Figure 0007631766000034

一般式(3a-m)で表される化合物の具体例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸などを挙げることができる。 Specific examples of compounds represented by general formula (3a-m) include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, and 2-(meth)acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl-phthalic acid.

(工程II))
第1の工程(I)で得られたポリマー前駆体P'を、触媒の存在下、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物と反応させて、ポリマー前駆体P'のカルボキシル基と前記エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のエポキシ基との反応により、一般式(1)で表される構造単位、一般式(3)で表される構造単位が形成されて、一般式(1)で表される構造単位、上述の一般式(2)で表される構造単位、上述の一般式(3)で表される構造単位、上述の一般式(7)で表される構造単位、上述の一般式(8)で表される構造単位、場合により上述の一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマーPを調製する。
(Step II)
The polymer precursor P' obtained in the first step (I) is reacted with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound in the presence of a catalyst, and a structural unit represented by general formula (1) and a structural unit represented by general formula (3) are formed by a reaction between a carboxyl group of the polymer precursor P' and an epoxy group of the epoxy group-containing (meth)acrylic compound, thereby preparing a polymer P containing a structural unit represented by general formula (1), a structural unit represented by the above general formula (2), a structural unit represented by the above general formula (3), a structural unit represented by the above general formula (7), a structural unit represented by the above general formula (8), and optionally a structural unit represented by the above general formula (MA).

工程(II)は、工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応系に、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物を追添することにより実施することが好ましい。 It is preferable to carry out step (II) by adding an epoxy group-containing (meth)acrylic compound to the reaction system containing the polymer precursor P' obtained in step (I-iii).

ポリマー前駆体P'と、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物との反応は、塩基性触媒の存在下で進行する。塩基性触媒は、工程(I-iii)で得られた反応系に残存している触媒をそのまま使用することができる。そのため、工程(II)は、工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応混合物からポリマー前駆体P'を単離精製したり、当該混合物中に含まれる塩基性触媒を中和したりすることなく、in situで、工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応混合物にエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物を追添することにより実施することが好ましい。 The reaction between the polymer precursor P' and the epoxy group-containing (meth)acrylic compound proceeds in the presence of a basic catalyst. The basic catalyst may be the catalyst remaining in the reaction system obtained in step (I-iii) as is. Therefore, it is preferable to carry out step (II) in situ by adding the epoxy group-containing (meth)acrylic compound to the reaction mixture containing the polymer precursor P' obtained in step (I-iii) without isolating and purifying the polymer precursor P' from the reaction mixture containing the polymer precursor P' obtained in step (I-iii) or neutralizing the basic catalyst contained in the mixture.

具体的には、ポリマー前駆体P'を含む反応混合物にエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物を追添して得られる反応溶液を、好ましくは60~80℃で、1~9時間程度加熱することで、ポリマー前駆体P'のカルボキシル基と前記エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のエポキシ基との反応により、一般式(1)で表される構造単位と一般式(3)で表される構造単位が形成され、ポリマーPが生成する。 Specifically, the reaction solution obtained by adding an epoxy group-containing (meth)acrylic compound to a reaction mixture containing polymer precursor P' is heated, preferably at 60 to 80°C, for about 1 to 9 hours. The carboxyl groups of polymer precursor P' react with the epoxy groups of the epoxy group-containing (meth)acrylic compound to form structural units represented by general formula (1) and structural units represented by general formula (3), producing polymer P.

エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物としては、メタクリル酸グリシジル(GMA)、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル(4HBAGE)、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタアクリレート、アクリル酸グリシジル等を挙げることができ、これから選択される1種または2種以上を用いることができる。 Examples of epoxy group-containing (meth)acrylic compounds include glycidyl methacrylate (GMA), 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether (4HBAGE), 3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, glycidyl acrylate, etc., and one or more selected from these can be used.

エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物の添加量は、ポリマー前駆体P'のカルボキシル基1モルに対して0.1~3.0モルであることが望ましい。 The amount of epoxy group-containing (meth)acrylic compound added is preferably 0.1 to 3.0 moles per mole of carboxyl group in the polymer precursor P'.

工程(II)の後、所望のポリマーP以外の不要な成分の除去などのため、更に以下の工程を適宜行うことが好ましい。 After step (II), it is preferable to further carry out the following steps as appropriate to remove unnecessary components other than the desired polymer P.

まず、上記で、有機溶剤で希釈し、また、酸(例えば、ギ酸、クエン酸など)を加えた反応溶液を、分液漏斗で少なくとも3分間激しく攪拌する。これを30分以上静止して、有機相と水相に分け、水相を除去する。このようにしてポリマーPの有機溶液を得る。 First, the reaction solution diluted with the organic solvent and to which an acid (e.g., formic acid, citric acid, etc.) has been added is vigorously stirred in a separatory funnel for at least 3 minutes. This is left to stand for 30 minutes or more to separate into an organic phase and an aqueous phase, and the aqueous phase is removed. In this way, an organic solution of polymer P is obtained.

得られたポリマーPの有機溶液に、過剰量のトルエンを加えてポリマーPを再沈殿させる。また、再沈殿により得られたポリマー粉末をさらに数回(例えば、2回)、トルエンで洗浄する。
さらに、酸や塩基性触媒の除去のため、得られたポリマー粉末を、イオン交換水で洗浄する操作を数回(例えば、3回)繰り返す。
イオン交換水で洗浄後のポリマー粉末を、例えば30~60℃で16時間以上乾燥させることで、高純度の本実施形態のポリマーPを得ることができる。
An excess amount of toluene is added to the obtained organic solution of polymer P to reprecipitate polymer P. The polymer powder obtained by the reprecipitation is further washed several times (for example, twice) with toluene.
Furthermore, in order to remove the acid or basic catalyst, the obtained polymer powder is washed with ion-exchanged water several times (for example, three times).
The polymer powder washed with ion-exchanged water is dried, for example, at 30 to 60° C. for 16 hours or more, to obtain a high-purity polymer P of this embodiment.

(第2の実施形態)
本実施形態のポリマーPの製造方法は、
(a)下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位および下記一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマー前駆体(以下、「ポリマー前駆体P'」と称する)を調製する第1の工程と、
Second Embodiment
The method for producing the polymer P of this embodiment is as follows:
(a) a first step of preparing a polymer precursor (hereinafter referred to as "polymer precursor P'") including a structural unit represented by the following general formula (2), a structural unit represented by the following general formula (7), a structural unit represented by the following general formula (8), and a structural unit represented by the following general formula (MA);

Figure 0007631766000035
Figure 0007631766000035

(b)第1の工程で得られたポリマー前駆体P'を、触媒の存在下、水で処理することにより、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(4)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、および下記一般式(8)で表される構造単位を含み、場合により下記一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマー前駆体(以下、「ポリマー前駆体P"」と称する)を調製する第2の工程と、 (b) A second step of treating the polymer precursor P' obtained in the first step with water in the presence of a catalyst to prepare a polymer precursor (hereinafter referred to as "polymer precursor P") that contains a structural unit represented by the following general formula (2), a structural unit represented by the following general formula (4), a structural unit represented by the following general formula (7), and a structural unit represented by the following general formula (8), and optionally a structural unit represented by the following general formula (MA);

Figure 0007631766000036
Figure 0007631766000036

(c)第2の工程で得られたポリマー前駆体P"を、触媒の存在下、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物と反応させて、下記一般式(1)で表される構造単位、下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(3)で表される構造単位、下記一般式(4)で表される構造単位、下記一般式(5)で表される構造単位、下記一般式(6)で表される構造単位、下記一般式(7)で表される構造単位、下記一般式(8)で表される構造単位、場合により下記一般式(MA)で表される構造単位を含むポリマーを調製する第3の工程と、
を含む。
(c) a third step of reacting the polymer precursor P" obtained in the second step with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound in the presence of a catalyst to prepare a polymer containing a structural unit represented by the following general formula (1), a structural unit represented by the following general formula (2), a structural unit represented by the following general formula (3), a structural unit represented by the following general formula (4), a structural unit represented by the following general formula (5), a structural unit represented by the following general formula (6), a structural unit represented by the following general formula (7), a structural unit represented by the following general formula (8), and optionally a structural unit represented by the following general formula (MA);
Includes.

Figure 0007631766000037
Figure 0007631766000037

以下、これらの工程により本実施形態のポリマーを製造(合成)する方法について説明する。なお、ポリマー前駆体を調製する第1の工程(a)は、本実施形態の第1の工程(I)と同様であるので、説明を省略する。 The method for producing (synthesizing) the polymer of this embodiment using these steps will be described below. Note that the first step (a) of preparing the polymer precursor is similar to the first step (I) of this embodiment, so a description thereof will be omitted.

(工程(b))
工程(a)で得られたポリマー前駆体P'を、触媒の存在下で、水で処理することにより、ポリマー前駆体P'に含まれる一般式(MA)で表される構造単位が開環し、一般式(4)で表される構造単位が形成されて、一般式(2)で表される構造単位、一般式(4)で表される構造単位、一般式(7)で表される構造単位、および一般式(8)で表される構造単位を含むポリマー前駆体P"を製造することができる。一般式(MA)で表される構造単位の一部が開環し、一般式(MA)の構造単位の一部が開環せずに残る場合には、ポリマーは、一般式(2)、一般式(4)、一般式(7)、および一般式(8)の構造単位に加え、一般式(MA)で表される構造単位を含む。
(Step (b))
The polymer precursor P' obtained in step (a) is treated with water in the presence of a catalyst, whereby the structural unit represented by general formula (MA) contained in the polymer precursor P' undergoes ring-opening to form the structural unit represented by general formula (4), thereby producing a polymer precursor P" containing the structural unit represented by general formula (2), the structural unit represented by general formula (4), the structural unit represented by general formula (7), and the structural unit represented by general formula (8). When a part of the structural unit represented by general formula (MA) undergoes ring-opening and a part of the structural unit of general formula (MA) remains without being ring-opened, the polymer contains the structural unit represented by general formula (MA) in addition to the structural units of general formula (2), general formula (4), general formula (7), and general formula (8).

工程(b)は、上述の工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応系に、水を追添することにより実施することが好ましい。工程(b)で使用される触媒としては、塩基性触媒を用いることができ、上記工程(I-ii)または工程(I-iii)で用いた塩基性触媒と同様の触媒を用いることができる。塩基性触媒の具体例としては、トリエチルアミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジンなどのアミン化合物または含窒素複素環化合物が挙げられる。 Step (b) is preferably carried out by adding water to the reaction system containing the polymer precursor P' obtained in the above step (I-iii). A basic catalyst can be used as the catalyst used in step (b), and the same catalyst as the basic catalyst used in the above step (I-ii) or step (I-iii) can be used. Specific examples of basic catalysts include amine compounds such as triethylamine, pyridine, and dimethylaminopyridine, or nitrogen-containing heterocyclic compounds.

工程(b)では、上述の工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応系に、水を添加し、得られた反応溶液を、好ましくは60~80℃で、0.25~6時間程度加熱することで、ポリマー前駆体P'中に含まれる一般式(MA)の構造単位が開環して、一般式(4)で表される構造単位が生成する。この反応は、塩基性触媒の存在下で進行する。塩基性触媒は、工程(I-iii)で得られた反応系に残存している触媒をそのまま使用することができる。そのため、工程(b)は、工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応混合物からポリマー前駆体P'を単離精製したり、当該混合物中に含まれる塩基性触媒を中和したりすることなく、in situで、工程(I-iii)で得られたポリマー前駆体P'を含む反応混合物に水を追添することにより実施することが好ましい。 In step (b), water is added to the reaction system containing the polymer precursor P' obtained in the above-mentioned step (I-iii), and the resulting reaction solution is heated, preferably at 60 to 80°C, for about 0.25 to 6 hours, to open the structural unit of general formula (MA) contained in the polymer precursor P' and generate the structural unit represented by general formula (4). This reaction proceeds in the presence of a basic catalyst. The basic catalyst remaining in the reaction system obtained in step (I-iii) can be used as it is. Therefore, step (b) is preferably carried out in situ by adding water to the reaction mixture containing the polymer precursor P' obtained in step (I-iii) without isolating and purifying the polymer precursor P' from the reaction mixture containing the polymer precursor P' obtained in step (I-iii) or neutralizing the basic catalyst contained in the mixture.

第3の工程(c)においては、第2の工程(b)で得られたポリマー前駆体P"を、触媒の存在下、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物と反応させてポリマーPを調製する。なお、第3の工程(c)の反応条件は、第1の実施形態の第2の工程(ii)と同一であるので説明を省略する。
第3の工程(c)の後、所望のポリマーP以外の不要な成分の除去などのため、第1の実施形態と同様に洗浄工程等を適宜行うことが好ましい。
In the third step (c), the polymer precursor P″ obtained in the second step (b) is reacted with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound in the presence of a catalyst to prepare a polymer P. Note that the reaction conditions in the third step (c) are the same as those in the second step (ii) of the first embodiment, and therefore the explanation thereof will be omitted.
After the third step (c), in order to remove unnecessary components other than the desired polymer P, it is preferable to appropriately carry out a washing step or the like as in the first embodiment.

[ポリマー溶液]
本実施形態のポリマー溶液は、上述のポリマーPを含む。
さらに、本発明の効果に影響を与えない範囲で、ポリマーPとともに、多官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物から選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。
[Polymer solution]
The polymer solution of this embodiment contains the polymer P described above.
Furthermore, the polymer P may contain at least one compound selected from a polyfunctional (meth)acrylic compound and a monofunctional (meth)acrylic compound, as long as the effect of the present invention is not adversely affected.

[多官能(メタ)アクリル化合物]
2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物である多官能(メタ)アクリレート化合物は、本発明の効果を発揮することができれば、従来公知の化合物を用いることができる。
多官能(メタ)アクリル化合物としては、例えば、以下の一般式(1b-p)で表される化合物、一般式(1c-p)で表される化合物、および一般式(1d-p)で表される化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
[Polyfunctional (meth)acrylic compound]
As the polyfunctional (meth)acrylate compound, which is a compound having two or more (meth)acryloyl groups, any conventionally known compound can be used as long as it can exert the effects of the present invention.
Examples of the polyfunctional (meth)acrylic compound include, but are not limited to, a compound represented by the following general formula (1b-p), a compound represented by the general formula (1c-p), and a compound represented by the general formula (1d-p).

