JP2021128345A - Composition, cured film, color filter, light shield film, solid-state image capturing device, and image display device - Google Patents

Composition, cured film, color filter, light shield film, solid-state image capturing device, and image display device Download PDF

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Abstract

To provide a composition which allows for forming a light shield film with superior light-shielding performance, and to provide a cured film with superior light-shielding performance, color filter comprising the cured film, light shield film, solid-state image capturing device, and image display device.SOLUTION: A composition of the present invention contains an inorganic pigment and a black dye.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、組成物、硬化膜、カラーフィルタ、遮光膜、固体撮像装置及び画像表示装置に関する。 The present invention relates to a composition, a cured film, a color filter, a light-shielding film, a solid-state image sensor, and an image display device.

黒色の遮光膜は、種々の用途に用いられている。例えば、遮光膜は固体撮像装置内に用いられる。通常、固体撮像装置は、撮影レンズと、この撮影レンズの背後に配されるCCD(Charge Coupled Device、電荷結合素子)及びCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor、相補性金属酸化膜半導体)等の固体撮像素子(以下、固体撮像素子を「イメージセンサー」ともいう。)と、この固体撮像素子が実装される回路基板とを備える。この固体撮像装置においては、可視光の反射によるノイズが発生する場合がある。そこで、ノイズの発生の抑制を図る目的で、固体撮像装置内に所定の遮光膜を設けられる場合がある。
また、遮光膜の他の用途としては、いわゆるブラックマトリクスも挙げられる。
The black light-shielding film is used for various purposes. For example, a light-shielding film is used in a solid-state image sensor. Usually, a solid-state image sensor is a solid-state imaging device such as a photographing lens and a CCD (Charge Coupled Device, charge-coupled device) and CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) arranged behind the photographing lens. It includes an element (hereinafter, the solid-state image sensor is also referred to as an “image sensor”) and a circuit board on which the solid-state image sensor is mounted. In this solid-state image sensor, noise may be generated due to the reflection of visible light. Therefore, a predetermined light-shielding film may be provided in the solid-state image sensor for the purpose of suppressing the generation of noise.
Further, as another application of the light-shielding film, a so-called black matrix can also be mentioned.

このような遮光膜を形成するための組成物としては、種々の組成物が提案されている。例えば特許文献1には、「少なくとも遮光材、樹脂及び溶媒を含み、遮光材として少なくともチタン窒化物粒子を含有する樹脂ブラックマトリクス用黒色樹脂組成物であって、CuKα線をX線源とした場合の上記チタン窒化物粒子の(200)面に由来するピークの回折角2θが42.5°以上42.8°以下である樹脂ブラックマトリクス用黒色樹脂組成物。」が開示されている(請求項1)。 Various compositions have been proposed as compositions for forming such a light-shielding film. For example, Patent Document 1 states, "A black resin composition for a resin black matrix containing at least a light-shielding material, a resin and a solvent, and containing at least titanium nitride particles as the light-shielding material, and using CuKα-ray as an X-ray source. The black resin composition for a resin black matrix in which the diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane of the titanium nitride particles is 42.5 ° or more and 42.8 ° or less is disclosed (claim). 1).

特許第5136139号公報Japanese Patent No. 5136139

本発明者は、固体撮像装置及び液晶画像装置等に配置されるカラーフィルタの遮光膜を特許文献1に基づいて調製した黒色組成物を用いて作製し、その諸性能について検討を行ったところ、特定の波長領域における遮光性能が低い(言い換えると、光学濃度が低い)ことを知見するに至った。
一般的にチタン窒化物含有粒子等の顔料を用いる場合には、顔料の分散性を向上させる観点から分散剤が用いられる場合が多い。しかし、遮光性能を向上させるために組成物中の顔料濃度を高くした場合、組成物中の分散剤の含有量が相対的に多くなり、これに起因して、得られる遮光膜の遮光性能が低下する場合がある。
したがって、顔料濃度を増やす以外の手段により、遮光膜の遮光性能を改善させることが望まれるところである。
The present inventor produced a light-shielding film of a color filter arranged in a solid-state imaging device, a liquid crystal image device, or the like using a black composition prepared based on Patent Document 1, and examined its various performances. It has been found that the light-shielding performance in a specific wavelength region is low (in other words, the optical density is low).
Generally, when a pigment such as titanium nitride-containing particles is used, a dispersant is often used from the viewpoint of improving the dispersibility of the pigment. However, when the pigment concentration in the composition is increased in order to improve the light-shielding performance, the content of the dispersant in the composition becomes relatively large, and as a result, the light-shielding performance of the obtained light-shielding film is improved. May decrease.
Therefore, it is desired to improve the light-shielding performance of the light-shielding film by means other than increasing the pigment concentration.

本発明は、上記実情に鑑みて、遮光性能に優れた遮光膜を形成できる組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、遮光性能に優れた硬化膜、上記硬化膜を備えるカラーフィルタ、遮光膜、固体撮像装置及び画像表示装置を提供することも目的とする。
An object of the present invention is to provide a composition capable of forming a light-shielding film having excellent light-shielding performance in view of the above circumstances.
Another object of the present invention is to provide a cured film having excellent light-shielding performance, a color filter provided with the cured film, a light-shielding film, a solid-state image sensor, and an image display device.

本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、無機顔料(好ましくは後述する黒色の無機顔料であり、より好ましくは窒化物又は酸窒化物を含有する顔料)と、黒色染料とを含有する組成物を使用することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記目的を達成することができることを見出した。
As a result of diligent studies to achieve the above problems, the present inventors have found an inorganic pigment (preferably a black inorganic pigment described later, more preferably a pigment containing a nitride or an oxynitride) and a black dye. The present invention has been completed by finding that the above-mentioned problems can be solved by using a composition containing.
That is, it was found that the above object can be achieved by the following configuration.

(1) 無機顔料と、黒色染料と、を含む組成物。
(2) 上記無機顔料が、窒化物又は酸窒化物を含有する顔料である(1)に記載の組成物。
(3) 上記黒色染料が重合性基を有する、(1)又は(2)に記載の組成物。
(4) 上記重合性基がアクリロイル基又はメタクリロイル基である、(3)に記載の組成物。
(5) 上記黒色染料がキサンテン系染料又はアゾ系染料である、(1)〜(4)のいずれかに記載の組成物。
(6) 上記黒色染料が染料多量体である、(1)〜(5)のいずれかに記載の組成物。
(7) 更に、分散剤を含む、(1)〜(6)のいずれかに記載の組成物。
(8) 上記分散剤の酸価が50mgKOH/g以上である、(7)に記載の組成物。
(9) 上記分散剤が、ポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリアクリル酸メチル及びポリメタクリル酸メチルからなる群より選択される少なくとも1種の構造を有する、(7)又は(8)に記載の組成物。
(10) 更に、重合性化合物と、重合開始剤と、を含む、(1)〜(9)のいずれかに記載の組成物。
(11) 更に、有機溶剤を含む、(1)〜(10)のいずれかに記載の組成物。
(12) 更に、アルカリ可溶性樹脂を含む、(1)〜(11)のいずれかに記載の組成物。
(13) 上記黒色染料の含有量が、上記無機顔料の含有量に対して質量比で0.3以下である、(1)〜(12)のいずれかに記載の組成物。
(14) 組成物全質量に対する固形分量が10〜40質量%である、(1)〜(13)のいずれかに記載の組成物。
(15) 上記無機顔料の含有量が、固形分量に対して30〜70質量%である、(1)〜(14)のいずれかに記載の組成物。
(16) (1)〜(15)のいずれかに記載の組成物を用いて得られる、硬化膜。
(17) (16)に記載の硬化膜を有する、カラーフィルタ。
(18) (16)に記載の硬化膜を有する、遮光膜。
(19) (16)に記載の硬化膜を有する、固体撮像装置。
(20) (16)に記載の硬化膜を有する、画像表示装置。
(1) A composition containing an inorganic pigment and a black dye.
(2) The composition according to (1), wherein the inorganic pigment is a pigment containing a nitride or an oxynitride.
(3) The composition according to (1) or (2), wherein the black dye has a polymerizable group.
(4) The composition according to (3), wherein the polymerizable group is an acryloyl group or a methacryloyl group.
(5) The composition according to any one of (1) to (4), wherein the black dye is a xanthene dye or an azo dye.
(6) The composition according to any one of (1) to (5), wherein the black dye is a dye multimer.
(7) The composition according to any one of (1) to (6), further comprising a dispersant.
(8) The composition according to (7), wherein the acid value of the dispersant is 50 mgKOH / g or more.
(9) The composition according to (7) or (8), wherein the dispersant has at least one structure selected from the group consisting of polycaprolactone, polyvalerolactone, methyl polyacrylate and polymethyl methacrylate. thing.
(10) The composition according to any one of (1) to (9), further comprising a polymerizable compound and a polymerization initiator.
(11) The composition according to any one of (1) to (10), further containing an organic solvent.
(12) The composition according to any one of (1) to (11), further containing an alkali-soluble resin.
(13) The composition according to any one of (1) to (12), wherein the content of the black dye is 0.3 or less by mass ratio with respect to the content of the inorganic pigment.
(14) The composition according to any one of (1) to (13), wherein the solid content is 10 to 40% by mass with respect to the total mass of the composition.
(15) The composition according to any one of (1) to (14), wherein the content of the inorganic pigment is 30 to 70% by mass with respect to the solid content.
(16) A cured film obtained by using the composition according to any one of (1) to (15).
(17) A color filter having the cured film according to (16).
(18) A light-shielding film having the cured film according to (16).
(19) A solid-state image sensor having the cured film according to (16).
(20) An image display device having the cured film according to (16).

本発明によれば、遮光性能に優れた遮光膜を形成できる組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、遮光性能に優れた硬化膜、上記硬化膜を備えるカラーフィルタ、遮光膜、固体撮像装置及び画像表示装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a composition capable of forming a light-shielding film having excellent light-shielding performance.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a cured film having excellent light-shielding performance, a color filter provided with the cured film, a light-shielding film, a solid-state image sensor, and an image display device.

以下に、本発明について説明する。
本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。
本明細書中における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、及び、電子線等を意味する。また本発明において光とは、活性光線又は放射線を意味する。本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、及び、EUV光等による露光のみならず、電子線及びイオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
本明細書において、“(メタ)アクリレート”はアクリレート及びメタアクリレートを表し、“(メタ)アクリル”はアクリル及びメタアクリルを表し、“(メタ)アクリロイル”は、アクリロイル及びメタクリロイルを表す。また、本明細書中において、“単量体”と“モノマー”とは同義である。本発明における単量体は、オリゴマー及びポリマーと区別され、重量平均分子量が2,000以下の化合物をいう。本明細書中において、重合性化合物とは、重合性基を有する化合物のことをいい、単量体であっても、ポリマーであってもよい。重合性基とは、重合反応に関与する基をいう。
The present invention will be described below.
The numerical range represented by using "~" in the present specification means a range including the numerical values before and after "~" as the lower limit value and the upper limit value.
In the notation of a group (atomic group) in the present specification, the notation that does not describe substitution and non-substitution includes those having no substituent as well as those having a substituent. For example, the "alkyl group" includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
As used herein, the term "active light" or "radiation" means, for example, the emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays typified by an excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, electron beams, and the like. .. Further, in the present invention, light means active light rays or radiation. Unless otherwise specified, the term "exposure" as used herein refers to not only exposure with far ultraviolet rays such as mercury lamps and excimer lasers, X-rays, and EUV light, but also particle beams such as electron beams and ion beams. Drawing by is also included in the exposure.
In the present specification, "(meth) acrylate" represents acrylate and methacrylate, "(meth) acrylic" represents acrylic and methacrylic, and "(meth) acryloyl" represents acryloyl and methacryloyl. Further, in the present specification, "monomer" and "monomer" are synonymous. The monomer in the present invention is distinguished from an oligomer and a polymer, and refers to a compound having a weight average molecular weight of 2,000 or less. In the present specification, the polymerizable compound means a compound having a polymerizable group, and may be a monomer or a polymer. A polymerizable group is a group involved in a polymerization reaction.

〔組成物〕
本発明の組成物は、無機顔料(好ましくは後述する黒色の無機顔料であり、より好ましくは窒化物又は酸窒化物を含有する顔料)と、黒色染料とを含む。
本発明の組成物によれば、遮光性能に優れた遮光膜を形成することができる。つまり、本発明の組成物によれば、特定の波長領域における遮光性能の低下がなく、所定領域(例えば、可視光領域〜1200nm)において最低光学濃度(以下「最低OD値」ともいう。)が充分な遮光能を与え得る範囲にある遮光膜を形成することができる。
本発明の組成物の特徴としては、黒色染料を含有している点にある。最低光学濃度を向上させるために無機顔料濃度を高くした場合、組成物中において、無機顔料の分散性を向上させる目的で使用される分散剤の含有量が相対的に多くなり、これに起因して、得られる遮光膜の遮光性能が低下する場合がある。しかし、本発明の組成物は、分散剤を必要とせず且つ可視光の略全波長領域にわたって吸収を有する黒色染料を含有するため、分散剤等の他の成分を増加させることなく遮光膜の最低光学濃度を向上させることが可能となる。
特に、後述するようなキサンテン系染料又はアゾ系染料を用いた場合、遮光性能により優れ、かつ、解像性に優れた遮光膜を形成できることを知見している。
〔Composition〕
The composition of the present invention contains an inorganic pigment (preferably a black inorganic pigment described later, more preferably a pigment containing a nitride or an acid nitride) and a black dye.
According to the composition of the present invention, a light-shielding film having excellent light-shielding performance can be formed. That is, according to the composition of the present invention, there is no deterioration in light-shielding performance in a specific wavelength region, and the minimum optical density (hereinafter, also referred to as "minimum OD value") is set in a predetermined region (for example, visible light region to 1200 nm). It is possible to form a light-shielding film within a range that can provide sufficient light-shielding ability.
A feature of the composition of the present invention is that it contains a black dye. When the concentration of the inorganic pigment is increased in order to improve the minimum optical density, the content of the dispersant used for the purpose of improving the dispersibility of the inorganic pigment in the composition becomes relatively large, which is caused by this. As a result, the light-shielding performance of the obtained light-shielding film may deteriorate. However, since the composition of the present invention contains a black dye that does not require a dispersant and has absorption over substantially the entire wavelength region of visible light, the minimum amount of the light-shielding film is obtained without increasing other components such as the dispersant. It is possible to improve the optical density.
In particular, it has been found that when a xanthene dye or an azo dye as described later is used, a light-shielding film having excellent light-shielding performance and excellent resolution can be formed.

今般、本発明者は、特に、上述の黒色染料が重合性基を有することが好ましいことを知見している。本発明の組成物を用いて遮光膜を形成した際、黒色染料が重合性基を有する場合には、この重合性基を介して染料が膜を構成するマトリックス中に組み込まれる。染料は一般的に顔料よりも耐熱性に劣ることが知られており、遮光膜の構成成分として染料を使用した場合、遮光膜は、染料に起因して耐熱性に劣るおそれがある。これに対して、上述のように、膜を構成するマトリックスと黒色染料とが重合性基により化学的に結合することで耐熱性により優れたものとなることを確認している。
また、昨今、遮光膜を所定の基板上に形成した後、遮光膜の形成位置のズレ等のために、遮光膜を基板上から剥離することが求められる場合がある。いわゆるリワーク性が求められる。
本発明者は、上記のように、膜を構成するマトリックスと黒色染料とが重合性基により化学的に結合することで、リワーク性も向上することも知見した。つまり、例えば、無機顔料と、重合性基を有する黒色染料と、アルカリ可溶性樹脂等を含有する組成物を用いて作製したカラーフィルタ(硬化膜)を、例えばTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)等のアルカリ水溶液で除去する場合には、黒色染料がアルカリ可溶性樹脂を含んで構成される膜と化学的に結合しているため、染料をマトリックスごと除去(剥離)することが可能となる。一方、黒色染料が重合性基を有さず、つまり黒色染料がマトリックスと化学的に結合してない場合には、染料は一般的にアルカリ水溶液に溶けないため、固体撮像素子上に単独で残渣として付着し除去が困難となる。すなわちリワーク性に劣る。
Now, the present inventor has found that it is particularly preferable that the above-mentioned black dye has a polymerizable group. When a light-shielding film is formed using the composition of the present invention, if the black dye has a polymerizable group, the dye is incorporated into the matrix constituting the film via the polymerizable group. It is generally known that dyes are inferior in heat resistance to pigments, and when a dye is used as a constituent component of a light-shielding film, the light-shielding film may be inferior in heat resistance due to the dye. On the other hand, as described above, it has been confirmed that the matrix constituting the film and the black dye are chemically bonded by a polymerizable group to obtain better heat resistance.
Further, in recent years, after forming a light-shielding film on a predetermined substrate, it may be required to peel off the light-shielding film from the substrate due to a shift in the formation position of the light-shielding film or the like. So-called reworkability is required.
As described above, the present inventor has also found that the matrix constituting the film and the black dye are chemically bonded by a polymerizable group to improve the reworkability. That is, for example, a color filter (cured film) prepared by using a composition containing an inorganic pigment, a black dye having a polymerizable group, an alkali-soluble resin, or the like is used, for example, TMAH (tetramethylammonium hydroxide) or the like. When removing with an alkaline aqueous solution, the black dye is chemically bonded to a film composed of an alkali-soluble resin, so that the dye can be removed (peeled) together with the matrix. On the other hand, when the black dye does not have a polymerizable group, that is, when the black dye is not chemically bonded to the matrix, the dye is generally insoluble in an alkaline aqueous solution, so that it remains alone on the solid-state image sensor. It adheres to the surface and is difficult to remove. That is, it is inferior in reworkability.

また、黒色染料が、重合性基としてアクリロイル基又はメタクリロイル基を有している場合、本発明の組成物により形成される塗膜のパターニング性(以下「解像性」ともいう)がより向上することも確認している。 Further, when the black dye has an acryloyl group or a methacryloyl group as a polymerizable group, the patterning property (hereinafter, also referred to as “resolution”) of the coating film formed by the composition of the present invention is further improved. I have also confirmed that.

また、黒色染料は染料多量体であることが好ましい。黒色染料が染料多量体であることで、耐熱性がより向上する。黒色染料は、なかでも、重合性基を有する染料多量体であることが望ましい。 Further, the black dye is preferably a dye multimer. Since the black dye is a dye multimer, the heat resistance is further improved. The black dye is preferably a dye multimer having a polymerizable group.

以下、組成物に含まれる成分及び含まれ得る成分について説明する。 Hereinafter, the components contained in the composition and the components that can be contained will be described.

<無機顔料>
本発明の組成物は、無機顔料を含有する。
上記無機顔料としては、特に制限されず、公知の無機顔料を用いることができる。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、シリカ、亜鉛華、鉛白、リトポン、酸化チタン、酸化クロム、酸化鉄、沈降性硫酸バリウム及びバライト粉、鉛丹、酸化鉄赤、黄鉛、亜鉛黄(亜鉛黄1種、亜鉛黄2種)、ウルトラマリン青、プロシア青(フェロシアン化鉄カリ)ジルコングレー、プラセオジムイエロー、クロムチタンイエロー、クロムグリーン、ピーコック、ビクトリアグリーン、紺青(プルシアンブルーとは無関係)、バナジウムジルコニウム青、クロム錫ピンク、陶試紅、並びに、サーモンピンク等が挙げられる。また、黒色の無機顔料であることが好ましく、無機顔料としては、含有量が少なくとも、高い光学濃度を有する硬化膜を形成することができる組成物が得られる点で、カーボンブラック、チタンブラック、及び金属顔料等が好ましい。金属顔料としては、例えば、Nb、V、Co、Cr、Cu、Mn、Ru、Fe、Ni、Sn、Ti、及びAgからなる群より選ばれる1種又は2種以上の金属元素を含む金属酸化物、金属窒素物、及び金属酸窒化物が挙げられる。
無機顔料としては、窒化チタン、酸窒化チタン、窒化ニオブ、酸窒化ニオブ、窒化バナジウム、酸窒化バナジウム、酸化クロム、窒化クロム、酸窒化クロム、酸化鉄、酸窒化鉄、銀を含有する金属顔料、錫を含有する金属顔料、並びに銀及び錫を含有する金属顔料からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
なかでも、無機顔料は、後述する窒化物又は酸窒化物を含有する顔料から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
なお、無機顔料は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
<Inorganic pigment>
The composition of the present invention contains an inorganic pigment.
The inorganic pigment is not particularly limited, and a known inorganic pigment can be used.
Examples of inorganic pigments include carbon black, silica, zinc white, lead white, lithopon, titanium oxide, chromium oxide, iron oxide, precipitated barium sulfate and barite powder, lead tan, iron oxide red, chrome yellow, and zinc yellow (zinc yellow). Zinc yellow 1 type, Zinc yellow 2 types), Ultramarine blue, Prussian blue (ferrous iron potassium) Zircon gray, placeodium yellow, chrome titanium yellow, chrome green, peacock, Victoria green, Prussian blue (unrelated to Prussian blue) , Vanadium zirconium blue, chrome tin pink, ceramic red, and salmon pink. Further, it is preferably a black inorganic pigment, and as the inorganic pigment, carbon black, titanium black, and carbon black, titanium black, and carbon black, titanium black, and the like can be obtained in that a composition capable of forming a cured film having at least a high optical density can be obtained. Metal pigments and the like are preferable. Examples of the metal pigment include metal oxidation containing one or more metal elements selected from the group consisting of Nb, V, Co, Cr, Cu, Mn, Ru, Fe, Ni, Sn, Ti, and Ag. Examples include materials, metal nitrogen products, and metal oxynitrides.
Inorganic pigments include titanium nitride, titanium oxynitride, niobium nitride, niobium oxynitride, vanadium nitride, vanadium oxynitride, chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, iron oxide, iron oxynitride, and metal pigments containing silver. It is preferably at least one selected from the group consisting of a metal pigment containing tin and a metal pigment containing silver and tin.
Among them, the inorganic pigment is more preferably at least one selected from the nitrides or pigments containing oxynitrides described later.
The inorganic pigment may be used alone or in combination of two or more.

