説明

感光性組成物及びカラーフィルタ

【課題】現像残渣の発生を抑制するとともに、良好な画素パターンを形成可能な感光性組成物の提供。
【解決手段】(A)着色剤、(B)下記式(1)で表わされる構造単位を有する化合物、(C)光性重合開始剤、及び(D)溶剤を含有することを特徴とする感光性組成物。


〔式(1)中、R1はエチレン性不飽和結合を有する基を示し、R2は水素原子又はエチレン性不飽和結合を有する基を示し、R3は4価の基を示し、R4は−O−又は−NH−を示し、R5は−OR6−又は−NHR6−(R6は、多価アルコール又は多価アミンの残基を示す)を示す。〕

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、感光性組成物及びカラーフィルタに関わり、より詳しくは、透過型又は反射型のカラー液晶表示素子、固体撮像素子、有機EL表示素子、電子ペーパー等に用いられるカラーフィルタの形成に有用な感光性組成物、当該感光性組成物を用いて形成されたカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【0002】
感光性組成物を用いてカラーフィルタを形成する方法として、基板上あるいは予め所望のパターンの遮光層を形成した基板上に、感光性組成物の塗膜を形成し、所定のパターンを有するフォトマスクを介して放射線を照射(以下、「露光」という。)して、現像し未露光部を溶解除去して、その後ポストベークすることにより、各色の画素を得る方法が知られている。
【0003】
一方、固体撮像素子に用いられるカラーフィルタにおいては、解像度向上の観点から、1〜3μm程度の微細な画素パターンの形成が求められている。しかしながら、このように画素が小さくなるにしたがい、未露光部のアルカリ現像液との接触面積が小さくなるため、溶解不良による現像残渣の発生、更には画素パターンの剥がれやゆがみといった問題が生じた。
【0004】
このような問題を解決すべく、次のような種々の検討がなされている。例えば、エチレン性不飽和結合基量と水酸基量を特定範囲内に制御した親水性基含有樹脂を配合することで、顔料の凝集を抑制し、顔料の微細分散性を改善する方法(特許文献1)、分子主鎖から特定原子数離れた位置の側鎖に光重合性不飽和基を有するアルカリ可溶性樹脂を配合することで、光重合性不飽和基の反応活性を高めて、塗膜の内部まで光硬化を促進する方法(特許文献2)が提案されている。また、(メタ)アクリル酸単位及びベンジル(メタ)アクリレート単位を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有しない樹脂と、(メタ)アクリロイル基を有する樹脂を配合することで、着色画素を形成する際、得られるコンタクトホールパターンの抜け性が良好で、かつ現像時に基板上に本来残るべきでない未溶解物が残らないとされている(特許文献3)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−308603号公報
【特許文献2】特開2007−025535号公報
【特許文献3】特開2006−124664号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
近年、カラーフィルタに対して、更なる解像度向上への要求が益々強まっているが、従来の感光性組成物により、その要求に応えることは未だ不十分であり、改善の余地がある。
本発明は、このような実情に鑑みなされたものであり、その課題は現像残渣の発生を抑制するとともに、良好な画素パターンを形成可能な感光性組成物を提供することにある。また、本発明の課題は、上記感光性組成物から形成されたカラーフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記課題を解決すべく種々検討した結果、特定構造を有する化合物を含有せしめることで、現像残渣の発生を抑制するとともに、良好な画素パターンを形成可能な感光性組成物が得られることを見出した。
【0008】
即ち、本発明は、次の成分(A)、(B)、(C)及び(D);
(A)着色剤、
(B)下記式(1)で表わされる構造単位を有する化合物、
(C)光性重合開始剤、及び
(D)溶剤
を含有することを特徴とする感光性組成物を提供するものである。
【0009】
【化1】