一般式(1b-p)におけるk、R、X、X'およびXの定義および具体的態様は、上述の一般式(1b)におけるものと同様である。また一般式(1c-p)におけるk、R、X、X、X、X、XおよびXの定義および具体的態様は、上述の一般式(1c)におけるものと同様である。 The definitions and specific embodiments of k, R, X1 , X1 ', and X2 in general formula (1b-p) are the same as those in general formula (1b) above. The definitions and specific embodiments of k, R, X1 , X2 , X3 , X4 , X5 , and X6 in general formula (1c-p) are the same as those in general formula (1c) above.

一般式(1b-p)、一般式(1c-p)および一般式(1d-p)におけるYは、水素原子または(メタ)アクリロイル基、あるいはそれらの組み合せである。
一般式(1b-p)、一般式(1c-p)および一般式(1d-p)においてYが水素原子である化合物は、未反応モノマー(すなわち、一般式(1b-p)、一般式(1c-p)および一般式(1d-p)で表される化合物)であってもよく、別途添加することもできる。
In general formulae (1b-p), (1c-p) and (1d-p), Y represents a hydrogen atom, a (meth)acryloyl group, or a combination thereof.
The compounds in which Y is a hydrogen atom in general formula (1b-p), general formula (1c-p), and general formula (1d-p) may be unreacted monomers (i.e., compounds represented by general formula (1b-p), general formula (1c-p), and general formula (1d-p)), or may be added separately.

一般式(1d-p)におけるnは、2以上の整数であり、好ましくは、2~5の整数であり、より好ましくは2~3の整数である。 In general formula (1d-p), n is an integer of 2 or more, preferably an integer of 2 to 5, and more preferably an integer of 2 to 3.

Figure 0007631766000038
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Figure 0007631766000039
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Figure 0007631766000040
Figure 0007631766000040

一般式(1b-p)で表される多官能(メタ)アクリル化合物の具体例としては、以下の構造の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。なお以下の化合物において、Yは水素原子、または(メタ)アクリロイル基、あるいはそれらの組み合せを表す。 Specific examples of polyfunctional (meth)acrylic compounds represented by general formula (1b-p) include, but are not limited to, compounds having the following structures. In the following compounds, Y represents a hydrogen atom, a (meth)acryloyl group, or a combination thereof.

Figure 0007631766000041
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Figure 0007631766000042
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Figure 0007631766000043
Figure 0007631766000043

一般式(1c-p)で表される多官能(メタ)アクリル化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。 Specific examples of polyfunctional (meth)acrylic compounds represented by general formula (1c-p) include, but are not limited to, the following compounds:

Figure 0007631766000044
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Figure 0007631766000045
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Figure 0007631766000046
Figure 0007631766000046

本実施形態のポリマー溶液において、上記多官能(メタ)アクリル化合物は、本発明の効果に影響を与えない範囲で配合することができ、当該樹脂組成物のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)チャートにおける多官能(メタ)アクリル化合物に由来するピーク面積が、樹脂のピーク面積に対し、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下、さらに好ましくは2%以下となる量で配合することができる。 In the polymer solution of this embodiment, the polyfunctional (meth)acrylic compound can be blended in an amount that does not affect the effects of the present invention, and the polyfunctional (meth)acrylic compound can be blended in an amount such that the peak area attributable to the polyfunctional (meth)acrylic compound in a gel permeation chromatography (GPC) chart of the resin composition is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, and even more preferably 2% or less of the peak area of the resin.

[単官能(メタ)アクリル化合物]
本実施形態のポリマー溶液は、1つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物である単官能(メタ)アクリル化合物を含んでもよい。
[Monofunctional (meth)acrylic compound]
The polymer solution of the present embodiment may contain a monofunctional (meth)acrylic compound, which is a compound having one (meth)acryloyl group.

単官能(メタ)アクリル化合物としては、以下の一般式(2a-m)で表される化合物が挙げられる。単官能(メタ)アクリル化合物は未反応モノマーであってもよく、別途添加することもできる。
一般式(2a-m)において、X10およびRの定義については一般式(2a)におけるものと同様である。
Examples of the monofunctional (meth)acrylic compound include compounds represented by the following general formula (2a-m): The monofunctional (meth)acrylic compound may be an unreacted monomer, or may be added separately.
In the general formula (2a-m), the definitions of X10 and R are the same as those in the general formula (2a).

Figure 0007631766000047
Figure 0007631766000047

一般式(2a-m)で表される化合物の具体例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸などを挙げることができる。 Specific examples of compounds represented by general formula (2a-m) include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, and 2-(meth)acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl-phthalic acid.

本実施形態のポリマー溶液において、単官能(メタ)アクリル化合物は、本発明の効果に影響を与えない範囲で配合することができ、当該樹脂組成物のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)チャートにおける単官能(メタ)アクリル化合物に由来するピーク面積が、樹脂のピーク面積に対し、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下、さらに好ましくは2%以下となる量で配合することができる。 In the polymer solution of this embodiment, the monofunctional (meth)acrylic compound can be blended in an amount that does not affect the effects of the present invention, and the monofunctional (meth)acrylic compound can be blended in an amount such that the peak area attributable to the monofunctional (meth)acrylic compound in a gel permeation chromatography (GPC) chart of the resin composition is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, and even more preferably 2% or less of the peak area of the resin.

本実施形態のポリマー溶液は、典型的には、有機溶剤を含み、液体またはワニスの形態で提供される。有機溶剤としては、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、ラクトン系溶剤、カーボネート系溶剤などのうち1種または2種以上を用いることができる。 The polymer solution of this embodiment typically contains an organic solvent and is provided in the form of a liquid or varnish. The organic solvent may be one or more of ketone-based solvents, ester-based solvents, ether-based solvents, alcohol-based solvents, lactone-based solvents, carbonate-based solvents, etc.

有機溶剤の具体例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、γ-ブチルラクトン、N-メチルピロリドンおよびシクロヘキサノン等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機溶剤の使用量は特に限定されないが、不揮発成分の濃度が例えば10~70質量%、好ましくは15~60質量%となるような量で使用される。
Specific examples of the organic solvent include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone, cyclohexanone, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the organic solvent used is not particularly limited, but is used in such an amount that the concentration of the non-volatile components becomes, for example, 10 to 70% by mass, preferably 15 to 60% by mass.

(ポリマー溶液の製造)
本実施形態のポリマー溶液は、上記成分を、公知の方法で混合することにより作製することができる。本実施形態のポリマー溶液は、以下で説明する感光性樹脂組成物の樹脂材料として用いられる。
(Preparation of polymer solution)
The polymer solution of the present embodiment can be prepared by mixing the above components by a known method. The polymer solution of the present embodiment is used as a resin material for the photosensitive resin composition described below.

<感光性樹脂組成物>
本実施形態の感光性樹脂組成物は、上述のポリマーと、必要に応じて添加される多官能(メタ)アクリル合物または単官能(メタ)アクリル合物と、感光剤とを含む。すなわち、本実施形態の感光性樹脂組成物は、上述の本実施形態のポリマー溶液(ワニス、樹脂組成物)と、感光剤とを含む。以下に各成分について説明する。
<Photosensitive resin composition>
The photosensitive resin composition of the present embodiment includes the above-mentioned polymer, a polyfunctional (meth)acrylic compound or a monofunctional (meth)acrylic compound added as necessary, and a photosensitizer. That is, the photosensitive resin composition of the present embodiment includes the above-mentioned polymer solution (varnish, resin composition) of the present embodiment and a photosensitizer. Each component will be described below.

[感光剤]
本実施形態の感光性樹脂組成物に用いられる感光剤としては、光ラジカル重合開始剤が挙げられる。光ラジカル重合開始剤としては、公知の化合物を用いることができ、例えば、2,2-ジエトキシアセトフェノン、2,2-ジメトキシー2-フェニルアセトフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-〔4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル〕-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-〔4-(2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオニル)ベンジル〕フェニル}-2-メチルプロパン-1-オン、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、2-(ジメチルアミノ)-2-〔(4-メチルフェニル)メチル〕-1-〔4-(4-モルホリニル)フェニル〕-1-ブタノン等のアルキルフェノン系化合物;ベンゾフェノン、4,4'-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、2-カルボキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテ等のベンゾイン系化合物;チオキサントン、2-エチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;2-(4-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシナフチル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-エトキシナフチル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-エトキシカルボキニルナフチル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン等のハロメチル化トリアジン系化合物;2-トリクロロメチル-5-(2'-ベンゾフリル)-1,3,4-オキサジアゾール、2-トリクロロメチル-5-〔β-(2'-ベンゾフリル)ビニル〕-1,3,4-オキサジアゾール、4-オキサジアゾール、2-トリクロロメチル-5-フリル-1,3,4-オキサジアゾール等のハロメチル化オキサジアゾール系化合物;2,2'-ビス(2-クロロフェニル)-4,4',5,5'-テトラフェニル-1,2'-ビイミダゾール、2,2'-ビス(2,4-ジクロロフェニル)-4,4',5,5'-テトラフェニル-1,2'-ビイミダゾール、2,2'-ビス(2,4,6-トリクロロフェニル)-4,4',5,5'-テトラフェニル-1,2'-ビイミダゾール等のビイミダゾール系化合物;1,2-オクタンジオン,1-〔4-(フェニルチオ)-2-(O-ベンゾイルオキシム)〕、エタノン,1-〔9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル〕-,1-(O-アセチルオキシム)等のオキシムエステル系化合物;ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム等のチタノセン系化合物;p-ジメチルアミノ安息香酸、p-ジエチルアミノ安息香酸等の安息香酸エステル系化合物;9-フェニルアクリジン等のアクリジン系化合物;等が挙げられる。光ラジカル重合開始剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光ラジカル重合開始剤は、ポリマー100質量部に対し、例えば、1~20質量部の量で、好ましくは、3~10質量部の量で用いられる。
[Photosensitizer]
The photosensitizer used in the photosensitive resin composition of the present embodiment includes a photoradical polymerization initiator. Known compounds can be used as the photoradical polymerization initiator, such as 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methylpropionyl)benzyl]phenyl}-2-methylpropan-1-one, 2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1, 2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl) alkylphenone compounds such as benzophenone, 4,4'-bis(dimethylamino)benzophenone, and 2-carboxybenzophenone; benzoin compounds such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin isobutyl ether; thioxanthone, 2-ethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, and 2,4-diethylthioxanthone; 2-(4-methoxyphenyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(4-methoxynaphthyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine halomethylated triazine compounds such as 2-(4-ethoxynaphthyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine and 2-(4-ethoxycarbonylnaphthyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine; halomethylated oxadiazole compounds such as 2-trichloromethyl-5-(2'-benzofuryl)-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5-[β-(2'-benzofuryl)vinyl]-1,3,4-oxadiazole, 4-oxadiazole, and 2-trichloromethyl-5-furyl-1,3,4-oxadiazole; halomethylated oxadiazole compounds such as 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'-bis(2,4-dichlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenyl-1,2 biimidazole compounds such as 2,2'-bis(2,4,6-trichlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole; oxime ester compounds such as 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)-2-(O-benzoyloxime)], ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime); titanocene compounds such as bis(η5-2,4-cyclopentadiene-1-yl)-bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)-phenyl)titanium; benzoate ester compounds such as p-dimethylaminobenzoic acid and p-diethylaminobenzoic acid; and acridine compounds such as 9-phenylacridine. The photoradical polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more kinds.
The photoradical polymerization initiator is used in an amount of, for example, 1 to 20 parts by mass, and preferably 3 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the polymer.

本実施形態の感光性樹脂組成物は、上記成分を含むことにより、フォトリソグラフィー処理において高い感度を有するとともに、すぐれたアルカリ溶解性を有する。そのため、感光性樹脂組成物は、フォトリソグラフィー法において優れた現像性、優れた加工性を備える。また、感光性樹脂組成物の黄色化が抑制されるため、当該感光性樹脂組成物を硬化して得られる物品は透明性を有する。 The photosensitive resin composition of this embodiment contains the above components, and thus has high sensitivity in photolithography processing and excellent alkali solubility. Therefore, the photosensitive resin composition has excellent developability and excellent processability in photolithography. In addition, since yellowing of the photosensitive resin composition is suppressed, the article obtained by curing the photosensitive resin composition has transparency.

本実施形態の感光性樹脂組成物において、多官能(メタ)アクリル化合物は、当該感光性樹脂組成物のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)チャートにおける多官能(メタ)アクリル化合物に由来するピーク面積が、ポリマーのピーク面積に対し、5~50%となる量で配合されることが好ましく、10~35%となる量で配合されることがより好ましい。上記範囲で多官能(メタ)アクリル化合物を配合することにより、得られる感光性樹脂組成物は、優れたアルカリ溶解性を有する。 In the photosensitive resin composition of this embodiment, the polyfunctional (meth)acrylic compound is preferably blended in an amount such that the peak area attributable to the polyfunctional (meth)acrylic compound in a gel permeation chromatography (GPC) chart of the photosensitive resin composition is 5 to 50% of the peak area of the polymer, and more preferably 10 to 35%. By blending the polyfunctional (meth)acrylic compound in the above range, the resulting photosensitive resin composition has excellent alkali solubility.

本実施形態の感光性樹脂組成物は、上述のポリマー、多官能(メタ)アクリル化合物および感光剤に加え、1つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物(単官能(メタ)アクリル化合物)を含んでもよい。単官能(メタ)アクリル化合物は、上述のものと同様である。単官能(メタ)アクリル化合物を含むことにより、得られる感光性樹脂組成物のアルカリ溶解性がさらに向上し、また黄色化が低減される。 The photosensitive resin composition of this embodiment may contain, in addition to the above-mentioned polymer, polyfunctional (meth)acrylic compound, and photosensitizer, a compound having one (meth)acryloyl group (monofunctional (meth)acrylic compound). The monofunctional (meth)acrylic compound is the same as that described above. By containing the monofunctional (meth)acrylic compound, the alkali solubility of the obtained photosensitive resin composition is further improved and yellowing is reduced.

本実施形態の感光性樹脂組成物が、単官能(メタ)アクリル化合物を含む場合、その量は、当該感光性樹脂組成物のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)チャートにおける単官能(メタ)アクリル化合物に由来するピーク面積が、ポリマーのピーク面積に対し、5~50%となる量で配合されることが好ましく、10~35%となる量で配合されることがより好ましい。上記範囲で単官能(メタ)アクリル化合物を配合することにより、得られる感光性樹脂組成物は、優れたアルカリ溶解性を有する。 When the photosensitive resin composition of this embodiment contains a monofunctional (meth)acrylic compound, the amount of the compound is preferably such that the peak area attributable to the monofunctional (meth)acrylic compound in a gel permeation chromatography (GPC) chart of the photosensitive resin composition is 5 to 50% of the peak area of the polymer, and more preferably 10 to 35%. By adding the monofunctional (meth)acrylic compound in the above range, the resulting photosensitive resin composition has excellent alkali solubility.