本発明の組成物において、無機顔料の含有量は、組成物全固形分量に対して30〜70質量%であることが好ましい。無機顔料の含有量が固形分量に対して30質量%以上である場合、得られる遮光膜の遮光性能がより向上し、更に耐熱性も向上する。一方、無機顔料の含有量が固形分量に対して70質量%以下である場合、リワーク性およびパターニング性がより向上する。無機顔料の含有量は、組成物全固形分量に対して35〜70質量%であることがより好ましく、40〜70質量%であることが更に好ましい。 In the composition of the present invention, the content of the inorganic pigment is preferably 30 to 70% by mass with respect to the total solid content of the composition. When the content of the inorganic pigment is 30% by mass or more with respect to the solid content, the light-shielding performance of the obtained light-shielding film is further improved, and the heat resistance is also improved. On the other hand, when the content of the inorganic pigment is 70% by mass or less with respect to the solid content, the reworkability and the patterning property are further improved. The content of the inorganic pigment is more preferably 35 to 70% by mass and further preferably 40 to 70% by mass with respect to the total solid content of the composition.

無機顔料は、平均一次粒子径で10〜80nmの範囲のものが好ましく、10〜50nmの範囲のものがより好ましい。平均一次粒子径は、例えば下記の方法により測定できる。 The inorganic pigment preferably has an average primary particle size in the range of 10 to 80 nm, and more preferably in the range of 10 to 50 nm. The average primary particle size can be measured by, for example, the following method.

無機顔料の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope、TEM)を用いて測定できる。透過型電子顕微鏡としては、例えば、日立ハイテクノロジーズ社製の透過型顕微鏡HT7700を用いることができる。
透過型電子顕微鏡を用いて得た粒子像の最大長(Dmax:粒子画像の輪郭上の2点における最大長さ)、及び最大長垂直長(DV−max:最大長に平行な2本の直線で画像を挟んだ時、2直線間を垂直に結ぶ最短の長さ)を測長し、その相乗平均値(Dmax×DV−max)1/2を粒子径とした。この方法で100個の粒子の粒子径を測定し、その算術平均値を平均粒子径として、顔料の平均一次粒子径とする。
The average primary particle size of the inorganic pigment can be measured using a transmission electron microscope (TEM). As the transmission electron microscope, for example, a transmission microscope HT7700 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation can be used.
Maximum length (Dmax: maximum length at two points on the contour of the particle image) and maximum length vertical length (DV-max: two straight lines parallel to the maximum length) of the particle image obtained using a transmission electron microscope. When the image was sandwiched between the two straight lines, the length was measured (the shortest length connecting the two straight lines vertically), and the synergistic average value (Dmax × DV-max) 1/2 was taken as the particle size. The particle size of 100 particles is measured by this method, and the arithmetic mean value thereof is used as the average particle size to obtain the average primary particle size of the pigment.

(窒化物又は酸窒化物を含有する顔料)
上述のとおり、無機顔料は、窒化物又は酸窒化物を含有する顔料であることが好ましい。
窒化物又は酸窒化物を含有する顔料としては、例えば、窒化チタン、酸窒化チタン、窒化ニオブ、酸窒化ニオブ、窒化バナジウム、酸窒化バナジウム、酸窒化鉄、及び、酸窒化タングステン等の顔料が挙げられる。なかでも、波長400〜1200nmの領域に吸収を有するものが好ましい。なお、無機顔料及び後述する黒色染料の吸収波長及び光学濃度は、分光光度計U−4100(日立ハイテクノロジーズ社製)等を用いて測定することができる。
少量で高い光学濃度を実現できる観点からは、例えば、窒化チタン、酸窒化チタン、窒化ニオブ又は窒化バナジウムが好ましく、窒化チタン又は酸窒化チタンがより好ましい。窒化チタン又は酸窒化チタンとしては、特に限定されないが、国際公開第2008/123097号公報、国際公開第2010/147098号公報、特許第5577659号公報に記載の窒化チタンを使用することができる。
また、窒化物又は酸窒化物を含有する顔料において、窒化物又は酸窒化物の含有量(例えば顔料がチタン窒化物を含有する場合には、チタン窒化物の含有量)は、顔料全質量に対して10〜100質量%であることが好ましく、20〜100質量%であることがより好ましい。
(Pigment containing nitride or oxynitride)
As described above, the inorganic pigment is preferably a pigment containing a nitride or an oxynitride.
Examples of the nitride or the pigment containing the oxynitride include pigments such as titanium nitride, titanium oxynitride, niobium nitride, niobium oxynitride, vanadium nitride, vanadium oxynitride, iron oxynitride, and tungsten oxynitride. Be done. Of these, those having absorption in the wavelength region of 400 to 1200 nm are preferable. The absorption wavelength and optical density of the inorganic pigment and the black dye described later can be measured using a spectrophotometer U-4100 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) or the like.
From the viewpoint of achieving a high optical density with a small amount, for example, titanium nitride, titanium oxynitride, niobium nitride or vanadium nitride is preferable, and titanium nitride or titanium oxynitride is more preferable. The titanium nitride or titanium oxynitride is not particularly limited, but the titanium nitride described in International Publication No. 2008/123097, International Publication No. 2010/147098, and Japanese Patent No. 5577659 can be used.
Further, in the pigment containing a nitride or oxynitride, the content of the nitride or oxynitride (for example, when the pigment contains titanium nitride, the content of titanium nitride) is the total mass of the pigment. On the other hand, it is preferably 10 to 100% by mass, and more preferably 20 to 100% by mass.

・チタンブラック
以下、酸窒化チタン顔料であるチタンブラック粒子について説明する。
チタンブラック粒子は、分散性向上又は凝集性抑制等の目的で必要に応じ、表面を修飾することが可能である。酸化珪素、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、又は、酸化ジルコニウムでチタンブラックを被覆することが可能である。また、特開2007−302836号公報に表されるような撥水性物質で、チタンブラックの表面処理も可能である。
チタンブラックは、典型的には、チタンブラック粒子であり、個々の粒子の一次粒子径及び平均一次粒子径のいずれもが小さいものであることが好ましい。
具体的には、平均一次粒子径で10nm〜80nmの範囲のものが好ましい。平均一次粒子径は、例えば上記の方法により測定できる。
-Titanium Black The titanium black particles, which are titanium oxynitride pigments, will be described below.
The surface of the titanium black particles can be modified as necessary for the purpose of improving dispersibility or suppressing cohesion. It is possible to coat titanium black with silicon oxide, titanium oxide, germanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, or zirconium oxide. Further, a surface treatment of titanium black is also possible with a water-repellent substance as shown in JP-A-2007-302836.
Titanium black is typically titanium black particles, and it is preferable that both the primary particle size and the average primary particle size of the individual particles are small.
Specifically, those having an average primary particle size in the range of 10 nm to 80 nm are preferable. The average primary particle size can be measured by, for example, the above method.

チタンブラックの比表面積は特に制限されないが、チタンブラックを撥水化剤で表面処理した後の撥水性が所定の性能となるために、BET(Brunauer, Emmett, Teller)法にて測定した値が5m/g以上150m/g以下であることが好ましく、20m/g以上120m/g以下であることがより好ましい。
チタンブラックの市販品の例としては、チタンブラック10S、12S、13M、13M−C、13R、13R−N、及び13M−T(商品名:三菱マテリアル(株)製)、並びに、ティラック(Tilack)D(商品名:赤穂化成(株)製)等が挙げられる。
The specific surface area of titanium black is not particularly limited, but the value measured by the BET (Brunauer, Emmet, Teller) method is used because the water repellency after surface treatment of titanium black with a water repellent agent has a predetermined performance. It is preferably 5 m 2 / g or more and 150 m 2 / g or less, and more preferably 20 m 2 / g or more and 120 m 2 / g or less.
Examples of commercially available titanium black products include titanium black 10S, 12S, 13M, 13M-C, 13R, 13RN, 13M-T (trade name: manufactured by Mitsubishi Materials Corporation), and Tilak. ) D (trade name: manufactured by Ako Kasei Co., Ltd.) and the like.

更に、チタンブラックを、チタンブラック及びSi原子を含む被分散体として含有することも好ましい。
この形態において、チタンブラックは、組成物中において被分散体として含有されるものであり、被分散体中のSi原子とTi原子との含有比(Si/Ti)が質量換算で0.05以上が好ましく、0.05〜0.5がより好ましく、0.07〜0.4が更に好ましい。
ここで、上記被分散体は、チタンブラックが一次粒子の状態であるもの、凝集体(二次粒子)の状態であるものの双方を包含する。
被分散体のSi/Tiを変更する(例えば、0.05以上とする)ためには、以下のような手段を用いることができる。
先ず、酸化チタンとシリカ粒子とを分散機を用いて分散することにより分散物を得て、この分散物を高温(例えば、850〜1000℃)にて還元処理することにより、チタンブラック粒子を主成分とし、SiとTiとを含有する被分散体を得ることができる。上記還元処理は、アンモニア等の還元性ガスの雰囲気下で行う。
酸化チタンとしては、TTO−51N(商品名:石原産業製)等が挙げられる。酸化チタンはこれに限定されないが一次粒径が5nm以上70nm以下のものが好ましく、7nm以上50nm以下のものがより好ましく、結晶系としてはルチル、アナタースであればどちらでも好適に用いることができ、これらの混晶であってもよい。
シリカ粒子の市販品としては、AEROSIL(登録商標)90、130、150、200、255、300、及び、380(商品名:エボニック製)等が挙げられる。
酸化チタンとシリカ粒子との分散は、分散剤を用いてもよい。分散剤としては、後述する分散剤の欄で説明するものが挙げられる。
上記の分散は溶剤中で行ってもよい。溶剤としては、水又は有機溶剤が挙げられる。後述する有機溶剤の欄で説明するものが挙げられる。
Si/Tiが、例えば、0.05以上等に調整されたチタンブラックは、例えば、特開2008−266045公報の段落番号〔0005〕及び段落番号〔0016〕〜〔0021〕に記載の方法により作製することができる。
Further, it is also preferable to contain titanium black as a dispersant containing titanium black and Si atoms.
In this form, titanium black is contained as a dispersion in the composition, and the content ratio (Si / Ti) of Si atoms and Ti atoms in the dispersion is 0.05 or more in terms of mass. Is preferable, 0.05 to 0.5 is more preferable, and 0.07 to 0.4 is further preferable.
Here, the dispersant includes both those in which titanium black is in the state of primary particles and those in which titanium black is in the state of aggregates (secondary particles).
In order to change the Si / Ti of the dispersant (for example, to set it to 0.05 or more), the following means can be used.
First, a dispersion is obtained by dispersing titanium oxide and silica particles using a disperser, and the dispersion is reduced at a high temperature (for example, 850 to 1000 ° C.) to mainly produce titanium black particles. A dispersant containing Si and Ti as components can be obtained. The reduction treatment is performed in an atmosphere of a reducing gas such as ammonia.
Examples of titanium oxide include TTO-51N (trade name: manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.). Titanium oxide is not limited to this, but has a primary particle size of 5 nm or more and 70 nm or less, more preferably 7 nm or more and 50 nm or less, and any of rutile and anatase can be preferably used as the crystal system. These mixed crystals may be used.
Examples of commercially available silica particles include AEROSIL (registered trademark) 90, 130, 150, 200, 255, 300, and 380 (trade name: manufactured by Evonik).
A dispersant may be used to disperse the titanium oxide and the silica particles. Examples of the dispersant include those described in the column of dispersants described later.
The above dispersion may be carried out in a solvent. Examples of the solvent include water and organic solvents. Examples thereof will be described in the column of organic solvent described later.
Titanium black in which Si / Ti is adjusted to, for example, 0.05 or more is prepared by, for example, the methods described in paragraph numbers [0005] and paragraph numbers [0016] to [0021] of JP-A-2008-266405. can do.

チタンブラック及びSi原子を含む被分散体中のSi原子とTi原子との含有比(Si/Ti)を好適な範囲(例えば0.05以上)に調整することで、この被分散体を含む組成物を用いて遮光膜を形成した際に、遮光膜の形成領域外における組成物由来の残渣物が低減される。なお、残渣物は、チタンブラック粒子、及び、樹脂成分等の組成物に由来する成分を含むものである。
残渣物が低減される理由は不明だが、上記のような被分散体は小粒径となる傾向があり(例えば、粒径が30nm以下)、更に、この被分散体のSi原子が含まれる成分が増すことにより、膜全体の下地との吸着性が低減され、これが、遮光膜の形成における未硬化の組成物(特に、チタンブラック)の現像除去性の向上に寄与すると推測している。
また、チタンブラックは、紫外光から赤外光までの広範囲に亘る波長領域の光に対する遮光性に優れることから、上記したチタンブラック及びSi原子を含む被分散体(好ましくはSi/Tiが質量換算で0.05以上であるもの)を用いて形成された遮光膜は優れた遮光性を発揮する。
なお、被分散体中のSi原子とTi原子との含有比(Si/Ti)は、例えば、特開2013−249417号公報の段落0033に記載の方法(1−1)又は方法(1−2)を用いて測定できる。
また、組成物を硬化して得られた遮光膜に含有される被分散体について、その被分散体中のSi原子とTi原子との含有比(Si/Ti)が0.05以上か否かを判断するには、特開2013−249417号公報の段落0035に記載の方法(2)を用いる。
By adjusting the content ratio (Si / Ti) of Si atoms and Ti atoms in the dispersant containing titanium black and Si atoms to a suitable range (for example, 0.05 or more), the composition containing the disperse is included. When a light-shielding film is formed using a material, the residue derived from the composition outside the light-shielding film formation region is reduced. The residue contains titanium black particles and components derived from the composition such as a resin component.
The reason why the residue is reduced is unknown, but the dispersant as described above tends to have a small particle size (for example, the particle size is 30 nm or less), and further, a component containing Si atoms of the dispersant. It is speculated that the increase in the amount of the coating film reduces the adhesiveness of the entire film to the substrate, which contributes to the improvement of the developability of the uncured composition (particularly titanium black) in the formation of the light-shielding film.
Further, since titanium black is excellent in light shielding property against light in a wide wavelength range from ultraviolet light to infrared light, the above-mentioned dispersant containing titanium black and Si atom (preferably Si / Ti is mass-converted). The light-shielding film formed by using (with a value of 0.05 or more) exhibits excellent light-shielding properties.
The content ratio (Si / Ti) of Si atoms to Ti atoms in the dispersion is determined by, for example, the method (1-1) or method (1-2) described in paragraph 0033 of JP2013-249417A. ) Can be used for measurement.
Further, with respect to the dispersant contained in the light-shielding film obtained by curing the composition, whether or not the content ratio (Si / Ti) of Si atoms and Ti atoms in the disperse is 0.05 or more. In order to determine, the method (2) described in paragraph 0035 of JP2013-249417A is used.

チタンブラック及びSi原子を含む被分散体において、チタンブラックは、上記したものを使用できる。
この場合、全被分散体中の50質量%以上をチタンブラックからなる被分散体が占めることが好ましい。
また、この被分散体においては、遮光性の調整等を目的として、本発明の効果を損なわない限りにおいて、チタンブラックと共に、他の着色剤(有機顔料及び染料等)を所望により併用してもよい。
以下、被分散体にSi原子を導入する際に用いられる材料について述べる。被分散体にSi原子を導入する際には、シリカ等のSi含有物質を用いればよい。
用いうるシリカとしては、沈降シリカ、フュームドシリカ、コロイダルシリカ、及び、合成シリカ等を挙げることができ、これらを適宜選択して使用すればよい。
更に、シリカ粒子の粒径が遮光膜を形成した際に膜厚よりも小さい粒径であると遮光性がより優れるため、シリカ粒子として微粒子タイプのシリカを用いることが好ましい。なお、微粒子タイプのシリカの例としては、例えば、特開2013−249417号公報の段落0039に記載のシリカが挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
In the dispersant containing titanium black and Si atom, the above-mentioned titanium black can be used.
In this case, it is preferable that the dispersant made of titanium black occupies 50% by mass or more of the total dispersoid.
Further, in this dispersion, for the purpose of adjusting the light-shielding property, other colorants (organic pigments, dyes, etc.) may be used in combination with titanium black as long as the effects of the present invention are not impaired. good.
Hereinafter, the materials used when introducing Si atoms into the dispersion to be dispersed will be described. When introducing a Si atom into the dispersion, a Si-containing substance such as silica may be used.
Examples of silica that can be used include precipitated silica, fumed silica, colloidal silica, synthetic silica and the like, and these may be appropriately selected and used.
Further, when the particle size of the silica particles is smaller than the film thickness when the light-shielding film is formed, the light-shielding property is more excellent. Therefore, it is preferable to use fine particle type silica as the silica particles. Examples of the fine particle type silica include the silica described in paragraph 0039 of JP2013-249417A, and the contents thereof are incorporated in the present specification.

・チタン窒化物含有粒子
また、窒化物又は酸窒化物を含有する顔料としては、例えば、チタン窒化物含有粒子も用いることができる。
チタン窒化物含有粒子の製造には、通常、気相反応法が用いられ、具体的には電気炉法及び熱プラズマ法等が挙げられる。これらの製法のなかでも、不純物の混入が少ない点、粒子径が揃いやすい点、及び、生産性が高い点等の理由から、熱プラズマ法が好ましい。
熱プラズマの発生方法としては、直流アーク放電、多相アーク放電、高周波(RF)プラズマ、及び、ハイブリッドプラズマ等が挙げられ、電極からの不純物の混入が少ない高周波プラズマが好ましい。熱プラズマ法によるチタン窒化物含有粒子の具体的な製造方法としては、例えば、チタン粉末を高周波熱プラズマにより蒸発させ、窒素をキャリアガスとして装置内に導入し、冷却過程にてチタン粉末を窒化させ、チタン窒化物含有粒子を合成する方法等が挙げられる。なお、熱プラズマ法は、上記に限定されるものではない。
また、チタン窒化物含有粒子は、熱プラズマ法を用いて得られることにより、CuKα線をX線源とした場合の(200)面に由来するピークの回折角2θ(詳細は後述する)を、42.8°超43.5°以下の範囲に調整することが容易になる。
-Titanium Nitride-Containing Particles Further, as the pigment containing a nitride or an oxynitride, for example, titanium nitride-containing particles can also be used.
The vapor phase reaction method is usually used for producing the titanium nitride-containing particles, and specific examples thereof include an electric furnace method and a thermal plasma method. Among these production methods, the thermal plasma method is preferable because of the fact that impurities are less mixed, the particle size is easily uniform, and the productivity is high.
Examples of the method for generating thermal plasma include DC arc discharge, multi-phase arc discharge, high frequency (RF) plasma, hybrid plasma, and the like, and high frequency plasma with less contamination of impurities from the electrodes is preferable. As a specific method for producing titanium nitride-containing particles by the thermal plasma method, for example, titanium powder is evaporated by high-frequency thermal plasma, nitrogen is introduced into the apparatus as a carrier gas, and the titanium powder is nitrided in the cooling process. , A method of synthesizing titanium nitride-containing particles and the like. The thermal plasma method is not limited to the above.
Further, the titanium nitride-containing particles are obtained by using the thermal plasma method, so that the diffraction angle 2θ (details will be described later) of the peak derived from the (200) plane when CuKα ray is used as an X-ray source. It becomes easy to adjust to the range of more than 42.8 ° and less than 43.5 °.