【0010】
〔式(1)中、R1はエチレン性不飽和結合を有する基を示し、R2は水素原子又はエチレン性不飽和結合を有する基を示し、R3は4価の基を示し、R4は−O−又は−NH−を示し、R5は−OR6−又は−NHR6−(R6は、多価アルコール又は多価アミンの残基を示す)を示す。〕
【0011】
本発明はまた、下記(I)又は(II)に記載の感光性組成物を提供するものである。
(I)次の成分(A)、(B1)、(C)及び(D);
(A)着色剤、
(B1)テトラカルボン酸二無水物を多価アルコール及び/又は多価アミンで開環反応させ、生成したカルボキシル基にエポキシ基含有エチレン性不飽和化合物を反応させて得られる化合物、
(C)感光性重合開始剤、及び
(D)溶剤
を含有することを特徴とする感光性組成物。
(II)次の成分(A)、(B2)、(C)及び(D);
(A)着色剤、
(B2)テトラカルボン酸二無水物を多価アルコール及び/又は多価アミンで開環反応させ、生成したカルボキシル基にエポキシ基含有エチレン性不飽和化合物を反応させ、生成した水酸基に環状無水カルボン酸を反応させて得られる化合物、
(C)感光性重合開始剤、及び
(D)溶剤
を含有することを特徴とする感光性組成物。
【0012】
本発明は更に、上記感光性組成物を用いて形成されたカラーフィルタを提供するものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、現像残渣の発生を抑制するとともに、良好な画素パターンを形成可能な感光性組成物を提供することができる。したがって、本発明の感光性組成物は、カラー液晶表示素子、固体撮像素子、有機EL表示素子、電子ペーパー等のカラーフィルタの作製に極めて好適に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明について詳細に説明する。
感光性組成物
以下、本発明の感光性組成物の構成成分について説明する。
【0015】
−(A)着色剤−
(A)着色剤は後述するカラーフィルターに色を付与するために用いるものである。着色剤としては、着色性を有すれば特に限定されるものではなく、カラーフィルタ等の用途に応じて色彩や材質を適宜選択することができる。具体的には、着色剤として、顔料、染料及び天然色素の何れをも使用することが可能であり、また顔料は有機顔料及び無機顔料の何れでもよい。
【0016】
有機顔料としては、例えば、カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 社発行)においてピグメントに分類されている化合物が挙げられる。具体的には、下記のようなカラーインデックス(C.I.)名が付されているものを挙げることができる。
【0017】
C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー31、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー211;
【0018】
C.I.ピグメントオレンジ5、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ14、C.I.ピグメントオレンジ24、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ40、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ46、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.ピグメントオレンジ61、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ68、C.I.ピグメントオレンジ70、C.I.ピグメントオレンジ71、C.I.ピグメントオレンジ72、C.I.ピグメントオレンジ73、C.I.ピグメントオレンジ74;
【0019】
C.I.ピグメントレッド1、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド17、C.I.ピグメントレッド31、C.I.ピグメントレッド32、C.I.ピグメントレッド41、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド170、C.I.ピグメントレッド171、C.I.ピグメントレッド175、C.I.ピグメントレッド176、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド179、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド187、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド214、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド221、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド243、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド255、C.I.ピグメントレッド262、C.I.ピグメントレッド264、C.I.ピグメントレッド272;
【0020】
C.I.ピグメントバイオレット1、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット29、C.I.ピグメントバイオレット32、C.I.ピグメントバイオレット36、C.I.ピグメントバイオレット38;
C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー80;
C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン58;
C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25;
C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック7。
【0021】
また、無機顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等が挙げられる。
【0022】
染料としては、例えば、下記のようなカラーインデックス(C.I.)名が付されている化合物を挙げることができる。
【0023】
C.I.アシッドイエロー11、C.I.アシッドオレンジ7、C.I.アシッドレッド37、C.I.アシッドレッド180、C.I.アシッドブルー29、C.I.ダイレクトレッド28、C.I.ダイレクトレッド83、C.I.ダイレクトイエロー12、C.I.ダイレクトオレンジ26、C.I.ダイレクトグリーン28、C.I.ダイレクトグリーン59、C.I.リアクティブイエロー2、C.I.リアクティブレッド17、C.I.リアクティブレッド120、C.I.リアクティブブラック5、C.I.ディスパースオレンジ5、C.I.ディスパースレッド58、C.I.ディスパースブルー165、C.I.ベーシックブルー41、C.I.ベーシックレッド18、C.I.モルダントレッド7、C.I.モルダントイエロー5、C.I.モルダントブラック7等のアゾ系染料;
C.I.バットブルー4、C.I.アシッドブルー40、C.I.アシッドグリーン25、C.I.リアクティブブルー19、C.I.リアクティブブルー49、C.I.ディスパースレッド60、C.I.ディスパースブルー56、C.I.ディスパースブルー60等のアントラキノン系染料;
C.I.パッドブルー5等のフタロシアニン系染料;
C.I.ベーシックブルー3、C.I.ベーシックブルー9等のキノンイミン系染料;
C.I.ソルベントイエロー33、C.I.アシッドイエロー3、C.I.ディスパースイエロー64等のキノリン系染料;
C.I.アシッドイエロー1、C.I.アシッドオレンジ3、C.I.ディスパースイエロー42等のニトロ系染料;
ディスパースイエロー201等のメチン系染料。
【0024】
本発明においては、(A)着色剤として顔料を使用する場合、当該顔料を、再結晶法、再沈殿法、溶剤洗浄法、昇華法、真空加熱法又はこれらの組み合わせにより精製して使用してもよい。また、顔料は、所望により、その粒子表面を樹脂で改質して使用することもできる。顔料の粒子表面を改質する樹脂としては、例えば、特開2001−108817号公報に記載のビヒクル樹脂、又は市販の各種の顔料分散用の樹脂が挙げられる。カーボンブラック表面の樹脂被覆方法としては、例えば、特開平9−71733号公報、特開平9−95625号公報、特開平9−124969号公報等に記載の方法を採用することができる。また、有機顔料は、いわゆるソルトミリングにより、一次粒子を微細化して使用することが好ましい。ソルトミリングの方法としては、例えば、特開平08−179111号公報に開示されている方法を採用することができる。
【0025】
本発明の感光性組成物を画素の形成に用いる場合、画素には高精細な発色が求められることから、(A)着色剤としては、発色性の高い着色剤が好ましく、具体的には有機顔料が好適に使用される。
一方、本発明の感光性組成物をブラックマトリックスの形成に用いる場合、ブラックマトリックスには遮光性が要求されることから、(A)着色剤としては有機顔料又はカーボンブラックが好適に使用される。
【0026】
本発明においては、(A)着色剤を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
(A)着色剤の含有量は、透明性、色純度及び遮光性の観点から、感光性組成物の固形分中に、好ましくは40質量%以上、更に好ましくは45質量%以上、特に好ましくは50質量%以上である。他方、上限は、現像残渣の抑制、良好なパターン形成の観点から、通常、70質量%である。なお、ここでいう「固形分」とは、後述する(D)溶剤以外の成分である。
【0027】
本発明においては、(A)着色剤を、所望により分散剤、分散助剤と共に使用することができる。分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の適宜の分散剤を使用することができるが、カラーフィルターを形成した際、色調が安定することから、ポリマー分散剤が好ましい。具体的には、アクリル系共重合体、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン等を挙げることができる。これら分散剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
【0028】
このような分散剤は商業的に入手することができ、例えば、アクリル系共重合体として、Disperbyk−2000、Disperbyk−2001、BYK−LPN6919、BYK−LPN21116、BYK−LPN21324(以上、ビックケミー(BYK)社製)、ポリウレタンとして、Disperbyk−161、Disperbyk−162、Disperbyk−165、Disperbyk−167、Disperbyk−170、Disperbyk−182(以上、ビックケミー(BYK)社製)、ソルスパース76500、ソルスパース37500(以上、ルーブリゾール(株)社製)、ポリエチレンイミンとして、ソルスパース24000(ルーブリゾール(株)社製)、ポリエステルとして、アジスパーPB821、アジスパーPB822、アジスパーPB880(以上、味の素ファインテクノ株式会社製)等を挙げることができる。
【0029】
分散剤の含有量は、(A)着色剤100質量部に対して、通常、100質量部以下、好ましくは1〜70質量部、更に好ましくは10〜50質量部である。このような含有量とすることで、現像性等を向上させ、現像残渣を抑制しつつ、良好なパターンを形成することができる。
【0030】
また、分散助剤としては、例えば、顔料誘導体が挙げられ、具体的には、銅フタロシアニン、ジケトピロロピロール、キノフタロンのスルホン酸誘導体等を挙げることができる。分散助剤の含有量は、本発明の目的を阻却しない範囲内で適宜選択することができる。
【0031】
−(B)化合物(1)−
化合物(1)は、下記式(1)で表わされる構造単位(以下、「構造単位(1)」と称する)を有するものである。
【0032】
【化2】

【0033】
〔式(1)中、R1はエチレン性不飽和結合を有する基を示し、R2は水素原子又はエチレン性不飽和結合を有する基を示し、R3は4価の基を示し、R4は−O−又は−NH−を示し、R5は−OR6−又は−NHR6−(R6は、多価アルコール又は多価アミンの残基を示す)を示す。〕
【0034】
化合物(1)としては、下記式(i)で表わされる構造単位をコアユニット(以下、「コアユニット(i)」という)とし、これを中心に、第1世代枝ユニットから第n世代枝ユニットまで世代順に順次樹状に多分岐した構造を有する樹状分岐化合物であることが好ましい。ここで、第n世代における記号「n」は、枝ユニットの世代数を示す。したがって、第1世代から第n−1世代までが枝ユニットを構成し、第n世代枝ユニットが末端枝ユニットを構成する。なお、nは、好ましくは1〜3、特に好ましくは1〜2であり、nが1のとき、第1世代枝ユニットが末端枝ユニットを構成する。
【0035】
【化3】

