JP5570424B2 - スルホニウム塩開始剤 - Google Patents

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Description

本発明は、新規なスルホニウム塩光重合開始剤と、光硬化性組成物におけるその使用とに関する。
スルホニウム塩は、光重合開始剤として当該技術分野で既知である。GB2061280においては、フェニルチオ部分を含むトリアリールスルホニウム塩が開示されている。この種類の他の化合物、なかでもフェノキシ基を有する化合物、例えばトリス(4−フェノキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロホスフェートは、US4451409、US4694029及びWO07/118794から既知である。WO03/072567及びWO03/008404には、スルホニウムイオンが、縮合環系内、例えばチオキサンチル部分内に位置するスルホニウム塩が開示されている。JP08−311018−Aにおいては、スルホニウム塩並びにトリス(4−ブトキシフェニル)スルホニウム及びトリス[4−(ジメチルアミノ)フェニル]スルホニウムカチオンの製造方法が開示されている。US2003/0235782及びUS2005/0100819は、フォトレジスト塗布におけるスルホニウム塩を提供する。WO07/003507には、フェニル−COOR−部分を有するスルホニウム塩が開示され、WO08/040648には、特定の置換基を有するスルホニウム塩が記載されている。
市販のスルホニウム塩光重合開始剤の主要な一問題は、ジフェニルスルフィドチオキサントンやベンゼン等の毒性及び/又は臭気のある分解生成物の形成である。技術において、共開始剤としての増感剤の添加の有無にかかわらず、特にクリアコーティング及び着色コーティングの両方、薄い層及び厚い層、反応性で、非毒性で、且つ、非毒性及び無臭の分解生成物を生じ、更に低黄変性である効果的なカチオン性光重合開始剤の必要性がある。
式I
Figure 0005570424
[式中、
1、L’1、L"1、L2、L’2、L"2、L3、L’3、L"3、L4、L’4及びL"4は、互いに独立して水素、R1、OR1、SR1、NR12、ハロゲン、NO2、CN、NR1COR2、COOR1、OCOR1、CONR12、OCOOR1、OCONR12、NR1COOR2、SO3H、SO3M、SOR1、SO21、COOT又はCOTであり;
R、R’及びR"は、互いに独立して水素、C6〜C12アリール、少なくとも1つのLで置換されたC6〜C12アリール、又はT、或いはC3〜C20ヘテロアリール又は少なくとも1つのLで置換されたC3〜C20ヘテロアリールであり、この場合、C3〜C20ヘテロアリールは、環付加されたベンゼン環を含み、対応するX、X’又はX"への結合は、前記環付加された環上に位置せず;
X、X’及びX"は、互いに独立してO、S、CRab、単結合、NRa又はNCORaであるが;X、X’及びX"がOである場合、対応するR、R’又はR"は、ピリジニルではなく;
Tは、水素、C1〜C20アルキル、1つ以上のDで置換されたC1〜C20アルキル、1つ以上のEで中断されたC2〜C20アルキル、1つ以上のDで置換され且つ1つ以上のEで中断されたC2〜C20アルキルであり;又はTは、
3〜C12シクロアルキル、1つ以上のDで置換されたC3〜C12シクロアルキル、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC2〜C12シクロアルキル、1つ以上のDで置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC2〜C12シクロアルキルであり;又はTは、
2〜C20アルケニル、1つ以上のDで置換されたC2〜C20アルケニル、1つ以上のEで中断されたC3〜C20アルケニル、1つ以上のDで置換され、且つ、1つ以上のEで中断されたC3〜C20アルケニル、C5〜C12シクロアルケニル、1つ以上のDで置換されたC5〜C12シクロアルケニル、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC3〜C12シクロアルケニル、1つ以上のDで置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC3〜C12シクロアルケニルであり;又はTは、
2〜C20アルキニル、1つ以上のDで置換されたC2〜C20アルキニル;1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC4〜C20アルキニル、1つ以上のDで置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC4〜C20アルキニル;又はTは、
7〜C12ビシクロアルキル、1つ以上のDで置換されたC7〜C12ビシクロアルキル、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC5〜C12ビシクロアルキル、1つ以上のDで置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC5〜C12ビシクロアルキルであり;又はTは、
7〜C12ビシクロアルケニル、1つ以上のDで置換されたC7〜C12ビシクロアルケニル、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC5〜C12ビシクロアルケニル、1つ以上のDで置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC5〜C12ビシクロアルケニルであり;又はTは、C10〜C20トリシクロアルキル、1つ以上のDで置換されたC6〜C12トリシクロアルキル、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC7〜C15トリシクロアルキル、1つ以上のDで置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC7〜C15トリシクロアルキルであり;又はTは、
8〜C18シクロアルキレンアリール、1つ以上のDで置換されたC8〜C18シクロアルキレンアリール、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC7〜C18シクロアルキレンアリール、1つ以上のDで置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC7〜C18シクロアルキレンアリールであり;又はTは、
7〜C18シクロアルキレンヘテロアリール、1つ以上のDで置換されたC7〜C18シクロアルキレンヘテロアリール、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC6〜C18シクロアルキレンヘテロアリール、1つ以上のDで置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC6〜C18シクロアルキレンヘテロアリールであり;又はTは、
6〜C14アリール、1つ以上のDで置換されたC6〜C14アリール、C3〜C12ヘテロアリール、又は1つ以上のDで置換されたC3〜C12ヘテロアリールであり;
1、R2、Ra及びRbは、互いに独立して、Tの意味を有し;
Dは、水素、R5、OR5、SR5、NR56、ハロゲン、NO2、CN、O−グリシジル、O−ビニル、O−アリル、COR5、NR5COR6、COOR5、OCOR5、CONR56、OCOOR5、OCONR56、NR5COOR6、SO3H、SO3M、=O、C6〜C14アリール、1つ以上のR12、OR12、ハロゲン、SR12、NO2、CN、COR12、NR12COR13、COOR12、OCOR12、CONR1213、OCOOR12、OCONR1213、NR12COOR13、又はSO3Hで置換したC6〜C14アリール、C3〜C12ヘテロアリール、1つ以上のR12、OR12、ハロゲン、SR12、NO2、CN、COR12、NR12COR13、COOR12、OCOR12、CONR1213、OCOOR12、OCONR1213、NR12COOR13、又はSO3Hで置換したC3〜C12ヘテロアリールであり;又は
3〜C12シクロアルキル、1つ以上のR14で置換されたC3〜C12シクロアルキル、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC2〜C12シクロアルキル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC2〜C12シクロアルキルであり;又はDは、
5〜C12シクロアルケニル、1つ以上のR14で置換されたC5〜C12シクロアルケニル、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC3〜C12シクロアルケニル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC3〜C12シクロアルケニルであり;又はDは、
7〜C12ビシクロアルキル、1つ以上のR14で置換されたC7〜C12ビシクロアルキル、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC5〜C12ビシクロアルキル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC5〜C12ビシクロアルキルであり;又はDは、
7〜C12ビシクロアルケニル、1つ以上のR14で置換されたC7〜C12ビシクロアルケニル、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC5〜C12ビシクロアルケニル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC5〜C12ビシクロアルケニルであり;又はDは、
10〜C20トリシクロアルキル、1つ以上のR14で置換されたC10〜C20トリシクロアルキル、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC7〜C15トリシクロアルキル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC6〜C12トリシクロアルキルであり;又は
8〜C18シクロアルキレンアリール、1つ以上のR14で置換されたC8〜C18シクロアルキレンアリール、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC7〜C18シクロアルキレンアリール、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC7〜C18シクロアルキレンアリールであり;又は
7〜C18シクロアルキレンヘテロアリール、1つ以上のR14で置換されたC7〜C18シクロアルキレンヘテロアリール、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC8〜C18シクロアルキレンヘテロアリール、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC8〜C18シクロアルキレンヘテロアリールであり;
Eは、O、S、COO、OCO、CO、NR5、NCOR5、NR5CO、CONR5、OCOO、OCONR5、NR5COO、SO2、SO、CR5=CR6、又は
Figure 0005570424
であり、C6〜C14アリーレン、C3〜C12ヘテロアリーレン、C3〜C12シクロアルキレン、1つ以上のR14で置換されたC3〜C12シクロアルキレン、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC2〜C12シクロアルキレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC2〜C12シクロアルキレンであり;又はEは、
5〜C12シクロアルケニレン、1つ以上のR14で置換されたC5〜C12シクロアルケニレン、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC3〜C12シクロアルケニレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC3〜C12シクロアルケニレンであり;又はEは、
7〜C12ビシクロアルキレン、1つ以上のR14で置換されたC7〜C12ビシクロアルキレン、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC5〜C12ビシクロアルキレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC5〜C12ビシクロアルキレンであり;又はEは、
7〜C12ビシクロアルケニレン、1つ以上のR14で置換されたC7〜C12ビシクロアルケニレン、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC5〜C12ビシクロアルケニレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC5〜C12ビシクロアルケニレンであり;又はEは、
10〜C20トリシクロアルキレン、1つ以上のR14で置換されたC10〜C20トリシクロアルキレン、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC7〜C15トリシクロアルキレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC7〜C15トリシクロアルキレンであり;又はEは、
8〜C18シクロアルキレンアリーレン、1つ以上のR14で置換されたC8〜C18シクロアルキレンアリーレン、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC7〜C18シクロアルキレンアリーレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC7〜C18シクロアルキレンアリーレンであり;又はEは、
7〜C18シクロアルキレンヘテロアリーレン、1つ以上のR14で置換されたC7〜C18シクロアルキレンヘテロアリーレン、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC6〜C18シクロアルキレンヘテロアリーレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO、CONR5、S又はNR5で中断されたC6〜C18シクロアルキレンヘテロアリーレンであり;
5及びR6は、互いに独立して、水素、環を形成する別の置換基への共有結合、別の置換基で環を形成するC1〜C6アルキレン、C1〜C12アルキル、フェニル、或いはC1〜C4アルキル及び/又はC1〜C4アルコキシで置換されたフェニルであり;
7、R8、R9、R10及びR11は、互いに独立して、水素、C1〜C12アルキル、C1〜C12アルコキシ、フェニル、フェノキシ、置換フェニル又は置換フェノキシであり;
12及びR13は、互いに独立して、水素、C1〜C12アルキル、C5〜C12シクロアルキル又はフェニルであり;
14は、水素、C1〜C12アルキル、C5〜C12シクロアルキル、C1〜C12アルコキシ、C2〜C12シクロアルコキシ、フェニル又はハロゲンであり;
nは、1〜100の整数であり;
Yは、無機アニオン又は有機アニオンであり;及び
Mは、無機カチオン又は有機カチオンであり;及び
但し、R、R’又はR"の内の少なくとも1つは、C3〜C20ヘテロアリール、又は少なくとも1つのLで置換されたC3〜C20ヘテロアリールである]の化合物が光重合開始剤として適切であると判明した。
前記化合物は、低黄変性、低臭気性、光硬化性製剤における良好な溶解性と共に、良好な反応性に優れている。式Iの光潜在性酸スルホニウム塩化合物は、良好な溶解性及び低黄変特性と共に非常に十分な反応性を示す。環境側面での非常に重要な利点は、本発明による化合物がベンゼン又はチオキサントンを放出しないということである。
本発明による式Iの特定の化合物は、R、R’又はR"の内の少なくとも2つが、互いに独立してC3〜C20ヘテロアリール又は少なくとも1つのLで置換されたC3〜C20ヘテロアリールであるものである。
R、R’及びR"が同一であり;L、L’及びL"が同一であり;L1、L’1及びL"1が同一であり;L2、L’2及びL"2が同一であり;L3、L’3及びL"3が同一であり;L4、L’4及びL"4が同一であり、X、X’及びX"が同一である化合物、
即ち、
式Ia
Figure 0005570424
[式中、R、X、Y、L1、L2、L3及びL4は、上記で定義される]
の化合物が興味深い。
1、L’1、L"1、L2、L’2、L"2、L3、L’3、L"3、L4、L’4及びL"4は、例えば水素、R1、OR1、SR1、NR12、ハロゲン、NO2、CN、NR1COR2、COOR1、OCOR1、CONR12、OCOOR1、OCONR12、NR1COOR2、SO3H、SO3M、SOR1、SO21、COOT又はCOTであり;
1は、上記定義の通り、Tについて与えられた意味の内の1つを有する。
好ましくは、L1、L’1、L"1、L2、L’2、L"2、L3、L’3、L"3、L4、L’4及びL"4は、互いに独立して水素、R1、OR1、SR1、ハロゲン、NO2、CN又はCOR1である。特に好ましくは、L1、L’1、L"1、L2、L’2、L"2、L3、L’3、L"3、L4、L’4及びL"4は、互いに独立して水素、R1、OR1又はハロゲンである。L1、L’1、L"1、L2、L’2、L"2が、互いに独立して水素、R1、OR1又はハロゲンであり;且つL3、L’3、L"3、L4、L’4及びL"4が水素である化合物が更により好ましい。L1、L’1、L"1、L2、L’2、L"2が、互いに独立して水素、C1〜C6アルキル、C5〜C6シクロアルキル、C1〜C6アルコキシ又はフェニルであり;且つL3、L’3、L"3、L4、L’4及びL"4が水素である化合物が最も好ましい。他の好ましい化合物において、L1、L’1、L"1、L2、L’2、L"2が、互いに独立してC1〜C6アルキル、C5〜C6シクロアルキル、C1〜C6アルコキシ又はフェニルであり;且つL3、L’3、L"3、L4、L’4及びL"4が水素である。
3、L’3、L"3、L4、L’4及びL"4は、好ましくは水素である。
X、X’及びX"は、好ましくはO、S又はCRabであり、特にO又はSであり、とりわけSである。
R、R’及びR"は、例えば水素、C6〜C12アリール、少なくとも1つのLで置換されたC6〜C12アリール、又はT、或いはC3〜C20ヘテロアリール又は少なくとも1つのLで置換されたC3〜C20ヘテロアリールであり、この場合、C3〜C20ヘテロアリールは、環付加されたベンゼン環を含み、対応するX、X’又はX"への結合は、前記環付加された環上に位置しない。
3〜C20ヘテロアリールとしてのR、R’及びR"が環付加されたベンゼン環を含む場合、対応するX、X’又はX"への結合は、前記環付加された環上に位置しない。即ち、例えば以下の
Figure 0005570424
等の構造が形成されるが、一方で
Figure 0005570424
等の構造は、本請求項に包含されない。
とりわけ、R、R’及びR"は、例えば水素、C6〜C12アリール、或いはC3〜C20ヘテロアリール又は少なくとも1つのLで置換されたC3〜C20ヘテロアリールであり、この場合、C3〜C20ヘテロアリールは、環付加されたベンゼン環を含み、対応するX、X’又はX"への結合は、前記環付加された環上に位置しない。
好ましいR、R’及びR"は、上記定義のように非置換の又は置換された、特にC1〜C20アルキルで置換されたC3〜C20ヘテロアリールである。
本発明の文脈において、置換されると定義される基は、少なくとも1回置換されるものとし、即ち、それは1個以上の置換基を担持する。これは、特に置換アリール又はヘテロアリールを指す。
Dは、例えば水素、R5、OR5、SR5、ハロゲン、NO2、CN、O−グリシジル、O−ビニル、O−アリル、COR5、COOR5、OCOR5、OCOOR5、SO3H、SO3M、=O、C6〜C14アリール、1つ以上のR12、OR12、ハロゲン、NO2、SR12、SO3H又はCNで置換したC6〜C14アリール、C3〜C12ヘテロアリール、1つ以上のR12、OR12、ハロゲン、NO2、SR12、SO3H又はCNで置換したC3〜C12ヘテロアリールであり;又はDは、
3〜C12シクロアルキル、1つ以上のR14で置換されたC3〜C12シクロアルキル、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC2〜C12シクロアルキル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC2〜C12シクロアルキルであり;又はDは、
5〜C12シクロアルケニル、1つ以上のR14で置換されたC5〜C12シクロアルケニル、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC3〜C12シクロアルケニル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC3〜C12シクロアルケニルであり;又はDは、
7〜C12ビシクロアルキル、1つ以上のR14で置換されたC7〜C12ビシクロアルキル、1つ以上のOO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルキル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルキルであり;又はDは、
7〜C12ビシクロアルケニル、1つ以上のR14で置換されたC7〜C12ビシクロアルケニル、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルケニル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルケニルであり;又はDは、
8〜C18シクロアルキレンアリール、1つ以上のR14で置換されたC8〜C18シクロアルキレンアリール、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC7〜C18シクロアルキレンアリール、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC7〜C18シクロアルキレンアリールであり;又は
7〜C18シクロアルキレンヘテロアリール、1つ以上のR14で置換されたC7〜C18シクロアルキレンヘテロアリール、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC8〜C18シクロアルキレンヘテロアリール、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC8〜C18シクロアルキレンヘテロアリールである。
とりわけDは、水素、R5、OR5、SR5、ハロゲン、NO2、CN、O−グリシジル、O−ビニル、O−アリル、COR5、COOR5、OCOR5、OCOOR5、SO3H、SO3M、=O、C6〜C14アリール、1つ以上のR12、OR12、ハロゲン、NO2、SR12、SO3H又はCNで置換したC6〜C14アリール、C3〜C12ヘテロアリール、1つ以上のR12、OR12、ハロゲン、NO2、SR12、SO3H又はCNで置換したC3〜C12ヘテロアリールであり;又はDは、C3〜C12シクロアルキル、1つ以上のR14で置換されたC3〜C12シクロアルキル、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC2〜C12シクロアルキル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC2〜C12シクロアルキルであり;又はDは、
5〜C12シクロアルケニル、1つ以上のR14で置換されたC5〜C12シクロアルケニル、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC3〜C12シクロアルケニル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC3〜C12シクロアルケニルであり;又はDは、
7〜C12ビシクロアルキル、1つ以上のR14で置換されたC7〜C12ビシクロアルキル、1つ以上のOO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルキル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルキルであり;又はDは、
7〜C12ビシクロアルケニル、1つ以上のR14で置換されたC7〜C12ビシクロアルケニル、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルケニル、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルケニルである。
好ましいDは、水素又はOHである。
Eは、例えばO、S、COO、OCO、CO、OCOO、SO2、SO、CR5=CR6、又は
Figure 0005570424
であり、C6〜C14アリーレン、C3〜C12ヘテロアリーレン、C3〜C12シクロアルキレン、1つ以上のR14で置換されたC3〜C12シクロアルキレン、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC2〜C12シクロアルキレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC2〜C12シクロアルキレンであり;又はEは、
5〜C12シクロアルケニレン、1つ以上のR14で置換されたC5〜C12シクロアルケニレン、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC3〜C12シクロアルケニレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC3〜C12シクロアルケニレンであり;又はEは、
7〜C12ビシクロアルキレン、1つ以上のR14で置換されたC7〜C12ビシクロアルキレン、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルキレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルキレンであり;又はEは、
7〜C12ビシクロアルケニレン、1つ以上のR14で置換されたC7〜C12ビシクロアルケニレン、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルケニレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルケニレンであり;又はEは、
8〜C18シクロアルキレンアリーレン、1つ以上のR14で置換されたC8〜C18シクロアルキレンアリーレン、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC7〜C18シクロアルキレンアリーレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC7〜C18シクロアルキレンアリーレンであり;又はEは、
7〜C18シクロアルキレンヘテロアリーレン、1つ以上のR14で置換されたC7〜C18シクロアルキレンヘテロアリーレン、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC6〜C18シクロアルキレンヘテロアリーレン、1つ以上のR14で置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC6〜C18シクロアルキレンヘテロアリーレンである。
とりわけEは、O、S、COO、OCO、CO、OCOO、SO2、SO、CR5=CR6、又は
Figure 0005570424
であり、C6〜C14アリーレン、C3〜C12ヘテロアリーレン、C3〜C12シクロアルキレン、1つ以上のC1〜C12アルキル又はC1〜C12アルコキシで置換されたC3〜C12シクロアルキレン、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC2〜C12シクロアルキレン、1つ以上のC1〜C12アルキル又はC1〜C12アルコキシで置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC2〜C12シクロアルキレンであり;又はEは、
5〜C12シクロアルケニレン、1つ以上のC1〜C12アルキル又はC1〜C12アルコキシで置換されたC5〜C12シクロアルケニレン、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC3〜C12シクロアルケニレン、1つ以上のC1〜C12アルキル又はC1〜C12アルコキシで置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC3〜C12シクロアルケニレンであり;又はEは、
7〜C12ビシクロアルキレン、1つ以上のC1〜C12アルキル又はC1〜C12アルコキシで置換されたC7〜C12ビシクロアルキレン、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルキレン、1つ以上のC1〜C12アルキル又はC1〜C12アルコキシで置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルキレンであり;又はEは、
7〜C12ビシクロアルケニレン、1つ以上のC1〜C12アルキル又はC1〜C12アルコキシで置換されたC7〜C12ビシクロアルケニレン、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルケニレン、1つ以上のC1〜C12アルキル又はC1〜C12アルコキシで置換され、且つ、1つ以上のO、CO、COO又はSで中断されたC5〜C12ビシクロアルケニレンである。
好ましいEは、O、S、又はCR5=CR6である。
14は、好ましくはC1〜C12アルキル又はC1〜C12アルコキシである。
1〜C20アルキルは、直鎖状又は分枝状であり、例えば、C1〜C18−、C1〜C14−、C1〜C12−、C1〜C8−、C1〜C6−又はC1〜C4アルキルである。例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、2,4,4−トリメチルペンチル、2−エチルヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、イコシルがある。
1〜C18アルキル、C1〜C14アルキル、C1〜C12アルキル、C1〜C8アルキル、C1〜C6アルキル及びC1〜C4アルキルは、対応する数のC−原子までのC1〜C20アルキルについて上記で与えられたものと同じ意味を有する。
1つ以上のEで中断されたC2〜C20アルキルは、例えば、Eで、1〜9回、1〜7回或いは1回又は2回中断される。前記基が1超のEで中断される場合、前記Eは、好ましくは少なくとも1個の炭素原子で互いに分離され、即ちEは好ましくは非連続であり、特にEはOを示す。例としては、以下の構造単位、−CH2−O−CH3、−CH2CH2−O−CH2CH3、−[CH2CH2O]y−CH3(y=1〜9)、−(CH2CH2O)7CH2CH3、−CH2−CH(CH3)−O−CH2−CH2CH3、−CH2−CH(CH3)−O−CH2CH3、−CH2−S−CH3、−CH2CH2−S−CH2CH3、−CH2−(CO)O−CH3、−CH2−(CO)−CH3、−CH2−NR5−CH3、−CH2CH2−NR5−CH2CH3、−CH2−COO−CH2−CH2−O−CH3等がある。
2〜C10アルケニルは、単不飽和又は多不飽和、直鎖状又は分枝状であり、例えば、C2〜C8−、C2〜C6−、又はC2〜C4アルケニルである。例としては、アリル、メタリル、ビニル、1,1−ジメチルアリル、1−ブテニル、3−ブテニル、2−ブテニル、1,3−ペンタジエニル、5−ヘキセニル、7−オクテニルがあり、とりわけアリル又はビニルがある。
5〜C12シクロアルキルは、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル、シクロドデシルであり、とりわけシクロペンチル及びシクロヘキシルであり、好ましくはシクロヘキシルである。本出願の文脈におけるC3〜C12シクロアルキルは、1個の環を少なくとも含むアルキルであると理解される。また、例えば、メチルシクロペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル又はジメチルシクロヘキシル、シクロオクチル、とりわけシクロペンチル及びシクロヘキシル、好ましくはシクロヘキシルを意味する。更なる例は、
Figure 0005570424
等の構造である。
EがO、S、COO、OCO、CO、NR2、NCOR2、NR2CO、CONR2、OCOO、OCONR2、NR2COO、SO2、SO、フェニレン、C4−C6シクロアルキレン、CR2=CR3、又は
Figure 0005570424
で定義される1つ以上のEで中断されたC2〜C12シクロアルキルは、例えば、
Figure 0005570424
等である。
本出願の文脈におけるC7〜C12ビシクロアルキルは、2個の環付加された環を少なくとも含むアルキルであると理解される。例えば、
Figure 0005570424
等がある。
EがO、S、COO、OCO、CO、NR5、NCOR5、NR5CO、CONR5、OCOO、OCONR5、NR5COO、SO2、SO、CR5=CR6、又は
Figure 0005570424
で定義される1つ以上のEで中断されたC5〜C12ビシクロアルキルは、例えば、
Figure 0005570424
等である。
本出願の文脈におけるC10〜C20トリシクロアルキルは、3個の環付加された環を少なくとも含むアルキルであると理解される。例えば、
Figure 0005570424
等がある。
EがO、S、COO、OCO、CO、NR5、NCOR5、NR5CO、CONR5、OCOO、OCONR5、NR5COO、SO2、SO、CR5=CR6、又は
Figure 0005570424
で定義される1つ以上のEで中断されたC7〜C15トリシクロアルキルは、例えば、
Figure 0005570424
等である。
5〜C12シクロアルケニルは、1個以上の二重結合を有し、例えば、C4〜C6シクロアルケニル又はC6〜C8シクロアルケニルである。例としては、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、シクロオクテニル、とりわけシクロペンテニル及びシクロヘキセニル、好ましくはシクロヘキセニルがある。本出願の文脈におけるC5〜C12シクロアルケニルは、1個の環を少なくとも含むアルケニルであると理解される。また、例えば、メチルシクロペンテニル、ジメチルシクロヘキセニル等を意味する。
本出願の文脈におけるC7〜C12ビシクロアルケニルは、2個の環付加された環を少なくとも含むアルケニルであると理解される。例えば、
Figure 0005570424
等である。
6〜C14アリールは、例えば、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、アントリル又はフェナントリル、特にフェニルである。
置換C6〜C14アリールは、例えば、1〜4回、例えば1回、2回又は3回、とりわけ1回又は2回置換される。フェニル環上の置換基は、フェニル環の2位、3位又は4位、或いは2,4位、2,6位、2,3位、3,4位、3,5位、2,4,6位、とりわけ2位又は4位にある。
置換されたナフチル、アントリル又はフェナントリルは、例えば、1〜4回、例えば1回、2回又は3回、好ましくは1回置換される。
グリシジルは、
Figure 0005570424
であり、O−グリシジルは、
Figure 0005570424
を示し、O−ビニルは、
Figure 0005570424
であり、O−アリルは、
Figure 0005570424
を意味する。
8〜C18シクロアルキレンアリールは、例えば、
Figure 0005570424
等の環付加されたシクロアルキルを有する上記定義の通りのアリールを示し、中断されたC7〜C18シクロアルキレンアリールは、例えば、
Figure 0005570424
等である。
ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素であり、とりわけ塩素又はフッ素であり、好ましくはフッ素である。