チタン窒化物含有粒子中のチタン原子(Ti原子)の含有量は、チタン窒化物含有粒子の全質量に対して、50〜85質量%であることが好ましく、55〜85質量%であることがより好ましく、55〜80質量%であることが更に好ましい。チタン窒化物含有粒子中のTi原子の含有量は、ICP(高周波誘導結合プラズマ)発光分光分析法により分析できる。
チタン窒化物含有粒子中の窒素原子(N原子)の含有量は、チタン窒化物含有粒子の全質量に対して、15〜50質量%であることが好ましく、15〜45質量%であることがより好ましく、20〜40質量%であることが更に好ましい。窒素原子の含有量は不活性ガス融解−熱伝導度法により分析することができる。
The content of titanium atoms (Ti atoms) in the titanium nitride-containing particles is preferably 50 to 85% by mass, and preferably 55 to 85% by mass, based on the total mass of the titanium nitride-containing particles. More preferably, it is more preferably 55 to 80% by mass. The content of Ti atoms in the titanium nitride-containing particles can be analyzed by ICP (radio frequency inductively coupled plasma) emission spectroscopy.
The content of nitrogen atoms (N atoms) in the titanium nitride-containing particles is preferably 15 to 50% by mass, preferably 15 to 45% by mass, based on the total mass of the titanium nitride-containing particles. More preferably, it is 20 to 40% by mass. The content of nitrogen atoms can be analyzed by the melting-thermal conductivity method of inert gas.

チタン窒化物含有粒子は、CuKα線をX線源としてX線回折スペクトルを測定した場合の(200)面に由来するピークの回折角2θが42.8°超43.5°以下であることが好ましい。このような特徴をもつチタン窒化物含有粒子を含有する組成物を用いて得られる遮光膜は、OD値が適切な数値となり、パターニング性(解像性)により優れる。 The titanium nitride-containing particles have a peak diffraction angle 2θ of more than 42.8 ° and 43.5 ° or less when the X-ray diffraction spectrum is measured using CuKα ray as an X-ray source. preferable. A light-shielding film obtained by using a composition containing titanium nitride-containing particles having such characteristics has an appropriate OD value and is excellent in patterning property (resolution).

チタン窒化物含有粒子の(200)面に由来するピークの回折角2θは、上述の如く42.8°超43.5°以下であることが好ましく、42.85〜43.3°であることがより好ましく、42.9〜43.2°であることが更に好ましい。
チタン窒化物含有粒子は主成分としてチタン窒化物(TiN)を含み、通常、その合成時に酸素が混入する場合、及び、粒子径が小さい場合等に顕著になるが、粒子表面の酸化等により、一部酸素原子を含有している場合がある。
ただし、チタン窒化物含有粒子に含まれる酸素量が少ない方がより高いOD値(光学濃度)が得られるため好ましい。また、チタン窒化物含有粒子は、副成分としてTiOを含有しないことが好ましい。副成分として酸化チタンTiOをチタン窒化物含有粒子が含有する場合、最も強度の強いピークとしてアナターゼ型TiO(101)に由来するピークが2θ=25.3°近傍に、ルチル型TiO(110)に由来するピークが2θ=27.4°近傍に見られる。しかし、TiOは白色でありブラックマトリクスの遮光性を低下させる要因となるため、ピークとして観察されない程度に低減されていることが好ましい。
The diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane of the titanium nitride-containing particles is preferably more than 42.8 ° and 43.5 ° or less as described above, and is 42.85 to 43.3 °. Is more preferable, and 42.9 to 43.2 ° is even more preferable.
Titanium nitride-containing particles contain titanium nitride (TiN) as a main component, and are usually noticeable when oxygen is mixed during their synthesis or when the particle size is small, but due to oxidation of the particle surface or the like, It may contain some oxygen atoms.
However, it is preferable that the amount of oxygen contained in the titanium nitride-containing particles is small because a higher OD value (optical concentration) can be obtained. Further, it is preferable that the titanium nitride-containing particles do not contain TiO 2 as an auxiliary component. When titanium nitride-containing particles contain titanium oxide TiO 2 as a sub-component, the peak derived from anatase-type TiO 2 (101) as the strongest peak is in the vicinity of 2θ = 25.3 °, and rutile-type TiO 2 ( A peak derived from 110) can be seen in the vicinity of 2θ = 27.4 °. However, since TiO 2 is white and causes a factor of lowering the light-shielding property of the black matrix, it is preferable that it is reduced to such an extent that it is not observed as a peak.

X線回折ピークの半値幅よりチタン窒化物含有粒子を構成する結晶子サイズを求めることができ、シェラーの式を用いて算出される。 The crystallite size constituting the titanium nitride-containing particles can be obtained from the half width of the X-ray diffraction peak, and is calculated using Scherrer's equation.

結晶子サイズとしては、20nm以上であることが好ましく、20〜50nmであることがより好ましい。 The crystallite size is preferably 20 nm or more, and more preferably 20 to 50 nm.

チタン窒化物含有粒子の比表面積はBET法により求めることができ、40〜60m/gであることが好ましく、40〜58m/gであることがより好ましく、42〜55m/gであることが更に好ましい。チタン窒化物含有粒子の比表面積を40〜60m/gとすることで、得られる遮光膜はOD(光学濃度)値が適切な範囲となり、パターニング性(解像性)により優れる。 The specific surface area of the titanium nitride-containing particles can be determined by the BET method, is preferably of 40 to 60 2 / g, more preferably 40~58m 2 / g, it is 42~55m 2 / g Is even more preferable. By setting the specific surface area of the titanium nitride-containing particles to 40 to 60 m 2 / g, the obtained light-shielding film has an OD (optical density) value in an appropriate range and is excellent in patterning property (resolution).

チタン窒化物含有粒子の平均一次粒子径は、10〜30nmであることが好ましく、10〜25nmであることがより好ましい。チタン窒化物含有粒子の平均一次粒子径を10〜30nmとすることで、得られる遮光膜はOD(光学濃度)値が適切な範囲となり、パターニング性(解像性)により優れる。平均一次粒子径は例えば上記の方法により測定することができる。 The average primary particle size of the titanium nitride-containing particles is preferably 10 to 30 nm, more preferably 10 to 25 nm. By setting the average primary particle size of the titanium nitride-containing particles to 10 to 30 nm, the obtained light-shielding film has an OD (optical density) value in an appropriate range and is excellent in patterning property (resolution). The average primary particle size can be measured by, for example, the above method.

(他の顔料)
本発明の組成物は、無機顔料として、上記で挙げたもの以外の無機顔料も含有してもよい。他の顔料としては、例えば、タングステン化合物及び金属ホウ化物が挙げられる。
タングステン化合物、及び金属ホウ化物は、赤外線(波長が約800〜1200nmの光)に対しては吸収が高い(すなわち、赤外線に対する遮光性(遮蔽性)が高く)特徴を有する。なお、タングステン化合物及び金属ホウ化物は、赤外線に対する遮光性に比べると可視光に対しては吸収が低い。また、タングステン化合物及び金属ホウ化物は、画像形成に用いられる、高圧水銀灯、KrF及びArF等の露光に用いられる可視域より短波の光に対しても吸収が小さい。
(Other pigments)
The composition of the present invention may also contain an inorganic pigment other than those listed above as the inorganic pigment. Other pigments include, for example, tungsten compounds and metal borides.
Tungsten compounds and metal borides are characterized by high absorption of infrared rays (light having a wavelength of about 800 to 1200 nm) (that is, high light-shielding property (shielding property) with respect to infrared rays). It should be noted that the tungsten compound and the metal boride absorb less in visible light than in the light-shielding property against infrared rays. Further, the tungsten compound and the metal boride absorb less light in a shorter wave than the visible region used for exposure of a high-pressure mercury lamp, KrF, ArF, etc. used for image formation.

タングステン化合物としては、酸化タングステン系化合物、ホウ化タングステン系化合物及び硫化タングステン系化合物等を挙げることができ、下記一般式(組成式)(I)で表される酸化タングステン系化合物が好ましい。
・・・(I)
Mは金属、Wはタングステン、Oは酸素を表す。
0.001≦x/y≦1.1
2.2≦z/y≦3.0
Examples of the tungsten compound include a tungsten oxide-based compound, a tungsten booxide-based compound, and a tungsten sulfide-based compound, and the tungsten oxide-based compound represented by the following general formula (composition formula) (I) is preferable.
M x W y Oz ... (I)
M stands for metal, W stands for tungsten, and O stands for oxygen.
0.001 ≤ x / y ≤ 1.1
2.2 ≤ z / y ≤ 3.0

Mの金属としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Sn、Pb、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os及びBi等が挙げられるが、アルカリ金属であることが好ましい。Mの金属は1種でも2種以上でもよい。 Examples of the metal of M include alkali metals, alkaline earth metals, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, and the like. Examples thereof include Al, Ga, In, Tl, Sn, Pb, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os and Bi, but alkali metals are preferable. The metal of M may be one kind or two or more kinds.

Mはアルカリ金属であることが好ましく、Rb又はCsであることがより好ましく、Csであることが更に好ましい。 M is preferably an alkali metal, more preferably Rb or Cs, and even more preferably Cs.

x/yが0.001以上であることにより、赤外線を十分に遮蔽することができ、1.1以下であることにより、タングステン化合物中に不純物相が生成されることをより確実に回避することできる。
z/yが2.2以上であることにより、材料としての化学的安定性をより向上させることができ、3.0以下であることにより赤外線を十分に遮蔽することができる。
When x / y is 0.001 or more, infrared rays can be sufficiently shielded, and when it is 1.1 or less, the formation of an impurity phase in the tungsten compound can be more reliably avoided. can.
When z / y is 2.2 or more, the chemical stability as a material can be further improved, and when it is 3.0 or less, infrared rays can be sufficiently shielded.

上記一般式(I)で表される酸化タングステン系化合物の具体例としては、Cs0.33WO、Rb0.33WO、K0.33WO、又は、Ba0.33WO等を挙げることができ、Cs0.33WO又はRb0.33WOであることが好ましく、Cs0.33WOであることがより好ましい。 Specific examples of the tungsten oxide compound represented by the general formula (I) include Cs 0.33 WO 3 , Rb 0.33 WO 3 , K 0.33 WO 3 , and Ba 0.33 WO 3. Cs 0.33 WO 3 or Rb 0.33 WO 3 is preferable, and Cs 0.33 WO 3 is more preferable.

タングステン化合物は微粒子であることが好ましい。タングステン微粒子の平均粒子径は、800nm以下であることが好ましく、400nm以下であることがより好ましく、200nm以下であることが更に好ましい。製造時における取り扱い容易性等の理由から、タングステン微粒子の平均粒子径は、通常、1nm以上である。 The tungsten compound is preferably fine particles. The average particle size of the tungsten fine particles is preferably 800 nm or less, more preferably 400 nm or less, and further preferably 200 nm or less. The average particle size of the tungsten fine particles is usually 1 nm or more for reasons such as ease of handling during production.

また、タングステン化合物は2種以上を使用することが可能である。 Moreover, it is possible to use two or more kinds of tungsten compounds.

タングステン化合物は市販品として入手可能であるが、タングステン化合物が、例えば酸化タングステン系化合物である場合、酸化タングステン系化合物は、タングステン化合物を不活性ガス雰囲気又は還元性ガス雰囲気中で熱処理する方法により得ることができる(特許第4096205号公報を参照)。
また、酸化タングステン系化合物は、例えば、住友金属鉱山株式会社製のYMF−02等のタングステン微粒子の分散物としても、入手可能である。
The tungsten compound is available as a commercial product, but when the tungsten compound is, for example, a tungsten oxide compound, the tungsten oxide compound is obtained by a method of heat-treating the tungsten compound in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere. (See Patent No. 4096205).
The tungsten oxide-based compound is also available as a dispersion of tungsten fine particles such as YMF-02 manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.

また、金属ホウ化物としては、ホウ化ランタン(LaB)、ホウ化プラセオジウム(PrB)、ホウ化ネオジウム(NdB)、ホウ化セリウム(CeB)、ホウ化イットリウム(YB)、ホウ化チタン(TiB)、ホウ化ジルコニウム(ZrB)、ホウ化ハフニウム(HfB)、ホウ化バナジウム(VB)、ホウ化タンタル(TaB)、ホウ化クロム(CrB、CrB)、ホウ化モリブデン(MoB、Mo、MoB)、及び、ホウ化タングステン(W)等の1種又は2種以上を挙げることができ、ホウ化ランタン(LaB)であることが好ましい。 Examples of metal borides include lanthanum boride (LaB 6 ), placeodium boride (PrB 6 ), neodium boride (NdB 6 ), cerium boride (CeB 6 ), yttrium borides (YB 6 ), and boride. Titanium (TiB 2 ), Zirconium borides (ZrB 2 ), Hafnium borides (HfB 2 ), Vanadium borides (VB 2 ), Tantal borides (TaB 2 ), Chromium borides (CrB, CrB 2 ), Borides One or more of molybdenum (MoB 2 , Mo 2 B 5 , MoB), tungsten borides (W 2 B 5 ) and the like can be mentioned, and lanthanum boride (LaB 6 ) is preferable. ..

金属ホウ化物は微粒子であることが好ましい。金属ホウ化物微粒子の平均粒子径は、800nm以下であることが好ましく、300nm以下であることがより好ましく、100nm以下であることが更に好ましい。製造時における取り扱い容易性等の理由から、金属ホウ化物微粒子の平均粒子径は、通常、1nm以上である。 The metal boride is preferably fine particles. The average particle size of the metal boride fine particles is preferably 800 nm or less, more preferably 300 nm or less, and further preferably 100 nm or less. The average particle size of the metal boride fine particles is usually 1 nm or more for reasons such as ease of handling during production.

また、金属ホウ化物は2種以上を使用することが可能である。 Moreover, it is possible to use two or more kinds of metal borides.

金属ホウ化物は市販品として入手可能であり、例えば、住友金属鉱山株式会社製のKHF−07AH等の金属ホウ化物微粒子の分散物としても、入手可能である。 The metal boride is available as a commercially available product, and is also available as a dispersion of fine metal boride particles such as KHF-07AH manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.

無機顔料としては、体質顔料であってもよい。このような体質顔料としては、例えば、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナ白、グロス白、チタンホワイト、及び、ハイドロタルサイト等が挙げられる。
無機顔料として体質顔料を用いる場合は、体質顔料を着色顔料(例えば、黒色の無機顔料)と併用することが好ましい。これらの体質顔料は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。体質顔料の使用量は、着色剤100質量部に対して、通常、0〜100質量部、好ましくは5〜50質量部、より好ましくは10〜40質量部である。着色剤及び体質顔料は、場合により、それらの表面をポリマーで改質して使用することができる。
The inorganic pigment may be an extender pigment. Examples of such extender pigments include barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silica, basic magnesium carbonate, alumina white, gloss white, titanium white, and hydrotalcite.
When an extender pigment is used as the inorganic pigment, it is preferable to use the extender pigment in combination with a coloring pigment (for example, a black inorganic pigment). These extender pigments can be used alone or in admixture of two or more. The amount of the extender pigment used is usually 0 to 100 parts by mass, preferably 5 to 50 parts by mass, and more preferably 10 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the colorant. Colorants and extender pigments can optionally be used by modifying their surfaces with a polymer.

<黒色染料>
本発明の組成物は、黒色染料を含む。
黒色染料としては、可視光(380nm以上780nm)の全波長領域にわたって吸収を有するものが好ましい。
黒色染料としては、例えば、C.I.ダイレクトブラック19、22、32、38、51、56、71、74、75、77、154、168及び171等のほか、公知の黒色を呈する染料が挙げられる。また、黒色染料としては、キサンテン系染料、アゾ系染料、及びアニリン系染料も挙げられる。
黒色染料は、特に、400〜500nmの全波長領域において、光学濃度2以上が好ましく、4以上がより好ましい。
<Black dye>
The composition of the present invention contains a black dye.
The black dye preferably has absorption over the entire wavelength region of visible light (380 nm or more and 780 nm).
Examples of the black dye include C.I. I. Direct Black 19, 22, 32, 38, 51, 56, 71, 74, 75, 77, 154, 168, 171 and the like, as well as known dyes exhibiting a black color can be mentioned. Further, examples of the black dye include xanthene dyes, azo dyes, and aniline dyes.
The black dye preferably has an optical density of 2 or more, more preferably 4 or more, particularly in the entire wavelength region of 400 to 500 nm.

黒色染料は、重合性基を有することが好ましい。黒色染料が重合性基を有することで、耐熱性及びリワーク性を向上させることができる。
重合性基は、エネルギー付与により、化学結合を形成しうる官能基であり、例えば、ラジカル重合性基及びカチオン重合性基等が挙げられる。なかでも、反応性がより優れる点から、ラジカル重合性基が好ましい。ラジカル重合性基としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリル酸エステル基(アクリロイルオキシ基)、メタクリル酸エステル基(メタクリロイルオキシ基)、イタコン酸エステル基、クロトン酸エステル基、イソクロトン酸エステル基、及び、マレイン酸エステル基等の不飽和カルボン酸エステル基のほか、スチリル基、ビニル基、アクリルアミド基、及び、メタクリルアミド基等が挙げられる。なかでも、塗膜の解像性がより向上する観点から、メタクリロイル基又はアクリロイル基がより好ましい。
黒色染料中には、重合性基は2種以上含まれていてもよい。また、黒色染料中に含まれる重合性基の数は特に制限されず、1つでも、2つ以上でもよい。
The black dye preferably has a polymerizable group. Since the black dye has a polymerizable group, heat resistance and reworkability can be improved.
The polymerizable group is a functional group capable of forming a chemical bond by applying energy, and examples thereof include a radical polymerizable group and a cationically polymerizable group. Of these, a radically polymerizable group is preferable because it has more excellent reactivity. Examples of the radically polymerizable group include an acryloyl group, a methacryloyl group, an acrylic acid ester group (acryloyloxy group), a methacrylate ester group (methacryloyloxy group), an itaconic acid ester group, a crotonic acid ester group, and an isocrotonic acid ester group. In addition to unsaturated carboxylic acid ester groups such as maleic acid ester groups, styryl groups, vinyl groups, acrylamide groups, methacrylic acid groups and the like can be mentioned. Of these, a methacryloyl group or an acryloyl group is more preferable from the viewpoint of further improving the resolution of the coating film.
The black dye may contain two or more polymerizable groups. The number of polymerizable groups contained in the black dye is not particularly limited, and may be one or two or more.

黒色染料は、染料単量体及び染料多量体のいずれでもよいが、耐熱性をより向上させる観点から、染料多量体であることが好ましい。
なかでも、下記一般式(1)で表される構造単位を有する染料多量体であることが好ましく、重合性基を有し、且つ、下記一般式(1)で表される構造単位を有する染料多量体であることがより好ましい。
The black dye may be either a dye monomer or a dye multimer, but is preferably a dye multimer from the viewpoint of further improving heat resistance.
Among them, a dye multimer having a structural unit represented by the following general formula (1) is preferable, and a dye having a polymerizable group and having a structural unit represented by the following general formula (1). More preferably, it is a multimer.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

〔一般式(1)中、R〜Rは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を表し、Lは、単結合又は2価の連結基を表し、Dyeは、黒色染料から任意の水素原子を1個取り除いた染料残基を表す。〕 [In the general formula (1), RA to RC each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, L represents a single bond or a divalent linking group, and Dye. Represents a dye residue obtained by removing one arbitrary hydrogen atom from a black dye. ]

〜Rは、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を表す。なかでも、水素原子又は炭素数1〜3の炭化水素基が好ましく、水素原子又はメチル基が好ましい。
Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
2価の連結基としては、例えば、−O−、−S−、−NR−、−CO−、ビニレン基、エチニレン基、アルキレン基(環状、分岐鎖状、直鎖状のいずれであってもよい)、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、又は、これらを組み合わせてなる2価の基が挙げられる。
は、例えば、水素原子、アルキル基(好ましくは、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基)、ハロゲン原子(好ましくは、F原子、Cl原子、Br原子、I原子)、アリール基(好ましくは炭素数6〜20のアリール基)が挙げられる。これらのなかでも、水素原子又はアルキル基であることが好ましい。
RA to RC each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. Among them, a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is preferable.
L represents a single bond or a divalent linking group.
The divalent linking group may be, for example, -O-, -S-, -NR 1- , -CO-, vinylene group, ethynylene group, alkylene group (cyclic, branched or linear). A divalent group consisting of an arylene group, a heteroarylene group, or a combination thereof can be mentioned.
R 1 is, for example, a hydrogen atom, an alkyl group (preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms), a halogen atom (preferably an F atom, a Cl atom, a Br atom, or an I atom). ), An aryl group (preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms). Among these, a hydrogen atom or an alkyl group is preferable.

Dyeは、黒色染料から任意の水素原子を1個取り除いた染料残基を表す。
黒色染料としては、特に限定されないが、上述した黒色染料が挙げられる。なかでも、遮光性能により優れた遮光膜を形成できる観点から、キサンテン系染料又はアゾ系染料が好ましい。
なお、上記一般式(1)で表される構造単位を有する染料多量体が重合性基を有する場合、染料多量体中における重合性基の位置は特に制限されない。染料多量体中における重合性基の位置としては、例えば、Dyeが重合性基を有していてもよいし、重合性基を有する構造単位を有していてもよい。なお、Dyeが重合性基を有するとは、Dyeで表される、黒色染料から任意の水素原子を1個取り除いた染料残基が重合性基を有することを意図する。
Dye represents a dye residue obtained by removing one arbitrary hydrogen atom from a black dye.
The black dye is not particularly limited, and examples thereof include the above-mentioned black dye. Of these, xanthene dyes or azo dyes are preferable from the viewpoint of being able to form a light-shielding film having better light-shielding performance.
When the dye multimer having the structural unit represented by the general formula (1) has a polymerizable group, the position of the polymerizable group in the dye multimer is not particularly limited. As the position of the polymerizable group in the dye multimer, for example, Dye may have a polymerizable group or may have a structural unit having a polymerizable group. The fact that Dye has a polymerizable group means that the dye residue represented by Dye from which one arbitrary hydrogen atom has been removed from the black dye has a polymerizable group.