【0036】
〔式(i)中、R3、R4及びR5は、上記と同義である。〕
【0037】
上記式(1)において、R1及びR2におけるエチレン性不飽和結合を有する基としては、下記式(2)で表わされる基であることが好ましい。
【0038】
【化4】

【0039】
〔式(2)中、R7水素原子又はカルボキシル基を有する基を示し、R8及びR9はそれぞれ独立に2価の基を示し、R10は水素原子又はメチル基を示し、R11は単結合、メチレン基又はアルキレン基を示す。〕
【0040】
上記式(2)において、R7がカルボキシル基を有する基である場合、下記式(2)で表わされる基は下記式(3)で表わされる基であることが好ましい。
【0041】
【化5】

【0042】
〔式(3)中、R8、R9、R10及びR11は上記と同義であり、R12は2価の炭化水素基を示す。〕
【0043】
上記式(2)及び(3)において、R8における2価の基としては2価の炭化水素基が挙げられ、またR9における2価の基としては2価の炭化水素基、−CH2−O−CO−が挙げられる。ここで、本明細書において「2価の炭化水素基」とは、2価の脂肪族炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基を包含する概念である。また、2価の脂肪族炭化水素基は直鎖状及び分岐状の何れの形態でもよく、また2価の脂肪族炭化水素基及び2価の脂環式炭化水素基は飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。
2価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチレン基、アルキレン基が挙げられ、中でも、メチレン基、炭素数2〜6(より好ましくは炭素数2〜4)のアルキレン基が好ましい。2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロアルキレン基が挙げられ、中でも、3〜8員環(より好ましくは5〜6員環)のシクロアルキレン基が好ましい。2価の芳香族炭化水素基としては、例えば、アリーレン基が挙げられ、中でも、炭素数6〜14の単環から3環のアリーレン基が好ましい。
これらのうち、R8としては、メチレン基、炭素数2〜6のアルキレン基が好ましい。
また、R9としては、メチレン基、炭素数2〜6のアルキレン基、−CH2−O−CO−が好ましい。
【0044】
上記式(2)及び(3)において、R11におけるアルキレン基としては、炭素数2〜6のアルキレン基が好ましく、炭素数2〜4のアルキレン基がより好ましい。
上記式(3)において、R12における2価の炭化水素基としては、R8及びR9における2価の炭化水素基と同様のものが例示され、中でも、メチレン基、炭素数2〜6のアルキレン基が好ましい。
【0045】
また、上記式(1)において、R3は4価の基を示すが、4価の基としては、例えば、下記式(5a)〜(5i)で表される4価の基が好ましい。なお、下記式(5i)中、mは0〜6を示す。
【0046】
【化6】

【0047】
上記式(1)において、R4が−O−であるとき、R5は−OR6−であることが好ましく、またR4が−NH−であるとき、R5は−NHR6−であることが好ましい。なお、R6は、多価アルコール又は多価アミンの残基を示すが、本明細書において「多価アルコール又は多価アミン」とは2価以上のアルコール又はアミンをいい、「多価アルコール又は多価アミンの残基」とは、多価アルコールから2つの水酸基を、多価アミンから2つのアミノ基を、それぞれ除いた残りの部分で構成される基を意味する。
【0048】
化合物(1)は公知の方法により製造することができるが、例えば、下記の(a)〜(b)、又は(a)〜(c)を含む工程を下記の記載順で実施することにより製造することができる。
(a)テトラカルボン酸二無水物を多価アルコール及び/又は多価アミンで開環反応させる工程。
(b)工程(a)により生成したカルボキシル基にエポキシ基含有エチレン性不飽和化合物を反応させる工程。
(c)工程(b)により生成した水酸基に環状無水カルボン酸を反応させる工程。
【0049】
化合物(1)の製造方法の一例を、下記のスキームIに示す。
【0050】
【化7】