フェニレンは、
Figure 0005570424
であり、o−フェニレンは、オルト−フェニレン
Figure 0005570424
を意味する。
本発明の文脈におけるC3〜C20ヘテロアリール、とりわけC3〜C12ヘテロアリールは、1個の環系又は多数の環系の構造、例えば融合環系構造を含むものとする。ヘテロ原子としてのC3〜C20ヘテロアリールは、1個以上(例えば1〜3個又は1個)又はとりわけ特にO、S及びNからなる群から選択される1個のヘテロ原子を含む。
本発明の文脈において、いずれのヘテロアリールも、イオン性ヘテロ原子(例えばN+やS+)を含むことを意図されるものではない。
例としては、チエニル、ベンゾ[b]チエニル、ナフト[2,3−b]チエニル、チアントレニル、ジベンゾフリル、クロメニル、キサンテニル、チオキサンチル、フェノキサチイニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、インドリジニル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、プリニル、キノリジニル、イソキノリル、キノリル、フタラジニル、ナフチリジニル、キノキサリニル、キナゾリニル、シンノリニル、プテリジニル、カルバゾリル、β−カルボリニル、フェナントリジニル、アクリジニル、ペリミジニル、フェナントロリニル、フェナジニル、イソチアゾリル、フェノチアジニル、イソオキサゾリル、フラザニル、フェノキサジニル、7−フェナントリル、アントラキノン−2−イル(=9,10−ジオキソ−9,10−ジヒドロアントラセン−2−イル)、3−ベンゾ[b]チエニル、5−ベンゾ[b]チエニル、2−ベンゾ[b]チエニル、4−ジベンゾフリル、4,7−ジベンゾフリル、4−メチル−7−ジベンゾフリル、2−キサンテニル、8−メチル−2−キサンテニル、3−キサンテニル、2−フェノキサチイニル、2,7−フェノキサチイニル、2−ピロリル、3−ピロリル、5−メチル−3−ピロリル、2−イミダゾリル、4−イミダゾリル、5−イミダゾリル、2−メチル−4−イミダゾリル、2−エチル−4−イミダゾリル、2−エチル−5−イミダゾリル、3−ピラゾリル、1−メチル−3−ピラゾリル、1−プロピル−4−ピラゾリル、2−ピラジニル、5,6−ジメチル−2−ピラジニル、2−インドリジニル、2−メチル−3−イソインドリル、2−メチル−1−イソインドリル、1−メチル−2−インドリル、1−メチル−3−インドリル、1,5−ジメチル−2−インドリル、1−メチル−3−インダゾリル、2,7−ジメチル−8−プリニル、2−メトキシ−7−メチル−8−プリニル、2−キノリジニル、3−イソキノリル、6−イソキノリル、7−イソキノリル、3−メトキシ−6−イソキノリル、2−キノリル、6−キノリル、7−キノリル、2−メトキシ−3−キノリル、2−メトキシ−6−キノリル、6−フタラジニル、7−フタラジニル、1−メトキシ−6−フタラジニル、1,4−ジメトキシ−6−フタラジニル、1,8−ナフチリジン−2−イル、2−キノキサリニル、6−キノキサリニル、2,3−ジメチル−6−キノキサリニル、2,3−ジメトキシ−6−キノキサリニル、2−キナゾリニル、7−キナゾリニル、2−ジメチルアミノ−6−キナゾリニル、3−シンノリニル、6−シンノリニル、7−シンノリニル、3−メトキシ−7−シンノリニル、2−プテリジニル、6−プテリジニル、7−プテリジニル、6,7−ジメトキシ−2−プテリジニル、2−カルバゾリル、3−カルバゾリル、9−メチル−2−カルバゾリル、9−メチル−3−カルバゾリル、β−カルボリン−3−イル、1−メチル−β−カルボリン−3−イル、1−メチル−β−カルボリン−6−イル、3−フェナントリジニル、2−アクリジニル、3−アクリジニル、2−ペリミジニル、1−メチル−5−ペリミジニル、5−フェナントロリニル、6−フェナントロリニル、1−フェナジニル、2−フェナジニル、3−イソチアゾリル、4−イソチアゾリル、5−イソチアゾリル、2−フェノチアジニル、3−フェノチアジニル、10−メチル−3−フェノチアジニル、3−イソオキサゾリル、4−イソオキサゾリル、5−イソオキサゾリル、4−メチル−3−フラザニル、2−フェノキサジニル、又は10−メチル−2−フェノキサジニルがある。
N−原子を含まないヘテロ環、即ち特にヘテロ原子としてO及び/又はS、とりわけSを含むヘテロ環が好ましく;例えば、チエニル、フリル、ベンゾ[b]チエニル、ナフト[2,3−b]チエニル、チアントレニル、ベンゾフリル、ジベンゾフリル、クロメニル、キサンテニル、チオキサンチル、フェノキサチイニル、7―フェナントリル、アントラキノン−2−イル(=9,10−ジオキソ−9,10−ジヒドロアントラセン−2−イル)、3−ベンゾ[b]チエニル、5−ベンゾ[b]チエニル、2−ベンゾ[b]チエニル、4−ジベンゾフリル、4,7−ジベンゾフリル、4−メチル−7−ジベンゾフリル、2−キサンテニル、8−メチル−2−キサンテニル、3−キサンテニル、2−フェノキサチイニル、2,7−フェノキサチイニルが好ましい。
3〜C20ヘテロアリールとしてのR及びR’及びR"が、その両方が非置換の又は少なくとも1つのC1〜C4アルキル及び/又はCOTで置換されるチエニル又はフリルである式I又はIaの化合物は、それぞれ特に好ましい。
7〜C18シクロアルキレンヘテロアリールは、(対応する数のC−原子まで)環付加されたシクロアルキルを有する上記の通りのヘテロアリール、例えば
Figure 0005570424
等を示し、中断C6〜C18シクロアルキレンヘテロアリールは、例えば
Figure 0005570424
等である。
3〜C12シクロアルキレンは、例えば、シクロペンチレン、シクロヘキシレン、シクロオクチレン、シクロドデシレン、とりわけシクロペンチレン及びシクロヘキシレン、好ましくはシクロヘキシレンである。本発明の文脈におけるC3−C12シクロアルキレンは、1個の環を少なくとも含むアルキレンであると理解される。例えば、メチルシクロペンチレン、シクロペンチレン、シクロヘキシレン、メチルシクロヘキシレン又はジメチルシクロヘキシレン、シクロオクチレン、とりわけシクロペンチレン及びシクロヘキシレン、好ましくはシクロヘキシレンである。更なる例としては、
Figure 0005570424
等の構造がある。
本出願の文脈におけるC7〜C12ビシクロアルキレンは、2個の環付加された環を少なくとも含むアルキレンであると理解される。例えば、
Figure 0005570424
等である。
EがO、S、COO、OCO、CO、NR5、NCOR5、NR5CO、CONR5、OCOO、OCONR5、NR5COO、SO2、SO、CR5=CR6、又は
Figure 0005570424
で定義される1つ以上のEで中断されたC5〜C12ビシクロアルキレンは、例えば、
Figure 0005570424
等である。
本出願の文脈におけるC10〜C20トリシクロアルキレンは、3個の環付加された環を少なくとも含むアルキレンであると理解される。例えば、
Figure 0005570424
等である。
EがO、S、COO、OCO、CO、NR5、NCOR5、NR5CO、CONR5、OCOO、OCONR5、NR5COO、SO2、SO、CR5=CR6、又は
Figure 0005570424
で定義される1つ以上のEで中断されたC7〜C15トリシクロアルキレンは、例えば、
Figure 0005570424
等である。
5〜C12シクロアルケニレンは、1個以上の二重結合を有し、例えばC4〜C6−シクロアルケニレン又はC6〜C8−シクロアルケニレンである。例としては、シクロペンテニレン、シクロヘキセニレン、シクロオクテニレンがあり、とりわけシクロペンテニレン及びシクロヘキセニレン、好ましくはシクロヘキセニレンである。本出願の文脈におけるC5〜C12シクロアルケニレンは、1個の環を少なくとも含むアルケニレンであると理解される。また、例えば、メチルシクロペンテニレン、ジメチルシクロヘキセニレン等を意味する。
本出願の文脈におけるC7〜C12ビシクロアルケニレンは、2個の環付加された環を少なくとも含むアルケニレンであると理解される。例えば、
Figure 0005570424
等である。
6〜C14アリーレンは、例えばフェニレン、1―ナフチレン、2―ナフチレン、アントリレン又はフェナントリレンであり、特にフェニレンである。
8〜C18シクロアルキレンアリーレンは、例えば、
Figure 0005570424
等の環付加されたシクロアルキルを有する上記定義の通りのアリーレンを示し、中断C7〜C18シクロアルキレンアリーレンは、例えば
Figure 0005570424
等である。
本発明の文脈におけるC3〜C20ヘテロアリーレン、とりわけC3〜C12ヘテロアリーレンは、C3〜C20ヘテロアリールが付加結合を含む、対応するC3〜C20ヘテロアリールについて上記の通りの1個の環系又は多数の環系のいずれかの構造、例えば融合環系構造を含むものとする。例としては、チエニレン、ベンゾ[b]チエニレン等がある。
7〜C18シクロアルキレンヘテロアリーレンは、例えば、
Figure 0005570424
等の(対応する数のC−原子までの)環付加されたシクロアルキルを有する上記の通りのヘテロアリーレンを示し、中断C6〜C18シクロアルキレンヘテロアリーレンは、例えば、
Figure 0005570424
等である。
有機アニオン又は無機アニオンとしてのYの例としては、ハロゲン化物、ClO4、CN、ヒドロゲノサルフェート、トリフルオロアセテート;或いは、例えば、群、(BZ4-、(SbZ6-、(AsZ6-、(PZ6-、(B(C6pq4-(Zはハロゲン、特にF又はCl、好ましくはFを示し、n及びmは互いに独立して0〜5の整数であるが、n+mの合計が5である)から選択される非求核性アニオン、例えば(B(C654-;C1〜C20アルキルスルホネート、C1〜C20ハロアルキルスルホネート、C1〜C20ペルフルオロアルキルスルホネート、非置換C6〜C10アリールスルホネート、カンファースルホネート、C1〜C20ペルフルオロアルキルスルホニルメチド、C1〜C20ペルフルオロアルキルスルホニルイミド、並びにハロゲン、NO2、SO3M、C1〜C12アルキル、C1〜C12ハロアルキル、C1〜C12アルコキシ、フェニルスルホニルオキシ、C1〜C4アルキルフェニルスルホニルオキシ又はCOOR100で非置換又は置換のC6〜C10アリールスルホネートがあり;ここでR100は、C1〜C20アルキル、フェニル、ベンジル、或いはC1〜C12アルキル、C1〜C12アルコキシ又はハロゲンで一置換又は多置換されたフェニルであり;Mは、上記定義の通りであり;Yは、例えば、C.A.Reed in Accounts of Chemical Research(1998),31(3),133−139又はUS5278119で定義された通りのカルボランである。
1〜C20アルキルスルホネートは、RxSO3 -であり、ここでRxは、上記の通りの直鎖状または分枝状C1〜C20アルキルである。その例としては、メチルスルホネート、エチルスルホネート、プロピルスルホネート、ペンチルスルホネート、ヘキシルスルホネートがある。
2〜C20ハロアルキルスルホネートは、RxSO3 -であり、ここでRxは、ハロ−置換C2〜C20アルキル、C2〜C10−、C2〜C8−又はC4〜C8−アルキルである。その例としては、C25SO3 -、C49SO3 -、C817SO3 -が挙げられる。
6〜C10アリールスルホネートは、RxSO3 -であり、ここでRxは、C6〜C10アリール、例えばフェニルやナフチルである。
アルキル置換アリールスルホネートは、例えば、トルエンスルホネート、2,4,6−トリメチル−ベンゼンスルホネート、2,4,6−トリス(イソプロピル)ベンゼンスルホネート、4−tert−ブチルベンゼンスルホネート、4−ドデシルベンゼンスルホネートである。
ハロ置換アリールスルホネートは、例えば、4−クロロベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、2,4,6−トリフルオロベンゼンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネートである。
カンファースルホネートは、
Figure 0005570424
である。
1〜C20−ペルフルオロアルキルスルホニルメチドは、
Figure 0005570424
であり、C1〜C20ペルフルオロアルキルスルホニルイミドは、
Figure 0005570424
であり、ここでRd、Re及びRfは、互いに独立して、N(Rg)(Rh)で非置換又は置換のC1〜C20ペルフルオロアルキルであり、或いは、Rd、Re及びRfは、非置換の、又は好ましくはCF3で置換したフェニルであり;或いはRd及びReは共に、場合により−O−で中断されたC1〜C6−ペルフルオロアルキレンであり;Rg及びRhは、互いに独立してC1〜C12アルキルであり、或いは、Rg及びRhは共に、場合によりO又はN(C1〜C12−アルキル)で中断されたC1〜C6ペルフルオロアルキレンである。
ペルフルオロアルキルは、フルオロで完全に置換されたアルキルであり、即ちアルキル基の水素原子がフルオロで置換される。同じことが、ペルフルオロアルキレンについて当てはまる。
かかるアニオンの例としては、(C25SO22-、(C49SO22-、(C817SO23-、(CF3SO23-、(CF3SO22-、(C49SO23-、(CF3SO22(C49SO2)C-、(CF3SO2)(C49SO2)N-、[(3,5−ビス(CF3)−(C63)SO22-
Figure 0005570424
、C65SO2-(SO2CF32、C65SO2-SO2CF3がある。かかるアニオンは、当業者に既知である。アニオン並びにそれらの製造物は、例えばUS5554664に記載されている。
本発明の文脈におけるYとして適切な他のアニオンは、例えば、その開示内容全体が参考として本明細書で援用されるUS2005/0100819(12頁[0122]〜20頁[0146])に記載されている通りのものである。
有機アニオン又は無機アニオンとしてのYは、例えば、群、C1〜C4アルキルサルフェート、又は式
Figure 0005570424
(式中、Rd、Re及びRfは、互いに独立して、場合により環を形成してよいC1〜C8ペルフルオロアルキルである)のペルフルオロアルキルスルホニルメチドから選択されるハロゲン又は非求核性アニオン、例えば、
Figure 0005570424
、Cf2f+1SO3 -、(BZ4-、(SbZ6-、(AsZ6-、(PZ6-、及び(B(C654-であり;ここでZは、ハロゲンであり;fは、1〜8の整数である。
適切なメチドアニオンの例は、US5554664、JP2005−309408−A、及びJP2004−085657−Aにおいて与えられる。前記文献におけるアニオンの定義に関する開示は、参考として本明細書で援用される。
特にYは、群、C1〜C2アルキルサルフェート、
Figure 0005570424
、Cf2f+1SO3 -、(BZ4-、(SbZ6-、(AsZ6-、(PZ6-、及び(B(C654-から選択されるハロゲン又は非求核性アニオンであり;ここでZは、ハロゲン、特にフルオロであり;fは、1〜8の整数である。
例えば、Yは、群、C1〜C20−ペルフルオロアルキルスルホニルメチド、Cf2f+1SO3 -、(BZ4-、(SbZ6-、(AsZ6-、(PZ6-、及び(B(C654-から選択されるハロゲン又は非求核性アニオンであり;ここでfは、1〜8の整数である。
特にYは、群、Cf2f+1SO3 -、(BF4-、(SbF6-、(AsF6-、(PF6-、及び(B(C654-から選択されるハロゲン又は非求核性アニオンであり;ここでfは、1〜8の整数である。
有機カチオン又は無機カチオンとしてのMは、例えば、Li、Na、K、Cs、N(Rm4、N(Rm3n、N(Rm2no、P(Rm4、P(Rm3n、P(Rm2no、S(Rm3、S(Rm2n、又はSRmnoである。
Mは、好ましくはLi、Na、K、N(Rm4、N(Rm3n、N(Rm2no、S(Rm3、S(Rm2n,SRmno;特にNa、K、N(Rm4、N(Rm3n、S(Rm3又はS(Rm2nである。
m、Rn及びRoは、互いに独立して、C1〜C20アルキル、フェニル、或いは1つ以上のC1〜C4アルキルで置換されたフェニルである。
本文脈における「及び/又は」又は「又は/及び」という用語は、定義された代替物(置換物)の内の1つが存在し得るだけでなく、定義された代替物(置換物)の内の幾つかが共に、即ち異なる代替物(置換物)の混合物が存在し得ることを表現するものとする。
「少なくとも」という用語は、1又は1超、例えば1又は2又は3、好ましくは1又は2を定義するものとする。
「場合により置換された」という用語は、それが指す基が非置換又は置換のいずれかであることを意味する。
本明細書及び請求項に亘って、特に文脈により定めがない限り、「含む」(comprise)という語又は例えば「含む」(comprises)や「含む」(comprising)などの変形は、所定の整数又はステップ或いは整数又はステップの群を包含することを意味するが、他の整数又はステップ或いは整数又はステップの群を除外することを意味するものではないことが理解される。
先に与えられた通りの、且つ、全本文の文脈における式I(Ia)の化合物に対する好ましさは、それ自体のみの化合物を指すことを意図するものではなく、請求項の全ての範疇を指すことを意図するものである。それは、式Iの化合物を含む組成物、並びに前記化合物が用いられる使用又は方法の請求項を指す。
本発明の別の一実施形態は、上記定義の通りの式I[式中、L1、L’1、L"1、L2、L’2、L"2、L3、L’3、L"3、L4、L’4及びL"4は、互いに独立して水素、R1、OR1又はハロゲンであり;Xは、O又はSである]の化合物である。
上記定義の通りの式I
[式中、
Xは、O又はSであり;
1及びL2は、XがOである場合、互いに独立してR1、OR1又はハロゲンであり;XがSである場合、互いに独立して水素、R1、OR1又はハロゲンであり;及び
3及びL4は水素である]の化合物が好ましい。
上記定義の通りの式I
[式中、XがOである場合、L1及びL2は互いに独立してC1〜C12アルキル、C7〜C9フェニルアルキル、C5〜C12シクロアルキル、C1〜C12アルコキシ、C5〜C12シクロアルコキシ、フェニル又はハロゲンであり;XがSである場合、L1及びL2は互いに独立して水素、R1、OR1、ハロゲンである]の化合物がとりわけ好ましい。
式I
[式中、
1、L2、L3及びL4は、互いに独立して水素又は有機置換基であり;
Rは、C3〜C20ヘテロアリール又はTであり;L1及びL2の両方がフェニル又はシクロヘキシルである場合、Rは更に水素を示し;
Xは、O、S、NRa又はNCORaである]のかかる化合物が更に好ましい。
式I
[式中、
1及びL2、L’1及びL’2、L"1及びL"2は、互いに独立して水素以外の上記定義の通りであり;及び
3及びL4、L’3及びL’4、L"3及びL"4は、互いに独立して上記定義の通りであり;及び
他の全ての置換基は、上記定義の通り(又は好ましい実施形態における下記のもの)である]の化合物が更に好ましい。
他の好ましい化合物は、上記定義の通りの式I
[式中、
Tは、C1〜C20アルキル、C2〜C20アルケニル、1つ以上のDで置換されたC1〜C20アルキル、1つ以上のEで中断されたC2〜C20アルキル、1つ以上のDで置換され且つ1つ以上のEで中断されたC2〜C20アルキルであり;
Xは、O又はSであり;
Dは、水素、R5、OR5、ハロゲン、O−グリシジル、O−ビニル、O−アリル、COR5、COOR5、OCOR5、又はOCOOR5であり;
Eは、O、COO、OCO、CO、フェニレン、C5〜C6シクロアルキレン又はCR2=CR3である]の化合物である。
上記定義の通りの式I
[式中、
3及びL4は水素であり;L1、L2は、互いに独立して水素、C1〜C4アルキルであり;
Lは、水素、R1、OR1、SR1、ハロゲン、NO2、CN、COOR1、OCOR1、OCOOR1、COOT又はCOTであり;
Xは、O、S、CRab、又は単結合であるが、XがOである場合、Rはピリジニルではなく;及び
1は、請求項1に定義される通りのTについて与えられる意味の内の1つを有する]の化合物が、特に好ましい。
本発明による化合物は、例えば、フリーデル−クラフツ触媒の存在下で、ハロゲン化チオニルと、とりわけ塩化チオニルと式IIの化合物を反応させることにより製造され得る:
Figure 0005570424
[式中、R1、L1、L2、L3、L4及びXは、上記定義の通りである]。
式I[式中、L、L’1、L"1、L2、L2、L"2、L3、L’3、L"3、L4、L’4及びL4は、同一ではない]の化合物の場合、式(II)、(II’)及び/又は(II")の化合物の混合物が、上記の反応において用いられる:
Figure 0005570424
[式中、R、R’、R"、X、X’、X"、L、L’1、L"1、L2、L?2、L"2、L3、L’3、L"3、L4、L’4及びL4は、上記定義の通りである]。
好ましくは、本発明による化合物は、例えば、フリーデル−クラフツ触媒の存在下で、ハロゲン化チオニルと、とりわけ塩化チオニルと、式II[式中、Rは水素である]の化合物である式IIaの化合物を反応させ、続いて水素以外は上記記載の通りのRとの水素の置換反応により製造され得る:
Figure 0005570424
[式中、R、L1、L2、L3、L4及びXは、上記定義の通りであり、Y’は、ハロゲン化物、メシレート、トシレート、OR2又はNCOである]。
L、L’1、L"1、L2、L2、L"2、L3、L’3、L"3、L4、L’4及びL4が同一ではない化合物の場合、式(IIa)、(IIa’)及び/又は(IIa")の化合物の混合物が、上記の反応において用いられる:
Figure 0005570424
[式中、X、X’、X"、L、L’1、L"1、L2、L’2、L"2、L3、L’3、L"3、L4、L’4及びL4は、上記定義の通りである]。
前記反応は、フリーデル−クラフツ触媒の存在下で適切に行われる。フリーデル−クラフツ触媒は、ルイス酸及び/又は強ブレンステッド酸であり得る。かかる触媒は、当業者に既知であり、化学の教科書に公開されている。フリーデル−クラフツ反応のために使用される触媒は、例えば、George A.Olah,Friedel−Crafts and Related Reactions,Vol.I,201及び284−90(1963)に記載されている。AlBr3やAlCl3等のアルミニウム三ハロゲン化物、とりわけAlCl3は、特に適切である。
他の例は、SnCl4、ZnCl2、FeCl3、HPF6;トリフルオロメタンスルホン酸希土類金属塩(Bulletin of the Chemical Society of Japan,2000,73(10),2325に公開されている);トリフルオロメタンスルホン酸銅(Tetrahedron,2001,57,241から既知である);ウラニル塩(Journal of Molecular Catalysis A:Chemical,2000,164(1−2),195で開示されている)である。HFの使用は、Journal of Organic Chemistry,1991,56(20),5955に記載されているが、一方でJournal of Organic Chemistry,1996,61(26),9546においては、アルミナ/トリフルオロ酢酸無水物がマイクロ波条件下で用いられる。触媒としてのZnCl2は、Indian Journal of Heterocyclic Chemistry,2002,11,229から既知である。
フリーデル−クラフツ反応におけるゼオライト触媒は、例えば、J.Molecular Catalysis:Chemical 1998,134,121,Applied Catalysis A:General,2000,201,159に開示されているが、一方で粘土又は交換粘土の使用がUS4304941から既知である。
ヘテロポリ酸又はヘテロポリ酸含有固体担体の適用が、例えば、Journal of Molecular Catalysis A:Chemical 2004,209(1−2),189に記載されている。
フリーデル−クラフツ触媒の混合物を使用することができ、MY、又はより具体的にはMPF6、又はより興味深いことにNaPF6又はKPF6等の塩とのフリーデル−クラフツ触媒の混合物を使用することができる。
製造方法は、溶媒において都合よく行われる。しかしながら、例えば、溶媒として、液体の場合の式IIの芳香族炭化水素自体を使用することが可能であり、その場合、それは過度に使用される。不活性溶媒で前記方法を行うこともできるということが容易に理解される。適切な溶媒は、例えば、George A.Olah,Friedel−Crafts and Related Reactions,Vol.I,298−302(1963)に記載されている溶媒である。それぞれの溶媒の選択は、抽出物及び触媒の溶解性に依存する。前記方法において使用され得る溶媒の典型例としては、ハロゲン化炭化水素(例えばクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、四塩化炭素、ジクロロメタン、テトラクロロエチレン、ブロモベンゼン)、芳香族炭化水素誘導体(例えばニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、ベンゼン、トルエン)、脂肪族飽和炭化水素(例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、それらの異性体の混合物)、石油エーテル又はシクロヘキサン、或いは更なる溶媒、典型的には二硫化炭素、ニトロアルカン(例えばニトロメタン)、ジエチルエーテル、ジメチルスルホキシド、テトラメチレンスルホンがある。
ジクロロメタン、クロロベンゼン及びジクロロベンゼンが、好ましい溶媒である。
前記方法は、一般に、式II又はIIaの抽出物化合物を塩化チオニルと混合し、場合により加熱手段を備えた適切な容器内で前記抽出物を反応させることにより行われる。前記反応は、場合により不活性条件下で行われ、即ち、前記容器には、例えば窒素の雰囲気中で機能することにより前記雰囲気を生じさせるために適切な手段を備え付けるべきである。また、例えばAr又はHeとしての他の不活性気体も用いることが可能である。当業者は、これらの事に精通している。
塩化チオニルとの式II[(II’)、(II’’)]又はIIa[(IIa’),(IIa’’)]の化合物の反応は、種々の方法で行うことが可能である。代表的であるが、排他的でない例は、以下で与えられる。
a)式II[(II’)、(II’’)]又はIIa[(IIa’),(IIa’’)]の化合物を、触媒及び塩化チオニルと共に反応容器内に配置し、直ちに最終的反応温度に冷却又は加熱するか、若しくは
b)式II[(II’)、(II’’)]又はIIa[(IIa’),(IIa’’)]の化合物を、触媒及び塩化チオニルと共に反応容器内に配置し、反応の間、最終温度に徐々に冷却又は加熱するか、若しくは
c)あらかじめ反応温度に冷却又は加熱された式II[(II’)、(II’’)]又はIIa[(IIa’),(IIa’’)]の化合物及び触媒に、塩化チオニルを、反応の間に添加するか、
d)最小限の量の出発材料のいずれか一方又は両方に触媒を懸濁し、次いで反応物を、任意の順序で続いて添加するか、或いは共に添加する。
また、反応容器は、例えば触媒が充填されたカラムから成ってよく、塩化チオニル及び式II[(II’)、(II’’)]又はIIa[(IIa’),(IIa’’)]の化合物は、カラムを通して触媒の上に(例えば連続的に)ポンピングされる。
触媒化学反応及び蒸留が単一の装置において同時に生じる方法である反応蒸留を介して、反応物を集めることが更に可能である。
上記反応におけるチオニルハロゲン化物に対する式II[(II’)、(II’’)]又はIIa[(IIa’),(IIa’’)]の化合物のモル比は、例えば、10:1〜1:1;10:1〜1:2;或いは10:1、5:1、4:1、3.5:1、3:2、3:1、1:1又は1:2であり、好ましくは3:1である。
反応温度は、原則として、前記反応において用いられる抽出物及び溶媒の沸点に依存する。前記温度は、−20℃〜約200℃、例えば−20℃〜140℃又は−20℃〜100℃、特に20℃〜80℃、好ましくは−10℃〜80℃、最も好ましくは0〜60℃の範囲が都合がよい。
水素以外のR=との水素の置換は、例えば、0℃〜100℃の反応温度で、場合により塩基(例えばトリブチルアミン、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、トリエチルアミン、酢酸ナトリウム)の存在下で、溶媒(例えばホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、水)において行うことが可能である。当業者は、OH、SH及びNRaHとして官能基をアルキル化及びアシル化する方法を知っている。
式I[式中、Yは、例えばCl以外である]の化合物を製造するために、塩化物化合物は、当業者に既知の従来のイオン交換反応により所望のアニオンを有する化合物に反応する。アニオンYは、フリーデル−クラフツ反応の間、既に存在してよい。
ジアリール−スルホキシド中間体による段階的な合成(アレーン及び塩化チオニルからのジアリールスルホキシドの合成:Oae and Zalut,J.Am.Chem.Soc.82,5359(1960)、酸化によるジアリールスルフィドからのジアリールスルホキシドの合成:Drabowicz and Mikolajczyk,Org.Prep.Proced.Int.14,45−89(1982))により式Iの化合物を合成することも、もちろん可能であり、次いで式(II’)の第3の化合物と以下の条件下で更に反応させて式(I)の化合物が得られる。また、次いで、アニオンは、場合によりアニオンYに交換され得る:
Figure 0005570424
Rが水素である場合、得られた生成物(Ia)は、例えば続いて上記のようにRY’により置換される。
上記反応スキームにおける式(II)の第3の化合物の導入は、強酸性媒質において行うことができ、その後所望のアニオンの塩による複分解が生じる。幾つかの強酸、例えば、硫酸、ポリリン酸、メタンスルホン酸又は気体塩化水素(US3488378)は、溶媒として利用可能である。また、メタンスルホン酸及び五酸化リンの混合物(J.Org.Chem 1990,55,4222)、又は酢酸無水物及び硫酸の混合物、又はメタンスルホン酸無水物も既知である。これらの方法のための典型的な条件は、−50〜+100℃の間の温度である。より高い温度は、例えば1個の芳香族環のスルホン化等の二次反応のため、通常は有用でない。また、ルイス酸(例えば、テラクロロエチレンにおける塩化アルミニウム(WO03/008404))も使用され得る。通常、これらの方法により得られたスルホニウム塩は、対アニオンとして、前記酸の内の1つから誘導されるアニオン、例えばヒドロゲノサルフェート、メタンスルホネート又はトリフルオロメタンスルホネートを有する。
六フッ化リン酸カリウム又は水性75%HPF6の存在下での酢酸/酢酸無水物/硫酸におけるアリール化等の複分解のない条件は、例えばUS2004/0030158−Aに記載されている。
式II[(II’)、(II")]又はIIa[(IIa’)、(IIa")]の出発化合物は、例えば、市販されているか、当業者に知られているか、若しくは当業者により容易に合成され得る。
従って、本発明の主題はまた、フリーデル−クラフツ触媒の存在下で、塩化チオニルと、式II
Figure 0005570424
の化合物、又は式II、II’及び/又はII"
Figure 0005570424
[式中、
R、R’、R"、X、X’、X"、L1、L’1、L"1、L2、L’2、L"2、L3、L’3、L"3、L4、L’4及びL"4は、上記定義の通りである]の化合物の混合物を反応させ、その後場合によりアニオンYの交換により、式Iの化合物を製造する方法である。
式Iの化合物は、光潜在性酸(即ち、照射の際に酸を放出する化合物)として使用される。
従って、本発明の目的は、
(a1)カチオン的又は酸触媒的に重合性又は架橋性の化合物、又は、
(a2)酸の作用下での現像液におけるその溶解性を増大させる化合物;及び/又は
(ax)ラジカル重合性又は架橋性の化合物;及び
(b)上記の通りの請求項1に記載の式Iの少なくとも1つの化合物、ならびに
成分(a1)又は(a2)及び/又は(ax)及び(b)に加えて、添加剤(c)及び/又は増感剤化合物(d)並びに場合により更なる光重合開始剤(e)を含む放射線感受性組成物である。
本発明の更なる主題は、カチオン的又は酸触媒的に重合性又は架橋性の化合物の重合又は架橋における光潜在性酸供与体としての上記の通りの式Iの化合物の使用、或いは、酸の作用下で現像液におけるそれらの溶解性を増加させる化合物の溶解性を増加させることである。
本発明による組成物は、成分(a1)として、例えば、アルキル又はアリール含有カチオンにより、或いはプロトンによりカチオン重合され得る樹脂及び化合物を含む。それらの例としては、環状エーテル、とりわけエポキシドやオキセタン、更に、ビニルエーテル、ヒドロキシ含有化合物が挙げられる。また、ラクトン化合物及び環状チオエーテル並びにビニルチオエーテルも使用され得る。更なる例としては、アミノプラスチック又はフェノール系レゾール樹脂が挙げられる。これらは、とりわけメラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂及びアルキド樹脂であるが、とりわけメラミン樹脂とのアクリル樹脂、ポリエステル樹脂又はアルキド樹脂の混合物である。また、これらとしては、変性表面コーティング樹脂(例えば、アクリル変性ポリエステル樹脂やアクリル変性アルキド樹脂等)が挙げられる。用語、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂及びアルキド樹脂の下で挙げられる個々の樹脂の種類の例は、例えば、Wagner,Sarx/Lackkunstharze(Munich,1971),pp.86−123 and 229−238又はUllmann/Encyclopaedie der techn.Chemie,4th edition,volume15(1978),pp.613−628又はUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Verlag Chemie,1991,Vol.18,360ff.,Vol.A19,371ff.に記載されている。表面コーティングは、好ましくは、アミノ樹脂を含む。それらの例としては、エーテル化及び非エーテル化メラミン樹脂、尿素樹脂、グアニジン樹脂、ビウレット樹脂が挙げられる。エーテル化アミノ樹脂(例えば、メチル化メラミン樹脂又はブチル化メラミン樹脂(N−メトキシメチル−メラミン又はN−ブトキシメチル−メラミン)やメチル化/ブチル化グリコールウリル)を含む表面コーティングの硬化用酸触媒が特に重要である。
例えば、全ての通例のエポキシド(例えば芳香族、脂肪族又は脂環式エポキシ樹脂)を使用することが可能である。これらは、分子中に少なくとも1個、好ましくは少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物である。それらの例としては、脂肪族又は脂環式のジオール又はポリオールのグリシジルエーテル及びβ−メチルグリシジルエーテル(例えばエチレングリコール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン又は1,4−ジメチロールシクロヘキサンのもの或いは2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン及びN,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アニリンのもの);ジフェノール及びポリフェノール(例えばレゾルシノール、4,4’−ジヒドロキシフェニル−2,2−プロパン、ノボラック又は1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン)のグリシジルエーテルがある。それらの例としては、フェニルグリシジルエーテル、p−tert−ブチルグリシジルエーテル、o−クレシルグリシジルエーテル、ポリテトラヒドロフラングリシジルエーテル、n−ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、C12/15アルキルグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルが挙げられる。更なる例としては、N−グリシジル化合物、例えばエチレン尿素、1,3−プロピレン尿素又は5−ジメチルヒダントインの、又は4,4’−メチレン−5,5’−テトラメチルジヒダントインのグリシジル化合物、或いはトリグリシジルイソシアヌレート等の化合物が挙げられる。