黒色染料が染料多量体である場合、染料多量体において、上記一般式(1)で表される構造単位の含有量は、全構造単位に対して、80質量%以上であることが好ましく、85質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましく、95質量%以上が特に好ましい。
上記一般式(1)で表わされる構造単位を有する染料多量体は、公知の方法により製造することができる。
When the black dye is a dye multimer, the content of the structural unit represented by the above general formula (1) in the dye multimer is preferably 80% by mass or more, preferably 80% by mass or more, based on the total structural unit. By mass% or more is more preferable, 90% by mass or more is further preferable, and 95% by mass or more is particularly preferable.
The dye multimer having the structural unit represented by the general formula (1) can be produced by a known method.

黒色染料が染料多量体である場合、その分子量は特に定めるものではないが、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法によるポリスチレン換算値として、重量平均分子量(Mw)が1000以上20000以下であることが好ましく、2000以上15000以下であることがより好ましく、2000以上10000以下であることが更に好ましい。
GPC法は、HLC−8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる方法に基づく。
When the black dye is a dye multimer, its molecular weight is not particularly specified, but it is preferable that the weight average molecular weight (Mw) is 1000 or more and 20000 or less as a polystyrene conversion value by the GPC (gel permeation chromatography) method. , 2000 or more and 15,000 or less, and more preferably 2000 or more and 10000 or less.
In the GPC method, HLC-8020GPC (manufactured by Tosoh Corporation) was used, TSKgel SuperHZM-H, TSKgel SuperHZ4000, and TSKgel SuperHZ2000 (manufactured by Tosoh Corporation, 4.6 mm ID x 15 cm) were used as columns, and THF (tetrahydrofuran, manufactured by Tosoh Corporation) was used as an eluent. ) Is used.

重合性基を有する黒色染料の市販品としては、例えば、和光純薬株式会社製RDWシリーズが挙げられ、具体的にはRDW−K01等が挙げられる。 Examples of commercially available black dyes having a polymerizable group include the RDW series manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., and specific examples thereof include RDW-K01.

黒色染料の含有量は、リワーク性をより向上させる観点から、無機顔料の含有量に対して質量比(黒色染料/無機顔料)で0.3以下であることが好ましく、0.25以下であることがより好ましく、0.2以下であることが更に好ましい。なお、黒色染料の含有量の下限は、特に限定されないが、無機顔料に対して質量比で0.01以上であることが好ましい。 The content of the black dye is preferably 0.3 or less, preferably 0.25 or less, in terms of mass ratio (black dye / inorganic pigment) to the content of the inorganic pigment from the viewpoint of further improving the reworkability. More preferably, it is more preferably 0.2 or less. The lower limit of the content of the black dye is not particularly limited, but it is preferably 0.01 or more in terms of mass ratio with respect to the inorganic pigment.

本発明の組成物において、黒色染料の含有量は、組成物全固形分量に対して0.5〜20質量%であることが好ましく、1〜10質量%であることがより好ましく、1〜8質量%であることが更に好ましい。
本発明の組成物において、黒色染料は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
In the composition of the present invention, the content of the black dye is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, and 1 to 8% with respect to the total solid content of the composition. It is more preferably mass%.
In the composition of the present invention, one type of black dye may be used alone, or two or more types may be used in combination.

<分散剤>
本発明の組成物は、分散剤を含有することが好ましい。分散剤は、上述した無機顔料等の顔料成分の分散性向上に寄与する。本発明において、分散剤と、後述するバインダー樹脂とは、異なる成分である。
分散剤としては、例えば、公知の顔料分散剤を適宜選択して用いることができる。なかでも、高分子化合物が好ましい。
分散剤としては、高分子分散剤〔例えば、ポリアミドアミンとその塩、ポリカルボン酸とその塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリエステル、変性ポリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル系共重合体、及びナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物等〕、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、及び、顔料誘導体等が挙げられる。
高分子化合物は、その構造から更に直鎖状高分子、末端変性型高分子、グラフト型高分子、及びブロック型高分子に分類することができる。
<Dispersant>
The composition of the present invention preferably contains a dispersant. The dispersant contributes to improving the dispersibility of the pigment component such as the above-mentioned inorganic pigment. In the present invention, the dispersant and the binder resin described later are different components.
As the dispersant, for example, a known pigment dispersant can be appropriately selected and used. Of these, polymer compounds are preferable.
Dispersants include polymer dispersants [eg, polyamide amines and their salts, polycarboxylic acids and their salts, high molecular weight unsaturated acid esters, modified polyurethanes, modified polyesters, modified poly (meth) acrylates, (meth) acrylics. Copolymers, naphthalene sulfonic acid formarin condensates, etc.], polyoxyethylene alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl amines, pigment derivatives, etc. may be mentioned.
Polymer compounds can be further classified into linear polymers, end-modified polymers, graft-type polymers, and block-type polymers based on their structures.

高分子化合物は、無機顔料及び所望により併用する顔料等の被分散体の表面に吸着し、被分散体の再凝集を防止するように作用する。そのため、顔料表面へのアンカー部位を有する、末端変性型高分子、グラフト型高分子、及び、ブロック型高分子が好ましい。
一方で、無機顔料の表面を改質することにより、これに対する高分子化合物の吸着性を促進させることもできる。
The polymer compound is adsorbed on the surface of the object to be dispersed, such as an inorganic pigment and a pigment to be used in combination if desired, and acts to prevent reaggregation of the object to be dispersed. Therefore, terminal-modified polymers, graft-type polymers, and block-type polymers having an anchor site on the pigment surface are preferable.
On the other hand, by modifying the surface of the inorganic pigment, the adsorptivity of the polymer compound to the inorganic pigment can be promoted.

高分子化合物は、グラフト鎖を有する構造単位を有することが好ましい。なお、本明細書において、「構造単位」とは「繰り返し単位」と同義である。
このようなグラフト鎖を有する構造単位を有する高分子化合物は、グラフト鎖によって溶剤との親和性を有するために、上述の無機顔料等の着色顔料の分散性、及び、経時後の分散安定性に優れるものである。また、グラフト鎖の存在により、グラフト鎖を有する構造単位を有する高分子化合物は重合性化合物又はその他の併用可能な樹脂等との親和性を有する。結果として、アルカリ現像で残渣を生じにくくなる。
グラフト鎖が長くなると立体反発効果が高くなり顔料等の分散性は向上する。一方、グラフト鎖が長すぎると上述の無機顔料等の着色顔料への吸着力が低下して、顔料等の分散性は低下する傾向となる。このため、グラフト鎖は、水素原子を除いた原子数が40〜10000であるものが好ましく、水素原子を除いた原子数が50〜2000であるものがより好ましく、水素原子を除いた原子数が60〜500であるものが更に好ましい。
ここで、グラフト鎖とは、共重合体の主鎖の根元(主鎖から枝分かれしている基において主鎖に結合する原子)から、主鎖から枝分かれしている基の末端までを示す。
The polymer compound preferably has a structural unit having a graft chain. In addition, in this specification, "structural unit" is synonymous with "repeating unit".
Since the polymer compound having a structural unit having such a graft chain has an affinity with a solvent due to the graft chain, the dispersibility of the coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment and the dispersion stability after aging are improved. It is excellent. Further, due to the presence of the graft chain, the polymer compound having a structural unit having the graft chain has an affinity with a polymerizable compound or other resin that can be used in combination. As a result, it becomes difficult to generate a residue in alkaline development.
The longer the graft chain, the higher the steric repulsion effect and the better the dispersibility of pigments and the like. On the other hand, if the graft chain is too long, the adsorptive power to the coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment is lowered, and the dispersibility of the pigment or the like tends to be lowered. Therefore, the graft chain preferably has an atomic number of 40 to 10000 excluding hydrogen atoms, more preferably 50 to 2000 atoms excluding hydrogen atoms, and an atomic number excluding hydrogen atoms. It is more preferably 60 to 500.
Here, the graft chain indicates from the root of the main chain of the copolymer (the atom bonded to the main chain in the group branched from the main chain) to the end of the group branched from the main chain.

グラフト鎖は、ポリマー構造を有することが好ましく、このようなポリマー構造としては、例えば、ポリ(メタ)アクリレート構造(例えば、ポリ(メタ)アクリル構造)、ポリエステル構造、ポリウレタン構造、ポリウレア構造、ポリアミド構造、及び、ポリエーテル構造等が挙げられる。
グラフト鎖と溶剤との相互作用性を向上させ、それにより分散性を高めるために、グラフト鎖は、ポリエステル構造、ポリエーテル構造及びポリ(メタ)アクリレート構造からなる群から選ばれた少なくとも1種を有するグラフト鎖であることが好ましく、ポリエステル構造及びポリエーテル構造の少なくともいずれかを有するグラフト鎖であることがより好ましい。
The graft chain preferably has a polymer structure, and examples of such a polymer structure include a poly (meth) acrylate structure (for example, a poly (meth) acrylic structure), a polyester structure, a polyurethane structure, a polyurea structure, and a polyamide structure. , And a polyether structure and the like.
In order to improve the interoperability between the graft chain and the solvent, thereby increasing the dispersibility, the graft chain shall be at least one selected from the group consisting of polyester structure, polyether structure and poly (meth) acrylate structure. A graft chain having at least one of a polyester structure and a polyether structure is preferable, and a graft chain having at least one of a polyester structure and a polyether structure is more preferable.

このようなグラフト鎖を有するマクロモノマーとしては、特に限定されないが、反応性二重結合性基を有するマクロモノマーを好適に使用することができる。 The macromonomer having such a graft chain is not particularly limited, but a macromonomer having a reactive double bond group can be preferably used.

高分子化合物が有するグラフト鎖を有する構造単位に対応し、高分子化合物の合成に好適に用いられる市販のマクロモノマーとしては、AA−6(商品名、東亜合成(株))、AA−10(商品名、東亜合成(株)製)、AB−6(商品名、東亜合成(株)製)、AS−6(商品名、東亜合成(株))、AN−6(商品名、東亜合成(株)製)、AW−6(商品名、東亜合成(株)製)、AA−714(商品名、東亜合成(株)製)、AY−707(商品名、東亜合成(株)製)、AY−714(商品名、東亜合成(株)製)、AK−5(商品名、東亜合成(株)製)、AK−30(商品名、東亜合成(株)製)、AK−32(商品名、東亜合成(株)製)、ブレンマーPP−100(商品名、日油(株)製)、ブレンマーPP−500(商品名、日油(株)製)、ブレンマーPP−800(商品名、日油(株)製)、ブレンマーPP−1000(商品名、日油(株)製)、ブレンマー55−PET−800(商品名、日油(株)製)、ブレンマーPME−4000(商品名、日油(株)製)、ブレンマーPSE−400(商品名、日油(株)製)、ブレンマーPSE−1300(商品名、日油(株)製)、ブレンマー43PAPE−600B(商品名、日油(株)製)等が用いられる。このなかでも、好ましくは、AA−6(商品名、東亜合成(株)製)、AA−10(商品名、東亜合成(株))、AB−6(商品名、東亜合成(株)製)、AS−6(商品名、東亜合成(株))、AN−6(商品名、東亜合成(株)製)、及び、ブレンマーPME−4000(商品名、日油(株)製)等が用いられる。 Commercially available macromonomers that correspond to the structural unit having the graft chain of the polymer compound and are preferably used for the synthesis of the polymer compound include AA-6 (trade name, Toagosei Co., Ltd.) and AA-10 (trade name, Toagosei Co., Ltd.). Product name, Toagosei Co., Ltd., AB-6 (Product name, Toagosei Co., Ltd.), AS-6 (Product name, Toagosei Co., Ltd.), AN-6 (Product name, Toagosei Co., Ltd.) (Manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AW-6 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AA-714 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AY-707 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AY-714 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AK-5 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AK-30 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AK-32 (commodity name) Name, Toagosei Co., Ltd., Blemmer PP-100 (trade name, manufactured by Nichiyu Co., Ltd.), Blemmer PP-500 (trade name, manufactured by Nichiyu Co., Ltd.), Blemmer PP-800 (trade name, manufactured by Nichiyu Co., Ltd.) Blemmer PP-1000 (trade name, manufactured by Nissui Co., Ltd.), Blemmer 55-PET-800 (trade name, manufactured by Nissui Co., Ltd.), Blemmer PME-4000 (trade name, manufactured by Nichiyu Co., Ltd.) Blemmer PSE-400 (trade name, manufactured by Nissui Co., Ltd.), Blemmer PSE-1300 (trade name, manufactured by Nissui Co., Ltd.), Blemmer 43PAPE-600B (trade name, manufactured by Nichiyu Co., Ltd.) (Manufactured by Co., Ltd.), etc. are used. Among these, preferably AA-6 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AA-10 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), AB-6 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.). , AS-6 (trade name, Toagosei Co., Ltd.), AN-6 (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), and Blemmer PME-4000 (trade name, manufactured by Nichiyu Co., Ltd.), etc. Be done.

分散剤は、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル及び環状又は鎖状のポリエステルからなる群より選択される少なくとも1種の構造を有することが好ましい。なかでも、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル及び鎖状のポリエステルからなる群より選択される少なくとも1種の構造を有することが好ましく、ポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリアクリル酸メチル及びポリメタクリル酸メチルからなる群より選択される少なくとも1種の構造を有することが更に好ましい。分散剤は、一の分散剤中に上記構造を単独で有するものであってもよいし、一の分散剤中にこれらの構造を複数有するものであってもよい。
ここで、ポリカプロラクトン構造とは、ε−カプロラクトンを開環した構造を繰り返し単位として有するものをいう。ポリバレロラクトン構造とは、δ−バレロラクトンを開環した構造を繰り返し単位として有するものをいう。
ポリカプロラクトン構造を有する分散剤の具体例としては、下記式(1)及び下記式(2)におけるj及びkが5であるものが挙げられる。また、ポリバレロラクトン構造を有する分散剤の具体例としては、下記式(1)及び下記式(2)におけるj及びkが4であるものが挙げられる。
ポリアクリル酸メチル構造を有する分散剤の具体例としては、下記式(4)におけるXが水素原子であり、Rがメチル基であるものが挙げられる。また、ポリメタクリル酸メチル構造を有する分散剤の具体例としては、下記式(4)におけるXがメチル基であり、Rがメチル基であるものが挙げられる。
The dispersant preferably has at least one structure selected from the group consisting of methyl polyacrylate, polymethyl methacrylate and cyclic or chain polyester. Among them, it is preferable to have at least one structure selected from the group consisting of methyl polyacrylate, polymethyl methacrylate and chain polyester, and polycaprolactone, polyvalerolactone, methyl polyacrylate and polymethacrylic acid. It is more preferable to have at least one structure selected from the group consisting of methyl. The dispersant may have the above-mentioned structures alone in one dispersant, or may have a plurality of these structures in one dispersant.
Here, the polycaprolactone structure refers to a structure having a ring-opened structure of ε-caprolactone as a repeating unit. The polyvalerolactone structure refers to a structure having a ring-opened structure of δ-valerolactone as a repeating unit.
Specific examples of the dispersant having a polycaprolactone structure include those in which j and k in the following formula (1) and the following formula (2) are 5. Specific examples of the dispersant having a polyvalerolactone structure include those in which j and k in the following formula (1) and the following formula (2) are 4.
Specific examples of the dispersant having a polymethyl acrylate structure, X 5 in formula (4) is a hydrogen atom, and R 4 is a methyl group. Specific examples of the dispersant having a polymethyl methacrylate structure, X 5 in formula (4) is a methyl group, and R 4 is a methyl group.

高分子化合物は、グラフト鎖を有する構造単位として、下記式(1)〜式(4)のいずれかで表される構造単位を含むことが好ましく、下記式(1A)、下記式(2A)、下記式(3A)、下記式(3B)、及び下記(4)のいずれかで表される構造単位を含むことがより好ましい。 The polymer compound preferably contains a structural unit represented by any of the following formulas (1) to (4) as a structural unit having a graft chain, and the following formula (1A), the following formula (2A), It is more preferable to include a structural unit represented by any of the following formula (3A), the following formula (3B), and the following formula (4).

Figure 2021128345
Figure 2021128345

式(1)〜式(4)において、W、W、W、及びWは、それぞれ独立に、酸素原子又はNHを表す。W、W、W、及びWは、酸素原子であることが好ましい。
式(1)〜式(4)において、X、X、X、X、及びXは、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。X、X、X、X、及びXとしては、合成上の制約の観点からは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基であることが好ましく、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基であることがより好ましく、メチル基であることが更に好ましい。
In formulas (1) to (4), W 1 , W 2 , W 3 , and W 4 independently represent an oxygen atom or NH, respectively. W 1 , W 2 , W 3 and W 4 are preferably oxygen atoms.
In formulas (1) to (4), X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , and X 5 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. From the viewpoint of synthetic constraints, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , and X 5 are preferably hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, respectively, and are independent of each other. In addition, it is more preferably a hydrogen atom or a methyl group, and even more preferably a methyl group.

式(1)〜式(4)において、Y、Y、Y、及びYは、それぞれ独立に、2価の連結基を表し、連結基は特に構造上制約されない。Y、Y、Y、及びYで表される2価の連結基として、具体的には、下記の(Y−1)〜(Y−21)の連結基等が例として挙げられる。下記に示した構造において、A、Bはそれぞれ、式(1)〜式(4)における左末端基、右末端基との結合部位を意味する。下記に示した構造のうち、合成の簡便性から、(Y−2)又は(Y−13)であることがより好ましい。 In formulas (1) to (4), Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 each independently represent a divalent linking group, and the linking group is not particularly structurally restricted. Specific examples of the divalent linking group represented by Y 1 , Y 2 , Y 3 , and Y 4 include the following linking groups (Y-1) to (Y-21). .. In the structure shown below, A and B mean the binding sites with the left-terminal group and the right-terminal group in the formulas (1) to (4), respectively. Of the structures shown below, (Y-2) or (Y-13) is more preferable because of the ease of synthesis.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

式(1)〜式(4)において、Z、Z、Z、及びZは、それぞれ独立に1価の有機基を表す。有機基の構造は、特に限定されないが、具体的には、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アルキルチオエーテル基、アリールチオエーテル基、ヘテロアリールチオエーテル基、及びアミノ基等が挙げられる。これらのなかでも、Z、Z、Z、及びZで表される有機基としては、特に分散性向上の観点から、立体反発効果を有するものが好ましく、各々独立に炭素数5から24のアルキル基又はアルコキシ基が好ましく、そのなかでも、特に各々独立に炭素数5から24の分岐鎖状アルキル基、炭素数5から24の環状アルキル基、又は、炭素数5から24のアルコキシ基が好ましい。なお、アルコキシ基中に含まれるアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、及び、環状のいずれでもよい。 In formulas (1) to (4), Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 each independently represent a monovalent organic group. The structure of the organic group is not particularly limited, but specifically, an alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a heteroaryloxy group, an alkylthioether group, an arylthioether group, a heteroarylthioether group, an amino group and the like. Can be mentioned. Among these, as the organic group represented by Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 , those having a steric repulsion effect are preferable from the viewpoint of improving dispersibility, and each of them independently starts from 5 carbon atoms. Twenty-four alkyl groups or alkoxy groups are preferable, and among them, a branched chain alkyl group having 5 to 24 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 5 to 24 carbon atoms, or an alkoxy group having 5 to 24 carbon atoms, respectively, are preferable. Is preferable. The alkyl group contained in the alkoxy group may be linear, branched or cyclic.

式(1)〜式(4)において、n、m、p、及びqは、それぞれ独立に、1から500の整数である。
また、式(1)及び式(2)において、j及びkは、それぞれ独立に、2〜8の整数を表す。式(1)及び式(2)におけるj及びkは、組成物の分散安定性及び現像性の観点から、4〜6の整数が好ましく、5が最も好ましい。
In equations (1) to (4), n, m, p, and q are each independently an integer from 1 to 500.
Further, in the formulas (1) and (2), j and k each independently represent an integer of 2 to 8. J and k in the formulas (1) and (2) are preferably integers of 4 to 6 and most preferably 5 from the viewpoint of dispersion stability and developability of the composition.