一態様として、感光性樹脂組成物は着色剤を含んでもよい。着色剤を含むことで、液晶表示装置や固体撮像素子のカラーフィルタの形成材料として好ましく用いることができる。着色剤としては、種々の顔料または染料を用いることができる。
顔料としては有機顔料や無機顔料を用いることができる。
In one embodiment, the photosensitive resin composition may contain a colorant. By containing a colorant, the composition can be preferably used as a material for forming a color filter of a liquid crystal display device or a solid-state image sensor. As the colorant, various pigments or dyes can be used.
As the pigment, an organic pigment or an inorganic pigment can be used.

有機顔料としては、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキサジン系顔料、チオインジゴ系顔料、アントラキノン系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、キサンテン系顔料、ピロメテン系顔料、染料レーキ系顔料等を使用することができる。 As organic pigments, azo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, perylene pigments, perinone pigments, isoindolinone pigments, isoindoline pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments, anthraquinone pigments, quinophthalone pigments, metal complex pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, xanthene pigments, pyrromethene pigments, dye lake pigments, etc. can be used.

無機顔料としては、白色・体質顔料(酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、クレー、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等)、有彩顔料(黄鉛、カドミニウム系、クロムバーミリオン、ニッケルチタン、クロムチタン、黄色酸化鉄、ベンガラ、ジンククロメート、鉛丹、群青、紺青、コバルトブルー、クロムグリーン、酸化クロム、バナジン酸ビスマス等)、光輝材顔料(パール顔料、アルミ顔料、ブロンズ顔料等)、蛍光顔料(硫化亜鉛、硫化ストロンチウム、アルミン酸ストロンチウム等)を使用することができる。 Inorganic pigments that can be used include white and extender pigments (titanium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, clay, talc, barium sulfate, calcium carbonate, etc.), chromatic pigments (yellow lead, cadmium-based, chrome vermilion, nickel titanium, chrome titanium, yellow iron oxide, red ocher, zinc chromate, red lead, ultramarine, Prussian blue, cobalt blue, chrome green, chromium oxide, bismuth vanadate, etc.), luster pigments (pearl pigments, aluminum pigments, bronze pigments, etc.), and fluorescent pigments (zinc sulfide, strontium sulfide, strontium aluminate, etc.).

染料としては、例えば、特開2003-270428号公報や特開平9-171108号公報、特開2008-50599号公報等に記載されている公知の染料を使用することができる。
感光性樹脂組成物が着色剤を含む場合、感光性樹脂組成物は着色剤を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
As the dye, for example, known dyes described in JP-A-2003-270428, JP-A-9-171108, JP-A-2008-50599, etc. can be used.
When the photosensitive resin composition contains a colorant, the photosensitive resin composition may contain only one type of colorant, or may contain two or more types of colorants.

着色剤(特に顔料)は、目的や用途に応じて、適切な平均粒子径を有するものを使用できるが、特にカラーフィルタのような透明性が要求される場合は、0.1μm以下の小さい平均粒子径が好ましく、その他、塗料などの隠蔽性が必要とされる場合は、0.5μm以上の大きい平均粒子径が好ましい。 Colorants (particularly pigments) with an appropriate average particle size can be used depending on the purpose and application, but when transparency is required, such as in color filters, a small average particle size of 0.1 μm or less is preferred, and when hiding properties are required, such as in paints, a large average particle size of 0.5 μm or more is preferred.

着色剤は、目的や用途に応じて、ロジン処理、界面活性剤処理、樹脂系分散剤処理、顔料誘導体処理、酸化皮膜処理、シリカコーティング、ワックスコーティングなどの表面処理がなされていてもよい。 Depending on the purpose and application, the colorant may be surface-treated with rosin, surfactant, resin-based dispersant, pigment derivative, oxide film, silica coating, wax coating, or other treatments.

感光性樹脂組成物が着色剤を含む場合、その量は目的や用途に応じて適宜設定すればよいが、着色濃度と着色剤の分散安定性との両立などから、感光性樹脂組成物の不揮発成分(溶剤を除く成分)全体に対して、好ましくは3~70質量%であり、より好ましくは5~60質量%、さらに好ましくは10~50質量%である。 When the photosensitive resin composition contains a colorant, the amount of the colorant may be set appropriately depending on the purpose and application, but in order to achieve both coloring concentration and dispersion stability of the colorant, the amount of the colorant is preferably 3 to 70 mass %, more preferably 5 to 60 mass %, and even more preferably 10 to 50 mass % of the total non-volatile components (components excluding the solvent) of the photosensitive resin composition.

(界面活性剤)
本実施形態の感光性樹脂組成物は、界面活性剤を含むことができ、界面活性剤としては非イオン性界面活性剤が好ましい。
(Surfactant)
The photosensitive resin composition of the present embodiment may contain a surfactant, and the surfactant is preferably a nonionic surfactant.

非イオン性界面活性剤を含むことにより、前記感光性樹脂組成物を基材上に塗布して樹脂膜を得る際の塗布性が良好となり、均一な厚みの塗布膜を得ることができる。また、塗布膜を現像する際の残渣やパターン浮き上がりを防止することができる。 By including a nonionic surfactant, the photosensitive resin composition has good coatability when applied to a substrate to obtain a resin film, and a coating film of uniform thickness can be obtained. In addition, residues and pattern lifting during development of the coating film can be prevented.

非イオン性界面活性剤は、たとえばフッ素基(たとえば、フッ素化アルキル基)もしくはシラノール基を含む化合物、またはシロキサン結合を主骨格とする化合物である。本実施形態においては、非イオン性界面活性剤として、フッ素系界面活性剤またはシリコーン系界面活性剤を含むものを用いることがより好ましく、フッ素系界面活性剤を用いることがとくに好ましい。フッ素系界面活性剤としては例えば、DIC(株)製のメガファックF-171、F-173、F-444、F-470、F-471、F-475、F-482、F-477、F-554、F-556、およびF-557、住友スリーエム(株)製のノベックFC4430、及びFC4432等が挙げられるが、これらに限定されない。
界面活性剤を使用する場合の界面活性剤の配合量としては、樹脂100質量部に対して、0.01~10重量%が好ましい。
The nonionic surfactant is, for example, a compound containing a fluorine group (e.g., a fluorinated alkyl group) or a silanol group, or a compound having a siloxane bond as the main skeleton. In this embodiment, it is more preferable to use a nonionic surfactant containing a fluorine-based surfactant or a silicone-based surfactant, and it is particularly preferable to use a fluorine-based surfactant. Examples of fluorine-based surfactants include, but are not limited to, Megafac F-171, F-173, F-444, F-470, F-471, F-475, F-482, F-477, F-554, F-556, and F-557 manufactured by DIC Corporation, and Novec FC4430 and FC4432 manufactured by Sumitomo 3M Limited.
When a surfactant is used, the amount of the surfactant added is preferably 0.01 to 10% by weight based on 100 parts by weight of the resin.

(溶剤)
感光性樹脂組成物は、典型的には、溶剤を含むことができる。溶剤としては有機溶剤が好ましく用いられる。具体的には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、ラクトン系溶剤、カーボネート系溶剤などのうち1種または2種以上を用いることができる。
(solvent)
The photosensitive resin composition may typically contain a solvent. As the solvent, an organic solvent is preferably used. Specifically, one or more of ketone-based solvents, ester-based solvents, ether-based solvents, alcohol-based solvents, lactone-based solvents, carbonate-based solvents, etc. may be used.

溶剤の例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、乳酸エチル、メチルイソブチルカルビノール(MIBC)、ガンマブチロラクトン(GBL)、N-メチルピロリドン(NMP)、メチル-n-アミルケトン(MAK)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、シクロヘキサノン、またはこれらの混合物を挙げることができる。
溶剤の使用量は特に限定されないが、不揮発成分の濃度が例えば10~70質量%、好ましくは15~60質量%となるような量で使用される。
Examples of solvents include propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate, methyl isobutyl carbinol (MIBC), gamma butyrolactone (GBL), N-methylpyrrolidone (NMP), methyl-n-amyl ketone (MAK), diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, cyclohexanone, or mixtures thereof.
The amount of the solvent used is not particularly limited, but is used in such an amount that the concentration of the non-volatile components becomes, for example, 10 to 70% by mass, preferably 15 to 60% by mass.

(遮光剤)
本実施形態の樹脂組成物は、遮光剤を含むことができる。感光性樹脂組成物は遮光剤を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
(Light blocking agent)
The resin composition of the present embodiment may contain a light-shielding agent. The photosensitive resin composition may contain only one type of light-shielding agent, or may contain two or more types of light-shielding agents.

感光性樹脂組成物が遮光剤を含む場合、その量は目的や用途に応じて適宜設定すればよいが、遮光性能と遮光剤の分散安定性との両立などから、感光性樹脂組成物の不揮発成分(溶剤を除く成分)全体に対して、好ましくは3~70質量%であり、より好ましくは5~60質量%、さらに好ましくは10~50質量%である。 When the photosensitive resin composition contains a light-blocking agent, the amount of the light-blocking agent may be set appropriately depending on the purpose and application, but in order to achieve both light-blocking performance and dispersion stability of the light-blocking agent, the amount of the light-blocking agent is preferably 3 to 70 mass %, more preferably 5 to 60 mass %, and even more preferably 10 to 50 mass % of the total non-volatile components (components excluding the solvent) of the photosensitive resin composition.

(架橋剤)
本実施形態の感光性樹脂組成物は、架橋剤を含むことができる。
架橋剤は、光重合開始剤から発生する活性化学種の作用によりポリマーを架橋可能なもの(ポリマーと化学結合することができるもの)であれば、特に限定されない。
架橋剤は、ポリマーとのみ化学結合するのではなく、架橋剤同士で反応して結合形成してもよい。
(Crosslinking Agent)
The photosensitive resin composition of the present embodiment may contain a crosslinking agent.
The crosslinking agent is not particularly limited as long as it can crosslink the polymer (can chemically bond with the polymer) by the action of the activated chemical species generated from the photopolymerization initiator.
The crosslinking agent may form a bond by reacting with itself instead of only chemically bonding with the polymer.

架橋剤は、例えば、一分子中に2以上の重合性二重結合を有する多官能化合物が好ましく、一分子中に2以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリル化合物であることがより好ましい(ただし、架橋剤は、前述のポリマーには該当しない)。ポリマーが有する架橋性基(重合性二重結合)と同種の架橋性基を有する架橋剤を用いることが、均一な硬化性、感度の更なる向上などの点で好ましい。
架橋剤一分子あたりの官能数(重合性二重結合の数)の上限は特にないが、例えば8以下、好ましくは6以下である。
The crosslinking agent is preferably, for example, a polyfunctional compound having two or more polymerizable double bonds in one molecule, and more preferably a polyfunctional (meth)acrylic compound having two or more (meth)acryloyl groups in one molecule (however, the crosslinking agent does not fall under the above-mentioned polymer). It is preferable to use a crosslinking agent having the same type of crosslinking group as the crosslinking group (polymerizable double bond) of the polymer in terms of uniform curing property, further improvement of sensitivity, etc.
There is no particular upper limit to the number of functionalities (the number of polymerizable double bonds) per molecule of the crosslinking agent, but it is, for example, 8 or less, and preferably 6 or less.

架橋剤として具体的には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の、多官能(メタ)アクリレート類;
エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ブチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジビニルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、グリセリントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタビニルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリビニルエーテル、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラビニルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサビニルエーテル等の、多官能ビニルエーテル類;
(メタ)アクリル酸2-ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3-ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1-メチル-2-ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸5-ビニロキシペンチル、(メタ)アクリル酸6-ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4-ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p-ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸2-(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチル等の、ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
エチレングリコールジアリルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ポリエチレングリコールジアリルエーテル、プロピレングリコールジアリルエーテル、ブチレングリコールジアリルエーテル、ヘキサンジオールジアリルエーテル、ビスフェノールAアルキレンオキシドジアリルエーテル、ビスフェノールFアルキレンオキシドジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、グリセリントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタアリルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリアリルエーテル、エチレンオキシド付加ジトリメチロールプロパンテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、エチレンオキシド付加ジペンタエリスリトールヘキサアリルエーテル等の、多官能アリルエーテル類;
(メタ)アクリル酸アリル等の、アリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキレンオキシド付加トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキレンオキシド付加トリ(メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等の、多官能(メタ)アクリロイル基含有イソシアヌレート類;
トリアリルイソシアヌレート等の、多官能アリル基含有イソシアヌレート類;
トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の多官能イソシアネートと(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル等の、水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル類との反応で得られる多官能ウレタン(メタ)アクリレート類;
ジビニルベンゼン等の、多官能芳香族ビニル類;
等を挙げることができる。
Specific examples of the crosslinking agent include ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, butylene glycol di(meth)acrylate, hexanediol di(meth)acrylate, cyclohexanedimethanol di(meth)acrylate, bisphenol A alkylene oxide di(meth)acrylate, bisphenol F alkylene oxide di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, glycerin tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, ethylene oxide-added trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethylene polyfunctional (meth)acrylates such as ethylene oxide-added ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, ethylene oxide-added pentaerythritol tetra(meth)acrylate, ethylene oxide-added dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, propylene oxide-added trimethylolpropane tri(meth)acrylate, propylene oxide-added ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, propylene oxide-added pentaerythritol tetra(meth)acrylate, propylene oxide-added dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, ε-caprolactone-added trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ε-caprolactone-added ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, ε-caprolactone-added pentaerythritol tetra(meth)acrylate, and ε-caprolactone-added dipentaerythritol hexa(meth)acrylate;
Polyfunctional vinyl ethers such as ethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, polyethylene glycol divinyl ether, propylene glycol divinyl ether, butylene glycol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, bisphenol A alkylene oxide divinyl ether, bisphenol F alkylene oxide divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, ditrimethylolpropane tetravinyl ether, glycerin trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, dipentaerythritol pentavinyl ether, dipentaerythritol hexavinyl ether, ethylene oxide-added trimethylolpropane trivinyl ether, ethylene oxide-added ditrimethylolpropane tetravinyl ether, ethylene oxide-added pentaerythritol tetravinyl ether, and ethylene oxide-added dipentaerythritol hexavinyl ether;
Vinyl ether group-containing (meth)acrylic acid esters such as 2-vinyloxyethyl (meth)acrylate, 3-vinyloxypropyl (meth)acrylate, 1-methyl-2-vinyloxyethyl (meth)acrylate, 2-vinyloxypropyl (meth)acrylate, 4-vinyloxybutyl (meth)acrylate, 4-vinyloxycyclohexyl (meth)acrylate, 5-vinyloxypentyl (meth)acrylate, 6-vinyloxyhexyl (meth)acrylate, 4-vinyloxymethylcyclohexylmethyl (meth)acrylate, p-vinyloxymethylphenylmethyl (meth)acrylate, 2-(vinyloxyethoxy)ethyl (meth)acrylate, and 2-(vinyloxyethoxyethoxyethoxy)ethyl (meth)acrylate;
polyfunctional allyl ethers such as ethylene glycol diallyl ether, diethylene glycol diallyl ether, polyethylene glycol diallyl ether, propylene glycol diallyl ether, butylene glycol diallyl ether, hexanediol diallyl ether, bisphenol A alkylene oxide diallyl ether, bisphenol F alkylene oxide diallyl ether, trimethylolpropane triallyl ether, ditrimethylolpropane tetraallyl ether, glycerin triallyl ether, pentaerythritol tetraallyl ether, dipentaerythritol pentaallyl ether, dipentaerythritol hexaallyl ether, ethylene oxide-added trimethylolpropane triallyl ether, ethylene oxide-added ditrimethylolpropane tetraallyl ether, ethylene oxide-added pentaerythritol tetraallyl ether, and ethylene oxide-added dipentaerythritol hexaallyl ether;
Allyl group-containing (meth)acrylic acid esters such as allyl (meth)acrylate;
Polyfunctional (meth)acryloyl group-containing isocyanurates such as tri(acryloyloxyethyl)isocyanurate, tri(methacryloyloxyethyl)isocyanurate, alkylene oxide-added tri(acryloyloxyethyl)isocyanurate, and alkylene oxide-added tri(methacryloyloxyethyl)isocyanurate;
Polyfunctional allyl group-containing isocyanurates such as triallyl isocyanurate;
Polyfunctional urethane (meth)acrylates obtained by reacting polyfunctional isocyanates, such as tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and xylylene diisocyanate, with hydroxyl group-containing (meth)acrylic acid esters, such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate and 2-hydroxypropyl (meth)acrylate;
Polyfunctional aromatic vinyls such as divinylbenzene;
etc. can be mentioned.