本発明による製剤に使用されるグリシジルエーテル成分(a1)の更なる例は、例えば、過剰のクロルヒドリンとの多価フェノールの反応により得られる多価フェノールのグリシジルエーテル(例えばエピクロロヒドリン(例えば2,2−ビス(2,3−エポキシプロポキシフェノール)プロパンのグリシジルエーテル))である。本発明と関連して使用され得るグリシジルエーテルエポキシドの更なる例は、例えば、US3018262及び"Handbook of Epoxy Resins"by Lee and Neville,McGraw−Hill Book Co.,New York(1967)に記載されている。
また、成分(a1)として適切な、多くの市販のグリシジルエーテルエポキシド(例えば、グリシジルメタクリレート、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル(例えば商品名、EPON828、EPON825、EPON1004、EPON1010(Shell)の下で入手可能なもの);DER−331、DER−332、DER−334(Dow Chemical);フェノールホルムアルデヒドノボラックの1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル(例えばDEN−431、DEN−438(Dow Chemical));レゾルシノールジグリシジルエーテル;アルキルグリシジルエーテル(例えば、C8〜C10グリシジルエーテル(例えばHELOXY Modifier7)、C12〜C14グリシジルエーテル(例えばHELOXY Modifier8)、ブチルグリシジルエーテル(例えばHELOXY Modifier61)、クレシルグリシジルエーテル(例えばHELOXY Modifier62)、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル(例えばHELOXY Modifier65)、多官能グリシジルエーテル(例えば1,4−ブタンジオールのジグリシジルエーテル(例えばHELOXY Modifier67))、ネオペンチルグリコールのジグリシジルエーテル(例えばHELOXY Modifier68)、シクロヘキサンジメタノールのジグリシジルエーテル(例えばHELOXY Modifier107)、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル(例えばHELOXY Modifier44)、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(例えばHELOXY Modifier48)、脂肪族ポリオールのポリグリシジルエーテル(例えばHELOXY Modifier84)(全てのHELOXYグリシジルエーテルは、Shellから入手可能である))がある。
また、例えばスチレン−グリシジルメタクリレートやメチルメタクリレート−グリシジルアクリレートのアクリル酸エステルのコポリマーを含むグリシジルエーテルも適切である。それらの例としては、1:1のスチレン/グリシジルメタクリレート、1:1のメチルメタクリレート/グリシジルアクリレート、62.5:24:13.5のメチルメタクリレート/エチルアクリレート/グリシジルメタクリレートが挙げられる。
また、グリシジルエーテル化合物のポリマーは、例えば他の官能性を含むこともできるが、これらはカチオン硬化を損なわない。
市販の成分(a1)として適切な他のグリシジルエーテル化合物は、多官能性の液体及び固体のノボラックグリシジルエーテル樹脂(例えばPY307、EPN1179、EPN1180、EPN1182、ECN9699)である。
また、異なるグリシジルエーテル化合物の混合物も成分(a1)として使用され得ることが理解される。
グリシジルエーテル(a1)は、例えば、式XX
Figure 0005570424
[式中、
xは、1〜6の数であり;及び
50は、一価から六価のアルキル基又はアリール基である]の化合物である。
好ましくは、例えば、式XX
[式中、
xは、1、2又は3であり;及び
50は、x=1の場合、非置換又はC1〜C12アルキル置換フェニル、ナフチル、アントラシル、ビフェニリル、C1〜C20アルキル、又は1個以上の酸素原子で中断されたC2〜C20アルキル、或いは
50は、x=2の場合、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン、C6〜C10シクロアルキレン、非置換又はハロ置換C1〜C40アルキレン、1個以上の酸素原子で中断されたC2〜C40アルキレン、又は基
Figure 0005570424
或いは
50は、x=3の場合、基
Figure 0005570424
であり;
Zは、1〜10の数であり;及び
60は、C1〜C20アルキレン、酸素、又は
Figure 0005570424
である]のグリシジルエーテル化合物である。
グリシジルエーテル(a1)は、例えば、式XXa
Figure 0005570424
[式中、
70は、非置換又はC1〜C12アルキル置換フェニル;ナフチル;アントラシル;ビフェニリル;C1〜C20アルキル、1個以上の酸素原子で中断されたC2〜C20アルキル;又は式
Figure 0005570424
の基であり;
50は、フェニレン、C1〜C20アルキレン、1個以上の酸素原子で中断されたC2〜C20アルキレン、又は基
Figure 0005570424
であり;及び
60は、C1〜C20アルキレン又は酸素である]の化合物である。
好ましくは、式XXb
Figure 0005570424
[式中、
50は、フェニレン、C1〜C20アルキレン、1個以上の酸素原子で中断されたC2〜C20アルキレン、又は基
Figure 0005570424
であり;及び
60は、C1〜C20アルキレン又は酸素である]のグリシジルエーテル化合物である。
成分(a1)についての更なる例としては、ポリグリシジルエーテルや、アルカリ性条件下で適切なエピクロロヒドリンとの1分子当たり少なくとも2個の遊離アルコール及び/又はフェノールヒドロキシ基を含有する化合物の反応により、又は、或いは酸触媒の存在下のその後アルカリ処理により得ることが可能なポリ(β−メチルグリシジル)エーテルがある。また、異なるポリオールの混合物も使用され得る。
かかるエーテルは、非環式アルコール(例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、より高いポリ(オキシエチレン)グリコール、プロパン−1,2−ジオール及びポリ(オキシプロピレン)グリコール、プロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、ヘキサン−2,4,6−トリオール、グリセロール、1,1,1−トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール)から、脂環式アルコール(例えばレソルシトール、キニトール、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、1,1−ビス−(ヒドロキシメチル)シクロヘキサ−3−エン)から、及び芳香族核を有するアルコール(例えばN,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アニリン、p,p’−ビス(2−ヒドロキシエチルアミノ)ジフェニルメタン)から、ポリ(エピクロロヒドリン)により製造され得る。また、それらは、単核フェノール(例えばレゾルシノール、ヒドロキノン)及び多核フェノール(例えばビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、4,4−ジヒドロキシジフェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン(ビスフェノールA)、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン)から製造され得る。
ポリグリシジルエーテル及びポリ(β−メチルグリシジル)エーテルの製造のために適切な更なるヒドロキシ化合物は、フェノール類(例えばフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、3,5−ジメチルフェノール、4−クロロフェノール、4−tert−ブチルフェノール)とのアルデヒド類(例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、クロラール、フルフラール)の縮合により得ることが可能なノボラックである。
ポリ(N−グリシジル)化合物は、例えば、アニリン、n−ブチルアミン、ビス(4−アミノフェニル)メタン、ビス(4−アミノフェニル)−プロパン、ビス−(4−メチルアミノフェニル)メタン、ビス(4−アミノフェニル)エーテル、スルホン及びスルホキシド等、少なくとも2個のアミノ水素原子を含有するアミンとのエピクロロヒドリンの反応生成物の脱塩化水素反応により得ることが可能である。更に適切なポリ(N−グリシジル)化合物としては、トリグリシジルイソシアヌレートや、環状アルキレン尿素(例えばエチレン尿素、1,3−プロピレン尿素)及びヒダントイン(例えば5,5−ジメチルヒダントイン)のN、N’−ジグリシジル誘導体が挙げられる。
また、ポリ(S−グリシジル)化合物も適切である。それらの例としては、エタン−1,2−ジチオールやビス(4−メルカプトメチルフェニル)エーテル等、ジチオールのジ−S−グリシジル誘導体が挙げられる。
また、成分(a1)として、グリシジル基又はβ−メチルグリシジル基が異なる種類のヘテロ原子に結合するエポキシ樹脂(例えば、4−アミノフェノールのN,N,O−トリグリシジル誘導体、サリチル酸又はp−ヒドロキシ安息香酸のグリシジルエーテル/グリシジルエステル、N−グリシジル−N’−(2−グリシジルオキシプロピル)−5,5−ジメチルヒダントイン、2−グリシジルオキシ−1,3−ビス(5,5−ジメチル−1−グリシジルヒダントイン−3−イル)プロパン)が考えられる。
ビスフェノールのジグリシジルエーテルが好ましい。それらの例としては、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル(例えばARALDIT GY 250)、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、ビスフェノールSのジグリシジルエーテルが挙げられる。特に好ましくは、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルである。
技術的に重要な更なるグリシジル化合物は、カルボン酸、とりわけジカルボン酸及びポリカルボン酸のグリシジルエステルである。それらの例としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、イソフタル酸又はトリメリト酸、或いは二量化脂肪酸のグリシジルエステルがある。
グリシジル化合物でないポリエポキシドの例としては、ビニルシクロヘキサン及びジシクロペンタジエンのエポキシド、3−(3’,4’−エポキシシクロヘキシル)−8,9−エポキシ−2,4−ジオキサスピロ−[5.5]ウンデカン、3,4−エポキシシクロヘキサンカルボン酸の3’,4’−エポキシシクロヘキシルメチルエステル(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、ブタジエンジエポキシド又はイソプレンジエポキシド、エポキシド化リノール酸誘導体又はエポキシド化ポリブタジエンがある。
更に適切なエポキシ化合物は、例えば、リモネンモノオキシド、エポキシド化大豆油、ビスフェノールAエポキシ樹脂及びビスフェノールFエポキシ樹脂(例えばAraldit(登録商標)GY250(A)、ARALDIT(登録商標)GY282(F)、ARALDIT(登録商標)GY285(F))並びにエポキシ基を含有する光硬化性シロキサンである。
更に適切なカチオン重合性又は架橋性の成分(a1)は、例えばUS3117099、US4299938及びUS4339567においても明らかにされ得る。
脂肪族エポキシドの群から、10、12、14又は16個の炭素原子から成る非分岐鎖を有する単官能記号α−オレフィンエポキシドがとりわけ適切である。
今日では多くの異なるエポキシ化合物が市販されているので、結合剤の特性は、広く変化し得る。一つの可能な変形例は、例えば組成物の用途に応じて、異なるエポキシ化合物の混合物の使用や、柔軟剤及び反応性希釈剤の添加である。
エポキシ樹脂は、例えば塗布が噴霧により行われる場合、塗布を容易にするために溶媒で希釈され得るが、エポキシ化合物は、無溶媒状態で好ましくは使用される。室温で粘性〜固体である樹脂は、加熱して塗布され得る。
全ての通例のビニルエーテル(例えば、芳香族、脂肪族又は脂環式ビニルエーテルや、更にケイ素含有ビニルエーテル)もまた、成分(a1)として適切である。これらは、分子中に少なくとも1個、好ましくは少なくとも2個のビニルエーテル基を有する化合物である。本発明による組成物における使用に適したビニルエーテルの例としては、トリエチレングリコールジビニルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、プロピレンカーボネートのプロペニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエーテル、tert−アミルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、エチレングリコールモノビニルエーテル、ブタンジオールモノビニルエーテル、ヘキサンジオールモノビニルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、エチレングリコールブチルビニルエーテル、ブタン−1,4−ジオ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、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールメチルビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、pluriol−E−200ジビニルエーテル、ポリテトラヒドロフランジビニルエーテル−290、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、(4−シクロヘキシル−メチレンオキシエテン)−グルタル酸メチルエステル、(4−ブトキシエテン)−イソ−フタル酸エステルが挙げられる。
ヒドロキシ含有化合物の例としては、ポリエステルポリオール(例えば、ポリカプロラクトン又はポリエステルアジペートポリオール、グリコール、ポリエーテルポリオール)、ヒマシ油、ヒドロキシ官能性ビニル及びアクリル樹脂、セルロースエステル(例えばセルロースアセテートブチレート)、フェノキシ樹脂が挙げられる。
更なるカチオン硬化性製剤は、例えばEP119425において明らかにされ得る。
成分(a1)として、脂環式エポキシド又はビスフェノールA系エポキシドが好ましい。
従って、本発明はまた、成分(a1)が、脂環式エポキシ化合物、グリシジルエーテル、オキセタン化合物、ビニルエーテル、酸架橋性メラミン樹脂、酸架橋性ヒドロキシメチレン化合物、及び酸架橋性アルコキシメチレン化合物の群から選択される少なくとも1種の化合物である放射線感受性組成物に関する。
所望により、本発明による組成物はまた、エチレン性不飽和モノマー、オリゴマー、ポリマー等のフリーラジカル重合性成分を含有することもできる。これらのラジカル重合性成分は、成分(a1)又は成分(a2)のいずれかに添加され得る。しかしながら、前記基硬化性成分は、(a1)又は(a2)の一部であってもよい(更に以下の(A1)、(A2)及び(A3)(基架橋性基及びカチオン架橋性基の両方を含む成分)の記載を参照)。適切な材料は、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を含有し、且つ、付加重合を受けることができる。
エチレン性二重結合を含有する適切なモノマーの例としては、アルキル及びヒドロキシアルキルアクリレート及びメタクリレート(例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル及び2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート)、ステアリルアクリレート、イソボルニルアクリレートが挙げられる。更に適切な例としては、アクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−置換(メタ)アクリルアミド、ビニルエステル(例えばビニルアセテート)、ビニルエーテル(例えばイソブチルビニルエーテル)、スチレン、アルキル−及びハロ−置換スチレン、N−ビニルピロリドン、ビニルクロリド、ビニリデンクロリドが挙げられる。
少なくとも2個の二重結合を含有する適切なモノマーの例としては、グリセロールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−プロパンジオールジアクリレート、1,3−プロパンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヘキサメチレングリコールジアクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、4,4’−ビス(2−アクリロイルオキシエトキシ)ジフェニルプロパン、ペンタエリスリトールトリアクリレート又はテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、1,2,4−ブタントリオールトリメタクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、ビス[1−(2−アクリルオキシ)]−p−エトキシフェニルジメチルメタン、ビス[1−(3−アクリルオキシ−2−ヒドロキシ)]−p−プロポキシフェニルジメチルメタン、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレートトリメタクリレート;200〜500の分子量を有するポリ(エチレングリコール)のビス−アクリレート及びビス−メタクリレート、ジアリルフタレート、ジビニルスクシネート、ジビニルアジペート、ジビニルフタレート、ビニルアクリレート、ジビニルベンゼン、トリアリルホスフェート、トリアリルイソシアヌレート、トリス(2−アクリロイル−エチル)イソシアヌレートが挙げられる。
より高分子量(オリゴマー)の多不飽和化合物の例としては、アクリレートエポキシ樹脂、アクリレート又はビニルエーテル基又はエポキシ基含有ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテルが挙げられる。不飽和オリゴマーの更なる例は、通常、マレイン酸、フタル酸及び1種以上のジオールから製造され、且つ、およそ500〜3000の分子量を有する不飽和ポリエステル樹脂である。また、ビニルエーテルモノマー及びオリゴマー、並びにポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリビニルエーテル及びエポキシ主鎖を有するマレエート末端化オリゴマーも使用され得る。また、WO90/01512に記載されているように、ビニルエーテルのコポリマー及びマレイン酸で官能化されたモノマーも非常に適切である。しかしながら、ビニルエーテル及びマレイン酸で官能化されたモノマーのコポリマーも適切である。かかる不飽和オリゴマーは、プレポリマーとも呼ばれ得る。また、官能化アクリレートも適切である。官能化アクリレート又はメタクリレートポリマーのベースポリマー(主鎖)を形成するために通常使用される適切なモノマーの例は、アクリレート、メタクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート等である。更に、官能性ポリマーを得るためには、重合中に適切な量の官能性モノマーが共重合される。酸官能化アクリレート又はメタクリレートポリマーは、アクリル酸やメタクリル酸等の酸官能性モノマーを使用して得られる。ヒドロキシ官能性アクリレート又はメタクリレートポリマーは、ヒドロキシ官能性モノマー(例えば2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3,4−ジヒドロキシブチルメタクリレート)から得られる。エポキシ官能化アクリレート又はメタクリレートポリマーは、エポキシ官能性モノマー(例えばグリシジルメタクリレート、2,3−エポキシブチルメタクリレート、3,4−エポキシブチルメタクリレート、2,3−エポキシシクロヘキシルメタクリレート、10,11−エポキシウンデシルメタクリレート)を使用して得られる。メタ−イソプロペニル−α、α−ジメチルベンジルイソシアネート等のイソシアネート官能化モノマーからイソシアネート官能性ポリマーを得ることも可能である。
例えば、エチレン性不飽和モノ又はポリ官能性カルボン酸及びポリオール又はポリエポキシドのエステル、鎖中又は側基中にエチレン性不飽和基を有するポリマー(例えば不飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン)及びそれらのコポリマー、アルキド樹脂、ポリブタジエン及びブタジエンコポリマー、ポリイソプレン及びイソプレンコポリマー、側鎖中に(メタ)アクリル基を有するポリマー及びコポリマー、及び1種以上のかかるポリマーの混合物が、とりわけ適切である。
適切なモノ又はポリ官能性不飽和カルボン酸の例は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸、フマル酸や、不飽和脂肪酸(例えばリノレン酸やオレイン酸)である。アクリル酸及びメタクリル酸が好ましい。
しかしながら、不飽和カルボン酸との飽和ジカルボン酸又は飽和ポリカルボン酸の混合物も使用され得る。適切な飽和ジカルボン酸又は飽和ポリカルボン酸の例としては、例えば、テトラクロロフタル酸、テトラブロモフタル酸、フタル酸無水物、アジピン酸、テトラヒドロフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、ヘプタンジカルボン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸が挙げられる。
適切なポリオールは、芳香族ポリオール、とりわけ脂肪族ポリオール及び脂環式ポリオールである。芳香族ポリオールの例は、ヒドロキノン、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、2,2−ジ(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン、ノボラック、レゾールである。ポリエポキシドの例は、前記ポリオールに基づくもの、とりわけ芳香族ポリオール及びエピクロロヒドリンである。また、ポリマー鎖中又は側基中にヒドロキシル基を含有するポリマー及びコポリマー(例えばポリビニルアルコールやそのコポリマー)或いはポリメタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル又はそのコポリマーもポリオールとして適切である。更に適切なポリオールは、ヒドロキシル末端基を有するオリゴエステルである。
脂肪族ポリオール及び脂環式ポリオールの例は、好ましくは2〜12個の炭素原子を有するアルキレンジオール(例えばエチレングリコール、1,2−又は1,3−プロパンジオール、1,2−、1,3−又は1、4−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ドデカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、好ましくは200〜1500の分子量を有するポリエチレングリコール、1,3−シクロペンタンジオール、1,2−、1,3−又は1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−ジヒドロキシメチルシクロヘキサン、グリセロール、トリス(β−ヒドロキシエチル)アミン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール)である。
ポリオールは、1種又は異なる不飽和カルボン酸により部分的に、又は、完全にエステル化され得るが、部分エステルにおいて遊離ヒドロキシル基が他のカルボン酸により変性、例えばエーテル化又はエステル化され得る。
エステルの例は:トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、テトラメチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリペンタエリスリトールオクタアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、トリペンタ―エリスリトールオクタメタクリレート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ジペンタエリスリトールトリスイタコネート、ジペンタエリスリトールペンタイタコネート、ジペンタエリスリトールヘキサイタコネート、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、1、4−ブタンジオールジイタコネート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトール変性トリアクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、オリゴエステルアクリレート及びメタクリレート、グリセロールジ及びトリアクリレート、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、200〜1500の分子量を有するポリエチレングリコールのビスアクリレート及びビスメタクリレート、及びそれらの混合物である。
また、適切な不飽和フリーラジカル重合性化合物は、同一又は異なる不飽和カルボン酸のアミド、及び好ましくは2〜6個、とりわけ2〜4個のアミノ基を有する芳香族、脂環式及び脂肪族ポリアミンである。かかるポリアミンの例は、エチレンジアミン、1,2−又は1,3−プロピレンジアミン、1,2−、1,3−又は1,4−ブチレンジアミン、1,5−ペンチレンジアミン、1,6−ヘキシレンジアミン、オクチレンジアミン、ドデシレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、フェニレンジアミン、ビスフェニレンジアミン、ジ−β−アミノエチルエーテル、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、ジ(β−アミノエトキシ)−又はジ−(β−アミノプロポキシ)−エタンである。更に適切なポリアミンは、側鎖中に更なるアミノ基を有してよいポリマー及びコポリマー、並びにアミノ末端基を有するオリゴアミドである。かかる不飽和アミドの例は:メチレンビスアクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビスアクリルアミド、ビス(メタクリルアミドプロポキシ)エタン、β−メタクリルアミドエチルメタクリレート、N−[(β−ヒドロキシエトキシ)エチル]−アクリルアミドである。
適切な不飽和ポリエステル及びポリアミドは、例えばマレイン酸及びジオール又はジアミンから誘導される。マレイン酸は、他のジカルボン酸により部分的に置換され得た。それらは、エチレン性不飽和コモノマー(例えばスチレン)と共に使用され得る。また、ポリエステル及びポリアミドは、ジカルボン酸及びエチレン性不飽和ジオール又はジアミンから、とりわけ、例えば6〜20個の炭素原子のより長い鎖を有するものから誘導され得る。ポリウレタンの例は、飽和又は不飽和ジイソシアネート及び飽和又は不飽和のジオールから構成されるものである。
ポリブタジエン及びポリイソプレン並びにそれらのコポリマーは、既知である。適切なコモノマーとしては、例えばオレフィン(例えばエチレン、プロペン、ブテン、ヘキセン、(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、スチレン、ビニルクロリド)が挙げられる。また、側鎖中に(メタ)アクリレート基を有するポリマーも既知である。それらは、例えば、(メタ)アクリル酸とのノボラック系エポキシ樹脂の反応生成物;(メタ)アクリル酸でエステル化された、ビニルアルコールのホモポリマー又はコポリマー或いはそれらのヒドロキシアルキル誘導体;或いはヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートでエステル化された(メタ)アクリレートのホモポリマー及びコポリマーであってよい。
フリー基的及びカチオン的の両方で等しく架橋され得る化合物を使用することも可能である。かかる化合物は、例えばビニル基及び脂環式エポキシ基の両方を含有する。それらの例は、JP2−289611−A及びUS6048953に記載されている。
また、2種以上のかかるフリーラジカル重合性材料の混合物も使用され得る。
結合剤もまた、本発明による組成物に添加され得、これは、光重合性化合物が液体又は粘性物質である場合にとりわけ効果がある。結合剤の量は、例えば、全固体成分に対して5〜95質量%、好ましくは10〜90質量%、とりわけ40〜90質量%であってよい。結合剤は、使用分野及びそれに必要な特性(例えば水性及び有機溶媒系の顕色性、基材への付着性、酸素に対する感受性)に従って選択される。
適切な結合剤は、例えば、およそ2000〜2000000、好ましくは5000〜1000000の分子量を有するポリマーである。それらの例は:アクリレート及びメタクリレートのホモポリマー及びコポリマー、例えば、メチルメタクリレート/エチルアクリレート/メタクリル酸、ポリ(メタクリル酸アルキルエステル)、ポリ(アクリル酸アルキルエステル)のコポリマー;フェノール樹脂、セルロース誘導体(例えばセルロースエステル及びエーテル、例えばセルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、メチルセルロース、エチルセルロース);ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリオレフィン、環化ゴム、ポリエーテル(例えばポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリテトラヒドロフラン);ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、塩素化ポリオレフィン、ポリビニルクロリド、ビニルクロリド/ビニリデンクロリドのコポリマー、アクリロニトリル、メチルメタクリレート及びビニルアセテートとのビニリデンクロリドのコポリマー、ポリビニルアセテート、コポリ(エチレン/ビニルアセテート)、ポリマー(例えばポリカプロラクタム、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド))、ポリエステル(例えばポリ(エチレングリコールテレフタレート)、ポリ(ヘキサメチレングリコールスクシネート));及びポリアミドである。
また、下記に記載される樹脂(C1)が、フリー基硬化性成分(ax)として使用され得る。例えば、反応性官能基を有する不飽和アクリレートが特に興味深い。反応性官能基は、例えば、ヒドロキシル基、チオール基、イソシアネート基、エポキシ基、無水物基、カルボキシル基、アミノ基又はブロック化アミノ基から選択され得る。OH基含有不飽和アクリレートの例は、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、更に、グリシジルアクリレートである。
ラジカル重合成分(ax)の更なる記載は、例えば開示内容が参考として本明細書で援用されるWO07/062963(29頁25行目〜32頁19行目)に与えられている。WO07/062963に与えられる通りの、かかるラジカル重合性組成物において適切であると記載される添加剤はまた、成分(ax)が存在する場合、本発明の文脈においても適切である。
また、前記不飽和化合物は、非光重合性膜形成成分との混合物にも使用され得る。これらは、例えば、物理的に乾燥され得る、又は、有機溶媒においてその溶液であり得るポリマー(例えばニトロセルロースやセルロースアセトブチレート)であってよい。或いは、それらは、化学的又は熱的硬化性樹脂(例えばポリイソシアネート、ポリエポキシド、メラミン樹脂)であってよい。また、乾性油(例えば亜麻仁油、亜麻仁油変性アルキド樹脂、支那桐油、大豆油)も存在し得る。熱硬化性樹脂の併用は、第1ステップにおいて光重合され、第2ステップにおける熱的な後処理により架橋されるいわゆるハイブリッド系における使用に重要である。
従って、本発明の放射線硬化性組成物はまた:
(A1)付加反応及び/又は縮合反応において反応性である少なくとも1個の更なる官能基を更に含有する1個以上のフリーラジカル重合性二重結合を有する化合物(例は、上で与えられる)、
(A2)付加反応及び/又は縮合反応において反応性である少なくとも1個の更なる官能基を更に含有する1個以上のフリーラジカル重合性二重結合を有する化合物であって、前記更なる官能基が、成分(A1)の更なる官能基に対して相補的又は反応性である化合物、
(A3)フリーラジカル重合性二重結合に加えて存在する成分(A1)又は(A2)の官能基に対して付加反応及び/又は縮合反応において反応性である少なくとも1個の官能基を有する少なくとも1種のモノマー、オリゴマー及び/又はポリマー化合物、を含んでよい。
成分(A2)は、各場合において、成分(A1)に対して相補的又は反応性の基を担持する。また、異なる種類の官能基が成分中に存在してもよい。
成分(A3)は、付加反応及び/又は縮合反応において反応性であり、且つ、フリーラジカル重合性二重結合に加えて存在する(A1)又は(A2)の官能基と反応することが可能な更なる官能基を含有する成分を提供する。成分(A3)は、フリーラジカル重合性二重結合を含有しない。
かかる組み合わせ(A1)、(A2)、(A3)の例は、WO99/55785において明らかにされ得る。
適切な官能基の例は、ヒドロキシル基、イソシアネート基、エポキシ基、無水物基、カルボキシル基、ブロックアミノ基である。例は、上で記載されている。
熱硬化性成分(C)の構成要素は、例えば、当該技術分野において通例の熱硬化性ラッカー又はコーティング系構成要素である。従って、成分(C)は、多くの構成要素から成ることができる。
成分(C)の例としては、α,β−不飽和酸から誘導されたオリゴマー及び/又はポリマー並びにそれらの誘導体(例えば、ポリアクリレート及びポリメタクリレート、ブチルアクリレートで耐衝撃性の変性を受けたポリメチルメタアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル)が挙げられる。成分(C)の更なる例は、ウレタン、一方では遊離ヒドロキシル基を有するポリエーテル、ポリエステル、ポリアクリレートから、一方では脂肪族又は芳香族ポリイソシアネートから誘導されるポリウレタン、及びそれらの抽出物である。従って、成分(C)としてはまた、例えばエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートの置換アクリル酸エステルから誘導される架橋性アクリル樹脂が、例えば挙げられる。メラミン樹脂、尿素樹脂、イソシアネート、イソシアヌレート、ポリイソシアネート、ポリイソシアヌレート及びエポキシ樹脂と架橋するアルキド樹脂、ポリエステル樹脂及びアクリル樹脂並びにそれらの変性物もまた、成分(C)の構成要素であり得る。
一般に、成分(C)は、例えば、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂、とりわけ熱硬化性樹脂に基づく膜形成結合剤である。それらの例は、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂及びポリウレタン樹脂並びにそれらの混合物である。それらの例は、例えば、Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,5th Ed.,Vol.A18,pp.368−426,VCH,Weinheim 1991において明らかにされ得る。
また、成分(C)は、硬化触媒の添加が効果的である冷間硬化性結合剤又は熱硬化性結合剤であってよい。結合剤の完全硬化を促進する適切な触媒は、例えば、Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Vol.A18,page469,VCH Verlagsgesellschaft,Weinheim 1991において明らかにされ得る。
