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公開番号2024044061
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2022149376
出願日2022-09-20
発明の名称ラジカル重合性重合体及び感光性樹脂組成物
出願人株式会社日本触媒
代理人弁理士法人アスフィ国際特許事務所
主分類C08F 290/12 20060101AFI20240326BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】本発明の目的は、取扱い性が良好で塗布作業性に優れ、且つ硬度、透明性、及び密着性に優れた硬化物を与えることができるラジカル重合性重合体、及び前記ラジカル重合性重合体を含む感光性樹脂組成物を提供することにある。
【解決手段】酸基を有する不飽和単量体由来の構成単位、2級水酸基を含有するヒドロキシアルキル基を有する不飽和単量体由来の構成単位、及び側鎖に重合性二重結合を有する重合体であって、前記重合体がさらに主鎖にN-置換マレイミド系単量体に由来する構成単位及び/又は側鎖にシクロヘキシル基を有する不飽和単量体由来の構成単位を有し、前記重合体の重量平均分子量が18000以下である、ラジカル重合性重合体。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
酸基を有する不飽和単量体由来の構成単位、２級水酸基を含有するヒドロキシアルキル基を有する不飽和単量体由来の構成単位、及び側鎖に重合性二重結合を有する重合体であって、
前記重合体がさらに主鎖にＮ－置換マレイミド系単量体に由来する構成単位及び／又は側鎖にシクロヘキシル基を有する不飽和単量体由来の構成単位を有し、
前記重合体の重量平均分子量が１８０００以下である、ラジカル重合性重合体。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記酸基を有する不飽和単量体、２級水酸基を含有するヒドロキシアルキル基を有する不飽和単量体、及びシクロヘキシル基を有する不飽和単量体は、それぞれアクリル系又はメタクリル系のいずれかであり、
前記重合体の全構成単位１００質量％中、アクリル系単量体に由来する構成単位の含有割合が７質量％以下である、請求項１に記載のラジカル重合性重合体。
【請求項３】
前記重合体の酸価が３０～２００ｍｇＫＯＨ／ｇである、請求項１に記載のラジカル重合性重合体。
【請求項４】
前記重合体の二重結合当量が３３０～１６００ｇ／ｍｏｌである、請求項１に記載のラジカル重合性重合体。
【請求項５】
前記重合体が前記主鎖にＮ－置換マレイミド系単量体に由来する構成単位を有し、
前記重合体の全構成単位１００質量％中、前記Ｎ－置換マレイミド系単量体に由来する構成単位の含有割合が５質量％以上３０質量％以下である、請求項１に記載のラジカル重合性重合体。
【請求項６】
前記重合体がさらに５員環以上の環状エーテル構造を有する不飽和単量体由来の構成単位を有し、
前記５員環以上の環状エーテル構造を有する不飽和単量体は、アクリル系又はメタクリル系のいずれかである、請求項１に記載のラジカル重合性重合体。
【請求項７】
前記重合体の全構成単位１００質量％中、前記５員環以上の環状エーテル構造を有する不飽和単量体由来の構成単位含有割合が５質量％以上２０質量％以下である、請求項６に記載のラジカル重合性重合体。
【請求項８】
請求項１～７のいずれかに記載のラジカル重合性重合体、多官能モノマー、重合開始剤、無機微粒子、及び溶剤を含む感光性樹脂組成物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジカル重合性重合体、及び前記ラジカル重合性重合体を含む感光性樹脂組成物に関するものである。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
熱や活性エネルギー線によって硬化しうる硬化性樹脂組成物は、例えば、液晶表示装置や固体撮像素子等に用いられるカラーフィルター、インキ、印刷版、プリント配線板、半導体素子、フォトレジスト等の、各種の光学部材や電機・電子機器等の各種用途への適用が種々検討され、各用途で要求される特性に応じて優れた硬化性樹脂組成物の開発がなされている。例えば、特許文献１には、耐熱寸法安定性、耐熱変色性、及び基板との密着性に優れる層間絶縁膜を高い解像度で与えることができる感放射線性樹脂組成物として、アルカリ可溶性樹脂、１，２－キノンジアジド化合物、及びラジカル捕捉剤を含有する感放射線性樹脂組成物が記載されており、前記アルカリ可溶性樹脂としては、不飽和カルボン酸、エポキシ基を含有する不飽和化合物、マレイミド化合物等を共重合した共重合体が開示されている。また例えば、特許文献２には、優れた遮蔽部硬化性、高耐熱性、高密着性、及び高透明性を発現する硬化膜を与えることができる感光性樹脂組成物として、環状エーテル骨格を有する（メタ）アクリレート、アルキル基の炭素数が１～２４であるアルキル（メタ）アクリレート、少なくとも２種のラジカル重合性モノマーの共重合体である（メタ）アクリル樹脂、及び重合開始剤を含有する活性エネルギー線硬化型感光性樹脂組成物が記載されている。
【０００３】
上述のように、光学部材に用いられる硬化性樹脂組成物に対しては、技術の進歩に伴ってさらにハイレベルな特性が求められており、例えば、硬度、透明性、及び密着性に優れた硬化物を形成可能な樹脂組成物、及び該樹脂組成物を与えることができる重合体が求められている。またさらに取扱い性に優れる重合体、及び樹脂組成物が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１１／０４６２３０号