【0051】
−工程a−
工程aは、テトラカルボン酸二無水物を、多価アルコール及び/又は多価アミンで開環反応させる工程であるが、これにより、樹状分岐化合物のコアユニット(i)を形成することができる。
【0052】
テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物;3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等のビフェニルテトラカルボン酸二無水物;3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物等のベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物;3,3',4,4'−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物等のビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物;3,3',4,4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物等のジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物;1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等のナフタレンテトラカルボン酸二無水物;3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物等のペリレンテトラカルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
【0053】
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール等の2価アルコール;グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の3価アルコール;ペンタエリスリトール、ジグリセリン等の4価アルコール;アドニトール、アラビトール等の5価アルコール;ソルビトール、ジペンタエリスリトール等の6価アルコールが挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。中でも、3価以上のアルコールが好ましく、3価アルコールが特に好ましい。
【0054】
多価アミンとしては、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン;4,4′−ジアミノ−3,3′ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミン等の脂環族ジアミン;フェニレンジアミン、ジアミノナフタレン、キシリレンジアミン等の芳香族ジアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の3価以上の脂肪族アミン;メラミン等の3価以上の芳香族アミンが挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。中でも、3価以上のアミンが好ましく、トリアミンが特に好ましい。
【0055】
また、本発明においては、工程aの際に、多価アルコール及び/又は多価アミンとともに、水酸基含有(メタ)アクリレートを用いてもよい。水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の2−ヒドロキシ−C2-6アルキル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、1,4−ブタンポリオールモノ(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンポリオールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。中でも、2−ヒドロキシ−C2-6アルキル(メタ)アクリレートが好ましい。
【0056】
工程aは、例えば、テトラブチルアンモニウムブロミド等の相間移動触媒の存在下、有機溶剤中、通常、反応温度40〜150℃で1〜50時間程度行うことができる。有機溶媒としては、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;N−メチル−2−ピロリドン、N−ジメチルホルムアミド等のアミン類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等のケトン類;プロピレングリコールジアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,6−ヘキサンジオールジアセテート等のジアセテート類;乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸アルキルエステル類;2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、ぎ酸n−アミル、酢酸i−アミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸n−プロピル、酪酸i−プロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸n−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸エチル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類が挙げられ、中でも、(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、アミン類が好適に使用される。
【0057】
テトラカルボン酸二無水物と、多価アルコール及び/又は多価アミンとの使用割合は、テトラカルボン酸二無水物1当量に対して、多価アルコール及び/又は多価アミン中の水酸基及びアミノ基の総量が1〜3当量、更に1.5〜2.5当量とすることが好ましい。
なお、水酸基含有(メタ)アクリレートを併用する場合には、テトラカルボン酸二無水物1当量に対して、多価アルコール、多価アミン及び水酸基含有(メタ)アクリレート中の水酸基及びアミノ基の総量が上記範囲内となるように適宜配合量を決定することができる。
【0058】
工程a後において反応生成物を単離してもよいが、単離することなく、工程bに供することができる。
【0059】
−工程b−
工程bは、工程(a)により生成したカルボキシル基に、エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物を反応させる工程である。これにより、上記式(ii)で表わされる第1世代枝ユニットを形成することができる。
【0060】
エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物としては、例えば、グリシジル基又はオキセタニル基を有するエチレン性不飽和化合物が挙げられる。具体的には、アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、α−エチルグリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルクロトネート、グリシジルイソクロトネート、クロトニルグリシジルエーテル、イソクロトニルグリシジルエーテル、イタコン酸モノアルキルモノグリシジルエステル、フマル酸モノアルキルモノグリシジルエステル、マレイン酸モノアルキルモノグリシジルエステル等のグリシジル基含有エチレン性不飽和化合物;3−〔(メタ)クリロイルオキシメチル〕オキセタン、3−〔(メタ)クリロイルオキシメチル〕−3−エチルオキセタン、3−〔(メタ)クリロイルオキシメチル〕−2−トリフルオロメチルオキセタン、3−〔(メタ)クリロイルオキシメチル〕−2−フェニルオキセタン、2−〔(メタ)クリロイルオキシメチル〕オキセタン、2−〔(メタ)クリロイルオキシメチル〕−4−トリフルオロメチルオキセタン等のオキセタニル基含有エチレン性不飽和化合物が挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。中でも、グリシジル基含有エチレン性不飽和化合物が好ましい。
【0061】
工程bは、有機溶剤中、通常、反応温度80〜150℃で1〜50時間程度行うことができる。有機溶剤としては、工程aと同様のものを使用することができる。
【0062】
エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物の使用割合は、テトラカルボン酸二無水物1当量に対して、エチレン性不飽和結合基含有エポキシ化合物のエポキシ基が0.1〜3当量、更に0.5〜2当量とすることが好ましい。
【0063】
工程bに続いて工程cを行う場合、反応生成物を単離してもよいが、単離することなく、工程cに供することができる。
【0064】
−工程c−
工程cは、工程(b)により生成した水酸基に、環状無水カルボン酸を反応させる工程である。これにより、上記式(iii)で表わされる第2世代枝ユニットを形成することができる。なお、本工程で化合物(1)の製造を終える場合には、本工程により樹状分岐化合物の末端枝ユニットが形成される。
【0065】
環状無水カルボン酸としては、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。中でも、環状無水カルボン酸としては、炭素数2〜12の環状無水カルボン酸が好ましい。
【0066】
工程cは、有機溶剤中、通常、反応温度80〜150℃で1〜50時間程度行うことができる。有機溶剤としては、工程aと同様のものを使用することができる。
【0067】
環状無水カルボン酸の使用割合は、エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物のエポキシ基1当量に対して、環状無水カルボン酸が0.01〜2当量、更に0.1〜1.5当量とすることが好ましい。
【0068】
反応終了後、必要に応じて、ろ過、洗浄、乾燥、濃縮、遠心分離、各種溶媒による抽出、クロマトグラフィー等の通常の精製手段を適宜組み合わせて、反応系から、化合物(1)を単離することができる。
【0069】
化合物(1)の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、溶出溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量で、好ましくは500〜10000、特に好ましくは1000〜30000である。このような範囲内とすることで、現像残渣の発生抑制しつつ、良好なパターンをより確実に形成することができる。
【0070】
−(C)光重合開始剤−
(C)光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠紫外線等の露光により、上記(B)化合物(1)中のエチレン性不飽和結合基や、必要により配合される後掲の(F)多官能性単量体の重合を開始しうる活性種を発生する化合物である。
【0071】
このような光重合開始剤としては、例えば、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、O−アシルオキシム系化合物、オニウム塩系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、ジアゾ系化合物、イミドスルホナート系化合物等を挙げることができる。
【0072】
本発明において、光重合開始剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。光重合開始剤としては、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、O−アシルオキシム系化合物の群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
【0073】
チオキサントン系化合物の具体例としては、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等を挙げることができる。
【0074】
アセトフェノン系化合物の具体例としては、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン、2−(4−メチルベンジル)−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン等を挙げることができる。
【0075】
ビイミダゾール系化合物の具体例としては、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール等を挙げることができる。
【0076】
なお、光重合開始剤としてビイミダゾール系化合物を用いる場合、感度改良の観点から、水素供与体を併用することが好ましい。ここでいう「水素供与体」とは、露光によりビイミダゾール系化合物から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物を意味する。水素供与体としては、例えば、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール等のメルカプタン系水素供与体、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)ベンゾフェノン等のアミン系水素供与体を挙げることができる。本発明において、水素供与体は、単独で又は2種以上を混合して使用することができるが、1種以上のメルカプタン系水素供与体と1種以上のアミン系水素供与体とを組み合わせて使用することが、さらに感度を改良できる点で好ましい。
【0077】
また、トリアジン系化合物の具体例としては、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(5−メチルフラン−2−イル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(フラン−2−イル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−エトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−n−ブトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等のハロメチル基を有するトリアジン系化合物を挙げることができる。
【0078】
O−アシルオキシム系化合物の具体例としては、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)、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)、エタノン,1−〔9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル〕−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−〔9−エチル−6−{2−メチル−4−(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラニル)メトキシベンゾイル}−9H−カルバゾール−3−イル〕−,1−(O−アセチルオキシム)等を挙げることができる。
【0079】
本発明において、アセトフェノン系化合物等のビイミダゾール系化合物以外の光重合開始剤を用いる場合には、増感剤を併用することができる。このような増感剤としては、例えば、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、4−ジエチルアミノアセトフェノン、4−ジメチルアミノプロピオフェノン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、2,5−ビス(4−ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、7−ジエチルアミノ−3−(4−ジエチルアミノベンゾイル)クマリン、4−(ジエチルアミノ)カルコン等を挙げることができる。
【0080】
本発明において、(C)光重合開始剤の含有量は、(B)化合物(1)100質量部に対して、1〜50質量部が好ましく、特に3〜30質量部が好ましい。このような割合で光重合開始剤を含有させることで、露光により十分な硬度で基板上に着色層を形成させることができる。
−(D)溶剤−
(D)溶剤としては、本発明の感光性組成物を構成する成分(A)〜(C)や他の成分を分散又は溶解し、かつこれらの成分と反応せず、適度の揮発性を有するものである限り、適宜選択して使用することができる。(D)溶剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
【0081】
このような溶剤としては、例えば、
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、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;
【0082】
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジ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、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等のケトン類;
【0083】
プロピレングリコールジアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,6−ヘキサンジオールジアセテート等のジアセテート類;
乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸アルキルエステル類;
2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、ぎ酸n−アミル、酢酸i−アミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸n−プロピル、酪酸i−プロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸n−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸エチル等のエステル類;
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド又はラクタム類
等を挙げることができる。
【0084】
これらの溶剤のうち、溶解性、顔料分散性、塗布性等の観点から、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エチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,6−ヘキサンジオールジアセテート、乳酸エチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、ぎ酸n−アミル、酢酸i−アミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸i−プロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸エチル等が好ましい。
【0085】
さらに、上記溶剤と共に、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート等の高沸点溶剤を併用することもできる。これら高沸点溶剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
【0086】
(D)溶剤の含有量は特に限定されるものではないが、得られる感光性組成物の塗布性、安定性等の観点から、当該感光性組成物から溶剤を除いた成分の合計濃度が、10〜45質量%、特に15〜35質量%となる量が望ましい。
【0087】
−(E)カルボキシル基を有する重合体−
本発明においては、更に(E)カルボキシル基を有する重合体(但し、上記(B)、(B1)及び(B2)成分を除く)を含有せしめることにより、得られる着色組成物のアルカリ現像性や保存安定性を高めることができる。
(E)カルボキシル基を有する重合体としては、1分子中に1個以上のカルボキシル基を有する重合体であれば特に限定されるものではない。このような重合体としては、1個以上のカルボキシル基を有する(メタ)アクリル系単量体(以下、「不飽和単量体(e1)」という。)と、該単量体とラジカル共重合可能なエチレン性不飽和単量体(以下、「不飽和単量体(e2)」という。)との共重合体が好ましい。
【0088】
不飽和単量体(e1)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これら不飽和単量体(e1)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
【0089】
また、不飽和単量体(e2)としては、例えば、
N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドの如きN−置換マレイミド;
スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシ−α−メチルスチレンの如き芳香族ビニル化合物;
メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ポリエチレングルコール(n=2〜10)メチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングルコール(n=2〜10)メチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(n=2〜10)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(n=2〜10)モノ(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールのエチレンオキサイド変性(メタ)アクリレートの如き不飽和カルボン酸エステル;
ポリスチレン、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリ−n−ブチル(メタ)アクリレート、ポリシロキサンの如き重合体分子鎖の末端にモノ(メタ)アクリロイル基を有するマクロモノマー等を挙げることができる。これら不飽和単量体(e2)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
【0090】
不飽和単量体(e1)と不飽和単量体(e2)の共重合体において、該共重合体中の不飽和単量体(e1)の共重合割合は、好ましくは5〜50質量%、更に好ましくは10〜40質量%である。このような範囲で不飽和単量体(e1)を共重合させることにより、保存安定性、アルカリ現像性に優れた感光性組成物を得ることができる。
【0091】
不飽和単量体(e1)と不飽和単量体(e2)の共重合体の具体例としては、例えば、特開平7−140654号公報、特開平8−259876号公報、特開平10−31308号公報、特開平10−300922号公報、特開平11−174224号公報、特開平11−258415号公報、特開2000−56118号公報、特開2004−101728等に開示されている共重合体を挙げることができる。
【0092】
また、本発明においては、例えば、特開平5−19467号公報、特開平6−230212号公報、特開平7−207211号公報、特開平11−140144号公報、特開2008−181095号公報等に開示されているように、側鎖に(メタ)アクリロイル基等の重合性不飽和結合を有するカルボキシル基含有重合体を、(E)カルボキシル基を有する重合体として使用することもできる。
【0093】
(E)カルボキシル基を有する重合体のMwは、通常、1,000〜300,000、好ましくは3,000〜100,000である。Mwが小さすぎると、得られる被膜の残膜率等が低下したり、パターン形状、耐熱性等が損なわれたり、また電気特性が悪化するおそれがあり、一方大きすぎると、パターン形状が損なわれたり、またスリットノズル方式による塗布時に乾燥異物が発生し易くなるおそれがある。ここで、本明細書において「Mw」とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、溶出溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量をいう。
また、(E)カルボキシル基を有する重合体のMw/Mnは、好ましくは1.0〜5.0、より好ましくは1.0〜3.0である。ここで、本明細書において「Mn」とは、GPC(溶出溶媒:テトラヒドロフラン)で測定したポリスチレン換算の数平均分子量をいう。
本発明において、(E)カルボキシル基を有する重合体は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
【0094】
本発明において、(E)カルボキシル基を有する重合体の含有量は、(A)着色剤100質量部に対して、好ましくは10〜1,000質量部、より好ましくは15〜500質量部、更に好ましくは20〜300質量部である。かかる割合で(E)カルボキシル基を有する重合体を含有せしめることにより、更にアルカリ現像性や保存安定性に優れた感光性組成物を得ることができる。
【0095】
−(F)多官能性単量体−
本発明において(F)多官能性単量体とは、2個以上の重合可能な基を有する単量体をいう。重合可能な基としては、例えば、エチレン性不飽和基、オキシラニル基、オキセタニル基、N−アルコキシメチルアミノ基等を挙げることができる。本発明において、(D)多官能性単量体としては、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、又は2個以上のN−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物が好ましい。
【0096】
「2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物」の具体例としては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸を反応させて得られる多官能(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性された多官能(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレート、水酸基を有する(メタ)アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタン(メタ)アクリレート、水酸基を有する(メタ)アクリレートと酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基を有する多官能(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
【0097】
ここで、「脂肪族ポリヒドロキシ化合物」としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの如き2価の脂肪族ポリヒドロキシ化合物、グリセリン、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の如き3価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物を挙げることができる。上記水酸基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールジメタクリレート等を挙げることができる。上記多官能イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等を挙げることができる。酸無水物としては、例えば、無水こはく酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸の如き二塩基酸の無水物、無水ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物の如き四塩基酸二無水物を挙げることができる。
【0098】
また、「カプロラクトン変性された多官能(メタ)アクリレート」としては、例えば、特開11−44955号公報の段落〔0015〕〜〔0018〕に記載されている化合物を挙げることができる。上記アルキレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレートとしては、ビスフェノールAのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸のエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド変性テトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド変性ペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド変性ヘキサ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
【0099】
また、「2個以上のN−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物」としては、例えば、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造、ウレア構造を有する化合物等を挙げることができる。なお、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造とは、メラミン、ベンゾグアナミン又はそれらの縮合物をも含む概念である。2個以上のN−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物の具体例としては、N,N,N,N,N,N−ヘキサ(アルコキシメチル)メラミン、N,N,N,N−テトラ(アルコキシメチル)ベンゾグアナミン、N,N,N,N−テトラ(アルコキシメチル)グリコールウリル等を挙げることができる。
【0100】
これらの多官能性単量体のうち、3価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸を反応させて得られる多官能(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性された多官能(メタ)アクリレート、多官能ウレタン(メタ)アクリレート、カルボキシル基を有する多官能(メタ)アクリレート、N,N,N,N,N,N−ヘキサ(アルコキシメチル)メラミン、N,N,N,N−テトラ(アルコキシメチル)ベンゾグアナミンが好ましい。3価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸を反応させて得られる多官能(メタ)アクリレートの中では、トリメチロールプロパントリアクリレート、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が、カルボキシル基を有する多官能(メタ)アクリレートの中では、ペンタエリスリトールトリアクリレートと無水こはく酸を反応させて得られる化合物、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートと無水こはく酸を反応させて得られる化合物が、着色層の強度が高く、着色層の表面平滑性に優れ、かつ未露光部の基板上及びおよび遮光層上に地汚れ、膜残り等を発生し難い点で特に好ましい。
本発明において、(D)多官能性単量体は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
【0101】
本発明における(F)多官能性単量体の含有量は、(E)カルボキシル基を有する重合体100質量部に対して、5〜500質量部が好ましく、特に20〜300質量部が好ましい。この場合、多官能性単量体の含有量が少なすぎると、十分な硬化性が得られないおそれがある。一方、多官能性単量体の含有量が多すぎると、本発明の着色組成物にアルカリ現像性を付与した場合に、アルカリ現像性が低下し、未露光部の基板上あるいは遮光層上に地汚れ、膜残り等が発生しやすくなる傾向がある。
【0102】
−添加剤−
本発明の着色組成物は、必要に応じて、種々の添加剤を含有することもできる。
添加剤としては、例えば、ガラス、アルミナ等の充填剤;ポリビニルアルコール、ポリ(フロオロアルキルアクリレート)類等の高分子化合物;フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤等の界面活性剤;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)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−(2−アミノエチル)−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エトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイロ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等の密着促進剤;2,2−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,6−ジ−t−ブチルフェノール等の酸化防止剤;2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン類等の紫外線吸収剤;ポリアクリル酸ナトリウム等の凝集防止剤;マロン酸、アジピン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸、メサコン酸、2−アミノエタノール、3−アミノ−1−プロパノール、5−アミノ−1−ペンタノール、3−アミノ−1,2−プロパンジオール、2−アミノ−1,3−プロパンジオール、4−アミノ−1,2−ブタンジオール等の残渣改善剤等を挙げることができる。
【0103】
本発明においては、感光性組成物は、適宜の方法により調製することができ、例えば、成分(A)〜(C)を、成分(D)や任意的に加えられる他の成分と共に、混合することにより調製することができる。好ましい感光性組成物の調製方法としては、成分(A)を成分(D)中、分散剤の存在下で、成分(B)の一部と共に、例えばビーズミル、ロールミル等を用いて、粉砕しつつ混合・分散して着色剤分散液とし、次いで、この着色剤分散液に、成分(B)と、必要に応じて更に追加の成分(D)や他の成分を添加し、混合することにより調製する方法を挙げることができる。
【0104】
カラーフィルタ及びその製造方法
本発明のカラーフィルタは、本発明の感光性組成物から形成された着色層を備えるものである。本明細書において「着色層」とは、カラーフィルタに用いられる画素及び/又はブラックマトリックスからなる層を意味する。
【0105】
次に、本発明の感光性組成物を用いて、本発明のカラーフィルタを形成する方法について説明する。
本発明のカラーフィルタを形成する方法は、少なくとも下記(1)〜(4)の工程を含んでおり、下記の記載順で実施することが好ましい。
(1)基板上に本発明の感光性組成物の塗膜を形成する工程。
(2)上記塗膜の少なくとも一部に露光する工程。
(3)露光後の塗膜を現像する工程。
(4)現像後の塗膜をポストベークする工程。
以下、これらの工程について順次説明する。
【0106】
−工程(1)−
工程(1)は、基板の表面上に、必要に応じて、画素を形成する部分を区画するように遮光層(ブラックマトリックス)を形成し、この基板上に、本発明の感光性組成物を塗布したのち、プレベークして溶媒を蒸発除去することにより、塗膜を形成する工程である。
本工程で使用される基板としては、例えば、ガラス、シリコン、窒化シリコン、ポリカーボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミドを挙げることができる。なお、これらの基板には、所望により、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理を施しておくこともできる。
液状組成物を基板に塗布する際には、回転塗布法、流延塗布法、ロール塗布法、スリットダイコーターを用いる塗布法等の適宜の塗布法を採用することができるが、回転塗布法、スリットダイコーターを用いる塗布法が好ましい。
プレベークは、通常、減圧乾燥と加熱乾燥を組み合わせて行われる。減圧乾燥は、通常50〜200Paに到達するまで行う。また、加熱乾燥の条件は、通常70〜110℃で1〜10分程度である。
塗布厚は、乾燥後の膜厚として、通常、0.6〜8μm、好ましくは1.2〜5μmである。なお、ここでいう「塗布厚」は、基板表面からの塗膜の厚さである。
【0107】
−工程(2)−
工程(2)は、工程(1)で形成された塗膜の少なくとも一部に露光する工程である。塗膜の一部に露光する際には、通常、所定のパターンを有するフォトマスクを介して行われる。
露光に使用される放射線としては、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線等を使用することができるが、特にg線、h線、i線等の紫外線が好ましい。
放射線の露光量は、通常、10〜10,000mJ/cm2 である。
【0108】
−工程(3)−
工程(3)は、現像液、好ましくはアルカリ現像液を用いて現像して、塗膜の未露光部を溶解除去する工程である。
アルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等の水溶液が好ましい。
アルカリ現像液には、例えば、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤や界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、アルカリ現像後は、通常、水洗する。
現像処理法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ(浸漬)現像法、パドル(液盛り)現像法等を適用することができる。
現像条件は、常温で10〜300秒程度が好ましい。
【0109】
−工程(4)−
工程(4)は、現像後の塗膜をポストベークする工程である。これにより、感光性組成物の硬化物からなる画素パターンが所定の配列で配置された基板を得ることができる。
ポストベークの条件は、180〜240℃で5〜40分程度が好ましい。
このようにして形成された画素の膜厚は、通常、0.1〜5μm、好ましくは0.3〜3μmである。ここでいう「膜厚」とは、基板表面からの画素の厚さである。
【0110】
赤色、緑色又は青色の顔料が分散された各感光性組成物を用いて、工程(1)〜(4)を繰り返し行い、赤色、緑色及び青色の画素パターンを同一基板上に形成することによって、赤色、緑色及び青色の三原色の画素パターンが所定の配列で配置された着色層を基板上に形成することができる。なお、本発明においては、各色の画素パターンの形成順は任意に選択することができる。
また、黒色着色剤を含有する感光性組成物を用いて、工程(1)〜(4)を順次行うにより、ブラックマトリックスを形成することができる。
【実施例】
【0111】
以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。ここで、「部」及び「%」は、特記しない限り質量基準である。
【0112】
[1]感光性組成物の調製
[合成例1]
化合物(B1)の合成
撹拌機を備えた反応容器に、テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物を100部、多価アルコールとしてトリメチロールプロパンを21部、ヒドロキシエチルメタクリレートを60部、ヒドロキノンモノメチルエーテルを3部、テトラブチルアンモニムブロミドを5部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを500部を入れた後、60℃8時間加熱した。次いで、エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物としてグリシジルメタクリレートを117部入れ、100℃8時間加熱した。その後、反応容器に水を300部入れ、室温で攪拌して、水層を除去した。その後、減圧下でプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを留去し、化合物(B1)を含有する溶液を得た。
【0113】
[合成例2]
化合物(B2)の合成
下記表1に示す各成分を下記表1に示す割合で用いたこと以外は、合成例1と同様の手法にて化合物(B2)を含有する溶液を得た。
【0114】
[合成例3]
化合物(B3)の合成
撹拌機を備えた反応容器に、テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物を100部、多価アルコールとしてトリメチロールプロパンを33部、ヒドロキシエチルメタクリレートを24部、ヒドロキノンモノメチルエーテルを3部、テトラブチルアンモニムブロミドを5部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを500部を入れた後、60℃8時間加熱した。次いで、エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物としてグリシジルメタクリレートを117部入れ、100℃8時間加熱した。次いで環状無水カルボン酸として無水コハク酸を41部入れ、100 ℃8時間加熱した。その後、反応容器に水を300部入れ、室温で攪拌して、水層を除去した。その後、減圧下でプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを留去し、化合物(B3)を含有する溶液を得た。
【0115】
[合成例4〜合成例10]
化合物(B4)〜化合物(B10)の合成
下記表1に示す成分を下記表1に示す割合で用いたこと以外は、合成例1と同様の手法にて化合物(B4)〜化合物(B10)を含有する各溶液を得た。
【0116】
[合成例11]
化合物(B11)の合成
撹拌機を備えた反応容器に、テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物を100部及びN−メチル−2−ピロリドンを500部入れて混合した後、メラミンを31部入れ、50℃で3時間加熱した。次いで、ヒドロキシエチルメタクリレートを24部、ヒドロキノンモノメチルエーテルを3部、テトラブチルアンモニムブロミドを5部入れ、60℃で8時間加熱した。次いで、エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物としてグリシジルメタクリレートを117部入れ、100℃で8時間加熱した。次いで環状無水カルボン酸として無水コハク酸を41部入れ、100 ℃で8時間加熱した。その後、反応容器に水を300部入れ、室温で攪拌して、水層を除去した。その後、減圧下でN−メチル−2−ピロリドンを留去し、化合物(B11)を含有する溶液を得た。
【0117】
[合成例12]
化合物(B12)の合成
撹拌機を備えた反応容器に、テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物及びN−メチル−2−ピロリドンを400部入れて混合した後、N−メチル−2−ピロリドンを100部及びメラミンを15部入れ、50℃で3時間加熱した。次いで、多価アルコールとしてトリメチロールプロパンを17部、ヒドロキシエチルメタクリレートを24部、ヒドロキノンモノメチルエーテルを3部及びテトラブチルアンモニムブロミドを5部入れ、60℃で8時間加熱した。次いで、エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物としてグリシジルメタクリレートを117部入れ、100℃で8時間加熱した。次いで環状無水カルボン酸として無水コハク酸を41部入れ、100 ℃で8時間加熱した。その後、反応容器にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを1000部及び水を500部入れ、攪拌後水層を除去した。その後、減圧下でプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを留去し、化合物(B12)を含有する溶液を得た。
【0118】
【表1】