式(3)中、Rは分岐鎖状又は直鎖状のアルキレン基を表し、炭素数1〜10のアルキレン基が好ましく、炭素数2又は3のアルキレン基がより好ましい。pが2〜500のとき、複数存在するRは互いに同じであっても異なっていてもよい。
式(4)中、Rは水素原子又は1価の有機基を表し、この1価の有機基としては特に構造上限定はされない。Rとして好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基、及びヘテロアリール基が挙げられ、より好ましくは、水素原子、又はアルキル基である。Rがアルキル基である場合、アルキル基としては、炭素数1〜20の直鎖状アルキル基、炭素数3〜20の分岐鎖状アルキル基、又は炭素数5〜20の環状アルキル基が好ましく、炭素数1〜20の直鎖状アルキル基がより好ましく、炭素数1〜6の直鎖状アルキル基が更に好ましい。式(4)において、qが2〜500のとき、グラフト共重合体中に複数存在するX及びRは互いに同じであっても異なっていてもよい。
In the formula (3), R 3 represents a branched chain or linear alkylene group, preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms. when p is 2 to 500, R 3 existing in plural numbers may be different from one another the same.
In the formula (4), R 4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and the monovalent organic group is not particularly structurally limited. Preferred as R 4, a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, and include heteroaryl groups, more preferably a hydrogen atom, or an alkyl group. When R 4 is an alkyl group, the alkyl group is preferably a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a branched chain alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or a cyclic alkyl group having 5 to 20 carbon atoms. , A linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is more preferable, and a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is further preferable. In the formula (4), when q is 2 to 500, a plurality of X 5 and R 4 present in the graft copolymer may be the same or different from each other.

また、高分子化合物は、2種以上の構造が異なる、グラフト鎖を有する構造単位を有することができる。即ち、高分子化合物の分子中に、互いに構造の異なる式(1)〜式(4)で示される構造単位を含んでいてもよく、また、式(1)〜式(4)においてn、m、p、及びqがそれぞれ2以上の整数を表す場合、式(1)及び式(2)においては、側鎖中にj及びkが互いに異なる構造を含んでいてもよく、式(3)及び式(4)においては、分子内に複数存在するR、R及びXは互いに同じであっても異なっていてもよい。 In addition, the polymer compound can have two or more structural units having graft chains having different structures. That is, the molecule of the polymer compound may contain structural units represented by the formulas (1) to (4) having different structures from each other, and n, m in the formulas (1) to (4). When, p, and q each represent an integer of 2 or more, in the equations (1) and (2), j and k may contain structures different from each other in the side chain, and the equations (3) and (3) and q may contain different structures. In the formula (4), a plurality of R 3 , R 4 and X 5 existing in the molecule may be the same or different from each other.

式(1)で表される構造単位としては、組成物の分散安定性及び現像性の観点から、下記式(1A)で表される構造単位であることがより好ましい。
また、式(2)で表される構造単位としては、組成物の分散安定性及び現像性の観点から、下記式(2A)で表される構造単位であることがより好ましい。
The structural unit represented by the formula (1) is more preferably the structural unit represented by the following formula (1A) from the viewpoint of dispersion stability and developability of the composition.
Further, the structural unit represented by the formula (2) is more preferably the structural unit represented by the following formula (2A) from the viewpoint of dispersion stability and developability of the composition.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

式(1A)中、X、Y、Z及びnは、式(1)におけるX、Y、Z及びnと同義であり、好ましい範囲も同様である。式(2A)中、X、Y、Z及びmは、式(2)におけるX、Y、Z及びmと同義であり、好ましい範囲も同様である。 Wherein (1A), X 1, Y 1, Z 1 and n are as defined X 1, Y 1, Z 1 and n in Formula (1), and preferred ranges are also the same. Wherein (2A), X 2, Y 2, Z 2 and m are as defined X 2, Y 2, Z 2 and m in the formula (2), and preferred ranges are also the same.

また、式(3)で表される構造単位としては、組成物の分散安定性及び現像性の観点から、下記式(3A)又は式(3B)で表される構造単位であることがより好ましい。 Further, the structural unit represented by the formula (3) is more preferably a structural unit represented by the following formula (3A) or formula (3B) from the viewpoint of dispersion stability and developability of the composition. ..

Figure 2021128345
Figure 2021128345

式(3A)又は(3B)中、X、Y、Z及びpは、式(3)におけるX、Y、Z及びpと同義であり、好ましい範囲も同様である。 Wherein (3A) or (3B), X 3, Y 3, Z 3 and p are as defined X 3, Y 3, Z 3 and p in formula (3), and preferred ranges are also the same.

高分子化合物は、グラフト鎖を有する構造単位として、式(1A)で表される構造単位を有することがより好ましい。 The polymer compound more preferably has a structural unit represented by the formula (1A) as a structural unit having a graft chain.

高分子化合物において、グラフト鎖を有する構造単位(例えば、上記式(1)〜式(4)で表される構造単位)は、質量換算で、高分子化合物の総質量に対し2〜90%の範囲で含まれることが好ましく、5〜30%の範囲で含まれることがより好ましい。グラフト鎖を有する構造単位がこの範囲内で含まれると、上述の無機顔料の分散性が高く、遮光膜を形成する際の現像性が良好である。 In the polymer compound, the structural unit having a graft chain (for example, the structural unit represented by the above formulas (1) to (4)) is 2 to 90% of the total mass of the polymer compound in terms of mass. It is preferably contained in the range, more preferably in the range of 5 to 30%. When a structural unit having a graft chain is included in this range, the above-mentioned inorganic pigment has high dispersibility and developability when forming a light-shielding film is good.

また、高分子化合物は、グラフト鎖を有する構造単位とは異なる(すなわち、グラフト鎖を有する構造単位には相当しない)疎水性構造単位を有することが好ましい。ただし、本発明において、疎水性構造単位は、酸基(例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール性水酸基等)を有さない構造単位である。 Moreover, it is preferable that the polymer compound has a hydrophobic structural unit different from the structural unit having a graft chain (that is, it does not correspond to the structural unit having a graft chain). However, in the present invention, the hydrophobic structural unit is a structural unit having no acid group (for example, carboxylic acid group, sulfonic acid group, phosphoric acid group, phenolic hydroxyl group, etc.).

疎水性構造単位は、好ましくは、ClogP値が1.2以上の化合物(モノマー)に由来する(対応する)構造単位であり、より好ましくは、ClogP値が1.2〜8の化合物に由来する構造単位である。これにより、本発明の効果をより確実に発現することができる。 The hydrophobic structural unit is preferably a (corresponding) structural unit derived from a compound (monomer) having a ClogP value of 1.2 or more, and more preferably derived from a compound having a ClogP value of 1.2 to 8. It is a structural unit. Thereby, the effect of the present invention can be more reliably exhibited.

ClogP値は、Daylight Chemical Information System, Inc.から入手できるプログラム“CLOGP”で計算された値である。このプログラムは、Hansch, Leoのフラグメントアプローチ(下記文献参照)により算出される“計算logP”の値を提供する。フラグメントアプローチは化合物の化学構造に基づいており、化学構造を部分構造(フラグメント)に分割し、そのフラグメントに対して割り当てられたlogP寄与分を合計することにより化合物のlogP値を推算している。その詳細は以下の文献に記載されている。本発明では、プログラムCLOGP v4.82により計算したClogP値を用いる。
A. J. Leo, Comprehensive Medicinal Chemistry, Vol.4, C. Hansch, P. G. Sammnens, J. B. Taylor and C. A. Ramsden, Eds., p.295, Pergamon Press, 1990 C. Hansch & A. J. Leo. SUbstituent Constants For Correlation Analysis in Chemistry and Biology. John Wiley & Sons. A.J. Leo. Calculating logPoct from structure. Chem. Rev., 93, 1281−1306, 1993.
The ClogP value is determined by Daylight Chemical Information System, Inc. It is a value calculated by the program "CLOGP" available from. This program provides the value of "calculated logP" calculated by Hansch, Leo's fragment approach (see literature below). The fragment approach is based on the chemical structure of a compound, and the logP value of the compound is estimated by dividing the chemical structure into substructures (fragments) and summing the logP contributions assigned to the fragments. The details are described in the following documents. In the present invention, the ClogP value calculated by the program CLOGP v4.82 is used.
A. J. Leo, Comprehensive Medicinal Chemistry, Vol. 4, C.I. Hansch, P.M. G. Sammenens, J. et al. B. Taylor and C.I. A. Ramsden, Eds. , P. 295, Pergamon Press, 1990 C.I. Hansch & A. J. Leo. Substituent Constants For Correlation Analysis in Chemistry and Biology. John Wiley & Sons. A. J. Leo. Calculating logPoct from structure. Chem. Rev. , 93, 1281-1306, 1993.

logPは、分配係数P(Partition Coefficient)の常用対数を意味し、ある有機化合物が油(一般的には1−オクタノール)と水の2相系の平衡でどのように分配されるかを定量的な数値として表す物性値であり、以下の式で示される。
logP=log(Coil/Cwater)
式中、Coilは油相中の化合物のモル濃度を、Cwaterは水相中の化合物のモル濃度を表す。
logPの値が0をはさんでプラスに大きくなると油溶性が増し、マイナスで絶対値が大きくなると水溶性が増すことを意味し、有機化合物の水溶性と負の相関があり、有機化合物の親疎水性を見積るパラメータとして広く利用されている。
logP means the common logarithm of the partition coefficient P (Partition Cofficient), and quantitatively describes how an organic compound is distributed in the equilibrium of a two-phase system of oil (generally 1-octanol) and water. It is a physical property value expressed as a numerical value, and is expressed by the following formula.
logP = log (Coil / Water)
In the formula, Coil represents the molar concentration of the compound in the oil phase, and Water represents the molar concentration of the compound in the aqueous phase.
When the logP value increases positively across 0, it means that oil solubility increases, and when it becomes negative and the absolute value increases, it means that water solubility increases. It is widely used as a parameter for estimating water content.

高分子化合物は、疎水性構造単位として、下記一般式(i)〜(iii)で表される単量体に由来の構造単位から選択された1種以上の構造単位を有することが好ましい。 The polymer compound preferably has at least one structural unit selected from the structural units derived from the monomers represented by the following general formulas (i) to (iii) as the hydrophobic structural unit.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

上記式(i)〜(iii)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、又は炭素数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)を表す。
、R、及びRは、好ましくは水素原子、又は炭素数が1〜3のアルキル基であり、より好ましくは水素原子又はメチル基である。R及びRは、水素原子であることが更に好ましい。
Xは、酸素原子(−O−)又はイミノ基(−NH−)を表し、酸素原子であることが好ましい。
In the above formulas (i) to (iii), R 1 , R 2 , and R 3 independently have a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, etc.), or a carbon number of 1. Represents an alkyl group of ~ 6 (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, etc.).
R 1 , R 2 , and R 3 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom or a methyl group. It is more preferable that R 2 and R 3 are hydrogen atoms.
X represents an oxygen atom (-O-) or an imino group (-NH-), and is preferably an oxygen atom.

Lは、単結合又は2価の連結基である。2価の連結基としては、2価の脂肪族基(例えば、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基、置換アルキニレン基)、2価の芳香族基(例えば、アリーレン基、置換アリーレン基)、2価の複素環基、酸素原子(−O−)、硫黄原子(−S−)、イミノ基(−NH−)、置換イミノ基(−NR31−、ここでR31は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)、カルボニル基(−CO−)、及び、これらの組合せ等が挙げられる。 L is a single bond or divalent linking group. The divalent linking group includes a divalent aliphatic group (for example, an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group, a substituted alkenylene group, an alkynylene group, a substituted alkynylene group) and a divalent aromatic group (for example, an arylene group). , substituted arylene group), a divalent heterocyclic group an oxygen atom (-O-), sulfur atom (-S-), an imino group (-NH-), a substituted imino group (-NR 31 -, wherein R 31 Examples include an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group), a carbonyl group (-CO-), and a combination thereof.

2価の脂肪族基は、環状構造又は分岐鎖状構造を有していてもよい。脂肪族基の炭素数は、1〜20が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10が更に好ましい。脂肪族基は不飽和脂肪族基であっても飽和脂肪族基であってもよいが、飽和脂肪族基であることが好ましい。また、脂肪族基は、置換基を有していてもよい。置換基の例は、ハロゲン原子、芳香族基及び複素環基等が挙げられる。 The divalent aliphatic group may have a cyclic structure or a branched chain structure. The number of carbon atoms of the aliphatic group is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 15, and even more preferably 1 to 10. The aliphatic group may be an unsaturated aliphatic group or a saturated aliphatic group, but a saturated aliphatic group is preferable. In addition, the aliphatic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an aromatic group, a heterocyclic group and the like.

2価の芳香族基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜15がより好ましく、6〜10が更に好ましい。また、芳香族基は置換基を有していてもよい。置換基の例は、ハロゲン原子、脂肪族基、芳香族基及び複素環基等が挙げられる。 The number of carbon atoms of the divalent aromatic group is preferably 6 to 20, more preferably 6 to 15, and even more preferably 6 to 10. Moreover, the aromatic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group and the like.

2価の複素環基は、複素環として5員環又は6員環を有することが好ましい。複素環に他の複素環、脂肪族環又は芳香族環が縮合していてもよい。また、複素環基は置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキソ基(=O)、チオキソ基(=S)、イミノ基(=NH)、置換イミノ基(=N−R32、ここでR32は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)、脂肪族基、芳香族基、又は、複素環基が挙げられる。 The divalent heterocyclic group preferably has a 5-membered ring or a 6-membered ring as the heterocycle. Another heterocycle, an aliphatic ring or an aromatic ring may be condensed with the heterocycle. Moreover, the heterocyclic group may have a substituent. Examples of substituents are halogen atom, hydroxy group, oxo group (= O), thioxo group (= S), imino group (= NH), substituted imino group (= N-R 32 , where R 32 is fat. Group group, aromatic group or heterocyclic group), aliphatic group, aromatic group or heterocyclic group.

Lは、単結合、アルキレン基又はオキシアルキレン構造を含む2価の連結基であることが好ましい。オキシアルキレン構造は、オキシエチレン構造又はオキシプロピレン構造であることがより好ましい。また、Lは、オキシアルキレン構造を2以上繰り返して含むポリオキシアルキレン構造を含んでいてもよい。ポリオキシアルキレン構造としては、ポリオキシエチレン構造又はポリオキシプロピレン構造が好ましい。ポリオキシエチレン構造は、−(OCHCH)n−で表され、nは、2以上の整数が好ましく、2〜10の整数であることがより好ましい。 L is preferably a divalent linking group containing a single bond, an alkylene group or an oxyalkylene structure. The oxyalkylene structure is more preferably an oxyethylene structure or an oxypropylene structure. Further, L may contain a polyoxyalkylene structure containing two or more repeated oxyalkylene structures. As the polyoxyalkylene structure, a polyoxyethylene structure or a polyoxypropylene structure is preferable. The polyoxyethylene structure is represented by − (OCH 2 CH 2 ) n−, and n is preferably an integer of 2 or more, and more preferably an integer of 2 to 10.

Zとしては、脂肪族基(例えば、アルキル基、置換アルキル基、不飽和アルキル基、置換不飽和アルキル基、)、芳香族基(例えば、アリール基、置換アリール基、アリーレン基、置換アリーレン基)、複素環基、又は、これらの組み合わせが挙げられる。これらの基には、酸素原子(−O−)、硫黄原子(−S−)、イミノ基(−NH−)、置換イミノ基(−NR31−、ここでR31は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)、又は、カルボニル基(−CO−)が含まれていてもよい。 As Z, an aliphatic group (for example, an alkyl group, a substituted alkyl group, an unsaturated alkyl group, a substituted unsaturated alkyl group), an aromatic group (for example, an aryl group, a substituted aryl group, an arylene group, a substituted arylene group) , A heterocyclic group, or a combination thereof. These groups an oxygen atom (-O-), sulfur atom (-S-), an imino group (-NH-), a substituted imino group (-NR 31 -, wherein R 31 is an aliphatic group, an aromatic A group or heterocyclic group) or a carbonyl group (-CO-) may be contained.

脂肪族基は、環状構造又は分岐鎖状構造を有していてもよい。脂肪族基の炭素数は、1〜20が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10が更に好ましい。脂肪族基には、更に環集合炭化水素基、架橋環式炭化水素基が含まれ、環集合炭化水素基の例としては、ビシクロヘキシル基、パーヒドロナフタレニル基、ビフェニル基、及び、4−シクロヘキシルフェニル基等が含まれる。架橋環式炭化水素環として、例えば、ピナン、ボルナン、ノルピナン、ノルボルナン、及び、ビシクロオクタン環(ビシクロ[2.2.2]オクタン環、ビシクロ[3.2.1]オクタン環等)等の2環式炭化水素環、ホモブレダン、アダマンタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[4.3.1.12,5]ウンデカン環等の3環式炭化水素環、並びに、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、及び、パーヒドロ−1,4−メタノ−5,8−メタノナフタレン環等の4環式炭化水素環等が挙げられる。また、架橋環式炭化水素環には、縮合環式炭化水素環、例えば、パーヒドロナフタレン(デカリン)、パーヒドロアントラセン、パーヒドロフェナントレン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフルオレン、パーヒドロインデン、及び、パーヒドロフェナレン環等の5〜8員シクロアルカン環が複数個縮合した縮合環も含まれる。
脂肪族基は不飽和脂肪族基よりも飽和脂肪族基の方が好ましい。また、脂肪族基は、置換基を有していてもよい。置換基の例は、ハロゲン原子、芳香族基及び複素環基が挙げられる。ただし、脂肪族基は、置換基として酸基を有さない。
The aliphatic group may have a cyclic structure or a branched chain structure. The number of carbon atoms of the aliphatic group is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 15, and even more preferably 1 to 10. The aliphatic group further includes a ring-assembled hydrocarbon group and a crosslinked ring-type hydrocarbon group. Examples of the ring-assembled hydrocarbon group include a bicyclohexyl group, a perhydronaphthalenyl group, a biphenyl group, and 4 -Includes cyclohexylphenyl group and the like. Examples of the crosslinked cyclic hydrocarbon ring include 2 such as pinan, bornan, norpinan, norbornane, and bicyclooctane ring (bicyclo [2.2.2] octane ring, bicyclo [3.2.1] octane ring, etc.). Tricyclic hydrocarbon rings such as cyclic hydrocarbon rings, homobredane, adamantane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tricyclo [4.3.1.1 2,5 ] undecane rings, and , Tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 17 and 10 ] Dodecane and 4-cyclic hydrocarbon rings such as perhydro-1,4-methano-5,8-methanonaphthalene rings can be mentioned. In addition, the crosslinked cyclic hydrocarbon ring includes fused cyclic hydrocarbon rings such as perhydronaphthalene (decalin), perhydroanthracene, perhydrophenanthrene, perhydroacenaphthene, perhydrofluorene, perhydroindene, and the like. A fused ring in which a plurality of 5- to 8-membered cycloalkane rings such as a perhydrophenanthrene ring are condensed is also included.
As the aliphatic group, a saturated aliphatic group is preferable to an unsaturated aliphatic group. In addition, the aliphatic group may have a substituent. Examples of substituents include halogen atoms, aromatic groups and heterocyclic groups. However, the aliphatic group does not have an acid group as a substituent.

芳香族基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜15がより好ましく、6〜10が更に好ましい。また、芳香族基は置換基を有していてもよい。置換基の例は、ハロゲン原子、脂肪族基、芳香族基及び複素環基が挙げられる。ただし、芳香族基は、置換基として酸基を有さない。 The number of carbon atoms of the aromatic group is preferably 6 to 20, more preferably 6 to 15, and even more preferably 6 to 10. Moreover, the aromatic group may have a substituent. Examples of substituents include halogen atoms, aliphatic groups, aromatic groups and heterocyclic groups. However, the aromatic group does not have an acid group as a substituent.

複素環基は、複素環として5員環又は6員環を有することが好ましい。複素環に他の複素環、脂肪族環又は芳香族環が縮合していてもよい。また、複素環基は置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキソ基(=O)、チオキソ基(=S)、イミノ基(=NH)、置換イミノ基(=N−R32、ここでR32は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)、脂肪族基、芳香族基及び複素環基が挙げられる。ただし、複素環基は、置換基として酸基を有さない。 The heterocyclic group preferably has a 5-membered ring or a 6-membered ring as the heterocycle. Another heterocycle, an aliphatic ring or an aromatic ring may be condensed with the heterocycle. Moreover, the heterocyclic group may have a substituent. Examples of substituents are halogen atom, hydroxy group, oxo group (= O), thioxo group (= S), imino group (= NH), substituted imino group (= N-R 32 , where R 32 is fat. Group groups, aromatic groups or heterocyclic groups), aliphatic groups, aromatic groups and heterocyclic groups can be mentioned. However, the heterocyclic group does not have an acid group as a substituent.

上記式(iii)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、炭素数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)、Z、又はL−Zを表す。ここでL及びZは、上記におけるものと同義である。R、R、及びRとしては、水素原子、又は炭素数が1〜3のアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。 In the above formula (iii), R 4 , R 5 , and R 6 are independently hydrogen atoms, halogen atoms (for example, fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, etc.), and alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. Represents (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, etc.), Z, or LZ. Here, L and Z are synonymous with those in the above. As R 4 , R 5 , and R 6 , a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom is more preferable.