成分(C)として適切な結合剤の具体例は:
1.場合により硬化触媒の添加による冷間架橋性又は熱架橋性アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂又はメラミン樹脂或いはかかる樹脂の混合物に基づく表面コーティング;
2.ヒドロキシル基含有アクリル樹脂、ポリエステル樹脂又はポリエーテル樹脂並びに脂肪族又は芳香族イソシアネート、イソシアヌレート又はポリイソシアネートに基づく二成分型ポリウレタン表面コーティング;
3.加熱中に非ブロック化するブロックイソシアネート、イソシアヌレート又はポリイソシアネートに基づく一成分型ポリウレタン表面コーティング;場合によりメラミン樹脂を添加することも可能である;
4.脂肪族又は芳香族ウレタン又はポリウレタン並びにヒドロキシル基含有アクリル樹脂、ポリエステル樹脂又はポリエーテル樹脂に基づく一成分型ポリウレタン表面コーティング;
5.場合により硬化触媒の添加による、ウレタン構造において遊離アミン基を有する脂肪族又は芳香族ウレタンアクリレート又はポリウレタンアクリレート並びにメラミン樹脂又はポリエーテル樹脂に基づく一成分型ポリウレタン表面コーティング;
6.(ポリ)ケチミン並びに脂肪族又は芳香族イソシアネート、イソシアヌレート又はポリイソシアネートに基づく二成分型表面コーティング;
7.(ポリ)ケチミン並びに不飽和アクリル樹脂又はポリアセトアセテート樹脂或いはメタクリルアミドグリコレートメチルエステルに基づく二成分型表面コーティング;
8.カルボキシル基又はアミノ基含有ポリアクリレート及びポリエポキシドに基づく二成分型表面コーティング;
9.無水物基含有アクリル樹脂及びポリヒドロキシ成分又はポリアミノ成分に基づく二成分型表面コーティング;
10.アクリレート含有無水物及びポリエポキシドに基づく二成分型表面コーティング;
11.(ポリ)オキサゾリン並びに無水物基含有アクリル樹脂又は不飽和アクリル樹脂或いは脂肪族又は芳香族イソシアネート、イソシアヌレート又はポリイソシアネートに基づく二成分型表面コーティング;
12.不飽和ポリアクリレート及びポリマロネートに基づく二成分型表面コーティング;
13.エーテル化メラミン樹脂と組み合わせた熱可塑性アクリル樹脂又は外因性架橋アクリル樹脂に基づく熱可塑性ポリアクリレート表面コーティング;
14.(メタ)アクリロイル基及び遊離イソシアネート基を有するウレタン(メタ)アクリレートと、イソシアネートと反応する1種以上の化合物(例えば遊離又はエステル化ポリオール)とに基づく表面コーティング系、である。かかる系は、例えばEP928800に公開されている。
成分(C)としても使用され得るブロックイソシアネートは、例えば、Organischer Metallschutz:Entwicklung und Anwendung von Beschichtungsstoffen,pp.159−160,Vincentz Verlag,Hanover(1993)に記載されている。これらは、例えば第一級アルコール、フェノール、酢酸エチルエステル、ε−カプロラクタム、フタルイミド、イミダゾール、オキシム又はアミン等、高反応性NCO基が特定の基との反応により「ブロック化」された化合物である。ブロックイソシアネートは、液体系において、且つ、更にヒドロキシ基の存在下で安定である。加熱の際、ブロック基(保護基)が再度除去され、NCO基は遊離する。
1−成分(1C)及び2−成分(2C)系は、成分(C)として使用され得る。かかる系の例は、Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Vol.A18,Paints and Coatings,pp.404−407,VCH Verlagsgesellschaft mbH,Weinheim(1991)に記載されている。特定の適合により、例えば結合剤/架橋剤比を変化させることにより前記組成物を最適化することが可能である。かかる方法は、当業者に既知であり、コーティング技術において通例である。
本発明による硬化方法において、成分(C)は、好ましくは、アクリレート/メラミン(及びメラミン誘導体)、2−成分ポリウレタン、1−成分ポリウレタン、2−成分エポキシ/カルボキシ、又は1−成分エポキシ/カルボキシに基づく混合物である。また、かかる系の混合物(例えば1−成分ポリウレタンへのメラミン(又はその誘導体)の添加)も可能である。
成分(C)は、好ましくは、メラミンとのポリアクリレート又はメラミン誘導体に基づく結合剤、或いは非ブロック化ポリイソシアネート又はポリイソシアヌレートとのポリアクリレート及び/又はポリエステルポリオールに基づく系である。
また、成分(C)は、成分(C)の結合剤及び/又は架橋剤構成要素と反応することが可能な少なくとも1個以上のOH基、NH2基、COOH基、エポキシ基又はNCO基を更に含有するエチレン性不飽和結合(プレポリマー)を有するモノマー及び/又はオリゴマー化合物(=C1)を含んでもよい。塗布及び熱硬化の後、エチレン性不飽和結合は、紫外線の照射により架橋高分子形態に転化される。かかる成分(C)の例は、例えば上述の刊行物、Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,5th Ed.,Vol.A18,pp.451−453、又はS.Urano,K.Aoki,N.Tsuboniva and R.Mizuguchi in Progress in Organic Coatings,20(1992),471−486、又はH.Terashima and O.Isozaki in JOCCA 1992(6),222で記載されている。
また、(C1)は、例えばOH基含有不飽和アクリレート、例えばヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート又はグリシジルアクリレートであってもよい。成分(C1)は、任意の所望の構造のものでもよい(例えば、それは、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル等の単位を含有してよい)が、それは、エチレン性不飽和二重結合及び更に遊離OH基、COOH基、NH2基、エポキシ基又はNCO基を含有する。
また、(C1)は、例えば、アクリル酸又はメタクリル酸とエポキシ官能性オリゴマーを反応させることにより得ることも可能である。ビニル性二重結合を有するOH官能性オリゴマーの典型例は、
Figure 0005570424
であって、CH2=CHCOOHと
Figure 0005570424
との反応により得られるものである。
成分(C1)を得る別の可能な方法は、例えば、エポキシ基を1個だけ含有し、且つ、分子中の別の位置で遊離OH基を有するオリゴマーの反応である。
UV架橋性製剤及び熱架橋性製剤における熱重合性成分(C)に対するフリー基放射線−硬化性−重合性成分の量の比は、重要ではない。「二重硬化」系は、当業者に既知であるため、当業者は、用途に応じた遊離基成分及び熱的架橋性成分の最適混合比を理解している。例えば、前記比は、5:95〜95:5、20:80〜80:20、又は30:70〜70:30、例えば40:60〜60:40の範囲内であり得る。
「二重硬化」系、即ち放射線硬化性成分及び熱硬化性成分の両方を含む系の例は、なかでもUS5922473(6〜10段)において明らかにされ得る。
本発明による製剤は、酸の存在下で重合反応又は重縮合反応を受けることができる少なくとも1個、好ましくは2個以上の官能基を含有する酸化乾燥アルキド樹脂に基づく非水系コーティング組成物を、成分(a1)として更に含むことができる。かかる樹脂の例は、例えばWO99/47617に提案される通りのビニルエーテル官能化アルキド樹脂、アセタール官能化アルキド樹脂及び/又はアルコキシシラン官能化アルキド樹脂である。それらの変性アルキド樹脂は、単独で、又は、他のアルキド樹脂と組み合わせて使用され得る。非水性コーティングにおけるアルキド樹脂組成物の少なくとも一部は、少なくともその一部が多不飽和である多くの不飽和脂肪族化合物を含有する結果として、酸化乾燥する。
成分(a1)としてそれらの変性アルキド樹脂を含有する製剤は、光重合開始剤(b)に加えて酸化乾燥剤を場合により含有することができる。適切な酸化乾燥剤は、例えば金属乾燥剤である。適切な乾燥剤としては、例えば、オクタン酸やナフテン酸の脂肪族(脂環式)酸の金属塩を挙げることが可能であり、使用される金属は、例えば、コバルト、マンガン、鉛、ジルコニウム、カルシウム、亜鉛、及び希土類金属である。乾燥剤の混合物が使用され得る。コバルト、ジルコニウム及びカルシウムの金属塩、又はそれらの混合物が好ましい。乾燥剤(金属として算出される)は、通常、0.001〜3質量%の量で使用される。
ある条件下では、成分(a1)として変性アルキド樹脂を使用する場合、式(I)のスルホニウム塩に加えて1種以上のモノ−又はビス−アシルホスフィンオキシド光重合開始剤を使用することも効果的である。適切なモノアシル−又はビスアシル−ホスフィンオキシド光重合開始剤としては、例えば、モノアシルホスフィンオキシド(例えば、(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−ジフェニルホスフィンオキシド(DAROCUR(登録商標)TPO)や(2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニル−エトキシ−ホスフィンオキシド)や、ビスアシルホスフィンオキシド光重合開始剤(例えば、ビス(2,6−ジ−メトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチル−ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−(2,4−ジペンチルオキシフェニル)−ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニル−ホスフィンオキシド(IRGACURE(登録商標)819))が挙げられる。それらのモノアシル−又はビスアシルホスフィンオキシドは、効果的には0.5〜5%の量で使用される。
成分(a1)が光重合開始剤(b)に加えて変性アルキド樹脂を含有する場合、酸化乾燥剤と、適切なモノアシル−又はビスアシル−ホスフィンオキシド光重合開始剤とを使用することも可能である。
成分(a1)として使用されるアルキド樹脂は、少なくともその一部が多不飽和である多くの不飽和脂肪族化合物を含有する。それらのアルキド樹脂の製造のために好ましくは使用される不飽和脂肪族化合物は、不飽和脂肪族モノカルボン酸、とりわけ多不飽和脂肪族モノカルボン酸である。
単不飽和脂肪酸の例は、ミリストレイン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ガドレイン酸、エルカ酸、リシノール酸である。好ましくは、共役二重結合を含有する脂肪酸(例えば脱水素化ヒマシ油脂肪酸及び/又は支那桐油脂肪酸)が使用される。他の適切なモノカルボン酸としては、テトラヒドロ安息香酸、水素化又は非水素化アビエチン酸、或いはそれらの異性体が挙げられる。所望により、当該モノカルボン酸は、アルキド樹脂の製造において、例えば植物油として、トリグリセリドの形態で完全に又は部分的に使用され得る。所望により、2種以上のかかるモノカルボン酸又はトリグリセリドの混合物が、場合により1種以上の飽和脂肪族(脂環式)又は芳香族モノカルボン酸、例えば、ピバル酸、2−エチル−ヘキサン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、4−tert−ブチル安息香酸、シクロペンタンカルボン酸、ナフテン酸、シクロヘキサンカルボン酸、2,4−ジメチル安息香酸、2−メチル安息香酸、及び安息香酸の存在下で使用され得る。
所望により、ポリカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、5−tert−ブチルイソフタル酸、トリメリト酸、ピロメリト酸、コハク酸、アジピン酸、2,2,4−トリメチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、二量化脂肪酸、シクロペンタン−1,2−ジカルボン酸、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、4−メチルシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、エンドメチレン−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸、エンドイソプロピリデン−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸)もまた、アルキド樹脂に組み込まれ得る。所望により、当該カルボン酸は、無水物として、或いはエステル、例えば1〜4個の炭素原子を有するアルコールのエステルの形態で使用され得る。
更に、アルキド樹脂は、二価又は多価ヒドロキシル化合物から構成され得る。
適切な二価ヒドロキシル化合物の例は、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,12−ドデカンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサン−ジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−シクロヘキシル−1,3−プロパンジオールである。適切なトリオールの例は、グリセロール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンである。3個超のヒドロキシル基を有する適切なポリオールは、ペンタエリスリトール、ソルビトール、当該化合物のエーテル化生成物(例えばジトリメチロールプロパン、ジ−、トリ−及びテトラ−ペンタエリスリトール)である。好ましくは、3〜12個の炭素原子を有する化合物(例えばグリセロール、ペンタエリスリトール及び/又はジペンタエリスリトール)が使用される。
アルキド樹脂は、構成要素の直接エステル化により得ることが可能であるが、別の方法としては、それらの成分の一部がエステルジオール又はポリエステルジオールに既に転化することできた。不飽和脂肪酸は、乾性油の形態で使用され得る(例えば亜麻仁油、マグロ魚油、脱水素化ヒマシ油、ヤシ油、脱水素化ヤシ油)。次いで、添加される他の酸及びジオールとのエステル交換により、最終的なアルキド樹脂が得られる。エステル交換は、場合によりトルエン及び/又はキシレン等の溶媒の存在下で、115〜250℃の範囲内の温度で効果的に行われる。前記反応は、触媒量のエステル交換触媒の存在下で効果的には行われる。適切なエステル交換触媒の例としては、酸(例えばp−トルエンスルホン酸)、塩基性化合物(例えばアミン)、化合物(例えば酸化カルシウム、酸化亜鉛、オルトチタン酸テトライソプロピル、ジブチルスズオキシド、塩化ベンジルトリフェニルホスホニウム)が挙げられる。
成分(a1)の一部として使用されるビニルエーテル、アセタール及び/又はアルコキシシラン化合物は、好ましくは、少なくとも2個のビニルエーテル基、アセタール基及び/又はアルコキシシラン基を含有し、且つ、150以上の分子量を有する。それらのビニルエーテル、アセタール、及び/又はアルコキシシラン化合物は、例えば、アミノ基、エポキシ基、チオール基、イソシアネート基、アクリル基、水素化物基又はヒドロキシル基と反応し得る少なくとも2個の基を有する化合物との、ビニルエーテル基、アセタール基及び/又はアルコキシシラン基、更に最高で1個の官能性のアミノ基、エポキシ基、チオール基、イソシアネート基、アクリル基、水素化物基又はヒドロキシル基を含有する市販のビニルエーテル、アセタール及び/又はアルコキシシラン化合物の反応により得ることが可能である。それらの例としては、少なくとも2個のエポキシ基、イソシアネート基、ヒドロキシル基及び/又はエステル基を有する化合物や、少なくとも2個のエチレン性不飽和基又はエチニレン性不飽和基を有する化合物を挙げることができる。成分(a1)として、反応基(例えばアミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、水素化物基、エポキシ基及び/又はイソシアネート基)を介した付加によりビニルエーテル、アセタール及び/又はアルコキシシラン化合物がアルキド樹脂に共有結合する組成物が好ましい。その目的のために、前記化合物は、アルキド樹脂に存在する反応基を有する付加物を形成し得る少なくとも1個の基を有しなければならない。
ビニルエーテル基をアルキド樹脂に組み込むため、アルキド樹脂に存在する反応基の内の1つ以上で付加物を形成し得る反応基(例えばヒドロキシル基、アミノ基、エポキシ基イソシアネート基)でそのアルキル基が置換されるビニルオキシアルキル化合物が使用される。
成分(a1)としては、酸の存在下で反応性である基の数に対するアルキド樹脂に存在する酸化乾燥基の数の比が1/10〜15/1、とりわけ1/3〜5/1の範囲内である組成物が好ましい。単一の変性アルキド樹脂の代わりに、1つのアルキド樹脂が高度に変性され、その他があまり変性されていないか又は全く変性されていない複数のアルキド樹脂を使用することも可能である。
アルキド樹脂に共有結合し得るビニルエーテル化合物の例は、エチレングリコールモノビニルエーテル、ブタンジオールモノビニルエーテル、ヘキサンジオールモノビニルエーテル、トリエチレングリコールモノビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、2−エチルヘキサンジオールモノビニルエーテル、ポリテトラヒドロフランモノビニルエーテル、テトラエチレングリコールモノビニルエーテル、トリメチロールプロパンジビニルエーテル、アミノプロピルビニルエーテルである。
付加物は、例えば、過剰のジイソシアネートとヒドロキシル基又はアミノ基を含有するビニルエーテル化合物を反応させ、その後アルキド樹脂の遊離ヒドロキシル基と遊離イソシアネート基含有付加物を反応させることにより形成され得る。好ましくは、まずアルキド樹脂の遊離ヒドロキシル基が過剰のポリイソシアネートと反応し、次いで遊離イソシアネート基がアミノ基又はヒドロキシル基含有ビニルエーテル化合物と反応する方法が使用される。ジイソシアネートの代わりに、ジエステルを使用することも可能である。過剰のジエステルとのアルキド樹脂に存在するヒドロキシル基のエステル交換の後、ヒドロキシ官能性ビニルエーテル化合物又はアミノ官能性ビニルエーテル化合物との残存するエステル基のエステル交換又はアミド基転移を行うことにより、それぞれビニルエーテル官能性アルキド樹脂が生じる。非塩基性窒素原子を得るために、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)等のヒドロキシ官能性(メタ)アクリレートエステルの存在下で製造を行い、次いで、それにより官能化されたアルキド樹脂をミカエル反応によりビニルエーテル基含有化合物及び第一アミノ基含有化合物と反応させ、その後例えばイソシアネート化合物との反応を行うことにより、アルキド樹脂の製造中にアルキド樹脂に(メタ)アクリレート基を組み込むことも可能である。
かかる反応の例は、例えばWO99/47617に記載されている。ジペンタエリスリトールとのリシニン脂肪酸のエステル化の後、適切な比のマロン酸ジエチル及び4−ヒドロキシブチルビニルエーテルとの遊離ヒドロキシル基のエステル交換により、成分(a1)としての使用に適切なビニルエーテル官能性アルキド樹脂が生じる。
アセタール官能性アルキド樹脂の製造のためには、一般に、アミノ基で官能化されるジアルキルアセタールが使用される。適切なアセタール化合物の例としては、4−アミノブチルアルデヒドジメチルアセタールや4−アミノブチルアルデヒドジエチルアセタールが挙げられる。アルキド樹脂は、イソシアネート基、低沸点のアルコールのエステル基又は(メタ)アクリレート基で官能化されたアルキド樹脂へのアミノアセタールモノマーの付加により変性される。得られたジアルキル−アセタール変性アルキド樹脂は、高固形物含量及び低粘性を有するコーティング組成物に組み込まれ得る。また、アセタール官能性アルキド樹脂の製造は、アルキド樹脂のカルボキシル基とヒドロキシアセタールとを反応させることにより、又は、アルキド樹脂のヒドロキシル基とジイソシアネート又はジエステル化合物とを反応させることにより行うこともできる。
この製造方法の例は、WO99/47617に記載されている(例えば、マロン酸ジエチルとのヒドロキシ官能性アルキド樹脂のエステル化を行った後、適切な比で4−アミノブチルアルデヒドジメチルアセタールと遊離エステル基とのアミド基転移を行う)。得られたアセタール変性アルキド樹脂は、成分(a1)として適切である。
アルキド樹脂にアルコキシシラン基を組み込むためには、アルキド樹脂を構成する前記構成要素の内の1つ以上と続いて反応する1個以上の反応基を有するシロキサン化合物が使用される。これらは、例えば、式:(E)a−Si(R10b(R20c
[式中、
10は、アルコキシ又はオキシアルキレンアルコキシであるか、或いは、Eが水素である場合、R10はハロゲンであり、
20は、脂肪族基、脂環式基又は芳香族基であり、Eは、水素或いはアミノ基、イソシアネート基、メルカプト基又はエポキシ基で置換されたアルキル基であり;aは、1〜3であり、bは、1〜3であり、cは、0〜2であり、及びa+b+c=4である]のアルコキシシランである。
10は、好ましくはアルコキシ基において1〜4個の炭素原子を有するアルコキシ基であり、R20は、好ましくは18個以下の炭素原子を有する基である。
適切なシロキサン化合物の例は、3−アミノプロピル−トリエトキシシラン、ポリグリコールエーテル変性アミノシラン、3−アミノプロピル−トリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリス−メトキシ−エトキシエトキシシラン、3−アミノプロピル−メチル−ジエトキシシラン、N−2−アミノエチル−3−アミノプロピル−トリメトキシ−シラン、N−2−アミノエチル−3−アミノプロピル−メチルジメトキシ−シラン、N−メチル−3−アミノプロピル−トリメトキシシラン、3−ウレイドプロピル−トリエトキシシラン、3,4,5−ジヒドロイミダゾール−1−イル−プロピルトリエトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピル−トリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピル−トリメトキシシラン、3−メルカプトプロピル−トリメトキシシラン、及び3−メルカプトプロピル−メチル−ジメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジエトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシラン、トリ−メトキシシラン、トリクロロシラン、トリヨードシラン、トリブロモシラン、ジクロロメチルシラン及びジブロモメチルシランである。
アルキド樹脂は、例えば、ポリイソシアネート又は低沸点アルコールのポリエステルで変性されたアルキド樹脂へのアミノ基変性アルコキシシランの挿入により変性され得る。水素化物官能性アルコキシシランは、アルキド樹脂におけるエチレン性不飽和基にシリル水素化物基を含有する化合物を付加することにより、アルキドに直接、即ちジイソシアネートやジエステル等の結合分子で変性されることなく結合され得る。その付加は、遷移金属により触媒される。その方法において、好ましくはハロゲン化シリル水素化物が使用され、付加反応を停止させるために、低沸点アルコールによるアルコキシシラン化合物への転化が行われる。前記付加反応は、立体障害基の非存在下で効果的に行われ、例えば10−ウンデセンカルボン酸のエステルによる場合のように、エチレン性不飽和基が末端基である場合、最適な方法で進行する。
アルコキシシロキサン変性アルキド樹脂の製造の例は、WO99/47617に記載されている。マロン酸ジエチルとのヒドロキシ官能性アルキド樹脂のエステル化の後、適切な比での3−アミノプロピルトリエトキシシランとの遊離エステル基のアミド基転移により、アルコキシシラン変性アルキド樹脂が生じる。また、ヒドロキシ変性アルキド樹脂は、過剰のイソホロンジイソシアネートと反応され得、その後、3−アミノプロピルトリエトキシシランとの遊離イソシアネート基の反応が起こる。前記記載の方法により得られた両方のアルコキシシロキサン変性アルキド樹脂は、成分(a1)における使用に適切である。
フリーラジカル重合性成分が本発明による製剤に添加される場合、又は成分(ax)が存在する場合、適切なフリー基光重合開始剤又はかかる光重合開始剤の混合物、例えばカンファーキノン、ベンゾフェノン及びその誘導体、Lambertiから入手可能なESACURE TZT(登録商標)、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン及び4−メチルベンゾフェノンの混合物、Darocur(登録商標)BP、ベンゾフェノン、2−メチルベンゾフェノン、3−メチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、3−メチル−4’−フェニル−ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチル−4’−フェニル−ベンゾフェノン、2−メトキシカルボニルベンゾフェノン、4,4’−ビス(クロロメチル)ベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、3,3’−ジメチル−4−メトキシ−ベンゾフェノン、[4−(4−メチルフェニルチオ)フェニル]−フェニルメタノン、メチル−2−ベンゾイルベンゾエート、3−メチル−4’−フェニルベンゾフェノン、2,4,6−トリメチル−4’−フェニルベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)−ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等、アセトフェノン及びその誘導体、例えば1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(IRGACURE(登録商標)184)又はIRGACURE(登録商標)500(ベンゾフェノンとのIRGACURE(登録商標)184の混合物);又は2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパノン(DAROCUR(登録商標)1173)、2−ヒドロキシ−1−[3−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−フェニル]−1,1,3−トリメチル−インダン−5−イル]−2−メチル−プロパン−1−オン、4−アロイル−1,3−ジオキソラン、1−(4−ドデシルベンゾイル)−1−ヒドロキシ−1−メチル−エタン、1−(4−イソプロピルベンゾイル)−1−ヒドロキシ−1−メチル−エタン、α−ヒドロキシ−又はα−アミノ−アセトフェノン、例えば2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン(IRGACURE(登録商標)907)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1(Ir−GACURE(登録商標)369)、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルホリン−4−イル−フェニル)−ブタン−1−オン(IRGACURE(登録商標)379)、(4−(2−ヒドロキシエチル)アミノベンゾイル)−1−ベンジル−1−ジメチルアミノプロパン)、(3,4−ジメトキシベンゾイル)−1−ベンジル−1−ジメチルアミノプロパン、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(IRGACURE(登録商標)2959)、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(IRGACURE(登録商標)651)、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(IRGACURE(登録商標)127)、2−ベンジル−1−(3,4−ジメトキシ−フェニル)−2−ジメチルアミノ−ブタン−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)−フェノキシ]−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、F.Lambertiにより提供されるESACURE(登録商標)KIP、2−ヒドロキシ−1−{1−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−フェニル]−1,3,3−トリメチル−インダン−5−イル}−2−メチル−プロパン−1−オン;ベンゾインアルキルエーテル及びベンジルケタール(例えば、ベンジルジメチルケタール)、フェニルグリオキシレート及びその誘導体、例えばオキソ−フェニル酢酸2−[2−(2−オキソ−2−フェニル−アセトキシ)−エトキシ]−エチルエステル(IRGACURE(登録商標)754)、モノ−又はビス−アシルホスフィンオキシド(例えば、(2,4,6−トリメチル−ベンゾイル)−フェニル−ホスフィンオキシド(DAROCUR(登録商標)TPO)、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−(2,4,4−トリメチル−ペンタ−1−イル)ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニル−ホスフィンオキシド(IRGACURE(登録商標)819)、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−(2,4−ジペンチルオキシフェニル)ホスフィンオキシド)、又はオキシムエステル(例えば、1,2−オクタンジオン1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−2−(O−ベンゾイルオキシム)(IRGACURE(登録商標)OXE01)、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)(IRGACURE(登録商標)OXE02)、9H−チオキサンテン−2−カルボキサルデヒド9−オキソ−2−(O−アセチルオキシム))、例えばEP126541に記載される通りのベンゾフェノンテトラカルボン酸ペルエステル等のペルエステル、並びに当業者に既知の他の任意の基光重合開始剤を添加することも効果的であり得る。
DAROCUR及びIRGACURE化合物は、Ciba Specialty Chemicalsから市販されている。
他の更なる成分は、例えば、ヒドロキシ官能性成分(例えばアルコール類、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ヒドロキシ基含有ポリウレタン、ヒマシ油)であり得る。それらの例としては、脂肪族及び脂環式ポリオール(例えば、好ましくは2〜12個の炭素原子を有するアルキレンジオール、例えばエチレングリコール、1,2−又は1,3−プロパンジオール、1,2−、1,3−又は1、4−ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ドデカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、好ましくは200〜1500の分子量を有するポリエチレングリコール、1,3−シクロペンタンジオール、1,2−、1,3−又は1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−ジ−ヒドロキシ−メチルシクロヘキサン、グリセロール、トリス(β−ヒドロキシ−エチル)アミン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びソルビトール)が挙げられる。前記ポリオールは、部分的に、又は、完全に、1種又は種々の不飽和カルボン酸によりエステル化され得るが、それは、変性された、例えば、他のカルボン酸によりエーテル化又はエステル化された部分エステルにおいて遊離ヒドロキシル基について可能である。エステルの例としては:トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、テトラメチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリペンタエリスリトールオクタアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、トリペンタエリスリトールオクタメタクリレート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ジペンタエリスリトールトリスイタコネート、ジペンタエリスリトールペンタイタコネート、ジペンタエリスリトールヘキサイタコネート、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、1、4−ブタンジオールジイタコネート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトール変性トリアクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、オリゴエステルアクリレート及びメタクリレート、グリセロールジ−及びトリ−アクリレート、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、200〜1500の分子量を有するポリエチレングリコールのビスアクリレート及びビスメタクリレート、或いはそれらの混合物が挙げられる。
また、式Iのスルホニウム塩化合物は、例えば、シロキサン基含有樹脂用光励起性硬化剤として使用され得る。それらの樹脂は、例えば、酸触媒加水分解により自己縮合を受けることができるか、或いは、第2の樹脂成分(例えば多官能価アルコール、ヒドロキシ基含有アクリル樹脂又はポリエステル樹脂、部分加水分解ポリビニルアセタール又はポリビニルアルコール)で架橋され得る。ポリシロキサンのその種類の重縮合は、例えば、JJ.Lebrun,H.Pode,Comprehensive Polymer Science Vol.5,p.593,Pergamon Press,Oxford,1989に記載されている。