【0119】
表1中に記載の各成分の略称は、以下のとおりである。
PMDAn:ピロメリット酸二無水物
CHDAn:1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物
CBDAn:1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
BDAn :1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物
BPDAn:3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
NDAn :2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物
TMP :トリメチロールプロパン
HEMA :ヒドロキシエチルメタクリレート
GMA :グリシジルメタクリレート
SAn :無水コハク酸
THPAn:1,2,3,6−テトラヒドロ無水フタル酸
Melamine:メラミン
【0120】
[合成例13]
カルボキシル基を有する重合体(E1)の合成
攪拌機を備えた反応容器に、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを3部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを200部、メタクリル酸を10部、ベンジルメタクリレートを25部、スチレンを11部、N−フェニルマレイミドを19部、グリセロールメタクリレートを5部、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレートを30部及び分子量調節剤としてα−メチルスチレンダイマーを5部仕込んで、窒素置換した。その後、80℃5時間加熱することにより、カルボキシル基を有する重合体(E1)を含有する溶液を得た。得られた重合体のポリスチレン換算重量平均分子量は10,000、ポリスチレン換算数平均分子量は6,000であった。
なお、ポリスチレン換算重量平均分子量及び数平均分子量の測定は、東ソー(株)製GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本およびG4000HXL1本を直列に接続)を用い、溶出溶媒テトラヒドロフラン、流量1.0ミリリットル/分、カラム温度40℃の条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定した。
【0121】
[調製例1]顔料分散液(M1)の調製
着色剤として、C.I.ピグメントレッド254を70部及びC.I.ピグメントイエロー139を30部、分散剤(商品名「Disperbyk−LPN21324」、ビックケミー(BYK)社製)を30部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを575部、ビーズミルにより12時間混合及び分散して、顔料分散液(M1)を得た。
【0122】
[調製例2〜調製例11]
顔料分散液(M2)〜顔料分散液(M11)の調製
下記表2に示す各成分を下記表2に示す割合で用いたこと以外は、調製例1と同様の手法にて顔料分散液(M2)〜顔料分散液(M11)をそれぞれ得た。
【0123】
【表2】