本発明においては、上記一般式(i)で表される単量体として、R、R、及びRが水素原子又はメチル基であって、Lが単結合又はアルキレン基若しくはオキシアルキレン構造を含む2価の連結基であって、Xが酸素原子又はイミノ基であって、Zが脂肪族基、複素環基又は芳香族基である化合物が好ましい。
また、上記一般式(ii)で表される単量体として、Rが水素原子又はメチル基であって、Lがアルキレン基であって、Zが脂肪族基、複素環基又は芳香族基である化合物が好ましい。また、上記一般式(iii)で表される単量体として、R、R、及びRが水素原子又はメチル基であって、Zが脂肪族基、複素環基又は芳香族基である化合物が好ましい。
In the present invention, as the monomer represented by the above general formula (i), R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms or methyl groups, and L is a single bond or an alkylene group or an oxyalkylene structure. A compound having a divalent linking group containing the above, in which X is an oxygen atom or an imino group and Z is an aliphatic group, a heterocyclic group or an aromatic group is preferable.
Further, as the monomer represented by the above general formula (ii), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, L is an alkylene group, and Z is an aliphatic group, a heterocyclic group or an aromatic group. Is preferred. Further, as the monomer represented by the above general formula (iii), R 4 , R 5 and R 6 are hydrogen atoms or methyl groups, and Z is an aliphatic group, a heterocyclic group or an aromatic group. Certain compounds are preferred.

式(i)〜(iii)で表される代表的な化合物の例としては、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、及び、スチレン類等から選ばれるラジカル重合性化合物が挙げられる。
なお、式(i)〜(iii)で表される代表的な化合物の例としては、特開2013−249417号公報の段落0089〜0093に記載の化合物を参照でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
Examples of typical compounds represented by the formulas (i) to (iii) include radically polymerizable compounds selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, styrenes and the like.
As examples of the representative compounds represented by the formulas (i) to (iii), the compounds described in paragraphs 089 to 093 of JP2013-249417A can be referred to, and the contents thereof are described in the present specification. Incorporated in.

高分子化合物において、疎水性構造単位は、質量換算で、高分子化合物の総質量に対し10〜90%の範囲で含まれることが好ましく、20〜80%の範囲で含まれることがより好ましい。含有量が上記範囲において十分なパターン形成が得られる。 In the polymer compound, the hydrophobic structural unit is preferably contained in the range of 10 to 90%, more preferably 20 to 80%, based on the total mass of the polymer compound in terms of mass. Sufficient pattern formation can be obtained when the content is in the above range.

高分子化合物は、上述の無機顔料等の着色顔料と相互作用を形成しうる官能基を導入することができる。ここで、高分子化合物は、上述の無機顔料等の着色顔料と相互作用を形成しうる官能基を有する構造単位を更に有することが好ましい。
この上述の無機顔料等の着色顔料と相互作用を形成しうる官能基としては、例えば、酸基、塩基性基、配位性基、及び、反応性を有する官能基等が挙げられる。
高分子化合物が、酸基、塩基性基、配位性基、又は、反応性を有する官能基を有する場合、それぞれ、酸基を有する構造単位、塩基性基を有する構造単位、配位性基を有する構造単位、又は、反応性を有する構造単位を有することが好ましい。
特に、高分子化合物が、更に、酸基として、カルボン酸基等のアルカリ可溶性基を有することで、高分子化合物に、アルカリ現像によるパターン形成のための現像性を付与することができる。
すなわち、高分子化合物にアルカリ可溶性基を導入することで、本発明の組成物は、上述の無機顔料等の着色顔料の分散に寄与する分散剤としての高分子化合物がアルカリ可溶性を有することになる。このような高分子化合物を含有する組成物は、露光部の遮光性に優れたものとなり、且つ、未露光部のアルカリ現像性が向上される。
また、高分子化合物が酸基を有する構造単位を有することにより、高分子化合物が溶剤となじみやすくなり、塗布性も向上する傾向となる。
これは、酸基を有する構造単位における酸基が上述の無機顔料等の着色顔料と相互作用しやすく、高分子化合物が上述の無機顔料等の着色顔料を安定的に分散すると共に、上述の無機顔料等の着色顔料を分散する高分子化合物の粘度が低くなっており、高分子化合物自体も安定的に分散されやすいためであると推測される。
The polymer compound can introduce a functional group capable of forming an interaction with a coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment. Here, it is preferable that the polymer compound further has a structural unit having a functional group capable of forming an interaction with a coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment.
Examples of the functional group capable of forming an interaction with the coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment include an acid group, a basic group, a coordinating group, and a reactive functional group.
When the polymer compound has an acid group, a basic group, a coordinating group, or a functional group having reactivity, a structural unit having an acid group, a structural unit having a basic group, and a coordinating group, respectively. It is preferable to have a structural unit having the above, or a structural unit having reactivity.
In particular, when the polymer compound further has an alkali-soluble group such as a carboxylic acid group as an acid group, the polymer compound can be imparted with developability for pattern formation by alkali development.
That is, by introducing an alkali-soluble group into the polymer compound, in the composition of the present invention, the polymer compound as a dispersant that contributes to the dispersion of the coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment has alkali solubility. .. The composition containing such a polymer compound has excellent light-shielding properties in the exposed portion and improves the alkali developability of the unexposed portion.
Further, since the polymer compound has a structural unit having an acid group, the polymer compound tends to be easily compatible with the solvent and the coatability tends to be improved.
This is because the acid group in the structural unit having an acid group easily interacts with the coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment, the polymer compound stably disperses the coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment, and the above-mentioned inorganic pigment. It is presumed that this is because the viscosity of the polymer compound that disperses the coloring pigment such as the pigment is low, and the polymer compound itself is likely to be stably dispersed.

ただし、酸基としてのアルカリ可溶性基を有する構造単位は、上記したグラフト鎖を有する構造単位と同一の構造単位であっても、異なる構造単位であってもよいが、酸基としてのアルカリ可溶性基を有する構造単位は、上記した疎水性構造単位とは異なる構造単位である(すなわち、上記した疎水性構造単位には相当しない)。 However, the structural unit having an alkali-soluble group as an acid group may be the same structural unit as the above-mentioned structural unit having a graft chain or a different structural unit, but the alkali-soluble group as an acid group The structural unit having is a structural unit different from the above-mentioned hydrophobic structural unit (that is, does not correspond to the above-mentioned hydrophobic structural unit).

上述の無機顔料等の着色顔料と相互作用を形成しうる官能基である酸基としては、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、又は、フェノール性水酸基等があり、好ましくは、カルボン酸基、スルホン酸基、及び、リン酸基のうち少なくとも1種であり、より好ましいものは、上述の無機顔料等の着色顔料への吸着力が良好で、且つ、着色顔料の分散性が高い点で、カルボン酸基である。 Examples of the acid group which is a functional group capable of forming an interaction with the coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phenolic hydroxyl group and the like, and preferably. At least one of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group, more preferably one having good adsorption power to a coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment, and dispersibility of the coloring pigment. At a high point, it is a carboxylic acid group.

高分子化合物は、酸基を有する場合には、カルボン酸基、スルホン酸基、及び、リン酸基のうち少なくとも1種を有する構造単位を更に有することが好ましい。
高分子化合物は、酸基を有する構造単位を1種又は2種以上有してもよい。
高分子化合物は、酸基を有する構造単位を含有してもしなくてもよいが、含有する場合、酸基を有する構造単位の含有量は、質量換算で、高分子化合物の総質量に対して、好ましくは5〜80%であり、より好ましくは、アルカリ現像による画像強度のダメージ抑制という観点から、10〜60%である。
When the polymer compound has an acid group, it preferably further has a structural unit having at least one of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group.
The polymer compound may have one or more structural units having an acid group.
The polymer compound may or may not contain a structural unit having an acid group, but when it is contained, the content of the structural unit having an acid group is based on the total mass of the polymer compound in terms of mass. It is preferably 5 to 80%, and more preferably 10 to 60% from the viewpoint of suppressing damage to the image intensity due to alkaline development.

上述の無機顔料等の着色顔料と相互作用を形成しうる官能基である塩基性基としては、例えば、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、N原子を含むヘテロ環、及び、アミド基等があり、好ましいものは、上述の無機顔料等の着色顔料への吸着力が良好で、且つ、着色顔料の分散性が高い点で、第3級アミノ基である。高分子化合物は、これらの塩基性基を1種或いは2種以上、有することができる。
高分子化合物は、塩基性基を有する構造単位を含有してもしなくてもよいが、含有する場合、塩基性基を有する構造単位の含有量は、質量換算で、高分子化合物の総質量に対して、好ましくは0.01%以上50%以下であり、より好ましくは、現像性阻害抑制という観点から、0.01%以上30%以下である。
Examples of the basic group which is a functional group capable of forming an interaction with a coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment include a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and a hetero containing an N atom. There are a ring, an amide group, and the like, and the preferred one is a tertiary amino group in that it has good adsorption power to a coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment and has high dispersibility of the coloring pigment. The polymer compound can have one or more of these basic groups.
The polymer compound may or may not contain a structural unit having a basic group, but when it is contained, the content of the structural unit having a basic group is the total mass of the polymer compound in terms of mass. On the other hand, it is preferably 0.01% or more and 50% or less, and more preferably 0.01% or more and 30% or less from the viewpoint of suppressing developmental inhibition.

上述の無機顔料等の着色顔料と相互作用を形成しうる官能基である配位性基、及び反応性を有する官能基としては、例えば、アセチルアセトキシ基、トリアルコキシシリル基、イソシアネート基、酸無水物、及び、酸塩化物等が挙げられる。好ましいものは、上述の無機顔料等の着色顔料への吸着力が良好で、着色顔料の分散性が高い点で、アセチルアセトキシ基である。高分子化合物は、これらの基を1種又は2種以上有してもよい。
高分子化合物は、配位性基を有する構造単位、又は、反応性を有する官能基を有する構造単位を含有してもしなくてもよいが、含有する場合、これらの構造単位の含有量は、質量換算で、高分子化合物の総質量に対して、好ましくは10%以上80%以下であり、より好ましくは、現像性阻害抑制という観点から、20%以上60%以下である。
Examples of the coordinating group which is a functional group capable of forming an interaction with the coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment and the functional group having reactivity include an acetylacetoxy group, a trialkoxysilyl group, an isocyanate group and an acid anhydride. Things, acidified products and the like can be mentioned. Acetylacetoxy groups are preferable because they have good adsorption power to coloring pigments such as the above-mentioned inorganic pigments and have high dispersibility of coloring pigments. The polymer compound may have one or more of these groups.
The polymer compound may or may not contain a structural unit having a coordinating group or a structural unit having a reactive functional group, but when it is contained, the content of these structural units is determined. In terms of mass, it is preferably 10% or more and 80% or less, and more preferably 20% or more and 60% or less from the viewpoint of suppressing developmental inhibition, with respect to the total mass of the polymer compound.

本発明における高分子化合物が、グラフト鎖以外に、上述の無機顔料等の着色顔料と相互作用を形成しうる官能基を有する場合、上述したような、各種の上述の無機顔料等の着色顔料と相互作用を形成しうる官能基を含有していればよく、これらの官能基がどのように導入されているかは特に限定はされないが、高分子化合物は、下記一般式(iv)〜(vi)で表される単量体に由来の構造単位から選択された1種以上の構造単位を有することが好ましい。 When the polymer compound in the present invention has a functional group capable of forming an interaction with a coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment in addition to the graft chain, it can be used with various coloring pigments such as the above-mentioned inorganic pigment as described above. It suffices to contain functional groups capable of forming an interaction, and how these functional groups are introduced is not particularly limited, but the polymer compound has the following general formulas (iv) to (vi). It is preferable to have one or more structural units selected from the structural units derived from the monomer represented by.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

一般式(iv)〜一般式(vi)中、R11、R12、及びR13は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、又は炭素数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)を表す。
一般式(iv)〜一般式(vi)中、R11、R12、及びR13は、好ましくは、それぞれ独立に水素原子、又は炭素数が1〜3のアルキル基であり、より好ましくは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。一般式(iv)中、R12及びR13は、それぞれ水素原子であることが特に好ましい。
In the general formula (iv) to the general formula (vi), R 11 , R 12 , and R 13 independently have a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, etc.), or a carbon number of carbon atoms. Represents 1 to 6 alkyl groups (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, etc.).
In the general formulas (iv) to (vi), R 11 , R 12 , and R 13 are preferably hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms independently of each other, and more preferably. Each is an independent hydrogen atom or methyl group. In the general formula (iv), it is particularly preferable that R 12 and R 13 are hydrogen atoms, respectively.

一般式(iv)中のXは、酸素原子(−O−)又はイミノ基(−NH−)を表し、酸素原子であることが好ましい。
また、一般式(v)中のYは、メチン基又は窒素原子を表す。
X 1 in the general formula (iv) represents an oxygen atom (-O-) or an imino group (-NH-), and is preferably an oxygen atom.
Further, Y in the general formula (v) represents a methine group or a nitrogen atom.

また、一般式(iv)〜一般式(v)中のLは、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基の例としては、2価の脂肪族基(例えば、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基、及び置換アルキニレン基)、2価の芳香族基(例えば、アリーレン基、及び置換アリーレン基)、2価の複素環基、酸素原子(−O−)、硫黄原子(−S−)、イミノ基(−NH−)、置換イミノ結合(−NR31’−、ここでR31’は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)、カルボニル結合(−CO−)、及び、これらの組合せ等が挙げられる。 Further, L 1 in the general formula (iv) to the general formula (v) represents a single bond or a divalent linking group. Examples of divalent linking groups include divalent aliphatic groups (eg, alkylene group, substituted alkylene group, alkenylene group, substituted alkenylene group, alkynylene group, and substituted alkynylene group), and divalent aromatic group (eg, substituted alkynylene group). , an arylene group, and a substituted arylene group), a divalent heterocyclic group an oxygen atom (-O-), sulfur atom (-S-), an imino group (-NH-), substituted imino bond (-NR 31 '- , wherein R 31 'is an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group), carbonyl bond (-CO-), and, combinations thereof and the like.

2価の脂肪族基は、環状構造又は分岐鎖状構造を有していてもよい。脂肪族基の炭素数は、1〜20が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10が更に好ましい。脂肪族基は不飽和脂肪族基よりも飽和脂肪族基の方が好ましい。また、脂肪族基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、芳香族基及び複素環基が挙げられる。 The divalent aliphatic group may have a cyclic structure or a branched chain structure. The number of carbon atoms of the aliphatic group is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 15, and even more preferably 1 to 10. As the aliphatic group, a saturated aliphatic group is preferable to an unsaturated aliphatic group. In addition, the aliphatic group may have a substituent. Examples of substituents include halogen atoms, hydroxyl groups, aromatic groups and heterocyclic groups.

2価の芳香族基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜15が更に好ましく、6〜10が最も好ましい。また、芳香族基は置換基を有していてもよい。置換基の例は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、脂肪族基、芳香族基及び複素環基が挙げられる。 The number of carbon atoms of the divalent aromatic group is preferably 6 to 20, more preferably 6 to 15, and most preferably 6 to 10. Moreover, the aromatic group may have a substituent. Examples of substituents include halogen atoms, hydroxyl groups, aliphatic groups, aromatic groups and heterocyclic groups.

2価の複素環基は、複素環として5員環又は6員環を有することが好ましい。複素環に他の複素環、脂肪族環又は芳香族環のうち1つ以上が縮合していてもよい。また、複素環基は置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキソ基(=O)、チオキソ基(=S)、イミノ基(=NH)、置換イミノ基(=N−R32、ここでR32は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)、脂肪族基、芳香族基及び複素環基が挙げられる。 The divalent heterocyclic group preferably has a 5-membered ring or a 6-membered ring as the heterocycle. One or more of other heterocycles, aliphatic rings or aromatic rings may be condensed on the heterocycle. Moreover, the heterocyclic group may have a substituent. Examples of substituents are halogen atom, hydroxy group, oxo group (= O), thioxo group (= S), imino group (= NH), substituted imino group (= N-R 32 , where R 32 is fat. Group groups, aromatic groups or heterocyclic groups), aliphatic groups, aromatic groups and heterocyclic groups can be mentioned.

は、単結合、アルキレン基又はオキシアルキレン構造を含む2価の連結基であることが好ましい。オキシアルキレン構造は、オキシエチレン構造又はオキシプロピレン構造であることがより好ましい。また、Lは、オキシアルキレン構造を2以上繰り返して含むポリオキシアルキレン構造を含んでいてもよい。ポリオキシアルキレン構造としては、ポリオキシエチレン構造又はポリオキシプロピレン構造が好ましい。ポリオキシエチレン構造は、−(OCHCH)n−で表され、nは、2以上の整数が好ましく、2〜10の整数であることがより好ましい。 L 1 is preferably a divalent linking group containing a single bond, an alkylene group or an oxyalkylene structure. The oxyalkylene structure is more preferably an oxyethylene structure or an oxypropylene structure. Further, L 1 may include a polyoxyalkylene structure containing two or more oxyalkylene structures repeatedly. As the polyoxyalkylene structure, a polyoxyethylene structure or a polyoxypropylene structure is preferable. The polyoxyethylene structure is represented by − (OCH 2 CH 2 ) n−, and n is preferably an integer of 2 or more, and more preferably an integer of 2 to 10.

一般式(iv)〜一般式(vi)中、Zは、グラフト鎖以外に上述の無機顔料等の着色顔料と相互作用を形成しうる官能基を表し、カルボン酸基、及び、第三級アミノ基であることが好ましく、カルボン酸基であることがより好ましい。 In the general formula (iv) to the general formula (vi), Z 1 represents a functional group capable of forming an interaction with a coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment other than the graft chain, and represents a carboxylic acid group and a tertiary. It is preferably an amino group, more preferably a carboxylic acid group.

一般式(vi)中、R14、R15、及びR16は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、臭素等)、炭素数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)、−Z、又はL−Zを表す。ここでL及びZは、上記におけるL及びZと同義であり、好ましい例も同様である。R14、R15、及びR16としては、それぞれ独立に水素原子、又は炭素数が1〜3のアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。 In the general formula (vi), R 14 , R 15 and R 16 are independently hydrogen atoms, halogen atoms (for example, fluorine, chlorine, bromine, etc.) and alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms (for example, for example). methyl group, ethyl group, propyl group, etc.), - Z 1, or an L 1 -Z 1. Wherein L 1 and Z 1 are the same meaning as L 1 and Z 1 in the above, it is the preferable examples. As R 14 , R 15 and R 16 , each independently has a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and a hydrogen atom is more preferable.

本発明においては、一般式(iv)で表される単量体として、R11、R12、及びR13がそれぞれ独立に水素原子又はメチル基であって、Lがアルキレン基又はオキシアルキレン構造を含む2価の連結基であって、Xが酸素原子又はイミノ基であって、Zがカルボン酸基である化合物が好ましい。
また、一般式(v)で表される単量体として、R11が水素原子又はメチル基であって、Lがアルキレン基であって、Zがカルボン酸基であって、Yがメチン基である化合物が好ましい。
更に、一般式(vi)で表される単量体として、R14、R15、及びR16がそれぞれ独立に水素原子又はメチル基であって、Lが単結合又はアルキレン基であって、Zがカルボン酸基である化合物が好ましい。
In the present invention, as the monomer represented by the general formula (iv), R 11 , R 12 and R 13 are independently hydrogen atoms or methyl groups, and L 1 is an alkylene group or an oxyalkylene group. A compound having a divalent linking group containing the above, in which X 1 is an oxygen atom or an imino group and Z 1 is a carboxylic acid group is preferable.
Further, as the monomer represented by the general formula (v), R 11 is a hydrogen atom or a methyl group, L 1 is an alkylene group, Z 1 is a carboxylic acid group, and Y is a methine. The base compound is preferred.
Further, as the monomers represented by the general formula (vi), R 14 , R 15 and R 16 are independently hydrogen atoms or methyl groups, and L 1 is a single bond or an alkylene group. A compound in which Z 1 is a carboxylic acid group is preferable.

以下に、一般式(iv)〜一般式(vi)で表される単量体(化合物)の代表的な例を示す。
単量体の例としては、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を有する化合物(例えば、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル)とコハク酸無水物との反応物、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を有する化合物とフタル酸無水物との反応物、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を有する化合物とテトラヒドロキシフタル酸無水物との反応物、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を有する化合物と無水トリメリット酸との反応物、分子内に付加重合性二重結合及び水酸基を有する化合物とピロメリット酸無水物との反応物、アクリル酸、アクリル酸ダイマー、アクリル酸オリゴマー、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、4−ビニル安息香酸、ビニルフェノール、及び、4−ヒドロキシフェニルメタクリルアミド等が挙げられる。
Representative examples of the monomers (compounds) represented by the general formulas (iv) to the general formulas (vi) are shown below.
Examples of monomers include methacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, a reaction product of a compound having an addition-polymerizable double bond and a hydroxyl group in the molecule (for example, 2-hydroxyethyl methacrylate) and succinic anhydride. , A reaction product of a compound having an addition polymerizable double bond and a hydroxyl group in the molecule and phthalic anhydride, and a reaction product of a compound having an addition polymerizable double bond and a hydroxyl group in the molecule and a tetrahydroxyphthalic anhydride. , A reaction product of a compound having an addition polymerizable double bond and a hydroxyl group in the molecule and trimellitic anhydride, a reaction product of a compound having an addition polymerizable double bond and a hydroxyl group in the molecule and pyromellitic anhydride, Examples thereof include acrylic acid, acrylic acid dimer, acrylic acid oligomer, maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, 4-vinylbenzoic acid, vinylphenol, 4-hydroxyphenylmethacrylate and the like.