酸の作用下で現像液における溶解性が増加する化合物、即ち成分(a2)の例としては、例えば以下のモノマーの共重合により得ることができるオリゴマー、ポリマー、コポリマーが挙げられる:非環状又は環状第二級及び第三級アルキル(メタ)アクリレート(例えばtert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、3−オキソシクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニルメタクリレート、5−ノルボルネン−2−tert−ブチルエステル、8−エチル−8−トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、(2−テトラヒドロピラニル)オキシノルボルニルアルコールアクリレート、(2−テトラヒドロピラニル)オキシメチルトリシクロドデカンメタノールメタクリレート、トリメチルシリルメチル(メタ)アクリレート、(2−テトラヒドロピラニル)オキシノルボルニルアルコールアクリレート、(2−テトラヒドロピラニル)オキシメチルトリシクロドデカンメタノールメタクリレート、トリメチルシリルメチル(メタ)アクリレート)、o−/m−/p−(3−オキソシクロヘキシルオキシ)スチレン、o−/m−/p−(1−メチル−1−フェニルエトキシ)スチレン、o−/m−/p−テトラヒドロピラニルオキシスチレン、o−/m−/p−アダマンチルオキシスチレン、o−/m−/p−シクロヘキシルオキシスチレン、o−/m−/p−ノルボルニルオキシスチレン、非環状又は環状アルコキシカルボニルスチレン(例えばo−/m−/p−tert−ブトキシカルボニルスチレン、o−/m−/p−(3−オキソシクロヘキシルオキシカルボニル)スチレン、o−/m−/p−(1−メチル−1−フェニルエトキシカルボニル)スチレン、o−/m−/p−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルスチレン、o−/m−/p−アダマンチルオキシカルボニルスチレン、o−/m−/p−シクロヘキシルオキシカルボニルスチレン、o−/m−/p−ノルボルニルオキシカルボニルスチレン)、非環状又は環状アルコキシカルボニルオキシスチレン(例えばo−/m−/p−tert−ブトキシカルボニルオキシスチレン、o−/m−/p−(3−オキソシクロヘキシルオキシカルボニルオキシ)スチレン、o−/m−/p−(1−メチル−1−フェニルエトキシカルボニルオキシ)−スチレン、o−/m−/p−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルオキシスチレン、o−/m−/p−アダマンチルオキシカルボニルオキシスチレン、o−/m−/p−シクロヘキシルオキシカルボニルオキシスチレン、o−/m−/p−ノルボルニルオキシカルボニルオキシスチレン)、非環状又は環状アルコキシカルボニルアルコキシスチレン(例えばo−/m−/p−ブトキシカルボニルメトキシスチレン、p−tert−ブトキシカルボニルメトキシスチレン、o−/m−/p−(3−オキソシクロヘキシルオキシカルボニルメトキシ)スチレン、o−/m−/p−(1−メチル−1−フェニルエトキシカルボニルメトキシ)スチレン、o−/m−/p−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルメトキシスチレン、o−/m−/p−アダマンチルオキシカルボニルメトキシスチレン、o−/m−/p−シクロヘキシルオキシカルボニルメトキシスチレン、o−/m−/p−ノルボルニルオキシカルボニルメトキシスチレン、トリメチルシロキシスチレン、ジメチル(ブチル)シロキシスチレン)、不飽和アルキルアセテート(例えばイソプロペニルアセテート、その誘導体)、5−ノルボルネニル−2−tert−ブチルエステル;更に、低活性化エネルギーを有する酸不安定基を担持するモノマー(例えば、p−又はm−(1−メトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−メトキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−メトキシ−1−メチルプロポキシ)スチレン、p−又はm−(1−メトキシ−1−メチルプロポキシ)メチルスチレン、p−又はm−(1−メトキシエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−メトキシエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−エトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−エトキシ−1−メチル−エトキシ)メチルスチレン、p−又はm−(1−エトキシ−1−メチルプロポキシ)スチレン、p−又はm−(1−エトキシ−1−メチルプロポキシ)メチルスチレン、p−又はm−(1−エトキシエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−エトキシエトキシ)−メチルスチレン、p−(1−エトキシフェニルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−n−プロポキシ−1−メチルエトキシ)−スチレン、p−又はm−(1−n−プロポキシ−1−メチルエトキシ)メチルスチレン、p−又はm−(1−n−プロポキシエトキシ)−スチレン、p−又はm−(1−n−プロポキシエトキシ)メチルスチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシ−1−メチルエトキシ)−スチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシ−1−メチルエトキシ)メチルスチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシエトキシ)−スチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシエトキシ)メチルスチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシ−1−メチルプロポキシ)スチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシ−1−メチルプロポキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−イソ−プロポキシプロポキシ)スチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシプロポキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−n−ブトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−n−ブトキシエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−イソブトキシ−1−メチル−エトキシ)−スチレン、p−又はm−(1−tert−ブトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−n−ペンチルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−イソアミルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−n−ヘキシルオキシ−1−methyl−エトキシ)スチレン、p−又はm−(1−シクロヘキシルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−トリメチルシリルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−トリメチルシリルオキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−ベンジルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−ベンジルオキシ−1−メチルエトキシ)メチルスチレン、p−又はm−(1−メトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−メトキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−トリメチルシリルオキシ−1−メチルエトキシ)−スチレン、p−又はm−(1−トリメチルシリルオキシ−1−メチルエトキシ)メチルスチレン)。アルコキシアルキルエステル酸不安定基を有するポリマーの更なる例は、US5225316及びEP829766において明らかにされ得る。アセタール保護基を有するポリマーの例は、例えば、US5670299、EP780732、US5627006、US5558976、US5558971、US5468589、EP704762、EP762206、EP342498、EP553737、並びにACS Symp.Ser.614,Microelectronics Technology,pp.35−55(1995),J.Photopolymer Sci.Technol.Vol.10,No.4(1997),pp.571−578,J.Photopolymer Sci.Technol.Vol.12,no.4(1999)pp.591−599及び"Proceedings of SPIE",Advances in Resist Technology and Processing XVII,Vol.3999,Part One,pp.579−590,28.Feb.−1.March 2000に記載されている。しかしながら、本発明による組成物に適切なポリマーは、それらに限定されない。
また、酸不安定基を有するモノマーは、適切な場合、特定の溶解性及び付着性を確立するために、酸不安定基を担持しない他のフリーラジカル重合性モノマー(例えば、スチレン、アクリロニトリル、メチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、4−ヒドロキシスチレン、4−アセトキシスチレン、4−メトキシスチレン、4−ビニルシクロヘキサノール、ノルボルネン、エチルノルボルネン、無水マレイン酸)で共重合され得る。或いは、酸不安定基は、ポリマー類似反応において続いて導入され得るだけである。プレポリマーが、例えば部分水素化、部分アルキル化、部分アセチル化によりかかるポリマー類似反応の前に目標とする方法で変性され得ることは、当業者にも既知である。即ち、酸不安定基を有するポリマーが、全ての場合において共重合によりモノマーから合成されなくてもよいということである。
例えば、H.−T.Schacht,P.Falcigno,N.Muenzel,R.Schulz and A.Medina,ACS Symp.Ser.706(Micro− and Nanopatterning Polymers),pp.78−94,1997;H.−T.Schacht,N.Muenzel,P.Falcigno,H.Holzwarth and J.Schneider,J.Photopolymer Science and Technology,Vol.9,(1996),573−586に記載されているように、酸不安定架橋を導入することも可能である。かかる酸架橋系は、熱安定性の観点からレジスト塗布において好ましい。また、かかる酸不安定架橋は、二及び多官能性ビニルエーテルとのフェノール基含有ポリマー(例えば4−ヒドロキシスチレンコポリマー)との反応により得ることが可能である。
酸との反応の際にアルカリ性現像液におけるそれらの溶解性を増加させる成分(a2)の他の例は、カルボン酸基又はフェノール性OH基のそれぞれが酸不安定保護基によってブロックされたモノマー化合物(例えばカルボン酸及びフェノール基含有化合物)である。かかる酸不安定ブロッキングは、例えば、tert−ブチルエステル基、2−メチル−2−アダマンチルエステル基、8−エチル−8−トリシクロデカニルエステル基、テトラヒドロピラニルエステル基又は幾つかの他の酸開裂性エステル基へのカルボキシル基の転化により行うことが可能である。フェノール性OH基は、例えば酸開裂性tert−ブチルカーボネート基、シリルエーテル、アセタール基及びケタール基に転化することによる既知の方法に従ってブロックされ得る。
また、本発明は、成分(a2)が、脂環式コポリマー、4−ヒドロキシ−フェニル基含有コポリマー、無水マレイン酸含有コポリマー、アクリル酸含有コポリマー、アクリル酸エステル含有コポリマー及びメタクリル酸エステル含有コポリマーの群から選択される少なくとも1種の化合物である放射線感受性組成物であって、それらのコポリマーが、酸との反応後にアルカリ性現像液におけるポリマーの溶解性を増加させる官能基を担持する、放射線感受性組成物にも関する。
本発明による組成物において、光重合開始剤(b)は、前記組成物に対して0.05%〜15%、例えば0.5%〜10%、好ましくは1%〜5%の量で効果的に使用される。
本発明による組成物は、多くの用途、例えば、カチオン放射線硬化性印刷インキ、着色されてもされなくてもよいカチオン放射線硬化性コーティング化合物、ガラス繊維強化及びカーボン繊維強化複合物やプリント回路基板の内層及び外層を含むカチオン放射線硬化性接着剤、コーティング及び成形品に使用され得る。
また、本発明による組成物としては、例えばデジタル多用途ディスク(DVD)の製造における接着結合(DVD結合)のために使用される、及び、例えばWO99/66506、WO99/63017、JP11241055 A2 Heisei、JP 11181391 A2 Heisei、WO98/31765に記載されている通りの接着剤、更に、軟包装用放射線硬化性積層接着剤(US5328940参照)、光学接着剤(例えば、ドイツ特許出願DD225985)、感圧接着剤(例えばUS4988741及びEP115870)が挙げられる。
また、本発明による組成物は、uv硬化接着剤における使用、例えば、感圧接着剤、積層接着剤、ホットメルト接着剤、湿分硬化接着剤、シラン反応性接着剤、シラン反応性シーラント等の製造、並びに関連用途にも適切である。
前記接着剤は、ホットメルト接着剤、並びに水性又は溶剤性接着剤、液体無溶剤接着剤又は2要素反応性接着剤であり得る。感圧接着剤(PSA)、例えばuv硬化性ホットメルト感圧型接着剤が特に適切である。前記接着剤は、例えば、少なくとも1種のゴム成分と、粘着剤として少なくとも1種の樹脂成分と、少なくとも1種の油成分とを、例えば30:50:20の質量比で含む。適切な粘着剤は、天然樹脂又は合成樹脂である。当業者は、適切な対応する化合物並びに適切な油成分又はゴムを認識している。
例えばブロック化形態でイソシアネートを含有する予め重合された接着剤は、例えば、ホットメルト方法の前に、高温で処理され、基材上にコーティングされ得、その後、完全硬化が、光潜在性触媒の光活性化により実現されるブロックイソシアネートを含む更なる硬化ステップにより達成される。
ホットメルト接着剤は、感圧型接着剤として興味深く、環境の観点から望ましくない溶媒塩基組成物の使用と置き換えるために適切である。ホットメルト抽出方法は、高流動粘性を達成するために高い塗布温度を必要とする。イソシアネートを含む本発明の組成物は、架橋剤が(メタ)アクリレートPSAの官能性コモノマーとの化学反応を開始する場合、ホットメルトコーティングの製造における架橋剤として適切である。コーティング操作の後、PSAは、まず熱的に架橋するか、若しくは二重架橋メカニズムを実現し、続いてPSAは紫外線により架橋する。UV架橋照射は、UV放射機器の源並びに光潜在性金属触媒に応じて、200〜400nmの波長範囲、更に可視領域に拡大した、例えば650nmまでの短波紫外線放射により生じる。かかる系及び方法は、例えば参考として本明細書で援用されるUS2006/0052472に記載されている。
本発明による組成物は、紙、ガラス、金属、ケイ素、ポリカーボネート、アクリレートポリマー及び他のポリマー基材への良好な付着性を有し、且つ、硬化中にごくわずかな収縮を示すハードコーティング、凝縮結合又は光重合寸法安定性三次元成形品(例えば急激なプロトタイピング)のために必要な場合、効果的に使用される。
本発明による式Iの化合物のそのような用途に応じて、適切な更なる添加剤、増感剤及び/又は光重合開始剤を添加することは、効果的であり得る。かかる添加剤、増感剤及び光重合開始剤は、当該技術分野において通例であり、且つ、当業者に既知である。
光重合性混合物は、光重合開始剤に加えて各種の添加剤(c)を含むことができる。それらの例としては、熱阻害剤、光安定剤、蛍光増白剤、充填剤及び顔料、並びに白色及び着色顔料、染料、帯電防止剤、付着促進剤、湿潤剤、流動助剤、潤滑剤、蝋、付着防止剤、分散剤、乳化剤、抗酸化剤;充填剤、例えば、滑石、石膏、珪酸、ルチル、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化鉄;反応促進剤、増粘剤、艶消剤、消泡剤、及び例えばラッカー及びコーティング技術において通例の他のアジュバントが挙げられる。
前記製剤は、更なる添加剤(c)として、染料及び/又は白色又は着色顔料を含むこともできる。用途に応じて、無機顔料及び有機顔料の両方を使用することが可能である。かかる添加剤は、当業者に既知であり;それらの幾つかの例は、例えばルチル型又はアナターゼ型の二酸化チタン顔料、カーボンブラック、酸化亜鉛(例えば亜鉛華)、酸化鉄(例えば、酸化鉄イエロー、酸化鉄レッド)、クロムイエロー、クロムグリーン、ニッケルチタンイエロー、群青、コバルトブルー、ビスマスバナデート、カドミウムイエロー、カドミウムレッドである。有機顔料の例は、モノアゾ顔料又はビスアゾ顔料並びにそれらの金属錯体、フタロシアニン顔料、多環式顔料(例えば、ペリレン顔料、アントラキノン顔料、チオインジゴ顔料、キナクリドン顔料、トリフェニルメタン顔料)、ジケト−ピロロ−ピロール顔料、イソインドリノン顔料(例えばテトラクロロ−イソインドリノン顔料、イソインドリン顔料)、ジオキサジン顔料、ベンゾイミダゾロン顔料、キノフタロン顔料である。
顔料は、製剤において、個別に、又は、混合して使用され得る。用途に応じて、顔料は、当該技術分野において通例の量、例えば、全質量に対して1〜60質量%又は10〜30質量%の量で製剤に添加される。
製剤は、例えば、多種多様な種類の有機染料を含むこともできる。それらの例としては、アゾ染料、メチン染料、アントラキノン染料、金属錯体染料が挙げられる。通例の濃度は、例えば、全質量に対して0.1〜20%、とりわけ1〜5%である。
顔料、潜在性顔料又は染料、或いは添加されたかかる顔料及び染料の異なって着色された前駆物質は、照射の結果としてヨードニウム塩から形成された酸の存在下で色変化を受けるように選択され得る。次いで、かかる組成物は、色変化により、それらが照射を受けたことを示し、例えばUV放射、電子ビーム、X線等のための照射線量指示薬として、例えば使用され得る。
添加剤の選択は、当該使用分野と、その分野に要求される特性とに依存する。上記の添加剤(c)は、当該技術分野において通例であり、従って当該技術分野において通例の量で使用される。
また、成分(c)としての本発明による組成物は、ヨードニウム塩のための安定剤として例えばWO05/070989に記載されている通りの、例えばヒンダードニトロキシル又はホスファイト型からの式Iの化合物のための安定剤を含んでもよい。
前記安定剤化合物のための例は、例えば参考として本明細書で援用されるUS6444733に開示されている通りの有機リン安定剤である。有機リン安定剤は既知であり、多くは市販されている。前記安定剤化合物の他の例は、当該技術分野で周知であり、例えば関連の開示が参考として本明細書で援用されるUS6337426及びUS5254760に開示されている通りのヒンダードニトロキシル安定剤又はヒンダードニトロオキシドである。
式Iのスルホニウム塩のための他の適切な安定剤(c)は、例えばWO99/35188に開示されている。例としては、第三級アミンや立体障害アミン(例えばCiba Specialty Chemicalsにより提供されるTINUVIN(登録商標)製品、特にTINUVIN(登録商標)144及びTINUVIN(登録商標)292)がある。
また、光重合の促進は、スペクトル感度をシフトさせるか、幅を広げる(d)光増感剤を更なる添加剤として添加することにより行うことも可能である。これらは、とりわけ芳香族カルボニル化合物、例えば、ベンゾフェノン、チオキサントン、及びとりわけ更に、イソプロピルチオキサントン、フェノチアジン誘導体、アントラキノン及び3−アシル−クマリン誘導体、テルフェニル、スチリルケトン、及び3−(アロイルメチレン)−チアゾリン、カンファーキノン、及び更に、エオシン、ローダミン及びエリトロシン染料、及びアントラセン誘導体、例えば、9−メチルアントラセン、9,10−ジメチルアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジブチルオキシアントラセン、9−メトキシアントラセン、9−アントラセンメタノール、とりわけ9,10−ジメトキシ−2−エチル−アントラセン、9,10−ジブチルオキシアントラセン及び9,10−ジエトキシアントラセンである。更に適切な光増感剤は、例えばWO98/47046に記載されている。
また、本発明の主題は、上記の通りの放射線感受性組成物、更に少なくとも1種の増感剤化合物(d)を含む成分(a1)又は(a2)及び(b)、特にベンゾフェノン、チオキサントン、アントラセン又はそれらの誘導体である。
適切な光増感剤(d)の更なる例は、開示内容が参考として本明細書で援用されるWO06/008251(36頁30行目〜38頁8行目)に開示されている。
また、前記組成物において、例えばアルキルアミン供与体化合物やアリールアミン供与体化合物等の電子供与体化合物を使用することも可能である。かかる化合物は、例えば、4−ジメチルアミノ安息香酸、エチル4−ジメチルアミノベンゾエート、3−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノベンゾイン、4−ジメチルアミノベンズアルデヒド、4−ジメチルアミノベンゾニトリル、及び1,2,4−トリメトキシベンゼンである。かかる供与体化合物は、好ましくは、製剤に対して0.01〜5%の濃度、とりわけ0.05〜0.50%の濃度で使用される。
上記の増感剤(d)は、当該技術分野において通例であり、従って当該技術分野で通例の量で、好ましくは組成物に対して0.05〜5%の濃度、とりわけ0.1〜2%の濃度で使用される。
本発明による組成物は、更に、0.01〜15%、好ましくは0.1〜5%の量の共開始剤として、例えばカチオン性光重合開始剤、光酸形成剤、フリー基光重合開始剤等の更なる光重合開始剤(e)を含んでよい。
カチオン性光重合開始剤及び酸形成剤の例は、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩、ヨードニウム塩(例えば、トリルクミルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−[(2−ヒドロキシ−テトラデシルオキシ)フェニル]フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート又はヘキサフルオロホスフェート(SarCat(登録商標)CD1012;Sartomer)、トリルクミルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、4−イソブチルフェニル−4’−メチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート(IRGACURE(登録商標)250、Ciba Specialty Chemicals)、4−オクチルオキシフェニル−フェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート又はヘキサフルオロアンチモネート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート又はヘキサフルオロホスフェート、ビス(4−メチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス(4−メトキシフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、4−メチルフェニル−4’−エトキシフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、4−メチルフェニル−4’−ドデシルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、4−メチルフェニル−4’−フェノキシフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート)である。記載された全てのヨードニウム塩の内、他のアニオンを有する化合物もまた、もちろん適切である;例えば、CYRACURE(登録商標)UVI−6990、CYRACURE(登録商標)UVI−6974(Union Carbide)、DEGACURE(登録商標)KI 85(Degussa)、SP−55、SP−150、SP−170(Asahi Denka)、GE UVE 1014(General Electric)、SarCat(登録商標)KI−85(=トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート;Sartomer)、SarCat(登録商標)CD 1010(=混合トリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート;Sartomer);SarCat(登録商標)CD 1011(=混合トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート;Sartomer)の商品名で入手可能な更なるスルホニウム塩;フェロセニウム塩、例えば、(η6−イソプロピルベンゼン)(η5−シクロペンタジエニル)−鉄−II ヘキサフルオロホスフェート、ニトロベンジルスルホネート、アルキル−及びアリール−N−スルホニルオキシイミド、並びに更に既知のアルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、1,2−ジスルホン、オキシムスルホネート、ベンゾイントシレート、トリルスルホニルオキシ−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパノン、及び更に既知のβ−ケトスルホン、β−スルホニルスルホン、ビス(アルキルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−tert−ブチル−フェニル−スルホニル)−ジアゾメタン、ベンゾイル−トシル−ジアゾメタン、イミノスルホネート及びイミドスルホネート、及びトリクロロメチル−s−トリアジン、及び他のハロアルキル基含有化合物。更に適切な更なる光潜在性酸(b1)の例としては、関連の開示内容が参考として本明細書で援用されるWO04/074242(38頁10行目〜41頁14行目)において与えられる通りのカチオン性光重合開始剤及び酸形成剤の例、並びにWO04/074242の例において開示される化合物が挙げられる。
共開始剤としてのフリー基光重合開始剤の例は、上記の通りの化合物である。
本発明による組成物は、種々の目的のために、例えば、印刷インク(例えばスクリーン印刷インク、フレキソ印刷インク、オフセット印刷インク)として、クリアラッカーとして、着色表面コーティング組成物として、例えば木又は金属のための白色表面コーティング組成物として、粉末コーティング組成物として、なかでも紙、木、金属又はプラスチックのための塗料として、構造物及び道路をマークするための、写真の焼き増し方法のための、ホログラフィ記録材料のための、画像記録方法のための、又はスクリーン印刷用マスクの製造において有機溶媒で又は水性アルカリ性媒質を使用して現像される印刷版の製造のための日光硬化性塗料として、歯科充填用コンパウンドとして、放射線硬化性接着剤として、感圧接着剤として、付着防止コーティングとして、積層用樹脂として、フォトレジスト(例えばガルバノレジスト、エッチングレジスト又は永久レジスト、液膜及び乾燥膜)として、光構造化性誘電体として、電子回路用ソルダマスクとして、任意の種類のスクリーンのため又はプラズマディスプレイ及びエレクトロルミネセントディスプレイの製造における構造を製造するためのカラーフィルタの製造における、例えば電子絶縁化合物としての、又は光学ファイバのため、コイルコーティングのためのコーティングとしての、UV放射、X線及び電子ビームのための指示系としての電子部品のコーティング又はシーリングにおける光スイッチ、光学格子(干渉格子)の製造における、例えばステレオリソグラフィ及び複合物のための、例えばガラス又はカーボン又はグラファイト繊維で補強された複合物のための三次元物品の製造におけるレジストとして、使用され得る。また、前記組成物は、光学レンズ(例えばコンタクトレンズやフレネルレンズ)の製造のためにも、更に医療用装置、補助器具又はインプラントの製造においても適切である。
本発明による光硬化性組成物は、例えば、コーティングが塗布される、或いは画像が像様露光により塗布される、或いは構造レジスト層が塗布されるあらゆる基材(例えば、木、織物、紙、セラミック、ガラス、大理石、とりわけ膜の形態のプラスチック(例えばポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、セルロースアセテート)、金属(例えばAl、Cu、Ni、Fe、Zn、Mg、Co)及びGaAs、Si又はSiO2)のためのコーティング材料として適切である。
基材のコーティングは、基材に液体組成物、溶液又は懸濁液を塗布することにより行われる。溶液における溶媒の選択及び濃度は、主に、組成物の性質と、コーティング方法とにより左右される。前記溶媒は、不活性であるべきであり、即ち、前記成分とのいずれの化学反応も開始するべきでなく、コーティング操作の後の乾燥の際に更に除去することが可能であるべきである。
適切な溶媒の例は、ケトン、エーテル、エステル(例えばメチルエチルケトン、イソブチルメチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、メチルアミルケトン、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1,2−ジメトキシエタン、酢酸エチルエステル、酢酸n−ブチルエステル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチルエステル、プロピレンカーボネート、3−エトキシ−プロピオン酸エチルエステル)である。
基材のコーティングの後、溶媒は、一般に乾燥により除去される。
製剤は、既知のコーティング方法により、例えばスピンコーティング、浸漬、ナイフコーティング、カーテン注入、ブラシ塗布又は噴霧、とりわけ静電噴霧及びリバースロール塗布により、及び電気泳動塗装により、均一に基材に塗布される。また、一時的可動支持体に感光層を塗布し、次いで積層により層を転移させることにより最終基材(例えば銅積層プリント回路基板)をコーティングすることも可能である。
塗布量(層厚さ)及び基材(層支持体)の種類は、所望の使用分野に依存する。層厚さの範囲は、一般に、約0.1μm〜100μm超、好ましくは0.5マイクロメートル〜50マイクロメートルの値を含む。例えばステレオリソグラフィによる三次元物品の製造において、得ることができる物品の寸法は、露光装置の大きさだけに限定される。
式Iの化合物は、フォトレジストにおける感光性酸供与体として使用され得る。レジスト系は、式Iの化合物を含む系の像様照射の後、現像ステップにより製造され得る。
従って、本発明は、化学増幅フォトレジスト組成物である上記の通りの放射線感受性組成物に関する。
特に、
(a1)酸の作用の際に硬化する化合物、又は
(a2)酸の作用の際に溶解性が増加する化合物;及び
(b)感光性酸供与体として、式Iの少なくとも1種の化合物
を含む化学増幅フォトレジスト組成物に関する。
化学増幅フォトレジストは、放射線感受性成分が、続いてレジストの少なくとも1種の酸感受性成分の化学反応を触媒する触媒量の酸を提供するレジスト組成物であると理解される。結果として、レジストの照射領域と非照射領域との間に溶解性の差が生じる。この方法の触媒性のため、1個の酸分子は、任意の二次反応により閉じ込められないか若しくは破壊されない限り、ある反応部位から次のものまで反応性ポリマーマトリックスを通って拡散する際、複数部位で反応を誘発することができる。故に、低酸濃度は、レジストの露光領域と非露光領域との間に溶解性の高い差を誘発するために十分である。従って、低濃度の潜在性酸化合物だけが必要である。その結果、光学的画像形成における露光波長で高コントラスト及び高透明度を有するレジストが製造され得、それにより、次に高い光感受性で、急で、垂直な画像プロファイルが生じる。しかしながら、この触媒方法の結果として、溶解性に差をもたらす触媒反応を開始又は完了するための露光後ベークステップを、ほとんどの場合必要とするレジストの保存又は処理の間に酸を生じないために、潜在性酸触媒が、化学的及び熱的に非常に安定(照射を受けない限り)であることが必要である。マイクロエレクトロニクス製造方法におけるこれらのレジストの塗布を妨げるいかなる粒子発生も回避するために、液体レジスト製剤及び固体レジスト膜における潜在性触媒の良好な溶解性を有することも必要である。
対照的に、化学増幅メカニズムに基づかないポジ型レジスト材料は、高濃度の潜在性酸を含有しなければならないが、それは、その濃度が、アルカリ性現像液における露光領域の溶解性の増加に寄与する露光下で潜在性酸から生じる酸濃度のみであるためである。低酸濃度は、かかるレジストの溶解速度の変化に対してごく少しの影響を有し、且つ、前記反応が、ここでの露光後ベークなしで典型的に進行するため、潜在性酸の化学的及び熱的な安定性に関する要件は、化学増幅ポジ型レジストよりも要求が多くない。これらのレジストは、露光領域内でアルカリ性現像液における十分な溶解性を達成するための十分な酸を生じるために更により高い照射線量をも必要とし、且つ、相対的に低い光透過性をも被り(必要な潜在性酸の濃度が高いため)、従ってより低い分解能と傾斜した画像とを被る。故に、非化学増幅技術に基づくレジスト組成物は、化学増幅レジストと比較して、光感受性、分解能及び像質が劣る。
潜在性触媒の化学的及び熱的安定性は、化学増幅レジストのために不可欠であり、且つ、非化学増幅レジストにおいて機能し得る潜在性酸は、異なる酸拡散要件、酸強度要件、及び熱的及び化学的安定性要件のため、必ずしも化学増幅レジストに塗布可能ではないということが、上記から明らかとなる。
レジストの照射の間又は後にレジスト材料の酸触媒反応の結果として生じる照射セクションと非照射セクションとの間のレジスト溶解性の差は、2つの種類であり得、それに応じて、更なる構成要素がレジスト中に存在する。本発明による組成物が、照射の後、現像液における組成物の溶解性を増加させる成分を含む場合、レジストはポジ型である。従って、本発明は、化学増幅ポジ型フォトレジストに関する。
一方で、製剤の成分が、照射の後、組成物の溶解性を低下させる場合、レジストはネガ型である。
従って、本発明はまた、化学増幅ネガ型フォトレジストに関する。
レジスト製剤において更に存在するアルカリ性可溶性バインダー樹脂の溶解速度を未露光領域において減少させ、アルカリ性溶液において現像後にレジスト膜が未露光領域内に残存するように未露光領域内で本質的にアルカリ不溶性であるが、その反応生成物がアルカリ性現像液において可溶性になるような方法で酸の存在下で開裂されるか、若しくは再構成され得るモノマー又はポリマー化合物は、以下で溶解阻害剤と呼ばれる。
本発明は、特別な一実施形態として、
(a11)酸の存在下で分解し、且つ、露光領域内のアルカリ性現像水溶液におけるレジスト膜の溶解性を増加させる酸不安定基を有する少なくとも1種のポリマー、及び
(b)式Iの少なくとも1種の化合物、を含む化学増幅ポジ型アルカリ性現像可能フォトレジスト組成物を含む。
本発明の更なる一実施形態は、
(a21)酸の存在下で分解し、且つ、アルカリ性現像水溶液及び少なくとも1種のアルカリ可溶性ポリマーにおける溶解性を増加させる少なくとも1個の酸不安定基を有する少なくとも1種のモノマー又はオリゴマー溶解阻害剤、及び
(b)式Iの少なくとも1種の化合物、を含む化学増幅ポジ型アルカリ性現像可能フォトレジスト組成物である。
本発明の別の特定の一実施形態は、
(a11)酸の存在下で分解し、且つ、露光領域内のアルカリ性現像液の溶解性を増加させる酸不安定基を有する少なくとも1種のポリマー;
(a21)酸の存在下で分解し、且つ、露光領域内のアルカリ溶解性を増加させる少なくとも1個の酸不安定基を有するモノマー又はオリゴマー溶解阻害剤;
(a31)アルカリ性現像液に本質的に不溶性の未露光領域内でなおレジスト膜を維持する濃度のアルカリ可溶性モノマー、オリゴマー又はポリマー化合物、及び
(b)式Iの少なくとも1種の化合物、を含む化学増幅ポジ型アルカリ性現像可能フォトレジスト組成物にある。
故に、本発明は、
(a11)酸の存在下で分解し、アルカリ性現像水溶液における溶解性を増加させる酸不安定基を有する少なくとも1種のポリマー、及び/又は
(a21)酸の存在下で分解し、アルカリ性現像水溶液における溶解性を増加させる酸不安定基を有する少なくとも1種のモノマー又はオリゴマー溶解阻害剤、及び/又は
(a31)少なくとも1種のアルカリ可溶性モノマー、オリゴマー又はポリマー化合物;及び
(b)感光性酸供与体として、式Iの少なくとも1種の化合物、を含む化学増幅フォトレジスト組成物に関する。
前記組成物は、成分(b)に加えて、他の感光性酸供与体(b1)及び/又は他の添加剤(c)を含んでよい。
かかる化学増幅ポジ型レジスト系は、例えば、E.Reich−manis,F.M.Houlihan,O.Nalamasu,T.X.Neenan,Chem.Mater.1991,3,394;又はC.G.Willson,"Introduction to Microlithography,2nd.Ed.;L.S.Thompson,C.G.Willson,M.J.Bowden,Eds.,Amer.Chem.Soc,Washington DC,1994,p.139に記載されている。