【0124】
表2中に記載の各成分の略称は、以下のとおりである。
R254:C.I.ピグメントレッド254
R177:C.I.ピグメントレッド177
G36 :C.I.ピグメントグリーン36
G7 :C.I.ピグメントグリーン7
G58 :C.I.ピグメントグリーン58
Y139:C.I.ピグメントイエロー139
Y150:C.I.ピグメントイエロー150
Y180:C.I.ピグメントイエロー180
Y185:C.I.ピグメントイエロー185
Y138:C.I.ピグメントイエロー138
Y83 :C.I.ピグメントイエロー83
B15 :6:C.I.ピグメントブルー15:6
B15:4:C.I.ピグメントブルー15:4
V23 :C.I.ピグメントバイオレット23
BKY :商品名「Disperbyk−LPN21324」、ビックケミー(BYK)社製
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
【0125】
[実施例1]
感光性組成物の調製
顔料分散液(M1)を705部、前記化合物(B1)を76部、感光性重合開始剤として、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)(商品名CGI−242、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)を2部並びに2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン(商品名イルガキュア369、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)を6部、カルボキシル基を有する重合体(E1)を110部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを100部、シトラコン酸(和光純薬工業(株)製)を0.25部及び商品名「F−475」(大日本インキ化学工業(株)製)を0.25部混合して、実施例1の感光性組成物を得た。
【0126】
[実施例2]〜[実施例13]、及び[比較例1]〜[比較例2]
感光性組成物の調製
下記表3に示す各成分を下記表3に示す割合で用いたこと以外は、実施例1と同様の手法にて[実施例2]〜[実施例13]、及び[比較例1]〜[比較例2]の各感光性組成物を得た。表3中には顔料濃度についても併記する。
【0127】
【表3】