上述の無機顔料等の着色顔料と相互作用を形成しうる官能基を有する構造単位の含有量は、上述の無機顔料等の着色顔料との相互作用、分散安定性、及び現像液への浸透性の観点から、高分子化合物の全質量に対して、0.05〜90質量%が好ましく、1.0〜80質量%がより好ましく、10〜70質量%が更に好ましい。 The content of the structural unit having a functional group capable of forming an interaction with the coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment is the interaction with the coloring pigment such as the above-mentioned inorganic pigment, the dispersion stability, and the permeability to the developing solution. From the above viewpoint, 0.05 to 90% by mass is preferable, 1.0 to 80% by mass is more preferable, and 10 to 70% by mass is further preferable with respect to the total mass of the polymer compound.

更に、高分子化合物は、画像強度等の諸性能を向上する目的で、本発明の効果を損なわない限りにおいて、グラフト鎖を有する構造単位、疎水性構造単位、及び、上述の無機顔料等の着色顔料と相互作用を形成しうる官能基を有する構造単位とは異なる、種々の機能を有する他の構造単位(例えば、分散物に用いられる分散媒との親和性を有する官能基等を有する構造単位)を更に有していてもよい。
このような、他の構造単位としては、例えば、アクリロニトリル類、及び、メタクリロニトリル類等から選ばれるラジカル重合性化合物に由来の構造単位が挙げられる。
高分子化合物は、これらの他の構造単位を1種或いは2種以上用いることができ、その含有量は、質量換算で、高分子化合物の総質量に対して、好ましくは0%以上80%以下であり、特に好ましくは、10%以上60%以下である。含有量が上記範囲において、十分なパターン形成性が維持される。
Further, the polymer compound is used for coloring structural units having a graft chain, hydrophobic structural units, and the above-mentioned inorganic pigments, etc., for the purpose of improving various performances such as image intensity, as long as the effects of the present invention are not impaired. A structural unit having a functional group having an affinity with a dispersion medium used for a dispersion (for example, a structural unit having an affinity with a dispersion medium used for a dispersion), which is different from a structural unit having a functional group capable of forming an interaction with a pigment. ) May be further provided.
Examples of such other structural units include structural units derived from radically polymerizable compounds selected from acrylonitriles, methacrylonitriles, and the like.
As the polymer compound, one or more of these other structural units can be used, and the content thereof is preferably 0% or more and 80% or less with respect to the total mass of the polymer compound in terms of mass. It is particularly preferable that it is 10% or more and 60% or less. Sufficient pattern formation is maintained when the content is in the above range.

高分子化合物の酸価は、0mgKOH/g以上160mgKOH/g以下の範囲であることが好ましい。アルカリ現像性をより良好とする観点から、その下限値は、10mgKOH/g以上がより好ましく、20mgKOH/g以上が更に好ましく、50mgKOH/g以上が特に好ましい。高分子化合物の酸価が50mgKOH/g以上であれば、上述の無機顔料等の着色顔料の沈降をより抑制でき、粗大粒子数をより少なくする(言い換えると液中のパーティクル量を低減する)ことができ、組成物の経時安定性をより向上できる。
また、遮光膜を形成する際の現像時におけるパターン剥離をより効果的に抑制する観点からは、その上限値は、140mgKOH/g以下が好ましく、120mgKOH/g以下が更に好ましい。
The acid value of the polymer compound is preferably in the range of 0 mgKOH / g or more and 160 mgKOH / g or less. From the viewpoint of improving the alkali developability, the lower limit is more preferably 10 mgKOH / g or more, further preferably 20 mgKOH / g or more, and particularly preferably 50 mgKOH / g or more. When the acid value of the polymer compound is 50 mgKOH / g or more, the precipitation of coloring pigments such as the above-mentioned inorganic pigments can be further suppressed, and the number of coarse particles can be reduced (in other words, the amount of particles in the liquid can be reduced). And the stability of the composition over time can be further improved.
Further, from the viewpoint of more effectively suppressing pattern peeling during development when forming a light-shielding film, the upper limit thereof is preferably 140 mgKOH / g or less, and more preferably 120 mgKOH / g or less.

本発明において、高分子化合物の酸価は、例えば、高分子化合物中における酸基の平均含有量から算出することができる。また、高分子化合物の構成成分である酸基を含有する構造単位の含有量を変化させることで所望の酸価を有する樹脂を得ることができる。 In the present invention, the acid value of the polymer compound can be calculated, for example, from the average content of acid groups in the polymer compound. Further, a resin having a desired acid value can be obtained by changing the content of the structural unit containing an acid group which is a constituent component of the polymer compound.

本発明における高分子化合物の重量平均分子量は、遮光膜を形成する際において、現像時のパターン剥離抑制と現像性の観点から、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法によるポリスチレン換算値として、4,000以上300,000以下であることが好ましく、5,000以上200,000以下であることがより好ましく、6,000以上100,000以下であることが更に好ましく、10,000以上50,000以下であることが特に好ましい。
GPC法は、HLC−8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000(東ソー(株)製、4.6mmID×15cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる方法に基づく。
The weight average molecular weight of the polymer compound in the present invention is 4,000 as a polystyrene-equivalent value by the GPC (gel permeation chromatography) method from the viewpoint of suppressing pattern peeling during development and developability when forming a light-shielding film. It is preferably 300,000 or more, more preferably 5,000 or more and 200,000 or less, further preferably 6,000 or more and 100,000 or less, and 10,000 or more and 50,000 or less. It is particularly preferable to have.
In the GPC method, HLC-8020GPC (manufactured by Tosoh Corporation) was used, TSKgel SuperHZM-H, TSKgel SuperHZ4000, and TSKgel SuperHZ2000 (manufactured by Tosoh Corporation, 4.6 mm ID x 15 cm) were used as columns, and THF (tetrahydrofuran, manufactured by Tosoh Corporation) was used as an eluent. ) Is used.

高分子化合物は、公知の方法に基づいて合成でき、高分子化合物を合成する際に用いられる溶剤としては、例えば、エチレンジクロリド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、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、1−メトキシ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、及び、乳酸エチル等が挙げられる。これらの溶剤は単独で用いても2種以上混合して用いてもよい。 The polymer compound can be synthesized based on a known method, and examples of the solvent used in synthesizing the polymer compound include ethylene dichloride, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone, methanol, ethanol, propanol, butanol, and ethylene glycol monomethyl. Ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, 1-methoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-propyl acetate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, toluene, Examples thereof include ethyl acetate, methyl lactate, and ethyl lactate. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明に用いうる高分子化合物の具体例としては、楠木化成株式会社製「DA−7301」、BYKChemie社製「Disperbyk−101(ポリアミドアミン燐酸塩)、107(カルボン酸エステル)、110(酸基を含む共重合物)、111(リン酸系分散剤)、130(ポリアミド)、161、162、163、164、165、166、170、190(高分子共重合物)」、「BYK−P104、P105(高分子量不飽和ポリカルボン酸)」、EFKA社製「EFKA4047、4050〜4010〜4165(ポリウレタン系)、EFKA4330〜4340(ブロック共重合体)、4400〜4402(変性ポリアクリレート)、5010(ポリエステルアミド)、5765(高分子量ポリカルボン酸塩)、6220(脂肪酸ポリエステル)、6745(フタロシアニン誘導体)、6750(アゾ顔料誘導体)」、味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821、PB822、PB880、PB881」、共栄社化学社製「フローレンTG−710(ウレタンオリゴマー)」、「ポリフローNo.50E、No.300(アクリル系共重合体)」、楠本化成社製「ディスパロンKS−860、873SN、874、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル)、DA−703−50、DA−705、DA−725」、花王社製「デモールRN、N(ナフタレンスルホン酸ホルマリン重縮合物)、MS、C、SN−B(芳香族スルホン酸ホルマリン重縮合物)」、「ホモゲノールL−18(高分子ポリカルボン酸)」、「エマルゲン920、930、935、985(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)」、「アセタミン86(ステアリルアミンアセテート)」、日本ルーブリゾール(株)製「ソルスパース5000(フタロシアニン誘導体)、22000(アゾ顔料誘導体)、13240(ポリエステルアミン)、3000、12000、17000、20000、27000(末端部に機能部を有する高分子)、24000、28000、32000、38500(グラフト共重合体)」、日光ケミカル社製「ニッコールT106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)、MYS−IEX(ポリオキシエチレンモノステアレート)」、川研ファインケミカル(株)製 ヒノアクトT−8000E等、信越化学工業(株)製、オルガノシロキサンポリマーKP341、裕商(株)製「W001:カチオン系界面活性剤」、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オレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤、「W004、W005、W017」等のアニオン系界面活性剤、森下産業(株)製「EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450」、サンノプコ(株)製「ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100」等の高分子分散剤、(株)ADEKA製「アデカプルロニックL31、F38、L42、L44、L61、L64、F68、L72、P95、F77、P84、F87、P94、L101、P103、F108、L121、P−123」、及び三洋化成(株)製「イオネット(商品名)S−20」等が挙げられる。また、アクリベースFFS−6752、アクリベースFFS−187、アクリキュア−RD−F8、及び、サイクロマーPを用いることもできる。
また、両性樹脂の市販品としては、例えば、ビックケミー社製のDISPERBYK−130、DISPERBYK−140、DISPERBYK−142、DISPERBYK−145、DISPERBYK−180、DISPERBYK−187、DISPERBYK−191、DISPERBYK−2001、DISPERBYK−2010、DISPERBYK−2012、DISPERBYK−2025、BYK−9076、味の素ファインテクノ社製のアジスパーPB821、アジスパーPB822、及び、アジスパーPB881等が挙げられる。
これらの高分子化合物は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
Specific examples of the polymer compound that can be used in the present invention include "DA-7301" manufactured by Kusunoki Kasei Co., Ltd., "Disperbyk-101 (polypolyamine phosphate), 107 (carboxylic acid ester)" and 110 (acid group) manufactured by BYK Chemie. , 111 (phosphate-based dispersant), 130 (polyamide), 161, 162, 163, 164, 165, 166, 170, 190 (polymer copolymer) "," BYK-P104, P105 (high molecular weight unsaturated polycarboxylic acid) ", EFKA" EFKA4047, 4050-4010-4165 (polyurethane type), EFKA4330-4340 (block copolymer), 4400-4402 (modified polyacrylate), 5010 (polyester) Amid), 5765 (high molecular weight polycarboxylate), 6220 (fatty polyester), 6745 (phthalocyanine derivative), 6750 (azo pigment derivative) ", Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd." Azispar PB821, PB822, PB880, PB881 ", Kyoeisha "Floren TG-710 (urethane oligomer)" manufactured by Kagaku Co., Ltd., "Polyflow No. 50E, No. 300 (acrylic copolymer)", "Disparon KS-860, 873SN, 874, # 2150 (fat) manufactured by Kusumoto Kasei Co., Ltd." Group polyvalent carboxylic acid), # 7004 (polyether ester), DA-703-50, DA-705, DA-725 ", Kao" Demor RN, N (naphthalene sulfonate formalin polycondensate), MS, C, SN-B (aromatic sulfonate formalin polycondensate) "," homogenol L-18 (polymer polycarboxylic acid) "," emalgen 920, 930, 935, 985 (polyoxyethylene nonylphenyl ether) ", "Acetamine 86 (stearylamine acetate)", manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd. "Solsperse 5000 (phthalocyanine derivative), 22000 (azo pigment derivative), 13240 (polyesteramine), 3000, 12000, 17000, 20000, 27000 (terminal part) (Polymer having a functional part), 24000, 28000, 32000, 38500 (graft copolymer) ”, Nikkol T106 (polyoxyethylene sorbitan monooleate), MYS-IEX (polyoxyethylene monostearate) manufactured by Nikko Chemical Co., Ltd. ) ”, Kawaken Fine Chemical Co., Ltd. Hinoact T-8000E, etc., Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd., Organoshiro Xanpolymer KP341, "W001: Cationic Surfactant" manufactured by Yusho Co., Ltd., Polyoxyethylene lauryl ether, Polyoxyethylene stearyl ether, Polyoxyethylene oleyl ether, Polyoxyethylene octylphenyl ether, Polyoxyethylene nonylphenyl Nonionic surfactants such as ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, and sorbitan fatty acid ester, anionic surfactants such as "W004, W005, W017", "EFKA-46, EFKA" manufactured by Morishita Sangyo Co., Ltd. -47, EFKA-47EA, EFKA Polymer 100, EFKA Polymer 400, EFKA Polymer 401, EFKA Polymer 450 ", Sannopco Co., Ltd." Dispers Aid 6, Dispers Aid 8, Dispers Aid 15, Dispers Aid 9100 " Such as polymer dispersant, manufactured by ADEKA Co., Ltd. "Adecapluronic L31, F38, L42, L44, L61, L64, F68, L72, P95, F77, P84, F87, P94, L101, P103, F108, L121, P. -123 ”,“ Ionet (trade name) S-20 ”manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., and the like. Further, Acrybase FFS-6752, Acrybase FFS-187, Acrycure-RD-F8, and Cyclomer P can also be used.
Examples of commercially available amphoteric resins include DISPERBYK-130, DISPERBYK-140, DISPERBYK-142, DISPERBYK-145, DISPERBYK-180, DISPERBYK-187, DISPERBYK-191, DISPERBYK-2001, DISPERBYK-2001 and DISPER, manufactured by Big Chemie. 2010, DISPERBYK-2012, DISPERBYK-2025, BYK-9076, Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd. Ajispar PB821, Ajispar PB822, Ajispar PB881 and the like can be mentioned.
These polymer compounds may be used alone or in combination of two or more.

なお、高分子化合物の具体例の例としては、特開2013−249417号公報の段落0127〜0129に記載の高分子化合物を参照でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。 As a specific example of the polymer compound, the polymer compounds described in paragraphs 0127 to 0129 of JP2013-249417A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.

また、分散剤としては、上述した高分子化合物以外に、特開2010−106268号公報の段落0037〜0115(対応するUS2011/0124824の段落0075〜0133欄)のグラフト共重合体が使用でき、これらの内容は援用でき、本明細書に組み込まれる。
また、上記以外にも、特開2011−153283号公報の段落0028〜0084(対応するUS2011/0279759の段落0075〜0133欄)の酸性基が連結基を介して結合してなる側鎖構造を有する構成成分を含む高分子化合物が使用でき、これらの内容は援用でき、本明細書に組み込まれる。
Further, as the dispersant, in addition to the above-mentioned polymer compound, the graft copolymers of paragraphs 0037 to 0115 of JP-A-2010-106268 (paragraphs 0075 to 0133 of the corresponding US2011 / 0124824) can be used, and these can be used. The contents of are hereby incorporated into this specification.
In addition to the above, it has a side chain structure in which acidic groups of paragraphs 0028 to 0084 of JP2011-153283 (corresponding paragraphs 0075 to 0133 of US2011 / 0279759) are bonded via a linking group. High molecular weight compounds containing the constituents can be used, the contents of which can be incorporated and incorporated herein by reference.

組成物が分散剤を含有する場合には、分散剤の含有量は、上述の無機顔料に対して質量比で0.1〜1の範囲であることが好ましく、0.1〜0.4の範囲であることがより好ましい。分散剤の含有量は、上述の無機顔料に対して質量比で0.1〜0.4の範囲とすることで、組成物中の粗大粒子の量をより低減できるほか、得られる遮光膜の遮光性能にも優れる。 When the composition contains a dispersant, the content of the dispersant is preferably in the range of 0.1 to 1 by mass ratio with respect to the above-mentioned inorganic pigment, and is 0.1 to 0.4. More preferably, it is in the range. By setting the content of the dispersant in the range of 0.1 to 0.4 by mass ratio with respect to the above-mentioned inorganic pigment, the amount of coarse particles in the composition can be further reduced, and the obtained light-shielding film can be obtained. It also has excellent light-shielding performance.

組成物が分散剤を含有する場合において、分散剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.1〜30質量%が好ましく、0.5〜20質量%がより好ましく、0.5〜10質量%が更に好ましい。
分散剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。2種以上を併用する場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
When the composition contains a dispersant, the content of the dispersant is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.5 to 20% by mass, and 0, based on the total solid content of the composition. .5 to 10% by mass is more preferable.
The dispersant may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, the total amount is preferably in the above range.

<バインダー樹脂>
本発明の組成物は、バインダー樹脂を含有することが好ましい。
バインダー樹脂としては、線状有機ポリマーを用いることが好ましい。このような線状有機ポリマーとしては、公知のものを任意に使用することができる。好ましくは、水現像又は弱アルカリ水現像を可能とするために、水又は弱アルカリ水に可溶性又は膨潤性である線状有機ポリマーが選択される。なかでも、バインダー樹脂としては、アルカリ可溶性樹脂(アルカリ可溶性を促進する基を有する樹脂)が特に好ましい。
バインダー樹脂としては、線状有機ポリマーであって、分子(好ましくは、(メタ)アクリル系共重合体、又は、スチレン系共重合体を主鎖とする分子)中に少なくとも1つのアルカリ可溶性を促進する基を有するアルカリ可溶性樹脂の中から適宜選択することができる。耐熱性の観点からは、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、(メタ)アクリルアミド系樹脂、(メタ)アクリル/(メタ)アクリルアミド共重合体樹脂が好ましく、現像性制御の観点からは、(メタ)アクリル系樹脂、(メタ)アクリルアミド系樹脂、(メタ)アクリル/(メタ)アクリルアミド共重合体樹脂が好ましい。
アルカリ可溶性を促進する基(以下、酸基ともいう)としては、例えば、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、及び、フェノール性水酸基等が挙げられる。なかでも、有機溶剤に可溶で弱アルカリ水溶液により現像可能なものが好ましく、(メタ)アクリル酸由来の構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂がより好ましいものとして挙げられる。これら酸基は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
<Binder resin>
The composition of the present invention preferably contains a binder resin.
As the binder resin, it is preferable to use a linear organic polymer. As such a linear organic polymer, known ones can be arbitrarily used. Preferably, a linear organic polymer that is soluble or swellable in water or weakly alkaline water is selected to allow water or weakly alkaline water development. Among them, as the binder resin, an alkali-soluble resin (a resin having a group that promotes alkali solubility) is particularly preferable.
The binder resin is a linear organic polymer that promotes at least one alkali solubility in the molecule (preferably a (meth) acrylic copolymer or a molecule having a styrene copolymer as a main chain). It can be appropriately selected from the alkali-soluble resins having a group to be used. From the viewpoint of heat resistance, polyhydroxystyrene resin, polysiloxane resin, (meth) acrylic resin, (meth) acrylamide resin, (meth) acrylic / (meth) acrylamide copolymer resin are preferable, and developability is preferable. From the viewpoint of control, (meth) acrylic resin, (meth) acrylamide resin, and (meth) acrylic / (meth) acrylamide copolymer resin are preferable.
Examples of the group that promotes alkali solubility (hereinafter, also referred to as an acid group) include a carboxyl group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, and a phenolic hydroxyl group. Among them, those which are soluble in an organic solvent and can be developed with a weak alkaline aqueous solution are preferable, and alkali-soluble resins having a structural unit derived from (meth) acrylic acid are more preferable. These acid groups may be only one kind or two or more kinds.