酸の存在下で分解し、芳香族ヒドロキシ基、カルボキシル基、ケト基及びアルデヒド基を生成し、且つ、アルカリ性現像水溶液における溶解性を増加させる酸不安定基(ポリマー(a11)における)の適切な例は、例えば、アルコキシアルキルエーテル基、テトラヒドロフラニルエーテル基、テトラヒドロピラニルエーテル基、tert−アルキルエステル基、トリチルエーテル基、シリルエーテル基、アルキルカーボネート基、例えばtert−ブチルオキシカルボニルオキシ−、トリチルエステル基、シリルエステル基、アルコキシメチルエステル基、クミルエステル基、アセタール基、ケタール基、テトラヒドロピラニルエステル基、テトラフラニルエステル基、第三級アルキルエーテル基、第三級アルキルエステル基である。かかる基の例としては、アルキルエステル(例えばメチルエステルやtert−ブチルエステル)、アセタール型エステル(例えばメトキシメチルエステル、エトキシメチルエステル、1−エトキシエチルエステル、1−イソブトキシエチルエステル、1−イソプロポキシエチルエステル、1−エトキシプロピルエステル、1−(2−メトキシエトキシ)エチルエステル、1−(2−アセトキシエトキシ)エチルエステル、1−[2−(1−アダマンチルオキシ)エトキシ]エチルエステル、1−[2−(1−アダマンチルカルボニルオキシ)エトキシ]エチルエステル、テトラヒドロ−2−フリルエステル、テトラヒドロ−2−ピラニルエステル)、脂環式エステル(例えばイソボルニルエステル)が挙げられる。
本発明によるポジ型レジストに組み込まれ得るアルカリ性現像液においてこのポリマーを含むレジスト膜の溶解性を高める酸の作用により分解し得る官能基を有するポリマーは、その主鎖及び/又は側鎖中に、好ましくはその側鎖中に酸不安定基を有してよい。
例えばEP254853、EP878738、EP877293、JP−A−2−25850、JP−A−3−223860及びJP−A−4−251259に開示されているように、本発明の使用に適切な酸不安定基を有するポリマーは、アルカリ性可溶性基が、それぞれの酸不安定基に、部分的に、又は、完全に転化される場合、ポリマー類似反応で、或いは既に付加された酸不安定基を有するモノマーの(共)重合により直接得ることが可能である。ポリマー主鎖にペンダントである酸不安定基を有するポリマーは、本発明において、好ましくは、例えば、相対的に低い露光後ベーク温度(典型的には室温から110℃の間)で完全に開裂されるシリルエーテル基、アセタール基、ケタール基及びアルコキシアルキルエステル基(「低活性化エネルギーブロック基」と呼ばれる)を有するポリマー、及び、例えば、酸の存在下で非ブロック化反応を完了するためにはより高いベーク温度(典型的には>110℃)を必要とするtert−ブチルエステル基又はtert−ブチルオキシカルボニル(TBOC)基、或いはエステル結合の酸素原子に隣接した第二級又は第三級炭素原子を含有する他のエステル基(「高活性化エネルギーブロック基」と呼ばれる)を有するポリマーである。高活性化エネルギーブロック基並びに低活性化エネルギーブロック基の両方が1個のポリマーの中に存在するハイブリッド系もまた、塗布され得る。或いは、各々異なるブロック基化学を利用するポリマーのポリマーブレンドは、本発明による感光性ポジ型レジスト組成物に使用され得る。
酸不安定基を有する好ましいポリマーは、以下の別個のモノマーの種類:
1)酸の存在下で分解し、アルカリ性現像水溶液における溶解性を増加させる酸不安定基を含有するモノマー、及び
2)酸不安定基を含まず、アルカリ溶解性に寄与する基を含まないモノマー、及び/又は
3)ポリマーの水性アルカリ溶解性に寄与するモノマー、を含むポリマー及びコポリマーである。
種類1)のモノマーの例は:
非環状又は環状第二級及び第三級−アルキル(メタ)アクリレート(例えば、t−ブチルアクリレートを含むブチルアクリレート、t−ブチルメタクリレートを含むブチルメタクリレート、3−オキソシクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート、2−メチル−アダマンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、(2−テトラヒドロピラニル)オキシノルボニルアルコールアクリレート、(2−テトラヒドロピラニル)オキシメチルトリシクロドデカンメタノールメタクリレート、トリメチルシリルメチル(メタ)アクリレート、(2−テトラヒドロピラニル)オキシノルボニルアルコールアクリレート、(2−テトラヒドロピラニル)オキシ−メチルトリシクロドデカンメタノールメタクリレート、トリメチルシリルメチル(メタ)アクリレート)、o−/m−/p−(3−オキソシクロヘキシルオキシ)スチレン、o−/m−/p−(1−メチル−1−フェニルエトキシ)スチレン、o−/m−/p−テトラヒドロピラニルオキシスチレン、o−/m−/p−アダマンチルオキシスチレン、o−/m−/p−シクロヘキシルオキシスチレン、o−/m−/p−ノルボルニルオキシスチレン、非環状又は環状アルコキシカルボニルスチレン(例えば、p−t−ブトキシカルボニルスチレンを含むo−/m−/p−ブトキシカルボニルスチレン、o−/m−/p−(3−オキソシクロヘキシルオキシカルボニル)スチレン、o−/m−/p−(1−メチル−1−フェニルエトキシカルボニル)スチレン、o−/m−/p−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルスチレン、o−/m−/p−アダマンチルオキシカルボニルスチレン、o−/m−/p−シクロヘキシルオキシカルボニルスチレン、o−/m−/p−ノルボルニルオキシカルボニルスチレン)、非環状又は環状アルコキシカルボニルオキシスチレン(例えば、p−t−ブトキシカルボニルオキシスチレンを含むo−/m−/p−ブトキシカルボニルオキシスチレン、o−/m−/p−(3−オキソシクロヘキシルオキシカルボニルオキシ)スチレン、o−/m−/p−(1−メチル−1−フェニルエトキシカルボニルオキシ)スチレン、o−/m−/p−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルオキシスチレン、o−/m−/p−アダマンチルオキシカルボニルオキシスチレン、o−/m−/p−シクロヘキシルオキシカルボニルオキシスチレン、o−/m−/p−ノルボルニルオキシカルボニルオキシスチレン)、非環状又は環状アルコキシカルボニルアルコキシスチレン(例えば、o/m/p−ブトキシカルボニルメトキシスチレン、p−t−ブトキシカルボニルメトキシスチレン、o−/m−/p−(3−オキソシクロヘキシルオキシカルボニルメトキシ)スチレン、o−/m−/p−(1−メチル−1−フェニルエトキシカルボニルメトキシ)スチレン、o−/m−/p−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルメトキシスチレン、o−/m−/p−アダマンチルオキシカルボニルメトキシスチレン、o−/m−/p−シクロヘキシルオキシカルボニルメトキシスチレン、o−/m−/p−ノルボルニルオキシカルボニルメトキシスチレン)、トリメチルシロキシスチレン、ジメチル(ブチル)シロキシスチレン、不飽和アルキルアセテート(例えばイソプロペニルアセテート)、及びそれらの誘導体である。
低活性化エネルギー酸不安定基を担持する種類1)のモノマーとしては、例えば、p−又はm−(1−メトキシ−1−メチルエトキシ)−スチレン、p−又はm−(1−メトキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−メトキシ−1−メチルプロポキシ)スチレン、p−又はm−(1−メトキシ−1−メチルプロポキシ)メチルスチレン、p−又はm−(1−メトキシエトキシ)−スチレン、p−又はm−(1−メトキシエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−エトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−エトキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−エトキシ−1−メチルプロポキシ)スチレン、p−又はm−(1−エトキシ−1−メチルプロポキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−エトキシエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−エトキシエトキシ)−メチルスチレン、p−(1−エトキシフェニル−エトキシ)スチレン、p−又はm−(1−n−プロポキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−n−プロポキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−n−プロポキシエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−n−プロポキシエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシ−1−メチルプロポキシ)スチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシ−1−メチルプロポキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシプロポキシ)スチレン、p−又はm−(1−イソプロポキシプロポキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−n−ブトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−n−ブトキシエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−イソブトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−tert−ブトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−n−ペントキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−イソアミルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−n−ヘキシルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−シクロヘキシルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−トリメチルシリルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−トリメチルシリルオキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−ベンジルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−ベンジルオキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−メトキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−メトキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレン、p−又はm−(1−トリメチルシリルオキシ−1−メチルエトキシ)スチレン、p−又はm−(1−トリメチルシリルオキシ−1−メチルエトキシ)−メチルスチレンが挙げられる。アルコキシアルキルエステル酸不安定基を有するポリマーの他の例は、US5225316及びEP829766において与えられている。アセタールブロック基を有するポリマーの例は、US5670299、EP780732、US5627006、US5558976、US5558971、US5468589、EP704762、EP762206、EP342498、EP553737において与えられており、ACS Symp.Ser.614,Microelectronics Technology,pp.35−55(1995)及びJ.Photopolymer Sci.Technol.Vol.10,No.4(1997),pp.571−578に記載されている。本発明において使用されるポリマーは、それらに限定されない。
酸不安定基としてアセタール基を有するポリマーに関して、例えば、H.−T.Schacht,P.Falcigno,N.Muenzel,R.Schulz,and A.Medina,ACS Symp.Ser.706(Micro− and Nanopatterning Polymers),p.78−94,1997;H.−T.Schacht,N.Muenzel,P.Falcigno,H.Holzwarth,and J.Schneider,J.Photopolymer Science and Technology,Vol.9,(1996),573−586に記載される通りの酸不安定架橋を組み込むことが可能である。この架橋系は、レジストパターンの熱抵抗の観点から好ましい。
高活性化エネルギー酸不安定基を有するモノマーは、例えば、p−tert−ブトキシカルボニルオキシスチレン、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、2−メチル−2−アダマンチル−メタクリレート、イソボルニル−メタクリレートである。
特にArFレジスト技術に適切な種類1)のモノマーとしては、例えば、2−メチル−2−アダマンチルアクリレート、2−エチル−2−アダマンチルアクリレート、2−n−ブチル−2−アダマンチルアクリレート、2−n−ブチル−2−アダマンチルメタクリレート、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート、2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが挙げられる。酸不安定アダマンチル部分を含む他のモノマーは、JP−A−2002−1265530、JP−A−2002−338627、JP−A−2002−169290、JP−A−2002−241442、JP−A−2002−145954、JP−A−2002−275215、JP−A−2002−156750、JP−A−2002−268222、JP−A−2002−169292、JP−A−2002−162745、JP−A−2002−301161、WO02/06901A2、JP−A−2002−311590、JP−A−2002−182393、JP−A−2002−371114、JP−A−2002−162745に開示されている。
酸不安定基を有する特定のオレフィンは、例えばJP−A−2002−308938、JP−A−2002−308869、JP−A−2002−206009、JP−A−2002−179624、JP−A−2002−161116に示されるように、ArFレジスト技術にも適切である。
種類2)によるコモノマーの例は:
芳香族ビニルモノマー(例えばスチレン、α−メチルスチレン、アセトキシスチレン、α−メチルナフチレン、アセナフチレン)ビニル脂環式化合物(例えばビニルノルボルナン、ビニルアダマンタン、ビニルシクロヘキサン)、アルキル(メタ)アクリレート(例えばメチルメタクリレート)、(メタ)アクリロニトリル、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘキサノール、イタコン酸無水物並びにマレイン酸無水物である。
特にArFレジスト技術に適切な種類2)によるコモノマーとしては、例えば、α−アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−アクリロイルオキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−メタクリロイルオキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−アクリロイルオキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトン、α−メタクリロイルオキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−アクリロイルオキシ−γ,β−メタクリロイルオキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトン、5−アクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン、5−メタクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン、2−ノルボルネン、メチル5−ノルボルネン−2−カルボキシレート、tert−ブチル5−ノルボルネン−2−カルボキシレート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチル5−ノルボルネン−2−カルボキシレート、1−(4−メチルシクロヘキシル)−1−メチルエチル5−ノルボルネン−2−カルボキシレート、1−メチル−1−(4−オキソシクロヘキシル)エチル5−ノルボルネン−2−カルボキシレート、1−(1−アダマンチル)−1−メチルエチル5−ノルボルネン−2−カルボキシレート、1−メチルシクロヘキシル5−ノルボルネン−2−カルボキシレート、2−メチル−2−アダマンチル5−ノルボルネン−2−カルボキシレート、2−エチル−2−アダマンチル5−ノルボルネン−2−カルボキシレート、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、2(5H)−フラノン、3−ビニル−γ−ブチロラクトンが挙げられる。
種類3)によるコモノマーの例は:
ビニル芳香族化合物(例えばヒドロキシスチレン)、アクリル酸化合物(例えばメタクリル酸)、エチルカルボニルオキシスチレン、及びそれらの誘導体である。これらのポリマーは、例えば、US5827634、US5625020、US5492793、US5372912、EP660187、US5679495、EP813113及びEP831369に記載されている。更なる例は、クロトン酸、イソクロトン酸、3−ブテン酸、アクリル酸、4−ペンテン酸、プロピオル酸、2−ブチン酸、マレイン酸、フマル酸、アセチレンカルボン酸である。本発明において使用されるポリマーは、それらに限定されない。
特にArFレジスト技術に適切な種類3)によるコモノマーとしては、例えば、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート、3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート、3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート、2−ヒドロキシ−5−ノルボルネン、5−ノルボルネン−2−カルボン酸、1−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−1−メチルエチル5−ノルボルネン−2−カルボキシレート、2−ヒドロキシ−1−エチル5−ノルボルネン−2−カルボキシレート、5−ノルボルネン−2−メタノールが挙げられる。
ArF技術に適切なラクトン部分を含む他のモノマーは、例えば、JP−A−2002−6502、JP−A−2002−145955、EP1127870A1、JP−A−2002−357905、JP−A−2002−296783に開示されている。ArF技術に適切な他のオレフィンは、例えば、JP−A−2002−351078、JP−A−2002−234918、JP−A−2002−251009、EP1127870A1、JP−A−2002−328475、JP−A−2002−278069、JP−A−2003−43689、JP−A−2002−202604、WO01/86353、JP−A−2002−23371、JP−A−2002−72484、JP−A−2002−202604、JP−A−2001−330959、JP−A−2002−3537、JP−A−2002−30114、JP−A−2002−278071、JP−A−2002−251011、JP−A−2003−122010、JP−A−2002−139837、JP−A−2003−195504、JP−A−2001−264984、JP−A−2002−278069、JP−A−2002−328475、US6379861、US6599677、US2002/119391、US6277538、US2003/78354において公開されている。
ポリマーにおける酸不安定モノマーの含有率は、広範囲に亘り変化し得、且つ、他のコモノマーの量及び脱保護ポリマーのアルカリ溶解性に依存する。典型的には、ポリマーにおける酸不安定基を有するモノマーの含有率は、5〜60モル%である。前記含有率があまりに小さい場合、現像速度があまりに低くなり、露光領域内のレジストの残渣が生じる。酸不安定モノマーの含有率があまりに高い場合、レジストパターンは、現像後に十分に明確でなく(侵食)、細かい特徴がそれ以上解像され得ず、及び/又は、レジストは、現像中に基材へのその付着性を失う。好ましくは、酸不安定基を有するコポリマーは、約3以下の分子量分布、より好ましくは約2以下の分子量分布で、約3,000〜約200,000、より好ましくは約5,000〜約50,000のMwを有する。また、非フェノール系ポリマー、例えばアルキルアクリレートのコポリマー(例えばt−ブチルアクリレートやt−ブチルメタクリレート)、ビニル脂環式化合物(例えばビニルノルボルネニルやビニルシクロヘキサノール化合物)は、かかるフリーラジカル重合又は他の既知の手順により製造され得、約3以下の分子量分布で約8,000〜約50,000のMwを適切に有する。
他のコモノマーは、ポリマー等のガラス転移点を制御する目的のために適当な量で適切に添加され得る。
本発明においては、酸不安定基を有する2個以上のポリマーの混合物が使用され得る。例えば、アセタール基やテトラヒドロピラニルオキシ基等の容易に開裂される酸不安定基を有するポリマーと、第三級アルキルエステル基等のあまり容易に開裂されない酸開裂性基を有するポリマーとの混合物が使用され得る。また、異なる大きさの酸開裂性基は、異なる酸開裂性基(例えばtert−ブチルエステル基及び2−メチル−アダマンチル基や、1−エトキシ−エトキシ基及びテトラヒドロピラニルオキシ基)を有する2種以上のポリマーをブレンドすることにより組み合わされ得る。また、非架橋樹脂及び架橋樹脂の混合物を使用することも可能である。
本発明のこれらのポリマーの量は、全固体成分の総量に対して好ましくは30〜99質量%、より好ましくは50〜98質量%である。酸不安定基を有さないアルカリ可溶性樹脂或いはモノマー又はオリゴマー化合物は、アルカリ可溶性を制御するために組成物に更に組み込まれ得る。
異なる酸不安定基を有するポリマーとのポリマーブレンドの例は、EP780732、EP679951及びUS5817444に与えられている。
好ましくは、モノマー及びオリゴマー溶解阻害剤(a21)が本発明において使用される。
本発明で使用する酸不安定基を有するモノマー又はオリゴマー溶解阻害剤は、酸の存在下で分解し、アルカリ性現像水溶液における溶解性を増加させる、分子構造中に少なくとも1個の酸不安定基を有する化合物である。例は、アルコキシメチルエーテル基、テトラヒドロフラニルエーテル基、テトラヒドロピラニルエーテル基、アルコキシエチルエーテル基、トリチルエーテル基、シリルエーテル基、アルキルカーボネート基、トリチルエステル基、シリルエステル基、アルコキシメチルエステル基、カルバミン酸ビニル基、第三級アルキルカルバメート基、トリチルアミノ基、クミルエステル基、アセタール基、ケタール基、テトラヒドロピラニルエステル基、テトラフラニルエステル基、第三級アルキルエーテル基、第三級アルキルエステル基等である。本発明で使用する酸分解性溶解阻害化合物の分子量は、3,000以下、好ましくは100〜3,000、より好ましくは200〜2,500である。
酸不安定基を有するモノマー及びオリゴマー溶解阻害剤の例は、EP0831369において式(I)〜(XVI)として記載される。酸不安定基を有する他の適切な溶解阻害剤は、US5356752、US5037721、US5015554、JP−A−1−289946、JP−A−1−289947、JP−A−2−2560、JP−A−3−128959、JP−A−3−158855、JP−A−3−179353、JP−A−3−191351、JP−A−3−200251、JP−A−3−200252、JP−A−3−200253、JP−A−3−200254、JP−A−3−200255、JP−A−3−259149、JA−3−279958、JP−A−3−279959、JP−A−4−1650、JP−A−4−1651、JP−A−11260、JP−A−4−12356、JP−A−4−123567、JP−A−1−289946、JP−A−3−128959、JP−A−3−158855、JP−A−3−179353、JP−A−3−191351、JP−A−3−200251、JP−A−3−200252、JP−A−3−200253、JP−A−3−200254、JP−A−3−200255、JP−A−3−259149、JP−A−3−279958、JP−A−3−279959、JP−A−4−1650、JP−A−4−1651、JP−A−11260、JP−A−4−12356、JP−A−4−12357、並びに日本国特許出願第3−33229号、第3−230790号、第3−320438号、第4−254157号、第4−52732号、第4−103215号、第4−104542号、第4−107885号、第4−107889号、第4−152195号、第4−254157号、第4−103215号、第4−104542号、第4−107885号、第4−107889号及び第4−152195号に示される。
前記組成物は、アルカリ可溶性ポリマーと組み合わせるか、露光後に現像液におけるレジスト膜の溶解性を増加させる酸不安定基を含有するポリマーと組み合わせるかのいずれかで、或いは両方の種類のポリマーの組み合わせと共に、ポリマー溶解阻害剤(例えばUS5354643に記載される例えばポリアセタール)又はポリ−N,O−アセタール(例えばUS5498506に記載)を含有することもできる。
式Iのスルホニウム塩、アルカリ可溶性ポリマー及び/又は酸不安定基を有するポリマーと組み合わせて酸不安定基を有する溶解阻害剤を本発明において使用する場合、溶解阻害剤の量は、感光性組成物の全固体成分の総量に対して3〜55質量%、好ましくは5〜45質量%、最も好ましくは10〜35質量%である。
好ましくは、本発明において、アルカリ水溶液(a31)に可溶なポリマーが使用される。これらのポリマーの例としては、ノボラック樹脂、水素化ノボラック樹脂、アセトン−ピロガロール樹脂、ポリ(o−ヒドロキシスチレン)、ポリ(m−ヒドロキシスチレン)、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、水素化ポリ(ヒドロキシスチレン)、ハロゲン−又はアルキル−置換ポリ(ヒドロキシスチレン)、ヒドロキシスチレン/N−置換マレイミドコポリマー、o/p−及びm/p−ヒドロキシスチレンコポリマー、部分o−アルキル化ポリ(ヒドロキシスチレン)[例えば、ヒドロキシル基の5〜30モル%の置換度を有するo−メチル化、o−(1−メトキシ)エチル化、o−(1−エトキシ)エチル化、o−2−テトラヒドロピラニル化、o−(t−ブトキシカルボニル)メチル化ポリ(ヒドロキシスチレン)]、o−アシル化ポリ(ヒドロキシスチレン)[例えば、ヒドロキシル基の5〜30モル%の置換度を有するo−アセチル化及びカルボニル化o−(t−ブトキシ)ポリ(ヒドロキシスチレン)]、スチレン/マレイン酸無水物コポリマー、スチレン/ヒドロキシスチレンコポリマー、α−メチルスチレン/ヒドロキシスチレンコポリマー、カルボキシ化メタクリル樹脂、それらの誘導体が挙げられる。更に適切なものは、ポリ(メタ)アクリル酸[例えば、ポリ(アクリル酸)]、(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリレートコポリマー[例えば、アクリル酸/メチルアクリレートコポリマー、メタクリル酸/メチルメタクリレートコポリマー、又はメタクリル酸/メチルメタクリレート/t−ブチルメタクリレートコポリマー]、(メタ)アクリル酸/アルケンコポリマー[例えば、アクリル酸/エチレンコポリマー]、(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリルアミドコポリマー[例えば、アクリル酸/アクリルアミドコポリマー]、(メタ)アクリル酸/ビニルクロリドコポリマー[例えば、アクリル酸/ビニルクロリドコポリマー]、(メタ)アクリル酸/ビニルアセテートコポリマー[例えば、アクリル酸/ビニルアセテートコポリマー]、マレイン酸/ビニルエーテルコポリマー[例えば、マレイン酸/メチルビニルエーテルコポリマー]、マレイン酸モノエステル/メチルビニルエステルコポリマー[例えば、マレイン酸モノメチルエステル/メチルビニルエーテルコポリマー]、マレイン酸/(メタ)アクリル酸コポリマー[例えば、マレイン酸/アクリル酸コポリマー又はマレイン酸/メタクリル酸コポリマー]、マレイン酸/(メタ)アクリレートコポリマー[例えば、マレイン酸/メチルアクリレートコポリマー]、マレイン酸/ビニルクロリドコポリマー、マレイン酸/ビニルアセテートコポリマー、マレイン酸/アルケンコポリマー[例えば、マレイン酸/エチレンコポリマー及びマレイン酸/1―クロロプロペンコポリマー]である。しかしながら、本発明で使用するアルカリ可溶性ポリマーは、これらの例に限定されるものとして解釈するべきではない。
とりわけ好ましいアルカリ可溶性ポリマー(a31)は、ノボラック樹脂、ポリ(o−ヒドロキシスチレン)、ポリ(m−ヒドロキシスチレン)、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、例えばp−ビニルシクロヘキサノールとのそれぞれのヒドロキシスチレンモノマーのコポリマー、アルキル置換ポリ(ヒドロキシスチレン)、部分o−又はm−アルキル化及びo−又はm−アシル化ポリ(ヒドロキシルスチレン)、スチレン/ヒドロキシスチレンコポリマー、及びα−メチルスチレン/ヒドロキシスチレンコポリマーである。ノボラック樹脂は、酸触媒の存在下で1種以上のアルデヒドで主要成分としての1種以上の得られたモノマーを付加縮合することによって得られる。
アルカリ性可溶性樹脂の製造に有用なモノマーの例としては、水酸化芳香族化合物(例えば、フェノール、クレゾール、即ち、m−クレゾール、p−クレゾール及びo−クレゾール、キシレノール、例えば、2,5−キシレノール、3,5−キシレノール、3,4−キシレノール及び2,3−キシレノール、アルコキシフェノール、例えば、p−メトキシフェノール、m−メトキシフェノール、3,5−ジメトキシフェノール、2−メトキシ−4−メチルフェノール、m−エトキシフェノール、p−エトキシフェノール、m−プロポキシフェノール、p−プロポキシフェノール、m−ブトキシフェノール及びp−ブトキシフェノール、ジアルキルフェノール、例えば、2−メチル−4−イソプロピルフェノール)や、m−クロロフェノール、p−クロロフェノール、o−クロロフェノール、ジヒドロキシビフェニル、ビスフェノールA、フェニルフェノール、レゾルシノール、ナフトール等の他の水酸化芳香族化合物が挙げられる。これらの化合物は、単独で、又は、それらの内の2種以上の混合物として使用され得る。ノボラック樹脂のための主要なモノマーは、上記の例に限定されるものとして解釈されるべきではない。
ノボラックを得るためのフェノール化合物との重縮合のためのアルデヒドの例としては、ホルムアルデヒド、p−ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピオンアルデヒド、β−フェニルプロピオンアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、フルフラール、クロロアセトアルデヒド、これらから誘導されるアセタール(例えばクロロアセトアルデヒドジエチルアセタール)が挙げられる。これらの内で、ホルムアルデヒドが好ましい。
これらのアルデヒドは、単独で、又は、それらの内の2種以上を組み合わせて使用され得る。酸触媒の例としては、塩酸、硫酸、ギ酸、酢酸、シュウ酸が挙げられる。
このように得られたノボラック樹脂の質量平均分子量は、適切には、1,000〜30,000である。その質量平均分子量が1,000未満である場合、現像中の未露光部分での膜の減少が大きくなりやすい。ここで50,000を越える質量平均分子量である場合、現像速度は、あまりに低くなる可能性がある。ノボラック樹脂の分子量のとりわけ好ましい範囲は、2,000〜20,000である。
ポリ(ヒドロキシスチレン)及び誘導体、並びにノボラック樹脂以外のアルカリ可溶性ポリマーとして上で示されるそれらのコポリマーは、各々、2,000以上、好ましくは4,000〜200,000、より好ましくは5,000〜50,000の質量平均分子量を有する。
向上した熱抵抗を有するポリマー膜を得る観点から、その質量平均分子量は、望ましくは少なくとも5,000以上である。
本発明の文脈における質量平均分子量は、ポリスチレン基準で較正されるゲルパーミエーションクロマトグラフィにより決定されるものとする。
本発明において、アルカリ可溶性ポリマーは、それらの内の2種以上の混合物として使用され得る。アルカリ可溶性ポリマーと、酸の作用により分解し、アルカリ性現像溶液における溶解性を高める基を有するポリマーとの混合物を使用する場合、アルカリ可溶性ポリマーの添加量は、感光性組成物の総量(溶媒を除く)に対して、好ましくは最高80質量%、より好ましくは最高60質量%、最も好ましくは最高40質量%である。80質量%を超える量は、レジストパターンの厚みが相当減少し、それにより画像が劣化し、分解能が低くなるので望ましくない。
酸の作用により分解し、アルカリ性現像溶液における溶解性を高める基を有するポリマーなしでアルカリ可溶性ポリマーを溶解阻害剤と共に使用する場合、アルカリ可溶性ポリマーの量は、好ましくは40質量%〜90質量%、より好ましくは50〜85質量%、最も好ましくは60〜80質量%である。その量が40質量%より小さい場合、感受性の低下等の望ましくない結果が引き起こされる。一方で、90質量%を超える場合、レジストパターンは、膜厚が相当減少し、それにより分解能及び画像の再現性が劣る。
本発明によるポジ型レジストにおける式Iのスルホニウム塩(成分(b))の含有率は、フォトレジストにおける全固体成分の総量に対して、好ましくは0.01質量%〜20質量%である。
一般に、ポリマーからの保護基の除去の原則に基づいて機能する化学増幅系における本発明のスルホニウム塩の使用は、ポジ型レジストを生成する。ポジ型レジストは、とりわけその分解能がより高いため、多くの用途においてネガ型レジストよりも好ましい。しかしながら、ポジ型レジストの高分解能度の効果をネガ型レジストの特性と組み合わせるために、ポジ型レジストメカニズムを使用してネガ画像を生成することも興味深い。これは、例えばEP361906において記載されるように、いわゆる画像反転ステップを導入することにより達成され得る。この目的のためには、像様照射レジスト材料を、現像ステップの前に、例えば気体の塩基で処理し、それにより、生成した酸を像様に中和する。次いで、全面に亘る第2の照射及び熱的後処理を行い、次いで通例の方法でネガ画像を現像する。