なかでも、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等の三官能(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等の四官能(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の六官能(メタ)アクリレートが好ましい。 Among these, trifunctional (meth)acrylates such as trimethylolpropane tri(meth)acrylate and pentaerythritol tri(meth)acrylate, tetrafunctional (meth)acrylates such as pentaerythritol tetra(meth)acrylate and ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, and hexafunctional (meth)acrylates such as dipentaerythritol hexa(meth)acrylate are preferred.

感光性樹脂組成物が架橋剤を含む場合、感光性樹脂組成物は架橋剤を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。感光性樹脂組成物が架橋剤を含む場合、その量は目的や用途に応じて適宜設定すればよい。一例として、架橋剤の量は、感光性樹脂100質量部に対して通常30~70質量部、好ましくは40~60質量部程度とすることができる。 When the photosensitive resin composition contains a crosslinking agent, the photosensitive resin composition may contain only one type of crosslinking agent, or may contain two or more types. When the photosensitive resin composition contains a crosslinking agent, the amount may be appropriately set according to the purpose and application. As an example, the amount of the crosslinking agent may be usually about 30 to 70 parts by mass, preferably about 40 to 60 parts by mass, per 100 parts by mass of the photosensitive resin.

感光性樹脂組成物は、各種目的や要求特性に応じて、フィラー、上述のポリマー以外のバインダー樹脂、酸発生剤、耐熱向上剤、現像助剤、可塑剤、重合禁止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、艶消し剤、消泡剤、レベリング剤、帯電防止剤、分散剤、スリップ剤、表面改質剤、揺変化剤、揺変助剤、シランカップリング剤、多価フェノール化合物等の成分を含んでもよい。 Depending on various purposes and required characteristics, the photosensitive resin composition may contain components such as fillers, binder resins other than the above-mentioned polymers, acid generators, heat resistance improvers, development aids, plasticizers, polymerization inhibitors, UV absorbers, antioxidants, matting agents, defoamers, leveling agents, antistatic agents, dispersants, slip agents, surface modifiers, thixotropic agents, thixotropic aids, silane coupling agents, and polyhydric phenol compounds.

[フィルム、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、液晶表示装置および固体撮像素子]
上述の感光性樹脂組成物を用いて膜形成し、その膜を露光・現像してパターンを形成することにより、パターン付フィルムを得ることができる。このフィルムは、カラーフィルタやブラックマトリクスなどに適用される。つまり、着色剤を含む感光性樹脂組成物を用いてパターンを形成することで、カラーフィルタを得ることができる。また、遮光剤を含む感光性樹脂組成物を用いてパターンを形成することで、ブラックマトリックスを得ることができる。そして、カラーフィルタやブラックマトリクスを備える液晶表示装置や固体撮像素子を製造することができる。
パターンを形成する典型的な手順を説明する。
[Films, color filters, black matrices, liquid crystal display devices and solid-state imaging devices]
A patterned film can be obtained by forming a film using the above-mentioned photosensitive resin composition, exposing and developing the film to form a pattern. This film is applied to color filters, black matrices, and the like. That is, a color filter can be obtained by forming a pattern using a photosensitive resin composition containing a colorant. Also, a black matrix can be obtained by forming a pattern using a photosensitive resin composition containing a light-shielding agent. Then, a liquid crystal display device or a solid-state imaging device equipped with a color filter or a black matrix can be manufactured.
A typical procedure for forming a pattern will now be described.

(感光性樹脂膜の形成)
例えば、上記の感光性樹脂組成物を、任意の基板上に塗布し、必要に応じて乾燥させることで、まず、感光性樹脂膜を得る。
(Formation of photosensitive resin film)
For example, the above-mentioned photosensitive resin composition is applied onto any substrate and dried as necessary to obtain a photosensitive resin film.

組成物を塗布する基板は特に限定されない。例えば、ガラス基板、シリコンウエハ、セラミック基板、アルミ基板、SiCウエハー、GaNウエハー、銅張積層板などが挙げられる。
基板は、未加工の基板であっても、電極や素子が表面に形成された基板であってもよい。接着性の向上のために表面処理さていてもよい。
The substrate to which the composition is applied is not particularly limited, and examples thereof include a glass substrate, a silicon wafer, a ceramic substrate, an aluminum substrate, a SiC wafer, a GaN wafer, and a copper-clad laminate.
The substrate may be an unprocessed substrate or a substrate having electrodes or elements formed on its surface, and may be surface-treated to improve adhesion.

感光性樹脂組成物の塗布方法は特に限定されない。スピナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング、インクジェット法などにより行うことができる。 The method for applying the photosensitive resin composition is not particularly limited. It can be applied by spin coating using a spinner, spray coating using a spray coater, immersion, printing, roll coating, inkjet method, etc.

基板上に塗布した感光性樹脂組成物の乾燥は、典型的にはホットプレート、熱風、オーブン等で加熱処理することで行われる。加熱温度は、通常80~140℃、好ましくは90~120℃である。また、加熱の時間は、通常30~600秒、好ましくは30~300秒程度である。 The photosensitive resin composition applied to the substrate is typically dried by heating using a hot plate, hot air, an oven, or the like. The heating temperature is usually 80 to 140°C, and preferably 90 to 120°C. The heating time is usually 30 to 600 seconds, and preferably about 30 to 300 seconds.

感光性樹脂膜の膜厚は、特に限定されず、最終的に得ようとするパターンに応じて適宜調整すればよいが、通常0.5~10μm、好ましくは1~5μmである。なお、膜厚は、感光性樹脂組成物中の溶剤の含有量や塗布方法などにより調整可能である。 The thickness of the photosensitive resin film is not particularly limited and may be adjusted as appropriate depending on the final pattern to be obtained, but is usually 0.5 to 10 μm, preferably 1 to 5 μm. The film thickness can be adjusted by the content of the solvent in the photosensitive resin composition and the coating method, etc.

(露光)
露光は、典型的には、適当なフォトマスクを介して活性光線を感光性樹脂膜に当てることで行う。
(exposure)
Exposure is typically carried out by applying actinic rays to the photosensitive resin film through an appropriate photomask.

活性光線としては、例えばX線、電子線、紫外線、可視光線などが挙げられる。波長でいうと200~500nmの光が好ましい。パターンの解像度や取り扱い性の点で、光源は水銀ランプのg線、h線又はi線であることが好ましく、特にi線が好ましい。また、2つ以上の光線を混合して用いてもよい。露光装置としては、コンタクトアライナー、ミラープロジェクション又はステッパ-が好ましい。
露光の光量は、感光性樹脂膜中の感光剤の量などにより適宜調整すればよいが、例えば100~500mJ/cm程度である。
Examples of actinic rays include X-rays, electron beams, ultraviolet rays, and visible rays. In terms of wavelength, light of 200 to 500 nm is preferred. In terms of pattern resolution and ease of handling, the light source is preferably g-rays, h-rays, or i-rays from a mercury lamp, and i-rays are particularly preferred. Two or more types of light may be used in combination. As the exposure device, a contact aligner, a mirror projection, or a stepper is preferred.
The amount of light for exposure may be appropriately adjusted depending on the amount of photosensitizer in the photosensitive resin film, and is, for example, about 100 to 500 mJ/cm 2 .

なお、露光後、必要に応じて、感光性樹脂膜を再度加熱してもよい(露光後加熱:Post Exposure Bake)。その温度は、例えば70~150℃、好ましくは90~120℃である。また、時間は、例えば30~600秒、好ましくは30~300秒である。露光後加熱をすることで、光ラジカル重合開始剤から発生したラジカルによる反応が促進され、硬化反応が一層促される。 After exposure, the photosensitive resin film may be heated again (Post Exposure Bake) if necessary. The temperature is, for example, 70 to 150°C, preferably 90 to 120°C. The time is, for example, 30 to 600 seconds, preferably 30 to 300 seconds. Post exposure baking promotes the reaction caused by the radicals generated from the photoradical polymerization initiator, further accelerating the curing reaction.

(現像)
露光された感光性樹脂膜を、適当な現像液により現像することで、パターンを得ること、また、パターンを備えた基板を製造することができる。
(developing)
The exposed photosensitive resin film can be developed with an appropriate developer to obtain a pattern, and a substrate having a pattern can be produced.

現像工程においては、適当な現像液を用いて、例えば浸漬法、パドル法、回転スプレー法などの方法を用いて現像を行うことができる。現像により、感光性樹脂膜の露光部(ポジ型の場合)又は未露光部(ネガ型の場合)が溶出除去され、パターンが得られる。
使用可能な現像液は特に限定されない。例えば、アルカリ水溶液や有機溶剤が使用可能である。
In the development step, development can be carried out using an appropriate developer, for example, by a dipping method, a paddle method, a rotary spray method, etc. By development, the exposed area (in the case of a positive type) or the unexposed area (in the case of a negative type) of the photosensitive resin film is dissolved and removed, thereby obtaining a pattern.
There is no particular limitation on the type of developer that can be used, and for example, an alkaline aqueous solution or an organic solvent can be used.

アルカリ水溶液として具体的には、(i)水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニアなどの無機アルカリ水溶液、(ii)エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミンなどの有機アミン水溶液、(iii)テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドなどの4級アンモニウム塩の水溶液などが挙げられる。
本実施形態のポリマーは、アルカリ溶解性が調整され、感度に優れることから、TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)溶液等の強塩基性現像液を用いる場合において、露光、現像後のパターンを設計通りの形状とすることができる。
Specific examples of the alkaline aqueous solution include: (i) aqueous solutions of inorganic alkali such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, and ammonia; (ii) aqueous solutions of organic amines such as ethylamine, diethylamine, triethylamine, and triethanolamine; and (iii) aqueous solutions of quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide.
The polymer of the present embodiment has adjusted alkali solubility and excellent sensitivity, and therefore, when a strongly basic developer such as a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) solution is used, a pattern after exposure and development can be formed in a designed shape.

有機溶剤として具体的には、シクロペンタノンなどのケトン系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)や酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル系溶剤、等が挙げられる。
現像液には、例えばメタノール、エタノールなどの水溶性有機溶媒や、界面活性剤などが添加されていてもよい。
Specific examples of the organic solvent include ketone-based solvents such as cyclopentanone, ester-based solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and butyl acetate, and ether-based solvents such as propylene glycol monomethyl ether.
The developer may contain, for example, a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol, a surfactant, or the like.

本実施形態においては、現像液としてアルカリ水溶液を用いることが好ましく、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、炭酸ナトリウム水溶液、または水酸化カリウム水溶液を用いることがより好ましい。
アルカリ水溶液の濃度は、好ましくは0.1~10質量%であり、更に好ましくは0.5~5質量%である。
以上の工程により、パターンを得ること/パターンを備えた基板を製造することができるが、現像の後、様々な処理を行ってもよい。
In this embodiment, it is preferable to use an alkaline aqueous solution as the developer, and it is more preferable to use tetramethylammonium hydroxide, an aqueous sodium carbonate solution, or an aqueous potassium hydroxide solution.
The concentration of the aqueous alkaline solution is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.5 to 5% by mass.
Through the above steps, a pattern can be obtained/a substrate having a pattern can be manufactured, but various treatments may be carried out after development.

例えば、現像の後、リンス液によりパターンおよび基板を洗浄してもよい。リンス液としては、例えば蒸留水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 For example, after development, the pattern and the substrate may be washed with a rinse liquid. Examples of the rinse liquid include distilled water, methanol, ethanol, isopropanol, and propylene glycol monomethyl ether. These may be used alone or in combination of two or more.

また、得られたパターンを加熱して十分に硬化させるようにしてもよい。加熱温度は、典型的には150~400℃、好ましくは160~300℃、より好ましくは200~250℃である。加熱時間は特に限定されないが、例えば15~300分の範囲内である。この加熱処理は、ホットプレート、オーブン、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンなどにより行うことが出来る。加熱処理を行う際の雰囲気気体としては、空気であっても、窒素、アルゴンなどの不活性ガスであってもよい。また、減圧下で加熱してもよい。
カラーフィルタおよび/またはブラックマトリクスを備える、液晶表示装置および/または固体撮像素子の構造の一例について、図1に模式的に示す。
The pattern thus obtained may be heated to sufficiently harden it. The heating temperature is typically 150 to 400° C., preferably 160 to 300° C., and more preferably 200 to 250° C. The heating time is not particularly limited, but is, for example, within the range of 15 to 300 minutes. This heat treatment can be performed using a hot plate, an oven, a temperature-programmable heating oven, or the like. The atmospheric gas used in the heat treatment may be air or an inert gas such as nitrogen or argon. Heating may also be performed under reduced pressure.
FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of the structure of a liquid crystal display device and/or a solid-state imaging device that includes a color filter and/or a black matrix.