特開２０１３－３６０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、取扱い性が良好で塗布作業性に優れ、且つ硬度、透明性、及び密着性に優れた硬化物を与えることができるラジカル重合性重合体、及び前記ラジカル重合性重合体を含む感光性樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、酸基を有する不飽和単量体由来の構成単位、２級水酸基を含有するヒドロキシアルキル基を有する不飽和単量体由来の構成単位、及び側鎖に重合性二重結合を有する重合体であって、前記重合体がさらに主鎖にＮ－置換マレイミド系単量体に由来する構成単位及び／又は側鎖にシクロヘキシル基を有する不飽和単量体由来の構成単位を有し、重量平均分子量が１８０００以下であるラジカル重合性重合体によれば、取扱い性が良好で塗布作業性に優れ、且つ硬度、透明性、及び密着性に優れた硬化物を与えることができることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち本発明は、以下の構成要件によって特定される。
［１］酸基を有する不飽和単量体由来の構成単位、２級水酸基を含有するヒドロキシアルキル基を有する不飽和単量体由来の構成単位、及び側鎖に重合性二重結合を有する重合体であって、
前記重合体がさらに主鎖にＮ－置換マレイミド系単量体に由来する構成単位及び／又は側鎖にシクロヘキシル基を有する不飽和単量体由来の構成単位を有し、
前記重合体の重量平均分子量が１８０００以下である、ラジカル重合性重合体。
［２］前記酸基を有する不飽和単量体、２級水酸基を含有するヒドロキシアルキル基を有する不飽和単量体、及びシクロヘキシル基を有する不飽和単量体は、それぞれアクリル系又はメタクリル系のいずれかであり、
前記重合体の全構成単位１００質量％中、アクリル系単量体に由来する構成単位の含有割合が７質量％以下である、［１］に記載のラジカル重合性重合体。
［３］前記重合体の酸価が３０～２００ｍｇＫＯＨ／ｇである、［１］又は［２］に記載のラジカル重合性重合体。
［４］前記重合体の二重結合当量が３３０～１６００ｇ／ｍｏｌである、［１］～［３］のいずれかに記載のラジカル重合性重合体。
［５］前記重合体が前記主鎖にＮ－置換マレイミド系単量体に由来する構成単位を有し、
前記重合体の全構成単位１００質量％中、前記Ｎ－置換マレイミド系単量体に由来する構成単位の含有割合が５質量％以上３０質量％以下である、［１］～［４］のいずれかに記載のラジカル重合性重合体。
［６］前記重合体がさらに５員環以上の環状エーテル構造を有する不飽和単量体由来の構成単位を有し、
前記５員環以上の環状エーテル構造を有する不飽和単量体は、アクリル系又はメタクリル系のいずれかである、［１］～［５］のいずれかに記載のラジカル重合性重合体。
［７］前記重合体の全構成単位１００質量％中、前記５員環以上の環状エーテル構造を有する不飽和単量体由来の構成単位含有割合が５質量％以上２０質量％以下である、［６］に記載のラジカル重合性重合体。
［８］［１］～［７］のいずれかに記載のラジカル重合性重合体、多官能モノマー、重合開始剤、無機微粒子、及び溶剤を含む感光性樹脂組成物。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のラジカル重合性重合体、及び感光性樹脂組成物は、塗布性に優れ、且つ硬度、透明性、及び密着性に優れた硬化物（例えば、硬化膜）を形成することができる。このため本発明のラジカル重合性重合体、及び感光性樹脂組成物は、例えば、レジスト材料、各種コーティング剤、塗料等の用途において好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を２つ以上組み合わせた形態もまた、本発明の好ましい形態である。
また、本明細書において、「（メタ）アクリル酸」は、「アクリル酸及び／又はメタクリル酸」を意味し、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレート及び／又はメタクリレート」を意味する。
また、本明細書において、数値範囲「Ｍｉｎ～Ｍａｘ」は、最小値Ｍｉｎ以上、且つ最大値Ｍａｘ以下を意味する。さらに、上限値及び下限値について好適な数値を段階的に記載する場合、各々分けて記載した上限値と下限値を適宜組み合わせた数値範囲も好適な数値範囲である。
【００１０】
１．ラジカル重合性単量体
本発明のラジカル重合性重合体は、酸基を有する不飽和単量体由来の構成単位、２級水酸基を含有するヒドロキシアルキル基を有する不飽和単量体由来の構成単位を有し、さらにＮ－置換マレイミド系単量体に由来する構成単位及びシクロヘキシル基を有する不飽和単量体由来の構成単位の少なくとも一方を有する。これら構成単位を有する重合体において、側鎖に重合性二重結合を導入し、且つ所定の分子量にすることで、得られるラジカル重合性重合体は、塗布性に優れ、且つ硬度、透明性、及び密着性に優れた硬化物を形成することができる。
なお、不飽和単量体由来の構成単位とは、例えば、重合反応によって不飽和単量体が有する重合性二重結合が開いた構造に相当する。重合性二重結合が開いた構造とは、例えば、炭素間の二重結合（Ｃ＝Ｃ）が単結合（－Ｃ－Ｃ－）となった構造である。
また、下記の各構成単位は、それぞれ１種のみでもよく、２種以上が併用されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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