本発明による式Iの化合物は、ArFレジスト技術、即ち画像形成ステップにArFエキシマレーザ(193nm)を使用する技術において、光潜在性酸として特に適切である。この技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を要求する。適切な製剤と、適切なポリマー/コポリマーの製造とについては、例えば、Proceeding of SPIE 2438,474(1995);Proceeding of SPIE 3049,44(1997);Proceeding of SPIE 3333,144(1998);J.Photopolym.Sci.Technol.14,631(2001);Proceeding of SPIE 3333,546(1998);J.Photopolym.Sci.Technol.13,601(2000);JP2001−242627A;JP2001−290274A;JP2001−235863A;JP2001−228612A;Proceeding of SPIE 3333,144(1998);JP2001−5184A、Mitsubishi RayonからLithomax α−7Kとして市販されているもの;JP2001−272783A;米国特許出願第09/413763号(1999年10月7日出願);EP1091249;JP2000−292917A;JP2003−241385A;J.Photopolym.Sci.Technol.14,631(2001);Proceeding of SPIE 3333,11(1998);ACS 1998(University of Texas);JP2001−290274A;JP2001−235863A;JP2001−228612A;Proceeding of SPIE 3999,13(2000);JP2001−296663A;米国特許出願第09/567814号(2000年5月9日出願);EP1128213;Proceeding of SPIE 3049,104(1997);J.Photopolym.Sci.Technol.10,521(1997);JP2001−290274A;JP2001−235863A;JP2001−228612A;Proceeding of SPIE 4345,680(2001);J.Vac.Sci.Technol.B16(6),p.3716,1998;Proceeding of SPIE 2724,356(1996);Proceeding of SPIE 4345,67(2001);Proceeding of SPIE 3333,546(1998);Proceeding of SPIE 4345,87(2001);Proceeding of SPIE 4345,159(2001);Proceeding of SPIE 3049,92(1997);Proceeding of SPIE 3049,92(1997);Proceeding of SPIE 3049,92(1997);Proceeding of SPIE 3999,2(2000);Proceeding of SPIE 3999,23(2000);Proceeding of SPIE 3999,54(2000);roceeding of SPIE 4345,119(2001)に公開されている。
上述の刊行物に開示される製剤は、参考として本明細書で援用される。本発明の化合物が、これらの引用刊行物に記載される全てのポリマー/コポリマー及び組成物における光潜在性酸としての使用に特に適切であることは、理解されている。
本発明による式Iの化合物は、二重層レジストにおける光潜在性酸として適切である。この技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を要求する。適切な製剤及び適切なポリマー/コポリマーの製造は、例えば、Proc.SPIE 4345,361−370(2001)、Proc.SPIE 4345,406−416(2001)、JP−A−2002−278073、JP−A−2002−30116、JP−A−2002−30118、JP−A−2002−72477、JP−A−2002−348332、JP−A−2003−207896、JP−A−2002−82437、US2003/65101、US2003/64321に公開されている。
本発明による式Iの化合物は、多層レジストにおける光潜在性酸として適切である。この技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を要求する。適切な製剤と、適切なポリマー/コポリマーの製造とについては、例えば、JP−A−2003−177540、JP−A−2003−280207、JP−A−2003−149822、JP−A−2003−177544において公開されている。
微細な孔パターンを作製するために、熱流動方法又は化学収縮技術、いわゆるRELACS(化学収縮アシスト分解能向上リソグラフィ)方法が、化学増幅レジストのために適用される。本発明による式Iの化合物は、熱流動方法又はRELACS方法のためのレジストにおける光潜在性酸として適切である。これらの技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を要求する。適切な製剤と、適切なポリマー/コポリマーの製造については、例えば、JP−A−2003−167357、JP−A−2001−337457、JP−A−2003−66626、US2001/53496、JP−A−2003−202679、Proceeding of SPIE 5039,789(2003)、IEDM98,Dig.,333(1998)、Proceeding Silicon Technology 11,12(1999)に公開されている。
本発明による式Iの化合物は、F2レジスト技術、即ち、画像形成ステップのためのF2エキシマレーザ(157nm)を使用する技術における光潜在性酸として適切である。この技術は、157nmで高い透明度を有する特定のポリマー/コポリマーの使用を要求する。本出願に適切なポリマーの例は、例えば、Proc.SPIE 3999,330−334(2000)、Proc.SPIE 3999,357−364(2000)、Proc.SPIE 4345,273−284(2001)、Proc.SPIE 4345,285−295(2001)、Proc.SPIE 4345,296−307(2001)、Proc.SPIE 4345,327−334(2001)、Proc.SPIE 4345,350−360(2001)、Proc.SPIE 4345,379−384(2001)、Proc.SPIE 4345,385−395(2001)、Proc.SPIE 4345,417−427(2001)、Proc.SPIE 4345,428−438(2001)、Proc.SPIE 4345,439−447(2001)、Proc.SPIE 4345,1048−1055(2001)、Proc.SPIE 4345,1066−1072(2001)、Proc.SPIE 4690,191−199(2002)、Proc.SPIE 4690,200−211(2002)、Proc.SPIE 4690,486−496(2002)、Proc.SPIE 4690,497−503(2002)、Proc.SPIE 4690,504−511(2002)、Proc. SPIE 4690,522−532(2002)、US20020031718、US20020051938、US20020055060、US20020058199、US20020102490、US20020146639、US20030003379、US20030017404、WO2002021212、WO2002073316、WO2003006413、JP−A−2001−296662、JP−A−2001−350263、JP−A−2001−350264、JP−A−2001−350265、JP−A−2001−356480、JP−A−2002−60475、JP−A−2002−90996、JP−A−2002−90997、JP−A−2002−155112、JP−A−2002−155118、JP−A−2002−155119、JP−A−2002−303982、JP−A−2002−327013、JP−A−2002−363222、JP−A−2003−2925、JP−A−2003−15301、JP−A−2003−2925、JP−A−2003−177539、JP−A−2003−192735、JP−A−2002−155115、JP−A−2003−241386、JP−A−2003−255544、US2003/36016、US2002/81499に記載されているフルオロポリマーである。F2レジストに適切な他のポリマーは、例えば、Proc.SPIE 3999,365−374(2000)、Proc.SPIE 3999,423−430(2000)、Proc.SPIE 4345,319−326(2001)、US20020025495、JP−A−2001−296664、JP−A−2002−179795、JP−A−2003−20335、JP−A−2002−278073、JP−A−2002−55456、JP−A−2002−348332に記載されているケイ素含有ポリマーである。また、例えばJP−A−2002−196495に記載されている(メタ)アクリロニトリルモノマー単位を含有するポリマーもF2レジストに適している。
本発明による式Iの化合物は、EUVレジスト、即ち画像形成ステップのための極端紫外線(13nm)の光源を使用する技術における光潜在性酸として適切である。この技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を要求する。適切な製剤と、適切なポリマー/コポリマーの製造とについては、例えば、JP−A−2002−55452、JP−A−2003−177537、JP−A−2003−280199、JP−A−2002−323758、US2002/51932に公開されている。
本発明による式Iの化合物は、EB(電子ビーム)又はX線レジスト、即ち画像形成ステップにEB又はX線を使用する技術における光潜在性酸として適切である。これらの技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を要求する。適切な製剤と、適切なポリマー/コポリマーの製造とについては、例えば、JP−A−2002−99088、JP−A−2002−99089、JP−A−2002−99090、JP−A−2002−244297、JP−A−2003−5355、JP−A−2003−5356、JP−A−2003−162051、JP−A−2002−278068、JP−A−2002−333713、JP−A−2002−31892に公開されている。
本発明による式Iの化合物は、浸漬リソグラフィのための化学増幅レジストにおける光潜在性酸として適切である。この技術は、Proceeding of SPIE 5040,667(2003)、Proceeding of SPIE 5040,679(2003)、Proceeding of SPIE 5040,690(2003)、Proceeding of SPIE 5040,724(2003)に記載されるように、光源とレジストとの間に液体媒質を使用してレジストパターンの最小形状寸法を減少させる。
本発明による式Iの化合物は、ポジ型及びネガ型感光性ポリイミドにおける光潜在性酸として適切である。この技術は、特定のポリマー/コポリマーの使用を要求する。適切な製剤と、適切なポリマー/コポリマーの製造物とについては、例えば、JP−A−9−127697、JP−A−10−307393、JP−A−10−228110、JP−A−10−186664、JP−A−11−338154、JP−A−11−315141、JP−A−11−202489、JP−A−11−153866、JP−A−11−84653、JP−A−2000−241974、JP−A−2000−221681、JP−A−2000−34348、JP−A−2000−34347、JP−A−2000−34346、JP−A−2000−26603、JP−A−2001−290270、JP−A−2001−281440、JP−A−2001−264980、JP−A−2001−255657、JP−A−2001−214056、JP−A−2001−214055、JP−A−2001−166484、JP−A−2001−147533、JP−A−2001−125267、JP−A−2001−83704、JP−A−2001−66781、JP−A−2001−56559、JP−A−2001−33963、JP−A−2002−356555、JP−A−2002−356554、JP−A−2002−303977、JP−A−2002−284875、JP−A−2002−268221、JP−A−2002−162743、JP−A−2002−122993、JP−A−2002−99084、JP−A−2002−40658、JP−A−2002−37885、JP−A−2003−26919に公開されている。
上述の刊行物に開示される製剤は、参考として本明細書で援用される。本発明の化合物が、これらの引用刊行物に記載される全てのポリマー/コポリマー及び組成物における光潜在性酸としての使用に特に適切であることは、理解されている。
とりわけ、特徴的にネガ型レジストを生成する酸感受性成分は、酸(例えば、式Iの化合物の照射中に形成された酸)により触媒される場合、それ自身との、及び/又は、組成物の1種以上の更なる成分との架橋反応又は重合を受ける可能性がある化合物である。この種類の化合物は、例えば、既知の酸硬化性樹脂(例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエーテル樹脂、フェノール樹脂、又はそれらの混合物)である。アミノ樹脂、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂が、非常に適切である。この種類の酸硬化性樹脂は、一般に既知であり、例えば、"Ullmann’s Encyclopaedie der technischen Chemie"[Ullmanns Enceclopedia of Technical Chemistry],4th Edition,Vol.15(1978),pp.613−628に記載されている。一般に、架橋剤成分は、ネガ型レジスト組成物の全固体含量に対して2〜40質量パーセント、好ましくは5〜30質量%の濃度で存在するべきである。
従って、本発明は、特別な一実施形態として、
(a41)結合剤としてアルカリ可溶性樹脂、
(a51)酸により触媒される場合、それ自体との、及び/又は、結合剤との架橋反応を受ける成分、及び
(b)感光性酸供与体として、式Iのスルホネート誘導体、を含む化学増幅ネガ型アルカリ現像可能フォトレジストを含む。
前記組成物は、成分(b)に加えて、他の感光性酸供与体(b1)、他の光重合開始剤(d)及び/又は(c)他の添加剤を更に含んでよい。
アミノ樹脂(例えば、非エーテル化又はエーテル化メラミン樹脂、尿素樹脂、グアニジン樹脂又はビウレット樹脂、とりわけメチル化メラミン樹脂又はブチル化メラミン樹脂)、対応するグリコールウリル及びウロンが、酸硬化性樹脂(a5)としてとりわけ好ましい。この文脈における「樹脂」により、一般にオリゴマーと純粋及び高純度化合物とをも含む両方の通例の技術的混合物であると理解されるものとする。N−ヘキサ(メトキシメチル)メラミン及びテトラメトキシメチルグリコールウリル及びN,N’−ジメトキシメチルウロンは、最も好ましい酸硬化性樹脂である。
一般のネガ型レジストにおける式Iの化合物の濃度は、組成物の全固体含量に対して0.1〜30質量%、好ましくは最高20質量%である。1〜15質量%がとりわけ好ましい。
適切な場合、ネガ型組成物は、膜形成ポリマー結合剤(a4)を含んでよい。この結合剤は、好ましくはアルカリ可溶性フェノール樹脂である。この目的によく適しているのは、例えば、アルデヒドから(例えばアセトアルデヒド又はフルフルアルデヒド)、とりわけホルムアルデヒドから誘導されるノボラック、フェノール、例えば非置換フェノール、モノ−又はジ−クロロ置換フェノール、例えばp−クロロフェノール、C1〜C9アルキルによるモノ−又はジ−置換フェノール(例えばo−、m−又はp−クレゾール、各種キシレノール、p−tert−ブチルフェノール、p−ノニルフェノール、p−フェニルフェノール、レゾルシノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン)である。また、エチレン性不飽和フェノールに基づくホモ−及びコ−ポリマー、例えば、ビニル−及び1−プロペニル−置換フェノール(例えばp−ビニルフェノール又はp−(1−プロペニル)フェノール)のホモポリマー或いは1種以上のエチレン性不飽和材料(例えばスチレン)とのこれらのフェノールのコポリマーが適切である。一般に、結合剤の量は、30〜95質量%、好ましくは40〜80質量%であるべきである。
とりわけ好ましいネガ型レジスト組成物は、前記組成物の固体含量に対して、0.5〜15質量%の式Iのスルホネート誘導体(成分(b))と、結合剤として40〜99質量%のフェノール樹脂(成分(a41))(例えば前述のものの内の1種)と、架橋剤として0.5〜30質量%のメラミン樹脂(成分(a51))とを含む。ノボラックにより、又は、とりわけ結合剤としてのポリビニルフェノールにより、とりわけ良好な特性を有するネガ型レジストが得られる。
また、スルホニウム塩は、例えばネガ型レジスト系におけるポリ(グリシジル)メタクリレートの酸触媒架橋のための、光化学的に活性化され得る酸発生剤として使用され得る。かかる架橋反応は、例えば、ChaeらによりPollimo 1993,17(3),292に記載されている。
適切な製剤と、本発明による式Iの化合物を使用するネガ型レジストのための適切なポリマー/コポリマーの製造とについては、例えば、JP−A−2003−43688、JP−A−2003−114531、JP−A−2002−287359、JP−A−2001−255656、JP−A−2001−305727、JP−A−2003−233185、JP−A−2003−186195、US6576394に公開されている。
本発明による式Iの化合物は、化学増幅溶媒現像可能ネガ型フォトレジストにおける光潜在性酸として適切である。この技術は、酸により触媒される場合、製剤におけるそれ自体との、及び/又は他の成分との架橋反応又は重合を受ける特定の成分の使用を要求する。適切な製剤は、例えば、US4882245、US5026624、US6391523に公開されている。
ポジ型レジスト組成物及びネガ型レジスト組成物は、式Iの感光性酸供与体化合物に加えて、更なる感光性酸供与体化合物(b1)、更なる添加剤(c)、他の光重合開始剤(d)及び/又は増感剤(e)を含んでよい。
故に、本発明の主題はまた、成分(a)及び(b)、或いは成分(a11)、(a21)、(a31)及び(b)、或いは更なる添加剤(c)、更なる感光性酸供与体化合物(b1)、他の光重合開始剤(d)及び/又は増感剤(e)を含む成分(a41)(a51)及び(b)に加えて、上記の通りの化学増幅レジスト組成物でもある。
また、ポジ型及びネガ型レジストにおける本発明のスルホニウム塩は、他の既知の光潜在性酸(b1)、例えばオニウム塩、6−ニトロベンジルスルホネート、ビス−スルホニルジアゾメタン化合物、シアノ基含有オキシムスルホネート化合物等と共に使用され得る。化学増幅レジストのための既知の光潜在性酸の例は、US5731364、US5800964、EP704762、US5468589、US5558971、US5558976、US6004724、GB2348644、並びに特にEP794457及びEP795786に記載されている。
光潜在性酸の混合物が本発明によるレジスト組成物において使用される場合、混合物における他の光潜在性酸(b1)に対する式Iのスルホニウム塩の質量比は、好ましくは1:99〜99:1である。
例えば成分(b1)として式Iの化合物との混合に使用するために適切である光潜在性酸の例は、以下のものである。
(1)オニウム塩化合物、例えば、
ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩である。好ましくは、ジフェニルヨードニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネート、ジフェニルヨードニウムドデシルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムトリフレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムナフタレンスルホネート、(ヒドロキシフェニル)ベンジルメチルスルホニウムトルエンスルホネート等であり;また、ヨードニウムカチオンは、4−メチルフェニル−4’−イソブチルフェニルヨードニウム又は4−メチルフェニル−4’−イソプロピルフェニルヨードニウムであってもよい。トリフェニルスルフォニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネートが特に好ましい。他の例は、JP−A−2002−229192、JP−A−2003−140332、JP−A−2002−128755、JP−A−2003−35948、JP−A−2003−149800、JP−A−2002−6480、JP−A−2002−116546、JP−A−2002−156750、US6458506、US2003/27061、US5554664に記載されている。
(2)ハロゲン含有化合物
ハロアルキル基含有複素環式化合物、ハロアルキル基含有炭化水素化合物等。(トリクロロメチル)−s−トリアジン誘導体(例えばフェニル−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、メトキシフェニル−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、ナフチル−ビス−(トリクロロメチル)−s−トリアジン等);1,1−ビス(4−クロロフェニル)−2,2,2−トリクロロエサン;等が好ましい。
(3)例えば式
Figure 0005570424
[式中、Ra及びRbは、互いに独立して、アルキル、シクロアルキル又はアリールであり、その各々は、少なくとも1個の置換基、例えば
Figure 0005570424
を有してよい]のスルホン化合物。かかる化合物は、例えば、US2002/0172886−A、JP−A−2003−192665、US2002/9663で開示されている。更なる例は、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホン、それらのα−ジアゾ誘導体等である。フェナシルフェニルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタンが好ましい。
(4)スルホネート化合物、例えば
アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネート、イミドスルホネート等。好ましいイミドスルホネート化合物は、例えば、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)7−オキサビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)ビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ−[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミドである。
他の適切なスルホネート化合物は、好ましくは、例えば、ベンゾイントシレート、ピロガロールトリストリフレート、ピロガロールメタンスルホン酸トリエステル、ニトロベンジル−9,10−ジエチルオキシアントラセン−2−スルホネート、α−(4−トルエン−スルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−トルエン−スルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(4−トルエン−スルホニルオキシイミノ)−2−チエニルメチルシアニド、α−(メタンスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、(4−メチルスルホニルオキシイミノ−シクロヘキサ−2,5−ジエニリデン)−フェニル−アセトニトリル、(5−メチルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−フェニル−アセトニトリル、(5−メチルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)−アセトニトリル、(5−プロピルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)−アセトニトリル、(5−(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)−アセトニトリル、(5−(10−カンファースルホニルオキシイミノ)−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−メチルフェニル)−アセトニトリル、(5−メチルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)−(2−クロロフェニル)−アセトニトリル、2,2,2−トリフルオロ−1−{4−(3−[4−{2,2,2−トリフルオロ−1−(1−プロパンスルホニルオキシイミノ)−エチル}−フェノキシ]−プロポキシ)−フェニル}−エタノンオキシム1−プロパンスルホネート、2,2,2−トリフルオロ−1−{4−(3−[4−{2,2,2−トリフルオロ−1−(1−p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−エチル}−フェノキシ]−プロポキシ)−フェニル}−エタノンオキシム1−p−トルエンスルホネートである。
本発明の放射線感受性樹脂組成物において、特に好ましいスルホネート化合物としては、ピロガロールメタンスルホン酸トリエステル、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−ビシクロ−[2,2,1]−ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド等が挙げられる。
(5)キノンジアジド化合物、例えば、
ポリヒドロキシ化合物の1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル化合物。1,2−キノンジアジドスルホニル基、例えば1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホニル基、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニル基、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル基、1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホニル基を有する化合物が好ましい。1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニル基又は1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル基を有する化合物が特に好ましい。(ポリ)ヒドロキシフェニルアリールケトンの1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル(例えば、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4,4’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,2’3,2,6’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,3,3’,4,4’5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、2,3’,4,4’,5’6−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン);ビス−[(ポリ)ヒドロキシフェニル]アルカンの1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル(例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン);(ポリ)ヒドロキシフェニルアルカンの1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル(例えば、4,4’−ジヒドロキシトリフェニルメタン、4,4’4’’−トリヒドロキシトリフェニルメタン、4,4’5,5’−テトラメチル−2,2’2’’−トリヒドロキシトリフェニルメタン、2,2,5,5’−テトラメチル−4,4’,4’’−トリヒドロキシトリフェニルメタン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(4−[1−(ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル)エタン);(ポリ)ヒドロキシフェニルフラバンの1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル(例えば、2,4,4−トリメチル−2’,4’,7−トリヒドロキシ−2−フェニルフラバン、2,4,4−トリメチル−2’,4’,5’,6,7−ペンタヒドロキシ−2−フェニルフラバン)が、特に適切である。
本発明による化合物との混合において使用されるために適切な光潜在性酸の他の例は、JP−A−2003−43678、JP−A−2003−5372、JP−A−2003−43677、JP−A−2002−357904、JP−A−2002−229192に記載されている。
本発明のポジ型及びネガ型フォトレジスト組成物は、当業者に既知の通例の量のフォトレジストに慣習的に使用される1種以上の添加剤(c)、例えば染料、顔料、可塑剤、界面活性剤、流動性向上剤、湿潤剤、付着促進剤、チキソトロープ剤、着色剤、充填剤、溶解性促進剤、酸増幅剤、光増感剤、有機塩基性化合物を場合により含有してよい。
本発明のレジスト組成物に使用され得る有機塩基性化合物についての更なる例は、フェノールより強い塩基である化合物、特に窒素含有塩基性化合物である。これらの化合物は、例えばテトラアルキルアンモニウム塩のイオン性、又は非イオン性であってよい。好ましい有機塩基性化合物は、1分子につき、種々の化学環境を有する2個以上の窒素原子を有する窒素含有塩基性化合物である。少なくとも1個の置換又は非置換アミノ基と少なくとも1個の窒素含有環構造との両方を含有する化合物、及び少なくとも1個のアルキルアミノ基を有する化合物が、とりわけ好ましい。かかる好ましい化合物の例としては、グアニジン、アミノピリジン、アミノアルキルピリジン、アミノピロリジン、インダゾール、イミダゾール、ピラゾール、ピラジン、ピリミジン、プリン、イミダゾリン、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルホリンが挙げられる。非置換化合物又はそれらの置換誘導体は、両方とも適切である。好ましい置換基としては、アミノ、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アリール基、アリールオキシル基、ニトロ、ヒドロキシ、シアノが挙げられる。とりわけ好ましい有機塩基性化合物の具体例としては、グアニジン、1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジエチルアミノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリジン、3−アミノエチルピリジン、4−アミノエチルピリジン、3−アミノピロリジン、ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペリジノピペリジン、2−イミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチルピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−p−トリルピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メチルピラジン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラゾリン、N−アミノモルホリン、N−(2−アミノエチル)モルホリンが挙げられる。
適切な有機塩基性化合物の他の例は、DE4408318、US5609989、US5556734、EP762207、DE4306069、EP611998、EP813113、EP611998及びUS5498506、JP−A−2003−43677、JP−A−2003−43678、JP−A−2002−226470、JP−A−2002−363146、JP−A−2002−363148、JP−A−2002−363152、JP−A−2003−98672、JP−A−2003−122013、JP−A−2002−341522に記載されている。しかしながら、本発明において適切な有機塩基性化合物は、これらの例に限定されない。
窒素含有塩基性化合物は、単独で、又は、それらの内の2種以上の組み合わせにおいて使用され得る。窒素含有塩基性化合物の添加量は、通常、100質量部の感光性樹脂組成物(溶媒を除外く)につき0.001〜10質量部、好ましくは0.01〜5質量部である。その量が0.001質量部未満である場合は、本発明の効果を得ることができない。一方で、それが10質量部を超える場合は、未露光部分の感受性の低下と、現像可能性の悪化とが引き起こされやすい。
組成物は、例えばEP710885、US5663035、US5595855、US5525453及びEP611998に記載される化学線の下で分解する塩基性有機化合物(「自殺塩基」)を更に含有することができる。本発明の組成物に適切な染料(c)の例は、油溶性染料及び塩基性染料、例えば、Oil Yellow #101、Oil Yellow #103、Oil Pink #312、Oil Green BG、Oil Blue BOS、Oil Blue #603、Oil Black BY、Oil Black BS、Oil Black T−505 (全て、オリエント化学工業株式会社により製造される)、クリスタルバイオレット(CI42555)、メチルバイオレット(CI42535)、ローダミンB(CI45170B)、マラカイトグリーン(CI42000)及びメチレンブルー(CI52015)である。
分光増感剤(e)は、光潜在性酸の感度を高めて遠紫外より長い波長の領域における吸収を示すために更に添加することが可能であり、それにより、本発明の感光性組成物は、例えばi線又はg線放射線に対する感度が高くなり得る。適切な分光増感剤の例としては、9,10−ジアルコキシアントラセン、ベンゾフェノン、p,p’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン、p,p’−テトラエチルエチルアミノベンゾフェノン、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、アンスロン、ピレン、ペリレン、フェノチアジン、ベンジル、アクリジンオレンジ、ベンゾフラビン、セトフラビンT、9,10−ジフェニルアントラセン、9−フルオレノン、アセトフェノン、フェナントレン、2−ニトロフルオレン、5−ニトロアセナフテン、ベンゾキノン、2−クロロ−4−ニトロアニリン、N−アセチル−p−ニトロアニリン、p−ニトロアニリン、N−アセチル−4−ニトロ−1−ナフチルアミン、ピクラミド、アントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1,2−ベンゾアントラキノン、3−メチル−1,3−ジアザ−1,9−ベンザンスロン、ジベンザルアセトン、1,2−ナフトキノン、3−アシルクマリン誘導体、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジメトキシカルボニルクマリン)、3−(アロイルメチレン)チアゾリン誘導体、エオシン、ローダミン、エリスロシン、コロネンが挙げられる。しかしながら、適切な分光増感剤は、これらの例に限定されない。また、これらの分光増感剤は、光源により発される遠紫外を吸収するための吸光剤としても使用され得る。この場合、吸光剤は、基材からの光反射を減少させ、レジスト膜内の多重反射の影響を低下させ、それにより定在波の影響が減弱する。
かかる化合物の具体例は、開示内容が参考として本明細書で援用されるWO06/008251(36頁30行目〜38頁8行目)に開示されている。
更に適切な添加剤(c)は、「酸増幅剤」(酸形成を促進する、又は、酸濃度を高める化合物)である。また、かかる化合物は、ポジ型又はネガ型レジストにおける、或いは結像系における、並びに全てのコーティング塗布における本発明による式Iのスルホニウム塩と組み合わせても使用され得る。かかる酸増幅剤は、例えば、Arimitsu,K.et al.J.Photopolym.Sci. Technol.1995,8,pp43;Kudo,K.et al.J.Photopolym.Sci.Technol.1995,8,pp45;Ichimura,K.et al.Chem:Letters 1995,pp551に記載されている。
レジスト性能(例えば分解能、パターンプロファイル、方法ラチチュード、ラインエッジ粗さ、安定性)を向上させる他の添加剤(c)は、JP−A−2002−122992、JP−A−2002−303986、JP−A−2002−278071、JP−A−2003−57827、JP−A−2003−140348、JP−A−2002−6495、JP−A−2002−23374、JP−A−2002−90987、JP−A−2002−91004、JP−A−2002−131913、JP−A−2002−131916、JP−A−2002−214768、JP−A−2001−318464、JP−A−2001−330947、JP−A−2003−57815、JP−A−2003−280200、JP−A−2002−287362、JP−A−2001−343750に記載されている。また、かかる化合物は、ポジ型又はネガ型レジストにおける本発明による式Iのスルホニウム塩と組み合わせて使用され得る。