基板10上には、ブラックマトリクス11とカラーフィルタ12が形成されている。また、このブラックマトリクス11とカラーフィルタ12の上部に保護膜13および透明電極層14が設けられている。 A black matrix 11 and a color filter 12 are formed on the substrate 10. A protective film 13 and a transparent electrode layer 14 are provided on top of the black matrix 11 and the color filter 12.

基板10は、通常、光を通過する材料により構成されるものであり、たとえば、ガラスの他、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスルホン、環状オレフィンの重合体などにより構成される。基板10は、必要に応じて、コロナ放電処理、オゾン処理、薬液処理等が施されたものであってもよい。
基板10は、好ましくはガラスより構成される。
ブラックマトリクス11は、たとえば、遮光剤を含む感光性樹脂組成物の硬化物によって構成される。
The substrate 10 is usually made of a material that transmits light, such as glass, polyester, polycarbonate, polyolefin, polysulfone, a polymer of a cyclic olefin, etc. The substrate 10 may be subjected to a corona discharge treatment, an ozone treatment, a chemical treatment, etc., as necessary.
The substrate 10 is preferably made of glass.
The black matrix 11 is formed, for example, from a cured product of a photosensitive resin composition containing a light-shielding agent.

カラーフィルタ12としては、通常、赤、緑、青の三色が存在する。カラーフィルタ12は、各色に応じた着色剤を含む感光性樹脂組成物の硬化物により構成される。 Color filters 12 usually come in three colors: red, green, and blue. The color filters 12 are made of a cured product of a photosensitive resin composition that contains a colorant corresponding to each color.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。 The above describes the embodiments of the present invention, but these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be adopted. Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications and improvements that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.

以下に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these.

実施例中の使用化合物については、以下の略号または商品名で示す場合がある。
・MA:無水マレイン酸
・NB:2-ノルボルネン
・MEK:メチルエチルケトン
・4-HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート
・HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
・GMA:メタクリル酸グリシジル
・4HBAGE:4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル
・A-TMM-3LM-N:以下2種の化合物の混合物、ガスクロマトグラフ測定に基づく混合物中の左の化合物の量は約57%(新中村化学工業株式会社製)
The compounds used in the examples may be indicated by the following abbreviations or trade names.
MA: Maleic anhydride; NB: 2-norbornene; MEK: Methyl ethyl ketone; 4-HBA: 4-hydroxybutyl acrylate; HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate; GMA: Glycidyl methacrylate; 4HBAGE: 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether; A-TMM-3LM-N: A mixture of the following two compounds. The amount of the compound on the left in the mixture based on gas chromatography measurement is approximately 57% (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)

Figure 0007631766000048
Figure 0007631766000048

・A-9550:以下2種の化合物の混合物、水酸基価から見積もった混合物中の左の化合物の量は約50%(新中村化学工業株式会社製) ・A-9550: A mixture of the following two compounds. The amount of the compound on the left in the mixture estimated from the hydroxyl value is approximately 50% (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)

Figure 0007631766000049
Figure 0007631766000049

<原料ポリマーの合成>
(原料ポリマー1の合成)
撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、無水マレイン酸353.02g(3.6mol)と、2-ノルボルネン338.94g(3.6mol)と、ジメチル2,2´-アゾビス(2-メチルプロピオネート)41.45g(0.180mol)とを計量して入れた。これらを、メチルエチルケトン578.98gおよびトルエン113.0gからなる混合溶媒に溶解させ、溶解液を作製した。
この溶解液に対して、30分間窒素を通気して酸素を除去し、次いで、撹拌しつつ温度63℃で9.5時間加熱することで、無水マレイン酸と、2-ノルボルネンとを重合させ、重合溶液を作製した。
上記で得られた重合溶液をメチルエチルケトン712.92gで希釈した後、メタノール8519.9gに滴下することで白色固体を沈殿させた。得られた白色固体を、温度120℃で真空乾燥することにより、2-ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備えるポリマー(原料ポリマー3)550.4gを得た。
得られたポリマーをGPC測定した結果、重量平均分子量Mwは11,600であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は1.79であった。
<Synthesis of raw polymer>
(Synthesis of Raw Polymer 1)
353.02 g (3.6 mol) of maleic anhydride, 338.94 g (3.6 mol) of 2-norbornene, and 41.45 g (0.180 mol) of dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropionate) were weighed into a suitable sized reaction vessel equipped with a stirrer and a condenser, and dissolved in a mixed solvent of 578.98 g of methyl ethyl ketone and 113.0 g of toluene to prepare a solution.
Nitrogen was bubbled through this solution for 30 minutes to remove oxygen, and then the solution was heated at 63° C. for 9.5 hours with stirring to polymerize the maleic anhydride and 2-norbornene, producing a polymerized solution.
The polymerization solution obtained above was diluted with 712.92 g of methyl ethyl ketone, and then added dropwise to 8519.9 g of methanol to precipitate a white solid. The obtained white solid was vacuum-dried at a temperature of 120° C. to obtain 550.4 g of a polymer (raw polymer 3) having a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride.
The resulting polymer was subjected to GPC measurement, and as a result, it was found that the weight average molecular weight Mw was 11,600 and the polydispersity (weight average molecular weight Mw)/(number average molecular weight Mn) was 1.79.

(原料ポリマー2の合成)
撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、無水マレイン酸353.02g(3.6モル)と、2-ノルボルネン338.94g(3.6モル)と、ジメチル2,2´-アゾビス(2-メチルプロピオネート)33.16g(0.144モル)とを計量して入れた。これらを、メチルエチルケトン1030.1gおよびトルエン113.0gからなる混合溶媒に溶解させ、溶解液を作製した。
この溶解液に対して、30分間窒素を通気して酸素を除去し、次いで、撹拌しつつ温度65℃で1.5時間加熱し、さらにその後80℃で6時間加熱することで、無水マレイン酸と、2-ノルボルネンとを重合させ、重合溶液を作製した。
上記で得られた重合溶液を、メタノール8519.9gに滴下することで白色固体を沈殿させた。得られた白色固体を、温度120℃で真空乾燥することにより、2-ノルボルネンに由来する構造単位と、無水マレイン酸に由来する構造単位とを備えるポリマー(原料ポリマー2)607.5gを得た。
得られたポリマーをゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定した結果、重量平均分子量Mwは7000であり、多分散度(重量平均分子量Mw)/(数平均分子量Mn)は1.82であった。
(Synthesis of Raw Material Polymer 2)
353.02 g (3.6 mol) of maleic anhydride, 338.94 g (3.6 mol) of 2-norbornene, and 33.16 g (0.144 mol) of dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropionate) were weighed into a suitable sized reaction vessel equipped with a stirrer and a condenser, and dissolved in a mixed solvent of 1030.1 g of methyl ethyl ketone and 113.0 g of toluene to prepare a solution.
Nitrogen was bubbled through this solution for 30 minutes to remove oxygen, and then the solution was heated at 65° C. for 1.5 hours with stirring, and then further heated at 80° C. for 6 hours to polymerize maleic anhydride and 2-norbornene, thereby producing a polymerization solution.
The polymerization solution obtained above was added dropwise to 8,519.9 g of methanol to precipitate a white solid. The obtained white solid was vacuum-dried at a temperature of 120° C. to obtain 607.5 g of a polymer (raw polymer 2) having a structural unit derived from 2-norbornene and a structural unit derived from maleic anhydride.
The resulting polymer had a weight average molecular weight Mw of 7,000 as measured by gel permeation chromatography (GPC), and the polydispersity (weight average molecular weight Mw)/(number average molecular weight Mn) was 1.82.

[比較例1]
(ポリマーの合成)
原料ポリマー1のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)および単官能(メタ)アクリル化合物(4-HBA)で開環して得られたポリマーP1を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー1 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 100.30gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-TMM-3LM-N 58.12gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、4-HBA 56.27g(0.390モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、A-TMM-3LM-Nおよび4-HBAで開環したポリマーP1を得た。
ポリマーP1のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP1には、未反応の(メタ)アクリル化合物も、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物も含まれないことを確認した。
表1に、合成例で使用した成分、各成分の仕込み量を仕込みの無水マレイン酸(MA)換算で示し、各構造単位の量(モル分率、モル%)をH-NMRの積分値解析により算出し、仕込みの無水マレイン酸(MA)換算で示した。
H-NMR測定により、ポリマーP1が、A-TMM-3LM-Nおよび4-HBAで開環された構造を有することを確認した。
[Comparative Example 1]
(Polymer synthesis)
Polymer P1 was prepared by ring-opening the MA units of raw material polymer 1 with a trifunctional (meth)acrylic compound (A-TMM-3LM-N) and a monofunctional (meth)acrylic compound (4-HBA). Details are described below.
First, 100.30 g of MEK was added to 60 g of raw polymer 1 (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Next, 58.12 g of A-TMM-3LM-N was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added and reacted at a temperature of 70° C. for 2 hours. After that, 56.27 g (0.390 mol) of 4-HBA was added and reacted at a temperature of 70° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous formic acid solution to remove the aqueous phase from the reaction solution. The polymer was then purified by the following procedure.
- The polymer was reprecipitated with excess toluene.
The polymer powder obtained by reprecipitation was washed twice with an excess amount of toluene.
After washing twice, the polymer powder was washed with an excess amount of water three times.
The resulting reaction product was dried at 40°C for 16 hours.
As a result, a polymer P1 was obtained in which the structural units derived from maleic anhydride in the raw polymer were ring-opened with A-TMM-3LM-N and 4-HBA.
The disappearance of the peaks of the polyfunctional (meth)acrylic compound and the monofunctional (meth)acrylic compound used was confirmed by GPC measurement of the polymer P1, which confirmed that the obtained polymer P1 did not contain any unreacted (meth)acrylic compound or any (meth)acrylic compound not having a hydroxyl group.
Table 1 shows the components used in the synthesis examples and the amount of each component charged in terms of maleic anhydride (MA) charged. The amount of each structural unit (mol fraction, mol %) was calculated by 1H -NMR integral value analysis and is shown in terms of maleic anhydride (MA) charged.
1 H-NMR measurement confirmed that polymer P1 had a structure ring-opened with A-TMM-3LM-N and 4-HBA.

(ポリマー溶液の調製)
得られたポリマーP1をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に溶解させて、固形分濃度30質量%のポリマー溶液を作製した。
(Preparation of polymer solution)
The obtained polymer P1 was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) to prepare a polymer solution having a solid content concentration of 30% by mass.

(感光性樹脂組成物の調製)
全固形分濃度が30質量%になるように、以下成分をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に溶解して、感光性樹脂組成物を調製した。
・ポリマーP1:100質量部
・多官能アクリレート(ジペンタエリスリトールへキサアクリレート):50質量部
・光重合開始剤(BASF社製、Ingacure OXE01):5質量部
・密着助剤(信越化学工業株式会社製、KBM-403):1質量部
・界面活性剤(DIC株式会社製、F-556):0.5質量部
得られた感光性樹脂組成物は必要に応じてPTFEメンブレンフィルターMillex-LS(メルクミリポア社製)でろ過し、不溶分を取り除いた。
(Preparation of Photosensitive Resin Composition)
A photosensitive resin composition was prepared by dissolving the following components in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) so that the total solids concentration was 30% by mass.
Polymer P1: 100 parts by mass Polyfunctional acrylate (dipentaerythritol hexaacrylate): 50 parts by mass Photopolymerization initiator (Ingacure OXE01, manufactured by BASF): 5 parts by mass Adhesion assistant (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.): 1 part by mass Surfactant (F-556, manufactured by DIC Corporation): 0.5 parts by mass If necessary, the obtained photosensitive resin composition was filtered through a PTFE membrane filter Millex-LS (manufactured by Merck Millipore) to remove insoluble matters.

[比較例2]
(ポリマーの合成)
原料ポリマー1のMA単位を、単官能(メタ)アクリル化合物(HEMA)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られたポリマーP2を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー1 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 111.43gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、 HEMA 25.38g(0.195モル)を加え、その後、トリエチルアミン6.00g(0.059モル)を加え、温度70℃で6時間反応させた。さらにその後、GMA 13.31g(0.094モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量の水でポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を2回繰り返した。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、HEMAで開環し、GMAと反応させたポリマーP2を得た。
ポリマーP2のGPC測定により、使用した単官能(メタ)アクリル化合物のピーク、及びの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP2には、未反応の(メタ)アクリル化合物も、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物も含まれないことを確認した。
表1に、合成例で使用した成分、各成分の仕込み量を無水マレイン酸(MA)換算で示し、各構造単位の量(モル分率、モル%)をH-NMRの積分値解析により算出し、無水マレイン酸(MA)換算で示した。
H-NMR測定により、ポリマーP2が、HEMAで開環された構造、およびGMAが反応した構造を有することを確認した。
ポリマー溶液および感光性樹脂組成物は、比較例1と同様に調製した。
[Comparative Example 2]
(Polymer synthesis)
The MA unit of the raw material polymer 1 was ring-opened with a monofunctional (meth)acrylic compound (HEMA), and then reacted with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound (GMA) to prepare a polymer P2. Details are described below.
First, 111.43 g of MEK was added to 60 g of raw polymer 1 (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Next, 25.38 g (0.195 mol) of HEMA was added to this solution, and then 6.00 g (0.059 mol) of triethylamine was added and reacted at a temperature of 70° C. for 6 hours. After that, 13.31 g (0.094 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous formic acid solution to remove the aqueous phase from the reaction solution. The polymer was then purified by the following procedure.
- The polymer was reprecipitated with excess water.
The polymer powder obtained by reprecipitation was washed twice with an excess amount of water.
The resulting reaction product was dried at 40°C for 16 hours.
As a result, the structural units derived from maleic anhydride in the raw polymer were ring-opened with HEMA, and reacted with GMA to obtain polymer P2.
The GPC measurement of the polymer P2 confirmed the disappearance of the peaks of the monofunctional (meth)acrylic compound used and . This confirmed that the obtained polymer P2 did not contain any unreacted (meth)acrylic compound or epoxy group-containing (meth)acrylic compound.
Table 1 shows the components used in the synthesis examples and the amounts of each component charged in terms of maleic anhydride (MA). The amounts (molar fraction, mol%) of each structural unit were calculated by 1H -NMR integral value analysis and are shown in terms of maleic anhydride (MA).
1 H-NMR measurement confirmed that polymer P2 had a structure ring-opened with HEMA and a structure reacted with GMA.
The polymer solution and the photosensitive resin composition were prepared in the same manner as in Comparative Example 1.