【0128】
表3中に記載の各成分の略称は、以下のとおりである。
BR1:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとこはく酸とのモノエステル化物
BR2:ペンタエリスリトールトリアクリレートとこはく酸とのモノエステル化物
C1 :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)(商品名CGI−242、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)
C2 :2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン(商品名イルガキュア369、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)
C3 :2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン(商品名イルガキュア379、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)
F1 :シトラコン酸(和光純薬工業(株)製)
F2 :マロン酸(和光純薬工業(株)製)
F3 :界面活性剤F−475(大日本インキ化学工業(株)製)
F4 :界面活性剤FTX−218((株)ネオス製)
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
【0129】
[2]評価
[2−1]
残渣評価用の下地膜形成用組成物の調製
[合成例14]下地膜形成用組成物に含まれる重合体の合成
フラスコ内を窒素置換した後、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを0.6部溶解したメチル−3−メトキシプロピオネート溶液を200部仕込んだ。引き続きtert-ブチルメタクリレートを37.5部、グリシジルメタクリレートを62.5部を仕込んだ後、撹拌し、70℃にて6時間加熱した。冷却後、重合体を含有する樹脂溶液を得た。
【0130】
[調製例12]
下地膜形成用組成物の調製
前記[合成例14]で得られた樹脂溶液を33.3部(重合体を10部含有)、メチル−3−メトキシプロピオネートを31.9部、プロピレングリコールモノメチルエーテルを3.4部で希釈したのち、トリメリット酸を0.3部、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを0.5部、商品名「FC−4432」(住友スリーエム(株)製)を0.005部を溶解し、下地膜形成用組成物を調製した。
【0131】
[2−2]
評価
前記感光性組成物(実施例1〜13及び比較例1〜2)について、下記手法にてその性能を評価した。評価結果を表4に示す。
【0132】
[2−2−1]
画素パターンの形成
6インチシリコンウェハー上に、自動塗布現像装置(東京エレクトロン(株)製クリーントラック、商品名「MARK−Vz」)を用いて、前記下地膜形成用組成物をスピンコート法にて塗布した後、230℃で300秒間ベークを行い、膜厚0.6μmの下地膜を形成した。この下地膜上に感光性組成物をスピンコート法にて塗布した後、90℃で150秒間プレベークを行って、膜厚0.75μmの塗膜を形成した。その後、得られた基板を室温に冷却し、基板上の塗膜に、フォトマスクを介して、縮小投影露光機((株)ニコン製NSR−2005i10D、レンズ開口数=0.63)を用いて、波長365nm(i線)にて30〜500mJ/cm2の露光量を10mJ/cm2間隔で露光した。続いて、自動塗布現象装置内で、0.05質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液により90秒間パドル(液盛り)現像し、超純水によりリンスし、スピン乾燥した後、ホットプレート上にて230℃で300秒間ポストベークを行って、ドットパターン又は市松模様のパターンを形成した。
【0133】
[2−2−2]
パターン形状
前記画素パターンの形成において、ドットパターンの幅が1.0μmの寸法となる時の露光量を適正露光量とした。この適正露光量での1.0μmのドットパターンを、走査型電子顕微鏡により観察し、下記基準にて評価を行った。
「○」:パターンに剥がれやゆがみがない。
「×」:パターンに剥がれやゆがみがある。
【0134】
[2−2−3]
残渣
前記パターン形状の評価にて、1.0μmのドットパターンのエッジ部分及び周辺の未露光部を、走査型電子顕微鏡により観察し、下記基準にて評価を行った。
「○」:残渣がない。
「×」:残渣がある。
【0135】
[2−2−4]
残膜率の評価
前記画素パターンの形成において、露光量500mJ/cm2で形成された10.0μmのドットパターンの、露光後の膜厚およびポストベーク後の膜厚を走査型電子顕微鏡で測定し、下記式により残膜率(%)=ポストベーク後の膜厚/露光後の膜厚×100として算出した。なお、残膜率(%)が70%未満であると、硬化不足である可能性が高く、ポストベーク時に昇華物が発生し、ポストベーク炉を汚染するおそれがあると考えられる。
【0136】
【表4】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
次の成分(A)、(B)、(C)及び(D);
(A)着色剤、
(B)下記式(1)で表わされる構造単位を有する化合物、
(C)光性重合開始剤、及び
(D)溶剤
を含有することを特徴とする感光性組成物。
【化1】