通常、本発明の感光性組成物の基材への塗布のために、前記組成物は、適当な溶媒に溶解される。これらの溶媒の好ましい例としては、エチレンジクロリド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、2−エトキシエチルアセテート、2−エトキシエタノール、ジエチルグリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、エチルアセテート、ブチルアセテート、メチルラクテート、エチルラクテート、メチルメトキシプロピオネート、エチルエトキシプロピオネート、メチルピルベート、エチルピルベート、プロピルピルベート、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフランが挙げられる。これらの溶媒は、単独で、又は、混合物として使用され得る。溶媒の好ましい例は、エステル(例えば、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルメトキシプロピオネート、エチルエトキシプロピオネート、エチルラクテート)である。かかる溶媒の使用は、本発明による式Iで表されるスルホニウム塩がそれとの良好な相溶性とその中への良好な溶解性とを有するので、効果的である。
溶媒に、界面活性剤が添加され得る。適切な界面活性剤の例としては、非イオン性界面活性剤(例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンアセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル);ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、例えばポリオキシエチレン、オクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル;ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ソルビタン/脂肪酸エステル、例えばソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート;フルオロケミカル界面活性剤(例えば、F−top EF301、EF303及びEF352、(新秋田化成株式会社により製造)、Megafac F171及びF17.3(DIC株式会社により製造)、Fluorad FC430及びFC431(Sumitomo 3M Ltd.(日本)により製造)、Asahi Guard AG710及びSurflon S−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105及びSC106(旭硝子株式会社により製造);オルガノシロキサンポリマーKP341(Shin−Etsu Chemical Co.,Ltd.(日本)により製造);アクリル又はメタクリル(コ)ポリマーPoly−flow No.75及びNO.95(共栄社化学株式会社により製造)が挙げられる。他の例は、JP−A−2001−318459、JP−A−2002−6483に記載されている。界面活性剤の添加量は、通常、本発明の組成物の100質量部の固体成分につき2質量部以下、望ましくは0.5質量部以下である。界面活性剤は、単独で、又は、それらの内の2種以上の組み合わせにおいて添加され得る。
前記溶液は、既知のコーティング方法により、例えばスピンコーティング、浸漬、ナイフコーティング、カーテン注入技術、ブラシ塗布、噴霧、ローラーコーティングにより、均一に基材に塗布される。また、一時的可動支持体に感光層を塗布し、次いでコーティング転移(積層)により最終基材をコーティングすることも可能である。
塗布量(コーティング厚さ)及び基材(コーティング基材)の性質は、所望の使用分野に依存する。コーティング厚さの範囲は、原則として、約0.01μm〜100μm超の値を含む。
前記コーティング操作の後、溶媒は、一般に加熱により除去され、それにより基材上でフォトレジストの層になる。乾燥温度は、もちろん、レジストのある成分が反応又は分解し得る温度未満でなければならない。一般に、乾燥温度は、60〜160℃の範囲内である。
次いで、レジストコーティングは、像様に照射を受ける。「像様照射」という表現は、化学線を使用する所定パターンの照射、即ち、所定パターンを含むマスク(例えばトランスペアレンシー、クロムマスク、レチクル)による照射と、例えばコンピュータの制御下でレジスト面上に直接書き込み、そして画像を生成するレーザビーム又は電子ビームを使用する照射との両方を含む。パターンを生成するための別の方法は、例えばホログラフィック塗布において使用されるように、2つのビーム又は画像の干渉による。例えば、A.Bertsch;J.Y.Jezequel;J.C.Andre in Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry 1997,107pp.275−281及びK.P.Nicolay in Offset Printing 1997,,pp.34−37に記載されているように、デジタル画像を生成するために画素毎に指定され得る液晶で作製されたマスクを使用することも可能である。
照射及び(必要な場合)熱処理の後、組成物の照射部位(ポジ型レジストの場合)又は非照射部位(ネガ型レジストの場合)は、現像液を使用してそれ自体既知の方法で除去される。
触媒反応を促進し、そのため現像液におけるレジストコーティングの照射セクションと非照射セクションとの間の溶解性の十分な差の現像を促進するために、コーティングは、好ましくは現像される前に加熱される。また、前記加熱は、照射中に行うか、開始することも可能である。好ましくは、60〜160℃の温度が使用される。時間は、加熱方法に左右され、場合により、幾つかのルーチンの実験により当業者により容易に最適な時間を決定することができる。それは、一般に、数秒〜数分である。例えば、熱板を使用する場合には10〜300秒の時間が非常に適切であり、熱対流炉を使用する場合は1〜30分間である。それは、それらの処理条件下で安定であるレジスト上の非照射部位における本発明による潜在性酸供与体にとって重要である。
次いでコーティングを現像し、照射後、現像液においてより可溶性であるコーティングの部分を除去する。場合により、被加工物のわずかな撹拌、現像液浴中のコーティングのわずかなブラッシング、又は噴霧現像により、それらの処理ステップが促進され得る。レジスト技術で通例の水性アルカリ性現像液が、例えば現像のために使用され得る。かかる現像液は、例えば、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム、対応する炭酸塩、炭酸水素塩、ケイ酸塩又はメタ珪酸塩を含むが、好ましくは金属不含塩基(例えばアンモニア又はアミン、例えばエチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、アルカノールアミン、例えばジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、第四級水酸化アンモニウム、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム又は水酸化テトラエチルアンモニウム)を含む。現像溶液は、一般に最高0.5Nであるが、通常、使用前に適切な方法で希釈される。例えば、およそ0.1〜0.3の規定度を有する溶液が、かなり適している。現像液の選択は、光硬化性表面コーティングの性質に、とりわけ使用する結合剤又は得られる光分解生成物の性質に依存する。また、現像水溶液は、場合により、相対的に少ない量の湿潤剤及び/又は有機溶媒を含んでもよい。現像液に添加され得る典型的な有機溶媒は、例えば、シクロヘキサノン、2−エトキシエタノール、トルエン、アセトン、イソプロパノール、更にこれらの溶媒の内の2種以上の混合液である。典型的な水性/有機現像液系は、Butylcellosolve(登録商標)/水に基づく。
また、本発明の主題は、
(1)上記の通りの組成物を基材に塗布する段階;
(2)塗布後に60℃〜160℃の温度で組成物をベークする段階;
(3)10nm〜1500nmの波長の光を像様照射する段階;
(4)場合により、露光後に60℃〜160℃の温度で組成物をベークする段階;及び
(5)溶媒又は水性アルカリ性現像液で現像する段階
によるフォトレジストの製造方法である。
像様照射が、150〜450nmの波長範囲、特に190〜260nmの範囲で単色性又は多色性放射線で行われる方法が好ましい。
フォトレジスト組成物は、全ての基材上に、当業者に既知の全ての露光技術で使用され得る。例えば、ケイ素、ガリウム砒素、ゲルマニウム、アンチモン化インジウム等の半導体基材;更に二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化チタン、シロキサン等の酸化物又は窒化物層で覆われた基材、並びにアルミニウム、銅、タングステン等の金属による金属基材及び金属被覆基材が使用され得る。また、基材は、ポリマー材料で、例えばフォトレジストでコーティングする前のポリマー材料からの有機反射防止コーティング、絶縁層、誘電体コーティングでコーティングされ得る。
フォトレジスト層は、全一般技術(例えば直接描画(即ちレーザビームによる)或いはステップ及び反復モード又は走査モードにおける投影リソグラフィ)により、又は、マスクによる密着焼付けにより露光され得る。
投影リソグラフィの場合、広範囲にわたる光学条件が使用され得る(例えばコヒーレント照射、部分コヒーレント照射、インコヒーレント照射)。放射線を、レンズの中心を除いてレンズの特定の領域だけを通過させる場合、これは、軸外照明技術(例えば環状照明や四重極照明)を含む。
パターンを複写するために使用されるマスクは、ハードマスク又はフレクシブルマスクであり得る。マスクは、透明、半透明及び不透明なパターンを含むことができる。また、パターンの大きさは、投影光学の解像限界以下であり、且つ、マスクの通過後に照射の空間画像、強度及び位相変調を変更するために特定の方法でマスク上に配置されたパターンを含むことができる。これは、位相シフトマスク及びハーフトーン位相シフトマスクを含む。
フォトレジスト組成物のパターン形成方法は、例えば稠密で且つ隔離されたライン、コンタクトホール、溝、ドットの任意の所望の形状及び形のパターンを生成するために使用され得る。
本発明によるフォトレジストは、優れたリソグラフィ特性、特に高感度、及び画像形成放射線のための高レジスト透明度を有する。
本発明による組成物の使用可能領域は、以下の通りである:電子工学用フォトレジスト(例えばエッチングレジスト、イオン注入レジスト、電気メッキレジスト、ソルダレジスト)としての使用、集積回路又は薄膜トランジスタ―レジスト(TFT)の製造;印刷版(例えばオフセット印刷版やスクリーン印刷ステンシル)の製造、成形物のエッチングの使用、或いは、例えばJ.Photochem.Photobio.A,158,163(2003),Chem.Mater.14,3656(2002)に記載されている3D光学情報保存等、各種用途に用いられるステレオリソグラフィ又はホログラフィ技術における使用。
本発明による組成物はまた、金属間誘電体層、緩衝層、半導体デバイスのパッシベーションコートを製造することにも適切であり、光エレクトロニクス用導波管を製造することにも適切である。MEMS(微小電子機械システム)の用途には、本発明による組成物は、エッチングレジスト、材料堆積用鋳型、デバイス自体の三次元の対象として使用され得る。従って、コーティング基材及び処理条件は変化する。かかる例は、US6391523に記載されている。
本発明による式Iの化合物は、上記の通りの増感剤化合物と組み合わせて、例えばWO03/021358に記載されているホログラフィックデータ記憶(HDS)系においても使用され得る。
また、本発明による組成物は、木、織物、紙、セラミック、ガラス、とりわけ膜の形態のプラスチック(例えばポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、セルロースアセテート)を含む全ての種類の基材のための、とりわけ画像が像様照射により塗布されるコーティング金属(例えばNi、Fe、Zn、Mg、Co又はとりわけCu及びAl、更にSi)、酸化ケイ素又は窒化ケイ素のためのコーティング組成物としても著しく適切である。
また、本発明は、酸の作用下で架橋し得る組成物における光潜在性酸供与体としての、及び/又は、溶解性が酸の作用下で増加する組成物における溶解向上剤としての式Iの化合物の使用に関する。
更に、本発明の主題は、酸の作用下で架橋し得る化合物を架橋する方法であり、その方法は、上述の化合物に式Iの化合物を添加する段階と、10〜1500nmの波長を有する光を像様又は全面に亘って照射する段階とを含む。
また、本発明は、着色表面コーティング及び非着色表面コーティング、接着剤、積層接着剤、構造用接着剤、感圧接着剤、印刷インク、印刷版、凸版印刷版、平版印刷版、凹版印刷版、方法レス印刷版、スクリーン印刷ステンシル、歯科組成物、カラーフィルタ、スペーサ、エレクトロルミネセンスディスプレイ及び液晶ディスプレイ(LCD)、導波管、光スイッチ、色校正刷系、レジスト、電子工学用フォトレジスト、電気メッキレジスト、液膜及び乾燥膜の両方のためのエッチングレジスト、ソルダレジスト、UV及び可視レーザ直接結像系用フォトレジスト材料、プリント回路基板の連続ビルドアップ層における誘電層の形成用フォトレジスト材料、カラーフィルタ、化学増幅レジスト材料、画像記録材料、ホログラフィック画像の記録用画像記録材料、光学情報ストレージ又はホログラフィックデータストレージ、脱色材料、画像記録材料用脱色材料、マイクロカプセルを使用する画像記録材料、磁気記録材料、マイクロ機械部品、メッキマスク、エッチマスク、ガラス繊維ケーブルコーティング、超小形電子回路の製造における感光性酸供与体としての式Iの化合物の使用と;並びに、着色表面コーティング及び非着色表面コーティング、接着剤、積層接着剤、構造用接着剤、感圧接着剤、印刷インク、印刷版、凸版印刷版、平版印刷版、凹版印刷版、方法レス印刷版、スクリーン印刷ステンシル、歯科組成物、カラーフィルタ、スペーサ、エレクトロルミネセンスディスプレイ及び液晶ディスプレイ(LCD)、導波管、光スイッチ、色校正刷系、レジスト、電子工学用フォトレジスト、電気メッキレジスト、液膜及び乾燥膜の両方のためのエッチングレジスト、ソルダレジスト、UV及び可視レーザ直接結像系用フォトレジスト材料、プリント回路基板の連続ビルドアップ層における誘電層の形成用フォトレジスト材料、カラーフィルタ、化学増幅レジスト材料、画像記録材料、ホログラフィック画像の記録用画像記録材料、光学情報ストレージ又はホログラフィックデータストレージ、脱色材料、画像記録材料用脱色材料、マイクロカプセルを使用する画像記録材料、磁気記録材料、マイクロ機械部品、メッキマスク、エッチマスク、ガラス繊維ケーブルコーティング、超小形電子回路の製造のための製造方法と、に関する。
また、本発明の主題は、カラーフィルタ又は化学増幅レジスト材料の製造における感光性酸供与体としての式Iの化合物の使用;並びにカラーフィルタ又は化学増幅レジスト材料の製造方法である。
本発明は、更に、全てが透明基材上に感光性樹脂及び顔料及び/又は染料を含む赤色、緑色及び青色の画素並びに黒色マトリックスを提供することにより、並びに前記基材の表面上又は前記カラーフィルタ層の表面上のいずれかに透明電極を提供することにより製造されるカラーフィルタであって、前記感光性樹脂が感光性酸供与体としての式Iの化合物を含む、カラーフィルタに関する。
当業者は、例えばJP−A−9−203806、JP−A−10−282650、JP−A−10−333334、JP−A−11−194494、JP−A−10−203037、JP−A−2003−5371に示されるように、着色元素を提供するための適切な顔料又は染料並びに黒色マトリックス及び対応する適切な樹脂を認識している。
既に前述したように、光架橋性組成物において、スルホニウム塩は、潜在性硬化触媒としての役割を果たし:光が照射された場合、架橋反応を触媒する酸を放出する。更に、放射線により放出された酸は、例えば、ポリマー構造からの適切な酸感受性保護基の除去、又は、ポリマー主鎖における酸感受性基を含有するポリマーの切断を触媒する。他の用途は、例えば、例えば酸感受性保護基により保護される顔料のpH又は溶解性の変化に基づく色変化系である。
また、本発明によるスルホニウム塩は、例えばJP Hei 4328552−A又はUS5237059に記載されるように、pHが変化する際に色を変化させる着色剤と共に前記化合物が使用される場合、いわゆる「プリントアウト」画像を生成するために使用され得る。また、かかる変色系は、EP199672により、熱又は放射線に感受性がある物品をモニタするためにも使用され得る。
色変化に加えて、それは、沈殿する顔料結晶のための(例えばEP648770、EP648817及びEP742255に記載される通りの)可溶性顔料分子の酸触媒脱保護の間に可能であり、これは、潜在性顔料前駆物質の色が沈殿した顔料結晶と異なる場合、例えばEP654711に記載される通りのカラーフィルタの製造に、或いはプリントアウト画像及び指示薬の用途で使用され得る。
スルホニウム塩と組み合わせてpH感受性染料又は潜在性顔料を使用する組成物は、γ放射線、電子ビーム、UV光、可視光等の電磁放射線のための指示薬又は簡単なスローアウェイ線量計として使用され得る。とりわけ、UV光又はIR光等、ヒトの目に見えない光のために、かかる線量計は興味深い。
最後に、水性アルカリ性現像液にやや難溶であるスルホニウム塩は、遊離酸への光誘発転化により現像液に可溶性とすることができ、その結果、適切な膜形成樹脂と組み合わせた溶解性向上剤として使用され得る。
また、本発明のスルホニウム塩は、フォトリトグラフィーを使用して要求特性を有する状態への酸誘導遷移を受けるポリマーを成形するためにも使用され得る。例えば、スルホニウム塩は、例えば、M.L.Renak;C.Bazan;D.Roitman;Advanced materials 1997,,392に記載される通りの共役放射性ポリマーのパターン化のために使用され得る。かかるパターン化放射性ポリマーは、ディスプレイ及びデータ記憶媒体を製造するために使用され得るマイクロスカラーパターン化発光ダイオード(LED)を製造するために使用され得る。同様に、ポリイミド用前駆物質(例えば、現像液における溶解性を変化させる酸不安定保護基を有するポリイミド前駆物質)は、マイクロチップ及びプリント回路基板の製造において保護コーティング、絶縁層及び緩衝層としての役割を果たし得るパターン化ポリイミド層を形成するために照射され得る。
また、本発明の製剤は、集積回路の製造においてプリント回路基板用連続ビルドアップ系、応力緩衝層に使用される場合、コンフォーマルコーティング、光画像形成性絶縁層及び誘電体としても使用され得る。
例えばポリアニリンの共役ポリマーは、プロトンドープにより半導性から伝導性の状態まで転化され得ることが知られている。また、本発明のスルホニウム塩は、断熱材(非露光領域)に埋め込まれる導電構造(露光領域)を形成するために、かかる共役ポリマーを含む組成物に像様照射するために使用され得る。これらの材料は、電気デバイス及び電子デバイスを製造するための配線及び接続部品として使用され得る。
また、式Iのカチオン性光重合開始剤を含む本発明による組成物は、WO02/064268に記載された通りの真空蒸着方法において用いることも可能である。即ち、光重合開始剤は、フラッシュ蒸発真空蒸着されるために適切である。従って、
(i)熱的に安定で、室温で化学的に不活性であるカチオン性光重合開始剤とのカチオン硬化性モノマーの混合物を製造するステップ;
(ii)蒸気を生成するために真空において前記混合物をフラッシュ蒸発させるステップ;
(iii)膜を生成するために蒸気を凝縮させるステップ;及び
(iv)ポリマー固体膜を生成するために前記膜を放射線源に露光するステップ、を含むフラッシュ蒸発真空蒸着カチオン硬化性モノマー材料から固体ポリマー構造を形成する方法において、前記光重合開始剤は、上記記載の通りの式Iのものである。
前記手順のための適切な装置、並びに前記モノマーに関する詳細は、内容が参考として本明細書に援用されるWO02/064268に記載されている。
式Iの化合物を含む組成物のための適切な放射線源は、およそ150〜1500、例えば180〜1000、又は好ましくは190〜700ナノメートルの波長の放射線並びにeビーム放射線及び高エネルギー電磁放射線(例えばX線)を放射する放射線源である。点光源及び扁平プロジェクタ(ランプカーペット)の両方が適切である。例としては、:カーボンアークランプ、キセノンアークランプ、中圧、高圧及び低圧水銀ランプ、場合により金属ハロゲン化物がドープされたもの(メタルハライドランプ)、マイクロ波励起金属蒸気ランプ、エキシマランプ、超化学線蛍光灯、蛍光ランプ、アルゴンフィラメントランプ、電子フラッシュランプ、写真フラッドライト、シンクロトロン又はレーザプラズマにより生成された電子ビーム及びX線ビームがある。放射線源と本発明による被照射基材との間の距離は、用途並びに放射線源の種類及び/又は強度に応じて、例えば2cmから150cmまで変化することができる。適切な放射線源は、他の波長の輝線が所望であればフィルタで除去される放射線からの、とりわけ水銀蒸気ランプ、とりわけ媒質及び高圧水銀ランプである。それは、とりわけ比較的短い波長の放射線の場合である。しかしながら、適当な波長帯において放射することができる低エネルギーランプ(例えば蛍光灯)を使用することも可能である。その例は、Philips TL03ランプである。使用され得る別の種類の放射線源は、小帯域を放射する源として、若しくは広帯域(白色光)源としてのいずれかで全スペクトルに亘り種々の波長で放射する発光ダイオード(LED)である。また、レーザ放射線源、例えばエキシマレーザ(例えば、248nmの照射のためのKr−Fレーザ、193nmのAr−Fレーザ、157nmのF2レーザ)も適切である。可視領域のレーザ及び赤外線領域のレーザを使用することもできる。365、405及び436ナノメートルの波長の水銀iライン、hライン及びgラインの放射線が、とりわけ適切である。光源として、更に13nmのEUV(xtreme ltra iolet(極端紫外光))も適切である。適切なレーザビーム源は、例えば、454、458、466、472、478、488及び514ナノメートルの波長の放射線を放射するアルゴンイオンレーザである。1064nm及びその第二及び第三調波(それぞれ532nm及び355nm)の光を放射するNd−YAG−レーザを使用することもできる。また、例えば、442nmの放射を有するヘリウム/カドミウムレーザ又はUV領域で放射するレーザも適切である。ir−放射線のその種類によって、ポジ型又はネガ型レジストを生成するためにフォトポリマーコーティングと接触してフォトマスクを使用することは必ずしも必須ではなく、制御されたレーザビームは、コーティング上に直接書き込むことができる。その目的のために、本発明による材料の高感度は、非常に効果的であり、それにより比較的低い強度で高書込み速度が可能になる。照射の際、表面コーティングの照射部分内の組成物におけるスルホニウム塩は、分解して酸を形成する。
本発明による化合物による高強度放射線での通例のUV硬化とは対照的に、活性化は、比較的低い強度の放射線の作用下で達成される。かかる放射線としては、例えば、デイライト(日光)やデイライトと同等な放射線源が挙げられる。日光は、UV硬化において通例に使用される人工放射線源の光とは、分光組成と強度とが異なる。また、本発明による化合物の吸収特性は、硬化用天然放射線源としての日光の利用に適切である。本発明による化合物を活性化するために使用され得るデイライトと同等な人工光源は、低強度のプロジェクタ(例えば特定の蛍光ランプ、例えばPhilips TL05特殊蛍光ランプやPhilips TL09特殊蛍光ランプ)であると理解される。高デイライト含有率を有するランプ及びデイライト自体は、とりわけ、指触乾燥方法で十分に表面コーティング層の表面を硬化させることが可能である。その場合、高価な硬化装置は不必要であり、とりわけ外装仕上げのために前記組成物を使用することができる。デイライト又はデイライトと同等な光源による硬化は、省エネルギーの方法であり、外装塗布における揮発性有機成分の放射を防止する。均一な成分に対して適切であるコンベヤーベルト方法とは対照的に、デイライト硬化はまた、静的な又は固定された物品及び構造の外装仕上げのためにも使用され得る。
被硬化表面コーティングは、日光、又はデイライトと同等な光源に対して直接露光させることができる。しかしながら、硬化は、透明層(例えば一枚のガラス又はプラスチックのシート)の裏で行うこともできる。
以下の実施例は、更に詳細に本発明を示すものである。特記しない限り、残りの明細書及び請求項における部及びパーセントは、質量部及び質量パーセントである。特定のアイソマーを記載することなく3個超の炭素原子を有するアルキル基を参照する場合は、各場合においてn−アイソマーを意味する。
実施例1
Figure 0005570424
の製造
1.1:中間体1a
Figure 0005570424
の製造
350mLの反応器において、40mLのジメチルホルムアミドに25gの2−アセチル−5−ブロモチオフェンを溶解させ、次いで15.35gの炭酸ナトリウムを添加する。15.9gのチオフェノールを滴下し、混合液を35℃で6時間撹拌する。反応塊を氷上に注ぎ、エチルアセテートで抽出する。蒸発後、生成物を得る。
1H−NMRデータ(ppm,CDCl3):7.53 1H d,7.41−7.08 5H m,7.07 1H d
1.2:30mLのジクロロメタンに13.2gの塩化アルミニウムを懸濁する。次いで、12gの中間体1a(10mLのジクロロメタンにおける)を0℃で滴下する。−5℃で1.9gの塩化チオニルを反応混合液に滴下し、全ての塊を25℃で5時間撹拌する。次いで反応混合液を氷上に注ぎ、有機相を乾燥させ、蒸発させる。カラムクロマトグラフィにより生成物を精製する。
1H−NMRデータ(ppm,CDCl3):7.76 6H d,7.68 3H d,7.33 6H d,7.29 3H d,2.56 9H s
実施例2
Figure 0005570424
の製造
2.85gの実施例1の化合物を10mLのジクロロメタンに溶解させ、100mLの水に1.02gの六フッ化リン酸カリウムを溶解させる。前記2種の溶液を共に混合し、室温で1時間撹拌する。次いで、有機相を分離し、水で洗浄し、乾燥させ、蒸発させる。実施例2の化合物を得る。
1H−NMRデータ(ppm,CDCl3):7.69 3H d,7.47 6H d,7.37−7.33 9H m,2.55 9H s
実施例3
Figure 0005570424
の製造
六フッ化リン酸カリウムをリチウム−トリス(トリフルオロメタンスルホニル)−メチドに取り替えて、実施例2に記載される通りの方法に従って、実施例1の化合物から化合物を製造する。
1H−NMRデータ(ppm,CDCl3):7.69 6H d,7.42 6H d,7.36 6H d,7.34 6H d,2.55 9H s
実施例4
Figure 0005570424
の製造
適当な出発材料を使用し、実施例2に記載される通りの方法における六フッ化リン酸カリウムをリチウム−トリス(トリフルオロメタンスルホニル)−メチドに取り替えて、実施例1に記載される通りの方法に従って、化合物を製造する。
1H−NMRデータ(ppm,CDCl3):7.68 3H d,7.42 6H d,7.37−7.33 9H m,2.55 9H s
適当な中間体を用いることにより、場合により実施例2又は3に記載される通りの陰イオン交換により、実施例1に記載される通りの方法に従って、以下の実施例5〜12の化合物を製造する。
実施例5
Figure 0005570424
実施例6
Figure 0005570424
実施例7
Figure 0005570424
実施例8
Figure 0005570424
実施例9
Figure 0005570424
実施例10
Figure 0005570424
実施例11
Figure 0005570424
実施例12
Figure 0005570424
応用例A1:
以下の成分を混合することにより組成物を製造する。
81.80部の3,4−エポキシシクロヘキシルメチルカルボキシレート(CYRACURE(登録商標)UVR6105(Dow Chemicalにより提供))
11.73部の3−エチル−3−ヒドロキシメチル−オキセタン(CYRACURE(登録商標)UVR6000(Dow Chemicalにより提供))
5.92部のε−カプロラクトントリオール(Tone Polyol 301(Dow Chemicalにより提供))
0.56部のシリコン表面添加剤(Byk307(BYKにより提供))
100.0部 オーバープリントワニス、フレキソインク塩基性製剤
実施例2の3%の化合物を前記製剤中で撹拌し、次いで4μmのワイヤバーで85μm厚のアルミニウム膜上に塗布する。
アルミニウム反射器を備えた1×120W/cmの中圧水銀ランプ(IST)の下で、コンベヤーベルト上で試料を移動させることにより、硬化を行う。硬化コーティングを得る。
応用例A2:
化学増幅ネガ型レジスト製剤を、以下の成分を混合することにより製造する。
100.00部のエポキシ樹脂(MicroChem.(米国)により提供されるSU−8 R 2002)
245.00部のシクロペンタノン(同上)
5.00部の実施例3の光酸発生成分(PAG)
あらかじめヘキサメチルジシラザンで化学的処理が行われたシリコーンウエハ上にレジスト製剤をスピンコートし、熱板上で95℃で60秒間ソフトベークして2μmの膜厚を得る。次いで、V−42及びUV−D35フィルタ(旭テクノグラス株式会社により提供される)並びにUshioの高圧水銀ランプ(HB−25106AP)とマスク調整器Canon PLA−501Fとを使用する多段密度石英マスクにより、レジスト膜をUV放射線に露光する。次いで、試料を、熱板上で95℃で120秒間、露光後ベークし、現像する。測定されたコントラスト曲線から、照射量(E1:1)(乳酸エチルにおける60秒間の浸漬現像後に、露光前のものと同じレジスト厚を得るのにちょうど十分な照射量)を決定する。必要照射量がより小さくなると、レジスト製剤の感度がより高くなる。実施例3の化合物で、107mJ/cm2のはっきりとしたE1:1の照射量を得る。

Claims (10)

  1. 式I
    Figure 0005570424
    [式中、
    1、L’1及びL"1が同一であり;L2、L’2及びL"2が同一であり;L3、L’3及びL"3が同一であり;L4、L’4及びL"4が同一であり、及び、
    1及びL2は、互いに独立して、C1〜C6アルキル、C5〜C6シクロアルキル、C1〜C6アルコキシ又はフェニルであり、及び、
    3、L’3、L"3、L4、L’4及びL"4は、水素であり;
    R、R’及びR"は、同一であり、R及びR’及びR"が、チエニル、フリル、ベンゾ[b]チエニル又はベンゾフリルであり、
    ここで前記チエニル、フリル、ベンゾ[b]チエニル又はベンゾフリルは、非置換であるか、或いは1つ以上のハロゲン、C1〜C4アルキル又はCOTで置換され;及び
    R、R’及びR"が、ベンゾ[b]チエニル又はベンゾフリルである場合、対応するX、X’又はX"への結合は、前記環付加されたベンゾ環上に位置しない;
    X、X’及びX"は、同一で、O又はSであり;
    Tは、C1〜C20アルキル、C2〜C20アルケニル、1つ以上のDで置換されたC1〜C20アルキル、1つ以上のEで中断されたC2〜C20アルキル、1つ以上のDで置換され且つ1つ以上のEで中断されたC2〜C20アルキルであり;
    Dは、水素、R5、OR5、ハロゲン、O−グリシジル、O−ビニル、O−アリル、COR5、COOR5、OCOR5、又は、OCOOR5であり;
    Eは、O、COO、OCO、CO、フェニレン、C5〜C6シクロアルキレン又はCR5=CR6であり;
    5及びR6は、互いに独立して、水素、C 1〜C12アルキル、フェニル、或いはC1〜C4アルキル及び/又はC1〜C4アルコキシで置換されたフェニルであり;
    Yは、無機アニオン又は有機アニオンである]の化合物。
  2. R及びR’及びR"が、チエニル又はフリルであり、その両方が、非置換であるか、或いは少なくとも1つのC1〜C4アルキル及び/又はCOTで置換される、請求項1に記載の式Iの化合物。
  3. フリーデル−クラフツ触媒の存在下で、塩化チオニルと、式II
    Figure 0005570424
    の化合物、又は式II、II’及び/又はII"
    Figure 0005570424
    [式中、
    R、R’、R"、X、X’、X"、L1、L’1、L"1、L2、L’2、L"2、L3、L’3、L"3、L4、L’4及びL"4は、請求項1に定義される通りである]の化合物の混合物を反応させ、その後場合によりアニオンYの交換により、式Iの化合物を製造する方法。
  4. (a1)カチオン的又は酸触媒的に重合性又は架橋性の化合物、又は、
    (a2)酸の作用下での現像液におけるその溶解性を増大させる化合物;及び/又は
    (ax)ラジカル重合性又は架橋性の化合物;及び
    (b)請求項1に記載の式Iの少なくとも1つの化合物
    を含む放射線感受性組成物。
  5. カチオン的又は酸触媒的に重合性又は架橋性の化合物の重合又は架橋における、又は酸の作用下で現像液におけるそれらの溶解性を増加させる化合物の溶解性を増加させるための光潜在性酸供与体としての請求項1に記載の式Iの化合物の使用。
  6. 成分(a1)又は(a2)及び/又は(ax)及び(b)に加えて、更なる添加剤(c)及び/又は増感剤化合物(d)並びに場合により更なる光重合開始剤(e)を含む、請求項4に記載の放射線感受性組成物。
  7. 着色表面コーティング及び非着色表面コーティング、接着剤、積層接着剤、構造用接着剤、感圧接着剤、印刷インク、印刷版、凸版印刷版、平版印刷版、凹版印刷版、方法レス印刷版、スクリーン印刷ステンシル、歯科組成物、カラーフィルタ、スペーサ、エレクトロルミネセンスディスプレイ及び液晶ディスプレイ(LCD)、導波管、光スイッチ、色校正刷系、レジスト、電子工学用フォトレジスト、電気メッキレジスト、液膜及び乾燥膜の両方のためのエッチングレジスト、ソルダレジスト、UV及び可視レーザ直接結像系用フォトレジスト材料、プリント回路基板の連続ビルドアップ層における誘電層の形成用フォトレジスト材料、カラーフィルタ、化学増幅レジスト材料、画像記録材料、ホログラフィック画像の記録用画像記録材料、光学情報ストレージ又はホログラフィックデータストレージ、脱色材料、画像記録材料用脱色材料、マイクロカプセルを使用する画像記録材料、磁気記録材料、マイクロ機械部品、メッキマスク、エッチマスク、ガラス繊維ケーブルコーティング、超小形電子回路の製造における放射線感受性酸供与体としての請求項1に記載の式Iの化合物の使用。
  8. 請求項4に記載の組成物が少なくとも1つの表面上にコーティングされたコーティング基材。
  9. 電磁放射線又は電子ビームの作用下でのカチオン的又は酸触媒的に重合性又は架橋性の化合物の光重合又は架橋のための方法であって、請求項1に記載の式Iの化合物が光潜在性酸供与体として使用される前記方法。
  10. 着色表面コーティング及び非着色表面コーティング、接着剤、積層接着剤、構造用接着剤、感圧接着剤、印刷インク、印刷版、凸版印刷版、平版印刷版、凹版印刷版、方法レス印刷版、スクリーン印刷ステンシル、歯科組成物、カラーフィルタ、スペーサ、エレクトロルミネセンスディスプレイ及び液晶ディスプレイ(LCD)、導波管、光スイッチ、色校正刷系、レジスト、電子工学用フォトレジスト、電気メッキレジスト、液膜及び乾燥膜の両方のためのエッチングレジスト、ソルダレジスト、UV及び可視レーザ直接結像系用フォトレジスト材料、プリント回路基板の連続ビルドアップ層における誘電層の形成用フォトレジスト材料、カラーフィルタ、化学増幅レジスト材料、画像記録材料、ホログラフィック画像の記録用画像記録材料、光学情報ストレージ又はホログラフィックデータストレージ、脱色材料、画像記録材料用脱色材料、マイクロカプセルを使用する画像記録材料、磁気記録材料、マイクロ機械部品、メッキマスク、エッチマスク、ガラス繊維ケーブルコーティング、超小形電子回路の製造における請求項9に記載の方法。
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