[実施例1]
(ポリマーの合成)
原料ポリマー1のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)および単官能(メタ)アクリル化合物(4-HBA)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られたポリマーP3を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー1 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 102.63gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-TMM-3LM-N 58.12gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、4-HBA 27.12g(0.187モル)を加え、温度70℃で4時間反応させた。さらにその後、GMA 13.31g(0.094モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、A-TMM-3LM-Nおよび4-HBAで開環し、GMAと反応させたポリマーP3を得た。
ポリマーP3のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP3には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
表1に、合成例で使用した成分、各成分の仕込み量を無水マレイン酸(MA)換算で示し、各構造単位の量(モル分率、モル%)をH-NMRの積分値解析により算出し、無水マレイン酸(MA)換算で示した。
図2にポリマーP3のH-NMRチャートを示し、図3に6.0ppm付近のピークの部分拡大したものを示す。
[Example 1]
(Polymer synthesis)
The MA units of the raw material polymer 1 were ring-opened with a trifunctional (meth)acrylic compound (A-TMM-3LM-N) and a monofunctional (meth)acrylic compound (4-HBA), and then reacted with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound (GMA) to prepare a polymer P3. Details are described below.
First, 102.63 g of MEK was added to 60 g of raw polymer 1 (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Next, 58.12 g of A-TMM-3LM-N was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added and reacted at a temperature of 70° C. for 2 hours. After that, 27.12 g (0.187 mol) of 4-HBA was added and reacted at a temperature of 70° C. for 4 hours. After that, 13.31 g (0.094 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous formic acid solution to remove the aqueous phase from the reaction solution. The polymer was then purified by the following procedure.
- The polymer was reprecipitated with excess toluene.
The polymer powder obtained by reprecipitation was washed twice with an excess amount of toluene.
After washing twice, the polymer powder was washed with an excess amount of water three times.
The resulting reaction product was dried at 40°C for 16 hours.
As a result, the structural units derived from maleic anhydride in the raw polymer were ring-opened with A-TMM-3LM-N and 4-HBA, and reacted with GMA to obtain polymer P3.
By GPC measurement of the polymer P3, it was confirmed that the peaks of the polyfunctional (meth)acrylic compound, the monofunctional (meth)acrylic compound, and the epoxy group-containing (meth)acrylic compound used disappeared, and it was confirmed that the obtained polymer P3 did not contain any unreacted (meth)acrylic compound, any (meth)acrylic compound not having a hydroxyl group, or any unreacted epoxy group-containing (meth)acrylic compound.
Table 1 shows the components used in the synthesis examples and the amounts of each component charged in terms of maleic anhydride (MA). The amounts (molar fractions, mol%) of each structural unit were calculated by 1H -NMR integral value analysis and are shown in terms of maleic anhydride (MA).
FIG. 2 shows the 1 H-NMR chart of polymer P3, and FIG. 3 shows an enlarged portion of the peak near 6.0 ppm.

図3のポリマーP3のH-NMRチャートに示されている5.8-6.7ppmのアクリロイル基(-CH=CH)の3Hに対応するピークに加え、×で示されている5.6-5.8ppm、及び6.0-6.1ppmにメタクリロイル基(-C(CH)=CHの2H(-C(CH)=CHのCH)に対応するピークが出現した。ポリマーP3のGPC測定において、未反応の3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)および単官能(メタ)アクリル化合物(4-HBA)、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)のピークが見られないことから、ポリマー中にアクリロイル基、及びGMA由来のメタクリロイル基が導入されたことがわかる。
また開環反応前後、及びGMA付加反応の前後での反応溶液のGPC測定において、開環前後で3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)由来のピークが減少し、GMA付加反応前後でGMA由来のピークが減少したことからも、A-TMM-3LM-N、及びGMAがポリマー中に導入されたことがわかる。
In addition to the peak corresponding to 3H of an acryloyl group (-CH= CH2 ) at 5.8-6.7 ppm shown in the 1H -NMR chart of polymer P3 in FIG. 3, peaks corresponding to 2H of a methacryloyl group (-C( CH3 )= CH2 (CH2 of -C( CH3 )= CH2 ) appeared at 5.6-5.8 ppm and 6.0-6.1 ppm indicated by x. In the GPC measurement of polymer P3, no peaks corresponding to unreacted trifunctional (meth)acrylic compound (A-TMM-3LM-N), monofunctional (meth)acrylic compound (4-HBA), or epoxy group-containing (meth)acrylic compound (GMA) were observed, which indicates that an acryloyl group and a methacryloyl group derived from GMA were introduced into the polymer.
Furthermore, in GPC measurements of the reaction solution before and after the ring-opening reaction and before and after the GMA addition reaction, the peak derived from the trifunctional (meth)acrylic compound (A-TMM-3LM-N) decreased before and after the ring-opening reaction, and the peak derived from GMA decreased before and after the GMA addition reaction, which indicates that A-TMM-3LM-N and GMA were introduced into the polymer.

[実施例2]
(ポリマーの合成)
原料ポリマー1のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)で開環し、さらに水を添加して開環させ、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られたポリマーP4を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー1 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 103.92gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-TMM-3LM-N 58.12gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、水 1.50g(0.083モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、GMA 26.62g(0.187モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、A-TMM-3LM-Nおよび水で開環し、GMAと反応させたポリマーP4を得た。
ポリマーP3のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP4には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
ポリマー溶液および感光性樹脂組成物は、比較例1と同様に調製した。
[Example 2]
(Polymer synthesis)
The MA unit of the raw material polymer 1 was ring-opened with a trifunctional (meth)acrylic compound (A-TMM-3LM-N), further ring-opened by adding water, and then reacted with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound (GMA) to prepare the polymer P4. Details are described below.
First, 103.92 g of MEK was added to 60 g of raw polymer 1 (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Next, 58.12 g of A-TMM-3LM-N was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added and reacted at a temperature of 70° C. for 2 hours. After that, 1.50 g (0.083 mol) of water was added and reacted at a temperature of 70° C. for 2 hours. After that, 26.62 g (0.187 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous formic acid solution to remove the aqueous phase from the reaction solution. The polymer was then purified by the following procedure.
- The polymer was reprecipitated with an excess amount of toluene.
The polymer powder obtained by reprecipitation was washed twice with an excess amount of toluene.
After washing twice, the polymer powder was washed with an excess amount of water three times.
The resulting reaction product was dried at 40°C for 16 hours.
As a result, the structural units derived from maleic anhydride in the raw polymer were ring-opened with A-TMM-3LM-N and water, and reacted with GMA to obtain polymer P4.
By GPC measurement of the polymer P3, it was confirmed that the peaks of the polyfunctional (meth)acrylic compound and the epoxy group-containing (meth)acrylic compound used disappeared, and it was confirmed that the obtained polymer P4 did not contain any unreacted (meth)acrylic compound, any (meth)acrylic compound not having a hydroxyl group, or any unreacted epoxy group-containing (meth)acrylic compound.
The polymer solution and the photosensitive resin composition were prepared in the same manner as in Comparative Example 1.

[実施例3]
原料の添加量を表1のように変えた以外は実施例2と同様にしてポリマーP5を作製した。ポリマー溶液および感光性樹脂組成物は、比較例1と同様に調製した。
作製したポリマーP5のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP5には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
[Example 3]
Polymer P5 was produced in the same manner as in Example 2 except that the amounts of the raw materials added were changed as shown in Table 1. The polymer solution and the photosensitive resin composition were prepared in the same manner as in Comparative Example 1.
By GPC measurement of the prepared polymer P5, it was confirmed that the peaks of the polyfunctional (meth)acrylic compound and the epoxy group-containing (meth)acrylic compound used disappeared. This confirmed that the obtained polymer P5 did not contain any unreacted (meth)acrylic compound, any (meth)acrylic compound not having a hydroxyl group, or any unreacted epoxy group-containing (meth)acrylic compound.

[実施例4]
(ポリマーの合成)
原料ポリマー1のMA単位を、5官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物(4-HBA)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られたポリマーP6を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー1 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 102.36gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-9550 52.54gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、4-HBA 56.27g(0.390モル)を加え、温度70℃で4時間反応させた。さらにその後、GMA 26.62g(0.187モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、A-9550および4-HBAで開環し、GMAと反応させたポリマーP6を得た。
ポリマーP6のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP6には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
ポリマー溶液および感光性樹脂組成物は、比較例1と同様に調製した。
[Example 4]
(Polymer synthesis)
The MA unit of the raw material polymer 1 was ring-opened with a pentafunctional (meth)acrylic compound and a monofunctional (meth)acrylic compound (4-HBA), and then reacted with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound (GMA) to prepare the polymer P6. Details are described below.
First, 102.36 g of MEK was added to 60 g of raw polymer 1 (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Next, 52.54 g of A-9550 was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added and reacted at a temperature of 70° C. for 2 hours. Further, 56.27 g (0.390 mol) of 4-HBA was added and reacted at a temperature of 70° C. for 4 hours. Further, 26.62 g (0.187 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous formic acid solution to remove the aqueous phase from the reaction solution. The polymer was then purified by the following procedure.
- The polymer was reprecipitated with excess toluene.
The polymer powder obtained by reprecipitation was washed twice with an excess amount of toluene.
After washing twice, the polymer powder was washed with an excess amount of water three times.
The resulting reaction product was dried at 40°C for 16 hours.
As a result, the structural units derived from maleic anhydride in the raw polymer were ring-opened with A-9550 and 4-HBA, and polymer P6 was obtained in which the structural units were reacted with GMA.
By GPC measurement of the polymer P6, it was confirmed that the peaks of the polyfunctional (meth)acrylic compound, the monofunctional (meth)acrylic compound, and the epoxy group-containing (meth)acrylic compound used disappeared, and it was confirmed that the obtained polymer P6 did not contain any unreacted (meth)acrylic compound, any (meth)acrylic compound not having a hydroxyl group, or any unreacted epoxy group-containing (meth)acrylic compound.
The polymer solution and the photosensitive resin composition were prepared in the same manner as in Comparative Example 1.

[実施例5]
原料の添加量を表1のように変えた以外は実施例4と同様にしてポリマーP7を作製した。ポリマー溶液および感光性樹脂組成物は、比較例1と同様に調製した。
[Example 5]
Polymer P7 was produced in the same manner as in Example 4 except that the amounts of the raw materials added were changed as shown in Table 1. The polymer solution and the photosensitive resin composition were prepared in the same manner as in Comparative Example 1.

[実施例6]
(ポリマーの合成)
原料ポリマー1のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)および単官能(メタ)アクリル化合物(HEMA)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られたポリマーP8を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー1 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 102.26gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-TMM-3LM-N 58.12gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、HEMA 50.78g(0.390モル)を加え、温度70℃で4時間反応させた。さらにその後、GMA 26.62g(0.187モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、A-TMM-3LM-NおよびHEMAで開環し、GMAと反応させたポリマーP8を得た。
ポリマーP8のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP8には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
ポリマー溶液および感光性樹脂組成物は、比較例1と同様に調製した。
[Example 6]
(Polymer synthesis)
The MA unit of the raw material polymer 1 was ring-opened with a trifunctional (meth)acrylic compound (A-TMM-3LM-N) and a monofunctional (meth)acrylic compound (HEMA), and then reacted with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound (GMA) to prepare the polymer P8. Details are described below.
First, 102.26 g of MEK was added to 60 g of raw polymer 1 (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Next, 58.12 g of A-TMM-3LM-N was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added and reacted at a temperature of 70° C. for 2 hours. After that, 50.78 g (0.390 mol) of HEMA was added and reacted at a temperature of 70° C. for 4 hours. After that, 26.62 g (0.187 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous formic acid solution to remove the aqueous phase from the reaction solution. The polymer was then purified by the following procedure.
- The polymer was reprecipitated with excess toluene.
The polymer powder obtained by reprecipitation was washed twice with an excess amount of toluene.
After washing twice, the polymer powder was washed with an excess amount of water three times.
The resulting reaction product was dried at 40°C for 16 hours.
As a result, the structural units derived from maleic anhydride in the raw polymer were ring-opened with A-TMM-3LM-N and HEMA, and reacted with GMA to obtain polymer P8.
By GPC measurement of the polymer P8, it was confirmed that the peaks of the polyfunctional (meth)acrylic compound, the monofunctional (meth)acrylic compound, and the epoxy group-containing (meth)acrylic compound used disappeared, and it was confirmed that the obtained polymer P8 did not contain any unreacted (meth)acrylic compound, any (meth)acrylic compound not having a hydroxyl group, or any unreacted epoxy group-containing (meth)acrylic compound.
The polymer solution and the photosensitive resin composition were prepared in the same manner as in Comparative Example 1.

[実施例7]
原料の添加量を表1のように変えた以外は実施例6と同様にしてポリマーP9を作製した。ポリマー溶液および感光性樹脂組成物は、比較例1と同様に調製した。
ポリマーP9のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP9には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
[Example 7]
Polymer P9 was produced in the same manner as in Example 6 except that the amounts of the raw materials added were changed as shown in Table 1. The polymer solution and the photosensitive resin composition were prepared in the same manner as in Comparative Example 1.
By GPC measurement of the polymer P9, it was confirmed that the peaks of the polyfunctional (meth)acrylic compound, the monofunctional (meth)acrylic compound, and the epoxy group-containing (meth)acrylic compound used disappeared, and it was confirmed that the obtained polymer P9 did not contain any unreacted (meth)acrylic compound, any (meth)acrylic compound not having a hydroxyl group, or any unreacted epoxy group-containing (meth)acrylic compound.