〔式(1)中、
1は、エチレン性不飽和結合を有する基を示し、
2は、水素原子又はエチレン性不飽和結合を有する基を示し、
3は、4価の基を示し、
4は、−O−又は−NH−を示し、
5は、−OR6−又は−NHR6−(R6は、多価アルコール又は多価アミンの残基を示す)を示す。〕
【請求項2】
前記エチレン性不飽和結合を有する基が下記式(2)に示す基である、請求項1に記載の感光性組成物。
【化2】

〔式(2)中、
7は、水素原子又はカルボキシル基を有する基を示し、
8及びR9は、それぞれ独立に2価の基を示し、
10は、水素原子又はメチル基を示す。
11は、単結合、メチレン基又はアルキレン基を示す。〕
【請求項3】
前記成分(B)が樹状分岐化合物である、請求項1又は2に記載の感光性組成物。
【請求項4】
次の成分(A)、(B1)、(C)及び(D);
(A)着色剤、
(B1)テトラカルボン酸二無水物を、多価アルコール及び/又は多価アミンで開環反応させ、生成したカルボキシル基にエポキシ基含有エチレン性不飽和化合物を反応させて得られる化合物、
(C)感光性重合開始剤、及び
(D)溶剤
を含有することを特徴とする感光性組成物。
【請求項5】
次の成分(A)、(B2)、(C)及び(D);
(A)着色剤、
(B2)テトラカルボン酸二無水物を、多価アルコール及び/又は多価アミンで開環反応させ、生成したカルボキシル基にエポキシ基含有エチレン性不飽和化合物を反応させ、生成した水酸基に環状無水カルボン酸を反応させて得られる化合物、
(C)感光性重合開始剤、及び
(D)溶剤
を含有することを特徴とする感光性組成物。
【請求項6】
前記成分(B1)又は(B2)は、前記開環反応の際に前記多価アルコール及び/又は多価アミンとともに、水酸基含有(メタ)アクリレートを用いて得られる化合物である、請求項4又は5に記載の感光性組成物。
【請求項7】
更に、(E)カルボキシル基を有する重合体(ただし、前記成分(B)、前記成分(B1)及び成分(B2)を除く)を含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の感光性組成物。
【請求項8】
前記成分(A)の含有割合が当該感光性組成物から前記成分(D)を除く全成分の総量に対して40質量%以上である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の感光性組成物。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれか1項に記載の感光性組成物を用いて形成されたカラーフィルタ。

【公開番号】特開2012−47903(P2012−47903A)
【公開日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−188698(P2010−188698)
【出願日】平成22年8月25日(2010.8.25)
【出願人】(000004178)JSR株式会社 (3,320)
【Fターム(参考)】