[実施例8]
(ポリマーの合成)
原料ポリマー1のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)および単官能(メタ)アクリル化合物(4-HBA)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(4HBAGE)と反応させて得られたポリマーP10を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー1 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 99.49gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-TMM-3LM-N 58.12gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、4-HBA 56.27g(0.390モル)を加え、温度70℃で4時間反応させた。さらにその後、4HBAGE 28.13g(0.140モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、A-TMM-3LM-Nおよび4-HBAで開環し、4HBAGEと反応させたポリマーP10を得た。
ポリマーP10のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP10には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
ポリマー溶液および感光性樹脂組成物は、比較例1と同様に調製した。
[Example 8]
(Polymer synthesis)
The MA unit of the raw material polymer 1 was ring-opened with a trifunctional (meth)acrylic compound (A-TMM-3LM-N) and a monofunctional (meth)acrylic compound (4-HBA), and then reacted with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound (4HBAGE) to prepare a polymer P10. Details are described below.
First, 99.49 g of MEK was added to 60 g of raw polymer 1 (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Next, 58.12 g of A-TMM-3LM-N was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added and reacted at a temperature of 70° C. for 2 hours. After that, 56.27 g (0.390 mol) of 4-HBA was added and reacted at a temperature of 70° C. for 4 hours. After that, 28.13 g (0.140 mol) of 4HBAGE was added and reacted at a temperature of 70° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous formic acid solution to remove the aqueous phase from the reaction solution. The polymer was then purified by the following procedure.
- The polymer was reprecipitated with an excess amount of toluene.
The polymer powder obtained by reprecipitation was washed twice with an excess amount of toluene.
After washing twice, the polymer powder was washed with an excess amount of water three times.
The resulting reaction product was dried at 40°C for 16 hours.
As a result, the structural units derived from maleic anhydride in the raw polymer were ring-opened with A-TMM-3LM-N and 4-HBA, and polymer P10 was obtained which had been reacted with 4HBAGE.
By GPC measurement of the polymer P10, it was confirmed that the peaks of the polyfunctional (meth)acrylic compound, the monofunctional (meth)acrylic compound, and the epoxy group-containing (meth)acrylic compound used disappeared, and it was confirmed that the obtained polymer P10 did not contain any unreacted (meth)acrylic compound, any (meth)acrylic compound not having a hydroxyl group, or any unreacted epoxy group-containing (meth)acrylic compound.
The polymer solution and the photosensitive resin composition were prepared in the same manner as in Comparative Example 1.

[実施例9]
(ポリマーの合成)
原料ポリマー2のMA単位を、3官能(メタ)アクリル化合物(A-TMM-3LM-N)で開環し、次いでエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物(GMA)と反応させて得られたポリマーP11を作製した。以下、詳細を説明する。
まず、原料ポリマー2 60g(MA換算0.312モル)に対して、MEK 100.57gを加えて、溶解液を作製した。次いで、この溶解液に対して、A-TMM-3LM-N 58.12gを加え、その後、トリエチルアミン18.00g(0.178モル)を加え、温度70℃で2時間反応させた。さらにその後、GMA 13.31g(0.094モル)を加え、温度70℃で4時間反応させ、反応溶液を作製した。
作製された反応溶液をMEKで希釈し、ギ酸水溶液で処理することで、反応溶液から水相を除去した。その後、以下手順でポリマーを精製した。
・過剰量のトルエンでポリマーを再沈殿させた。
・再沈殿で得られたポリマー粉末を、過剰量のトルエンで洗浄する操作を2回繰り返した。
・上記の2回洗浄後のポリマー粉末を、過剰量の水で洗浄する操作を3回行った。
・得られた反応生成物を、40℃で16時間乾燥させた。
以上により、原料ポリマー中の無水マレイン酸に由来する構造単位を、A-TMM-3LM-Nで開環し、GMAと反応させたポリマーP11を得た。
ポリマーP11のGPC測定により、使用した多官能(メタ)アクリル化合物および単官能(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物のピークの消失を確認した。これにより、得られたポリマーP11には、未反応の(メタ)アクリル化合物、水酸基を有さない(メタ)アクリル化合物、未反応のエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が含まれないことを確認した。
ポリマー溶液および感光性樹脂組成物は、比較例1と同様に調製した。
[Example 9]
(Polymer synthesis)
The MA unit of the raw material polymer 2 was ring-opened with a trifunctional (meth)acrylic compound (A-TMM-3LM-N), and then reacted with an epoxy group-containing (meth)acrylic compound (GMA) to prepare a polymer P11. Details are described below.
First, 100.57 g of MEK was added to 60 g of raw polymer 2 (0.312 mol in terms of MA) to prepare a solution. Next, 58.12 g of A-TMM-3LM-N was added to this solution, and then 18.00 g (0.178 mol) of triethylamine was added and reacted at a temperature of 70° C. for 2 hours. After that, 13.31 g (0.094 mol) of GMA was added and reacted at a temperature of 70° C. for 4 hours to prepare a reaction solution.
The reaction solution was diluted with MEK and treated with an aqueous formic acid solution to remove the aqueous phase from the reaction solution. The polymer was then purified by the following procedure.
- The polymer was reprecipitated with an excess amount of toluene.
The polymer powder obtained by reprecipitation was washed twice with an excess amount of toluene.
After washing twice, the polymer powder was washed with an excess amount of water three times.
The resulting reaction product was dried at 40°C for 16 hours.
As a result, the structural unit derived from maleic anhydride in the raw polymer was ring-opened with A-TMM-3LM-N, and reacted with GMA to obtain polymer P11.
By GPC measurement of the polymer P11, it was confirmed that the peaks of the polyfunctional (meth)acrylic compound, the monofunctional (meth)acrylic compound, and the epoxy group-containing (meth)acrylic compound used disappeared, and it was confirmed that the obtained polymer P11 did not contain any unreacted (meth)acrylic compound, any (meth)acrylic compound not having a hydroxyl group, or any unreacted epoxy group-containing (meth)acrylic compound.
The polymer solution and the photosensitive resin composition were prepared in the same manner as in Comparative Example 1.

<評価方法>
実施例、比較例で合成されたポリマー、ポリマー溶液、感光性樹脂組成物について、以下に従い評価を行った。結果を表1、表2に示す。
<Evaluation method>
The polymers, polymer solutions, and photosensitive resin compositions synthesized in the Examples and Comparative Examples were evaluated as follows. The results are shown in Tables 1 and 2.

(重量平均分子量(Mw)・分子量分布(PDI))
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、および分子量分布(PDI:Mw/Mn)は、GPC測定により得られる標準ポリスチレン(PS)の検量線から求めた、ポリスチレン換算値を用いる。測定条件は、以下の通りである。結果を表1に示す。
東ソー社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置HLC-8320GPC
カラム:東ソー社製TSK-GEL Supermultipore HZ-M
検出器:液体クロマトグラム用RI検出器
測定温度:40℃
溶媒:THF
試料濃度:2.0mg/ミリリットル
(Weight average molecular weight (Mw)/molecular weight distribution (PDI))
The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (PDI: Mw/Mn) are polystyrene equivalent values obtained from a calibration curve of standard polystyrene (PS) obtained by GPC measurement. The measurement conditions are as follows. The results are shown in Table 1.
Tosoh gel permeation chromatography device HLC-8320GPC
Column: TSK-GEL Supermultipore HZ-M manufactured by Tosoh Corporation
Detector: RI detector for liquid chromatography Measurement temperature: 40°C
Solvent: THF
Sample concentration: 2.0 mg/ml

(酸価)
ポリマーの酸価は以下の方法で測定した。
ポリマー約50mg及び内部標準物質としてテレフタル酸ジメチル約5mgを計量し、DMSO-d6に溶解させた。この溶液について、核磁気共鳴分光装置JNM-AL300(JEOL社製)を用いてH-NMRの測定を行った。H-NMR測定内標準のテレフタル酸ジメチルのフェニル基の4Hのピーク(8.1ppm付近)の積分値を基準にして、ポリマーのカルボキシル基(-COOH)のHのピーク(12.4ppm付近)の積分値からカルボキシル基の量を求める。そして、その量から酸価(mgKOH/g)が算出できる。酸価の値が大きいほど、ポリマー単位質量あたりのカルボキシル基の量が多いことを表す。
結果を表1に示す。酸価が70gKOH/g以上であることにより、ポリマーが十分な現像性を有するために必要なカルボキシ基がポリマー中に存在するとみなすことができる。
(Acid value)
The acid value of the polymer was measured by the following method.
Approximately 50 mg of the polymer and approximately 5 mg of dimethyl terephthalate as an internal standard were weighed and dissolved in DMSO-d6. This solution was subjected to 1 H-NMR measurement using a nuclear magnetic resonance spectrometer JNM-AL300 (manufactured by JEOL ). The amount of carboxyl groups was calculated from the integral value of the H peak (near 12.4 ppm) of the carboxyl group (-COOH) of the polymer, based on the integral value of the 4H peak (near 8.1 ppm) of the phenyl group of dimethyl terephthalate, the internal standard for 1 H-NMR measurement. The acid value (mg KOH/g) can then be calculated from the amount. The larger the acid value, the greater the amount of carboxyl groups per unit mass of the polymer.
The results are shown in Table 1. When the acid value is 70 gKOH/g or more, it can be considered that the polymer has a carboxy group necessary for the polymer to have sufficient developability.

(二重結合当量)
ポリマーの二重結合当量は以下の方法で測定した。
上記の酸価の測定方法と同様に、H-NMRの測定を行った。得られたスペクトルチャートのアクリロイル基に由来するシグナル(5.6-5.8ppm、3H)と内部標準物質のフェニル基のシグナル(8.1ppm、4H)の積分比から、ポリマー中のアクリロイル基量(mol/g)を算出し、メタクリロイル基に由来するシグナル(5.6-5.8ppm、2H)と内部標準物質のフェニル基のシグナル(8.1ppm、4H)の積分比から、ポリマー中のメタクリロイル基量(mol/g)を算出した。ここで、6.0-6.1ppmのメタクリロイル基に由来するシグナルについては微小であり、アクリロイル基のシグナルとも重複するため、アクリロイル基のシグナルとして計算した。算出したポリマー中のアクリロイル基量(mol/g)とメタクリロイル基(mol/g)の合計から二重結合量(mol/g)を算出し、二重結合量より、二重結合当量(g/mol)を算出した。
結果を表1に示す。二重結合当量の値が小さいほど、ポリマー単位質量あたりのC=C二重結合の量が多いことを表す。二重結合当量は450g/mol以下であることにより、(高感度化に必要な密度の二重結合がポリマー中に存在する)とみなすことができる。
(Double bond equivalent)
The double bond equivalent of the polymer was measured by the following method.
The 1 H-NMR measurement was carried out in the same manner as in the above-mentioned method for measuring the acid value. The amount of acryloyl groups in the polymer (mol/g) was calculated from the integral ratio of the signal (5.6-5.8 ppm, 3H) derived from the acryloyl group in the obtained spectrum chart to the signal (8.1 ppm, 4H) derived from the phenyl group of the internal standard substance, and the amount of methacryloyl groups in the polymer (mol/g) was calculated from the integral ratio of the signal (5.6-5.8 ppm, 2H) derived from the methacryloyl group to the signal (8.1 ppm, 4H) derived from the phenyl group of the internal standard substance. Here, the signal derived from the methacryloyl group at 6.0-6.1 ppm was weak and overlapped with the signal of the acryloyl group, so it was calculated as the signal of the acryloyl group. The amount of double bonds (mol/g) was calculated from the sum of the calculated amount of acryloyl groups (mol/g) and methacryloyl groups (mol/g) in the polymer, and the double bond equivalent (g/mol) was calculated from the amount of double bonds.
The results are shown in Table 1. A smaller value of the double bond equivalent indicates a larger amount of C=C double bonds per unit mass of the polymer. A double bond equivalent of 450 g/mol or less can be regarded as (a density of double bonds required for high sensitivity is present in the polymer).

(現像性評価(アルカリ現像液に対するポリマー(または感光性樹脂組成物)の溶解速度))
実施例、比較例で得られたポリマー溶液(または感光性樹脂組成物)をウエハー上にスピンコートし、PGMEAを乾燥させ、そして温度100℃で2分間プリベークすることで、膜厚2μm±0.2の樹脂膜を作製した。
この樹脂膜を、ウエハーごと、温度23℃の2.38質量%TMAH水溶液に浸漬し、樹脂膜の溶解速度を測定した。
溶解速度は、浸漬したウエハーを目視で観察して樹脂膜が溶解して干渉模様が見えなくなるまでの時間を測定し、その時間で膜厚を割り算することで算出した。結果を表1に示す。ポリマー溶液のアルカリ溶解速度が、200nm/s以上、2000nm/s以下であれば、現像性およびパターン形状の再現性が良好とみなすことができる。感光性樹脂組成物についてはアルカリ溶解速度が、200nm/s以上、2500nm/s以下であれば、現像性およびパターン形状の再現性が良好とみなすことができる。
(Developability Evaluation (Dissolution Rate of Polymer (or Photosensitive Resin Composition) in Alkaline Developer))
The polymer solutions (or photosensitive resin compositions) obtained in the Examples and Comparative Examples were spin-coated onto a wafer, the PGMEA was dried, and the wafer was pre-baked at a temperature of 100° C. for 2 minutes to prepare resin films having a thickness of 2 μm±0.2 μm.
This resin film was immersed together with the wafer in a 2.38% by mass aqueous solution of TMAH at 23° C., and the dissolution rate of the resin film was measured.
The dissolution rate was calculated by visually observing the immersed wafer, measuring the time until the resin film was dissolved and the interference pattern disappeared, and dividing the film thickness by the time. The results are shown in Table 1. If the alkaline dissolution rate of the polymer solution is 200 nm/s or more and 2000 nm/s or less, the developability and reproducibility of the pattern shape can be considered good. If the alkaline dissolution rate of the photosensitive resin composition is 200 nm/s or more and 2500 nm/s or less, the developability and reproducibility of the pattern shape can be considered good.

[感光性樹脂組成物の感度評価(2.38質量%TMAH水溶液)]
(残膜率が90%以上となる露光量)
実施例、比較例で得られた感光性樹脂組成物を、HMDS(Hexamethyldisilazane)処理した3インチシリコンウエハ上に回転塗布し、100℃、120秒間ホットプレートにてベークして、約3.0μm厚(±0.3μm)の薄膜Aを得た。
この薄膜Aに、遮光率1~100%の階調を有するフォトマスクを介して、キヤノン社製g+h+i線マスクアライナー(PLA-501F)にて100mJ/cmの露光量でg+h+i線を露光した。
露光後、薄膜を2.38質量%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)水溶液で23℃、10秒間現像(実施例1のみ5秒間現像、ウエハごと浸漬)することで、1~100mJ/cmの各露光量で露光、現像された薄膜Bを得た。
上記の方法にて得られた薄膜A、薄膜Bの膜厚から、以下の式より残膜率を算出した。
残膜率(%)=(各露光量での薄膜Bの膜厚/薄膜Aの膜厚)×100
そして、残膜率が90%以上となる露光量を、各感光性樹脂組成物の感度とした。結果を表2に示す。残膜率が90%以上となる露光量が、20mJ/cm以下であれば、感光性組成物として問題なく使用することができる。
[Sensitivity evaluation of photosensitive resin composition (2.38% by mass TMAH aqueous solution)]
(Exposure Amount at Which Residual Film Rate is 90% or More)
The photosensitive resin compositions obtained in the Examples and Comparative Examples were spin-coated on a 3-inch silicon wafer that had been treated with HMDS (hexamethyldisilazane), and baked on a hot plate at 100° C. for 120 seconds to obtain a thin film A having a thickness of approximately 3.0 μm (±0.3 μm).
This thin film A was exposed to g+h+i rays at an exposure dose of 100 mJ/cm 2 using a photomask having a gradation of light shielding rate of 1 to 100% using a g+h+i ray mask aligner (PLA-501F) manufactured by Canon Inc.
After exposure, the thin film was developed in a 2.38 mass% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution at 23°C for 10 seconds (only in Example 1, development was performed for 5 seconds, with the wafer immersed), to obtain a thin film B exposed and developed at each exposure dose of 1 to 100 mJ/cm2.
From the film thicknesses of the thin films A and B obtained by the above method, the remaining film ratio was calculated according to the following formula.
Remaining film rate (%)=(film thickness of thin film B at each exposure dose/film thickness of thin film A)×100
The exposure dose at which the residual film ratio was 90% or more was defined as the sensitivity of each photosensitive resin composition. The results are shown in Table 2. If the exposure dose at which the residual film ratio was 90% or more was 20 mJ/ cm2 or less, the photosensitive composition could be used without any problems.

(残膜率が95%以上となる露光量)
実施例、比較例で得られた感光性樹脂組成物を、HMDS(Hexamethyldisilazane)処理した3インチシリコンウエハ上に回転塗布し、100℃、120秒間ホットプレートにてベークして、約3.0μm厚(±0.3μm)の薄膜Aを得た。
この薄膜Aに、遮光率1~100%の階調を有するフォトマスクを介して、キヤノン社製g+h+i線マスクアライナー(PLA-501F)にて100mJ/cmの露光量でg+h+i線を露光した。
露光後、薄膜を2.38質量%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)水溶液で23℃、10秒間現像(実施例1のみ5秒間現像、ウエハごと浸漬)することで、1~100mJ/cmの各露光量で露光、現像された薄膜Bを得た。
上記の方法にて得られた薄膜A、薄膜Bの膜厚から、以下の式より残膜率を算出した。
残膜率(%)=(各露光量での薄膜Bの膜厚/薄膜Aの膜厚)×100
そして、残膜率が95%以上となる露光量を、各感光性樹脂組成物の感度とした。結果を表3に示す。残膜率が95%以上となる露光量が、20mJ/cm以下であれば、感光性組成物として問題なく使用することができる。
(Exposure Amount at Which Residual Film Rate is 95% or More)
The photosensitive resin compositions obtained in the Examples and Comparative Examples were spin-coated on a 3-inch silicon wafer that had been treated with HMDS (hexamethyldisilazane), and baked on a hot plate at 100° C. for 120 seconds to obtain a thin film A having a thickness of approximately 3.0 μm (±0.3 μm).
This thin film A was exposed to g+h+i rays at an exposure dose of 100 mJ/cm 2 using a photomask having a gradation of light shielding rate of 1 to 100% using a g+h+i ray mask aligner (PLA-501F) manufactured by Canon Inc.
After exposure, the thin film was developed in a 2.38 mass% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution at 23°C for 10 seconds (only in Example 1, development was performed for 5 seconds, with the wafer immersed), to obtain a thin film B exposed and developed at each exposure dose of 1 to 100 mJ/cm2.
From the film thicknesses of the thin films A and B obtained by the above method, the remaining film ratio was calculated according to the following formula.
Remaining film rate (%)=(film thickness of thin film B at each exposure dose/film thickness of thin film A)×100
The exposure dose at which the residual film ratio was 95% or more was defined as the sensitivity of each photosensitive resin composition. The results are shown in Table 3. If the exposure dose at which the residual film ratio was 95% or more was 20 mJ/ cm2 or less, the photosensitive composition could be used without any problems.

Figure 0007631766000050
Figure 0007631766000050

Figure 0007631766000051
Figure 0007631766000051

実施例1~9で合成されたポリマーは、いずれもそのポリマー構造中に、一般式(1-1)で表される構造単位および一般式(1-2)で表される構造単位を有しており、アルカリ溶解速度が良好であり、よって、現像性に優れていた。さらに、当該ポリマーは感度に優れていた。したがって、実施例1~9で合成されたポリマーを含む感光性樹脂組成物は、現像性と感度とを良好なバランスで備えており、強塩基性現像液を用いる場合においても、露光、現像後のパターンを設計通りの形状となることが推定された The polymers synthesized in Examples 1 to 9 all had structural units represented by general formula (1-1) and structural units represented by general formula (1-2) in their polymer structures, and had good alkaline dissolution rates and therefore excellent developability. Furthermore, the polymers had excellent sensitivity. Therefore, it was estimated that the photosensitive resin compositions containing the polymers synthesized in Examples 1 to 9 had a good balance between developability and sensitivity, and that even when a strong basic developer was used, the patterns after exposure and development would have the designed shape.

<カラーフィルタの作製>
実施例1~9で調製した感光性樹脂組成物に対し、さらに、顔料分散液NX-061(大日精化工業株式会社製、緑色)を適量加えた着色感光性樹脂組成物を調製した。
これを基板上に製膜し、露光、アルカリ現像処理などを行うことで、緑色のカラーフィルタを形成することができた。
<Preparation of Color Filter>
A suitable amount of pigment dispersion NX-061 (manufactured by Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd., green) was further added to the photosensitive resin compositions prepared in Examples 1 to 9 to prepare colored photosensitive resin compositions.
This was formed into a film on a substrate, and then exposed to light and developed with an alkali to form a green color filter.

また、顔料分散液として、NX-061の代わりに、同社製のNX-053(青色)、NX-032(赤色)などを用いて、青色または赤色のカラーフィルタを形成することができた。 In addition, by using the company's NX-053 (blue) or NX-032 (red) as the pigment dispersion liquid instead of NX-061, it was possible to form blue or red color filters.

<ブラックマトリクスの作製>
実施例1~9で調製した感光性樹脂組成物に対し、さらに、カーボンブラック分散液NX-595(大日精化工業株式会社製)を適量加えた黒色感光性樹脂組成物を調製した。
これを基板上に製膜し、露光、アルカリ現像処理などを行うことで、ブラックマトリクスを形成することができた。
<Preparation of Black Matrix>
A suitable amount of carbon black dispersion NX-595 (manufactured by Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.) was further added to the photosensitive resin compositions prepared in Examples 1 to 9 to prepare black photosensitive resin compositions.
This was applied to a substrate as a film, and then exposed to light and developed with an alkaline solution to form a black matrix.

10 基板
11 ブラックマトリクス
12 カラーフィルタ
13 保護膜
14 透明電極層
10: Substrate 11: Black matrix 12: Color filter 13: Protective film 14: Transparent electrode layer

Claims (17)

下記一般式(2)で表される構造単位、下記一般式(1-1)で表される構造単位および下記一般式(1-2)で表される構造単位を含む、ポリマー。
Figure 0007631766000052
(一般式(2)中、R 、R 、R およびR は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~30の有機基であり、a1は0、1または2である。)
Figure 0007631766000053
(一般式(1-1)中、Zは1以上の(メタ)アクリロイル基を含む基である。Qは水素原子または置換または未置換の炭素数1~6のアルキル基である。Xは酸素原子、置換または未置換の炭素数1~4のアルキレン基を表し、Qの前記アルキル基とXの前記アルキレン基の何れかの炭素原子とが結合して環を形成してもよい。一般式(1-2)中、Rは、多官能(メタ)アクリロイル基を含む基である。)
A polymer comprising a structural unit represented by the following general formula (2), a structural unit represented by the following general formula (1-1), and a structural unit represented by the following general formula (1-2):
Figure 0007631766000052
(In general formula (2), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or an organic group having 1 to 30 carbon atoms, and a1 is 0, 1 or 2.)
Figure 0007631766000053
(In general formula (1-1), Z is a group containing one or more (meth)acryloyl groups. Q is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. X is an oxygen atom or a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and the alkyl group of Q and any carbon atom of the alkylene group of X may be bonded to form a ring. In general formula (1-2), R D is a group containing a polyfunctional (meth)acryloyl group.)
前記Zが、下記一般式(1a)で表される基を含む、請求項1に記載のポリマー。
Figure 0007631766000054
(一般式(1a)中、Rは水素原子またはメチル基である。)
The polymer according to claim 1 , wherein Z comprises a group represented by the following general formula (1a):
Figure 0007631766000054
(In general formula (1a), R is a hydrogen atom or a methyl group.)
前記Rが、(メタ)アクリロイル基を2~6個含む基を少なくとも1種含む、請求項1または2に記載のポリマー。 3. The polymer according to claim 1 , wherein R D comprises at least one group containing 2 to 6 (meth)acryloyl groups. 前記Rが、下記一般式(1b)、(1c)または(1d)で表される基を少なくとも1種含む、請求項1~のいずれかに記載のポリマー。
Figure 0007631766000055
(一般式(1b)中、
kは2または3であり、
Rは水素原子またはメチル基であり、複数のRは同じでも異なっていてもよく、
は単結合、炭素数1~6のアルキレン基または-Z-X-で表される基(Zは-O-または-OCO-であり、Xは炭素数1~6のアルキレン基である)であり、複数存在するXは同一であっても異なっていてもよく、
'は単結合、炭素数1~6のアルキレン基または-X'-Z'-で表される基(X'は炭素数1~6のアルキレン基であり、Z'は-O-または-COO-である)であり、
は炭素数1~12のk+1価の有機基である。)
Figure 0007631766000056
(一般式(1c)中、
k、R、XおよびXは、それぞれ、前記一般式(1b)におけるR、k、XおよびXと同義であり、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよく、複数のXは互いに同一であっても異なっていてもよく、
は、炭素数1~6の2価の有機基であり、
およびXは、それぞれ独立に、単結合または炭素数1~6の2価の有機基であり、
は、炭素数1~6の2価の有機基である。)
Figure 0007631766000057
(一般式(1d)中、nは、2~5の整数である。)
The polymer according to any one of claims 1 to 3 , wherein the R D contains at least one group represented by the following general formula (1b), (1c) or (1d):
Figure 0007631766000055
(In general formula (1b),
k is 2 or 3;
R is a hydrogen atom or a methyl group, and multiple Rs may be the same or different.
X 1 is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a group represented by -Z-X- (Z is -O- or -OCO-, and X is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms), and a plurality of X 1s may be the same or different;
X 1 ' is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a group represented by -X'-Z'- (X' is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and Z' is -O- or -COO-);
X2 is a (k+1) valent organic group having 1 to 12 carbon atoms.
Figure 0007631766000056
(In general formula (1c),
k, R, X1 and X2 are respectively defined as R, k, X1 and X2 in the general formula (1b), a plurality of R may be the same or different from each other, a plurality of X1 may be the same or different from each other,
X3 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms;
X4 and X5 each independently represent a single bond or a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms;
X6 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.
Figure 0007631766000057
(In general formula (1d), n is an integer of 2 to 5.)
下記一般式(1)で表される構造単位を含む、請求項1~のいずれかに記載のポリマー。
Figure 0007631766000058
(一般式(1)中、Q、X、Zは一般式(1-1)と同義であり、Rは一般式(1-2)と同義である。)
The polymer according to any one of claims 1 to 4 , comprising a structural unit represented by the following general formula (1):
Figure 0007631766000058
(In formula (1), Q, X, and Z are the same as those in formula (1-1), and R D is the same as those in formula (1-2).)
さらに、下記一般式(3-1)で表される構造単位を含む、請求項1~のいずれかに記載のポリマー。
Figure 0007631766000059
(一般式(3-1)中、Rは、(メタ)アクリロイル基を1つのみ含む基である。)
The polymer according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a structural unit represented by the following general formula (3-1):
Figure 0007631766000059
(In general formula (3-1), R 1 S is a group containing only one (meth)acryloyl group.)
さらに、下記一般式(4)で表される構造単位を含む、請求項1~のいずれかに記載のポリマー。
Figure 0007631766000060
The polymer according to any one of claims 1 to 6 , further comprising a structural unit represented by the following general formula (4):
Figure 0007631766000060
さらに、下記一般式(5)で表される構造単位を含む、請求項1~のいずれかに記載のポリマー。
Figure 0007631766000061
(一般式(5)中、Q、XおよびZは一般式(1-1)と同義である。)
The polymer according to any one of claims 1 to 7 , further comprising a structural unit represented by the following general formula (5):
Figure 0007631766000061
(In formula (5), Q, X and Z are the same as those in formula (1-1).)
さらに、以下一般式(6)で表される構造単位を含む、請求項1~のいずれかに記載のポリマー。
Figure 0007631766000062
(一般式(6)中、Q、XおよびZは一般式(1-1)と同義である。複数存在するZ同士、複数存在するQ同士、複数存在するX同士は、同一でも異なっていてもよい。)
The polymer according to any one of claims 1 to 8 , further comprising a structural unit represented by the following general formula (6):
Figure 0007631766000062
(In the general formula (6), Q, X, and Z have the same meanings as in the general formula (1-1). A plurality of Z's, a plurality of Q's, and a plurality of X's may be the same or different.)
さらに、以下一般式(MA)で表される構造単位を含む、請求項1~のいずれかに記載のポリマー。
Figure 0007631766000063
The polymer according to any one of claims 1 to 9 , further comprising a structural unit represented by the following general formula (MA):
Figure 0007631766000063
酸価が70mgKOH/g以上、150mgKOH/g以下である、請求項1~10のいずれかに記載のポリマー。 The polymer according to any one of claims 1 to 10 , having an acid value of 70 mg KOH/g or more and 150 mg KOH/g or less. 請求項1~11のいずれかに記載のポリマーを含む、ポリマー溶液。 A polymer solution comprising the polymer according to any one of claims 1 to 11 . カラーフィルタまたはブラックマトリクスの形成に用いられる、請求項12に記載のポリマー溶液。 The polymer solution according to claim 12 , which is used to form a color filter or a black matrix. 請求項12に記載のポリマー溶液と、
多官能(メタ)アクリレートモノマーと、
光重合性開始剤と、
を含む、感光性樹脂組成物。
A polymer solution according to claim 12 ;
A polyfunctional (meth)acrylate monomer;
A photopolymerization initiator;
A photosensitive resin composition comprising:
さらに、界面活性剤を含む、請求項14に記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to claim 14 , further comprising a surfactant. 請求項14または15に記載の感光性樹脂組成物の硬化物。 A cured product of the photosensitive resin composition according to claim 14 or 15 . 請求項16の硬化物からなるフィルム。 A film comprising the cured product of claim 16 .
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