バインダー樹脂としては、例えば、側鎖にカルボン酸基を有するラジカル重合体、例えば特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭54−92723号、特開昭59−53836号、及び、特開昭59−71048号に記載されているもの、すなわち、カルボキシル基を有するモノマーを単独或いは共重合させた樹脂、酸無水物を有するモノマーを単独或いは共重合させ酸無水物ユニットを加水分解若しくはハーフエステル化若しくはハーフアミド化させた樹脂、及び、エポキシ樹脂を不飽和モノカルボン酸及び酸無水物で変性させたエポキシアクリレート等が挙げられる。カルボキシル基を有するモノマーの例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、及び、4−カルボキシルスチレン等が挙げられ、酸無水物を有するモノマーの例としては、無水マレイン酸等が挙げられる。また、同様に側鎖にカルボン酸基を有する酸性セルロース誘導体も例として挙げられる。この他に水酸基を有する重合体に環状酸無水物を付加させたもの等が有用である。
また、欧州特許第993966号、欧州特許第1204000号、及び、特開2001−318463号等の各公報に記載の酸基を有するアセタール変性ポリビニルアルコール系バインダー樹脂は、膜強度、及び、現像性のバランスに優れており、好適である。
更に、この他に水溶性線状有機ポリマーとして、ポリビニルピロリドン、及びポリエチレンオキサイド等が有用である。また、硬化皮膜の強度を上げるために、アルコール可溶性ナイロン、及び、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロロヒドリンとの反応物であるポリエーテル等も有用である。
Examples of the binder resin include radical polymers having a carboxylic acid group in the side chain, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-44615, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-34327, Japanese Patent Publication No. 58-125777, Japanese Patent Publication No. 54-25957, and Special Publication No. Those described in Kaisho 54-92723, JP-A-59-53836, and JP-A-59-71048, that is, resins and acid anhydrides obtained by singly or copolymerizing a monomer having a carboxyl group. Resins obtained by hydrolyzing, half-esterifying, or half-amidizing an acid anhydride unit by singly or copolymerizing a monomer having the above, and epoxy acrylate obtained by modifying an epoxy resin with an unsaturated monocarboxylic acid and an acid anhydride. Can be mentioned. Examples of the monomer having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, 4-carboxystyrene and the like, and examples of the monomer having an acid anhydride include. Maleic anhydride and the like can be mentioned. Similarly, an acidic cellulose derivative having a carboxylic acid group in the side chain is also mentioned as an example. In addition to this, a polymer having a hydroxyl group to which a cyclic acid anhydride is added is useful.
Further, the acetal-modified polyvinyl alcohol-based binder resin having an acid group described in each of the publications such as European Patent No. 9993966, European Patent No. 1204000, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-318436 has a film strength and developability. It has an excellent balance and is suitable.
Further, as the water-soluble linear organic polymer, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide and the like are useful. Further, in order to increase the strength of the cured film, alcohol-soluble nylon and polyether, which is a reaction product of 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) -propane and epichlorohydrin, are also useful.

特に、これらの中でも、〔ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/必要に応じてその他の付加重合性ビニルモノマー〕共重合体、及び〔アリル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/必要に応じてその他の付加重合性ビニルモノマー〕共重合体は、膜強度、感度、及び、現像性のバランスに優れており、好適である。
市販品としては、例えばアクリベースFF−187、FF−426(藤倉化成社製)、アクリキュア−RD−F8(日本触媒(株))、及び、ダイセルオルネクス(株)製サイクロマーP(ACA)230AA等が挙げられる。
In particular, among these, [benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / other addition-polymerizable vinyl monomer if necessary] copolymer and [allyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / necessary Other addition-polymerizable vinyl monomers] The copolymer is suitable because it has an excellent balance of film strength, sensitivity, and developability.
Commercially available products include, for example, Acrybase FF-187, FF-426 (manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.), Acrycure-RD-F8 (Nippon Shokubai Co., Ltd.), and Cyclomer P (ACA) manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd. 230AA and the like can be mentioned.

バインダー樹脂の製造には、例えば、公知のラジカル重合法による方法を適用することができる。ラジカル重合法でアルカリ可溶性樹脂を製造する際の温度、圧力、ラジカル開始剤の種類及びその量、並びに、溶剤の種類等々の重合条件は、当業者において容易に設定可能である。 For the production of the binder resin, for example, a known method by a radical polymerization method can be applied. Polymerization conditions such as temperature, pressure, type and amount of radical initiator, and type of solvent when producing an alkali-soluble resin by a radical polymerization method can be easily set by those skilled in the art.

また、バインダー樹脂として、グラフト鎖を有する構造単位と、酸基(アルカリ可溶性基)を有する構造単位と、を有するポリマーを使用することも好ましい。
グラフト鎖を有する構造単位の定義は、上述した分散剤が有するグラフト鎖を有する構造単位と同義であり、また好適範囲も同様である。
酸基としては、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、又は、フェノール性水酸基等があり、好ましくは、カルボン酸基、スルホン酸基、及び、リン酸基のうち少なくとも1種であり、より好ましいものは、カルボン酸基である。
Further, as the binder resin, it is also preferable to use a polymer having a structural unit having a graft chain and a structural unit having an acid group (alkali-soluble group).
The definition of the structural unit having a graft chain is synonymous with the structural unit having a graft chain of the dispersant described above, and the preferred range is also the same.
Examples of the acid group include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phenolic hydroxyl group, and the like, and preferably at least one of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group. Yes, more preferred are carboxylic acid groups.

酸基を有する構造単位としては、下記一般式(vii)〜一般式(ix)で表さる単量体に由来の構造単位から選択された1種以上の構造単位を有することが好ましい。 As the structural unit having an acid group, it is preferable to have one or more structural units selected from the structural units derived from the monomers represented by the following general formulas (vii) to (ix).

Figure 2021128345
Figure 2021128345

一般式(vii)〜一般式(ix)中、R21、R22、及びR23は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、又は炭素数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)を表す。
一般式(vii)〜一般式(ix)中、R21、R22、及びR23は、好ましくは、それぞれ独立に水素原子、又は炭素数が1〜3のアルキル基であり、より好ましくは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。一般式(vii)中、R21及びR23は、それぞれ水素原子であることが特に好ましい。
In the general formula (vii) to the general formula (ix), R 21 , R 22 , and R 23 independently have a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, etc.), or a carbon number of carbon atoms. Represents 1 to 6 alkyl groups (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, etc.).
In the general formula (vii) to the general formula (ix), R 21 , R 22 , and R 23 are preferably independently hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably. Each is independently a hydrogen atom or a methyl group. In the general formula (vii), it is particularly preferable that R 21 and R 23 are hydrogen atoms, respectively.

一般式(vii)中のXは、酸素原子(−O−)又はイミノ基(−NH−)を表し、酸素原子であることが好ましい。
また、一般式(viii)中のYは、メチン基又は窒素原子を表す。
X 2 in the general formula (vii) represents an oxygen atom (-O-) or an imino group (-NH-), and is preferably an oxygen atom.
Further, Y in the general formula (viii) represents a methine group or a nitrogen atom.

また、一般式(vii)〜一般式(ix)中のLは、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基の例としては、2価の脂肪族基(例えば、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基、及び置換アルキニレン基)、2価の芳香族基(例えば、アリーレン基、及び置換アリーレン基)、2価の複素環基、酸素原子(−O−)、硫黄原子(−S−)、イミノ基(−NH−)、置換イミノ結合(−NR41’−、ここでR41’は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)、カルボニル結合(−CO−)、及び、これらの組合せ等が挙げられる。 Further, L 2 in the general formula (vii) to the general formula (ix) represents a single bond or a divalent linking group. Examples of divalent linking groups include divalent aliphatic groups (eg, alkylene group, substituted alkylene group, alkenylene group, substituted alkenylene group, alkynylene group, and substituted alkynylene group), and divalent aromatic group (eg, substituted alkynylene group). , an arylene group, and a substituted arylene group), a divalent heterocyclic group an oxygen atom (-O-), sulfur atom (-S-), an imino group (-NH-), substituted imino bond (-NR 41 '- , Here, R 41'is an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group), a carbonyl bond (-CO-), and a combination thereof.

2価の脂肪族基は、環状構造又は分岐鎖状構造を有していてもよい。脂肪族基の炭素数は、1〜20が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10が更に好ましい。脂肪族基は不飽和脂肪族基よりも飽和脂肪族基の方が好ましい。また、脂肪族基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、芳香族基及び複素環基が挙げられる。 The divalent aliphatic group may have a cyclic structure or a branched chain structure. The number of carbon atoms of the aliphatic group is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 15, and even more preferably 1 to 10. As the aliphatic group, a saturated aliphatic group is preferable to an unsaturated aliphatic group. In addition, the aliphatic group may have a substituent. Examples of substituents include halogen atoms, hydroxyl groups, aromatic groups and heterocyclic groups.

2価の芳香族基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜15がより好ましく、6〜10が更に好ましい。また、芳香族基は置換基を有していてもよい。置換基の例は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、脂肪族基、芳香族基及び複素環基が挙げられる。 The number of carbon atoms of the divalent aromatic group is preferably 6 to 20, more preferably 6 to 15, and even more preferably 6 to 10. Moreover, the aromatic group may have a substituent. Examples of substituents include halogen atoms, hydroxyl groups, aliphatic groups, aromatic groups and heterocyclic groups.

2価の複素環基は、複素環として5員環又は6員環を有することが好ましい。複素環に他の複素環、脂肪族環又は芳香族環のうち1つ以上が縮合していてもよい。また、複素環基は置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキソ基(=O)、チオキソ基(=S)、イミノ基(=NH)、置換イミノ基(=N−R42、ここでR42は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)、脂肪族基、芳香族基及び複素環基が挙げられる。 The divalent heterocyclic group preferably has a 5-membered ring or a 6-membered ring as the heterocycle. One or more of other heterocycles, aliphatic rings or aromatic rings may be condensed on the heterocycle. Moreover, the heterocyclic group may have a substituent. Examples of substituents are halogen atom, hydroxy group, oxo group (= O), thioxo group (= S), imino group (= NH), substituted imino group (= N-R 42 , where R 42 is fat. Group groups, aromatic groups or heterocyclic groups), aliphatic groups, aromatic groups and heterocyclic groups can be mentioned.

は、単結合、アルキレン基又はオキシアルキレン構造を含む2価の連結基であることが好ましい。オキシアルキレン構造は、オキシエチレン構造又はオキシプロピレン構造であることがより好ましい。また、Lは、オキシアルキレン構造を2以上繰り返して含むポリオキシアルキレン構造を含んでいてもよい。ポリオキシアルキレン構造としては、ポリオキシエチレン構造又はポリオキシプロピレン構造が好ましい。ポリオキシエチレン構造は、−(OCHCH)n−で表され、nは、2以上の整数が好ましく、2〜10の整数であることがより好ましい。 L 2 is preferably a divalent linking group containing a single bond, an alkylene group or an oxyalkylene structure. The oxyalkylene structure is more preferably an oxyethylene structure or an oxypropylene structure. Further, L 2 may include a polyoxyalkylene structure containing two or more oxyalkylene structures repeatedly. As the polyoxyalkylene structure, a polyoxyethylene structure or a polyoxypropylene structure is preferable. The polyoxyethylene structure is represented by − (OCH 2 CH 2 ) n−, and n is preferably an integer of 2 or more, and more preferably an integer of 2 to 10.

一般式(vii)〜一般式(ix)中、Zは、酸基であり、カルボン酸基であることが好ましい。 In the general formula (vii) to the general formula (ix), Z 2 is an acid group, preferably a carboxylic acid group.

一般式(ix)中、R24、R25、及びR26は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、炭素数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)、−Z、又はL−Zを表す。ここでL及びZは、上記におけるL及びZと同義であり、好ましい例も同様である。R24、R25、及びR26としては、それぞれ独立に水素原子、又は炭素数が1〜3のアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。 In the general formula (ix), R 24 , R 25 , and R 26 are independently hydrogen atoms, halogen atoms (for example, fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, etc.), and alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. (e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, etc.), - represents a Z 2, or L 2 -Z 2. Here L 2 and Z 2 has the same meaning as L 2 and Z 2 in the above, and preferred examples are also the same. As R 24 , R 25 , and R 26 , a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom is more preferable.

本発明においては、一般式(vii)で表される単量体として、R21、R22、及びR23がそれぞれ独立に水素原子又はメチル基であって、Lがアルキレン基又はオキシアルキレン構造を含む2価の連結基であって、Xが酸素原子又はイミノ基であって、Zがカルボン酸基である化合物が好ましい。
また、一般式(vii)で表される単量体として、R21が水素原子又はメチル基であって、Lがアルキレン基であって、Zがカルボン酸基であって、Yがメチン基である化合物が好ましい。
更に、一般式(ix)で表される単量体として、R24、R25、及びR26がそれぞれ独立に水素原子又はメチル基であって、Zがカルボン酸基である化合物が好ましい。
In the present invention, as the monomer represented by the general formula (vii), R 21 , R 22 , and R 23 are independently hydrogen atoms or methyl groups, and L 2 is an alkylene group or an oxyalkylene group. A compound having a divalent linking group containing the above, in which X 2 is an oxygen atom or an imino group and Z 2 is a carboxylic acid group is preferable.
Further, as the monomer represented by the general formula (vii), R 21 is a hydrogen atom or a methyl group, L 2 is an alkylene group, Z 2 is a carboxylic acid group, and Y is a methine. The base compound is preferred.
Further, as the monomer represented by the general formula (ix), a compound in which R 24 , R 25 , and R 26 are independently hydrogen atoms or methyl groups and Z 2 is a carboxylic acid group is preferable.

上記バインダー樹脂は、上述したグラフト鎖を有する構造単位を有する分散剤と同様の方法により合成することができ、また、その好ましい酸価、重量平均分子量も同じである。 The binder resin can be synthesized by the same method as the dispersant having a structural unit having a graft chain described above, and has the same preferable acid value and weight average molecular weight.

上記バインダー樹脂は、酸基を有する構造単位を1種又は2種以上有してもよい。
酸基を有する構造単位の含有量は、質量換算で、上記バインダー樹脂の総質量に対して、好ましくは5〜95%であり、より好ましくは、アルカリ現像による画像強度のダメージ抑制という観点から、10〜90%である。
The binder resin may have one or more structural units having an acid group.
The content of the structural unit having an acid group is preferably 5 to 95% with respect to the total mass of the binder resin in terms of mass, and more preferably from the viewpoint of suppressing damage to the image intensity due to alkaline development. It is 10 to 90%.

本発明の組成物におけるバインダー樹脂の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.1〜30質量%であることが好ましく、0.3〜25質量%であることがより好ましい。
バインダー樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。2種以上を併用する場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
The content of the binder resin in the composition of the present invention is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.3 to 25% by mass, based on the total solid content of the composition.
The binder resin may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, the total amount is preferably in the above range.

<重合性化合物>
本発明の組成物は、重合性化合物を含有することが好ましい。
重合性化合物は、エチレン性不飽和結合を有する基を1個以上有する化合物が好ましく、2個以上有する化合物がより好ましく、3個以上有することが更に好ましく、5個以上有することが特に好ましい。上限は、たとえば、15個以下である。エチレン性不飽和結合を有する基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アリル基、及び、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。
<Polymerizable compound>
The composition of the present invention preferably contains a polymerizable compound.
The polymerizable compound is preferably a compound having one or more groups having an ethylenically unsaturated bond, more preferably two or more, further preferably three or more, and particularly preferably five or more. The upper limit is, for example, 15 or less. Examples of the group having an ethylenically unsaturated bond include a vinyl group, a (meth) allyl group, and a (meth) acryloyl group.

重合性化合物は、例えば、モノマー、プレポリマー、オリゴマー、及び、これらの混合物、並びに、これらの多量体等の化学的形態のいずれであってもよい。モノマーが好ましい。
重合性化合物の分子量は、100〜3000が好ましく、250〜1500がより好ましい。
重合性化合物は、3〜15官能の(メタ)アクリレート化合物であることが好ましく、3〜6官能の(メタ)アクリレート化合物であることがより好ましい。
モノマー、プレポリマーの例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等)及びそのエステル類、アミド類、並びにこれらの多量体が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、及び不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類、並びにこれらの多量体である。また、ヒドロキシル基、アミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能イソシアネート類或いはエポキシ類との付加反応物、又は、上記不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基、エポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との反応物、ハロゲン基又はトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との反応物も好適である。また、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン等のビニルベンゼン誘導体、ビニルエーテル、アリルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
これらの具体的な化合物としては、特開2009−288705号公報の段落〔0095〕〜〔0108〕に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
The polymerizable compound may be in any chemical form such as, for example, a monomer, a prepolymer, an oligomer, and a mixture thereof, and a multimer thereof. Monomers are preferred.
The molecular weight of the polymerizable compound is preferably 100 to 3000, more preferably 250 to 1500.
The polymerizable compound is preferably a (meth) acrylate compound having 3 to 15 functionalities, and more preferably a (meth) acrylate compound having 3 to 6 functionalities.
Examples of monomers and prepolymers include unsaturated carboxylic acids (eg, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.) and their esters, amides, and multimers thereof. These are preferably esters of unsaturated carboxylic acids and aliphatic polyhydric alcohol compounds, amides of unsaturated carboxylic acids and aliphatic polyvalent amine compounds, and multimers thereof. Further, an addition reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having a nucleophilic substituent such as a hydroxyl group, an amino group or a mercapto group with a monofunctional or polyfunctional isocyanate or an epoxy, or the above-mentioned unsaturated product. A dehydration condensation reaction product of a carboxylic acid ester or amide and a monofunctional or polyfunctional carboxylic acid is also preferably used. Further, a reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having a parentionic substituent such as an isocyanate group or an epoxy group with a monofunctional or polyfunctional alcohol, an amine or a thiol, a halogen group or a tosyloxy group. Reactants of unsaturated carboxylic acid esters or amides having a releasable substituent such as, etc. with monofunctional or polyfunctional alcohols, amines, thiols, etc. are also suitable. Further, instead of the above-mentioned unsaturated carboxylic acid, it is also possible to use a compound group in which a vinylbenzene derivative such as unsaturated phosphonic acid or styrene, vinyl ether, allyl ether or the like is replaced.
As these specific compounds, the compounds described in paragraphs [0905] to [0108] of JP-A-2009-288705 can also be preferably used in the present invention.

本発明において、重合性化合物としては、エチレン性不飽和結合を有する基を1個以上有する、常圧下で100℃以上の沸点を持つ化合物も好ましい。その例としては、例えば、特開2013−29760号公報の段落0227、特開2008−292970号公報の段落0254〜0257に記載の化合物を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。 In the present invention, as the polymerizable compound, a compound having one or more groups having an ethylenically unsaturated bond and having a boiling point of 100 ° C. or higher under normal pressure is also preferable. As an example thereof, the compounds described in paragraphs 0227 of JP2013-29760A and paragraphs 0254 to 0257 of JP2008-292970 can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.

重合性化合物は、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としてはKAYARAD D−330;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としてはKAYARAD D−320;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としてはKAYARAD D−310;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としてはKAYARAD DPHA;日本化薬株式会社製、A−DPH−12E;新中村化学社製)、及びこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール残基又はプロピレングリコール残基を介している構造(例えば、サートマー社から市販されている、SR454、SR499)が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。また、NKエステルA−TMMT(ペンタエリスリトールテトラアクリレート、新中村化学(株)製)、及び、KAYARAD RP−1040(日本化薬株式会社製)等を使用することもできる。
以下に好ましい重合性化合物の態様を示す。
The polymerizable compounds are dipentaerythritol triacrylate (commercially available KAYARAD D-330; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and dipentaerythritol tetraacrylate (commercially available KAYARAD D-320; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.). , Dipentaerythritol penta (meth) acrylate (commercially available KAYARAD D-310; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (commercially available KAYARAD DPHA; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) A-DPH-12E; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., and structures in which these (meth) acryloyl groups are mediated by ethylene glycol residues or propylene glycol residues (for example, SR454, SR499 commercially available from Sartmer). ) Is preferable. These oligomer types can also be used. Further, NK ester A-TMMT (pentaerythritol tetraacrylate, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), KAYARAD RP-1040 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and the like can also be used.
The preferred embodiments of the polymerizable compound are shown below.

重合性化合物は、カルボキシル基、スルホン酸基、及び、リン酸基等の酸基を有していてもよい。酸基を有する重合性化合物としては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルが好ましく、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせた重合性化合物がより好ましく、更に好ましくは、このエステルにおいて、脂肪族ポリヒドロキシ化合物が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であるものである。市販品としては、例えば、東亞合成株式会社製の、アロニックスTO−2349、M−305、M−510、及び、M−520等が挙げられる。 The polymerizable compound may have an acid group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group. As the polymerizable compound having an acid group, an ester of an aliphatic polyhydroxy compound and an unsaturated carboxylic acid is preferable, and an acid is obtained by reacting an unreacted hydroxyl group of the aliphatic polyhydroxy compound with a non-aromatic carboxylic acid anhydride. A polymerizable compound having a group is more preferable, and more preferably, in this ester, the aliphatic polyhydroxy compound is pentaerythritol and / or dipentaerythritol. Examples of commercially available products include Aronix TO-2349, M-305, M-510, and M-520 manufactured by Toagosei Co., Ltd.

酸基を有する重合性化合物の好ましい酸価としては、0.1〜40mgKOH/gであり、より好ましくは5〜30mgKOH/gである。重合性化合物の酸価が0.1mgKOH/g以上であれば、現像溶解特性が良好であり、40mgKOH/g以下であれば、製造又は取扱い上、有利である。更には、光重合性能が良好で、硬化性に優れる。 The preferable acid value of the polymerizable compound having an acid group is 0.1 to 40 mgKOH / g, and more preferably 5 to 30 mgKOH / g. When the acid value of the polymerizable compound is 0.1 mgKOH / g or more, the developing and dissolving properties are good, and when it is 40 mgKOH / g or less, it is advantageous in production or handling. Furthermore, the photopolymerization performance is good and the curability is excellent.

重合性化合物は、カプロラクトン構造を有する化合物も好ましい態様である。
カプロラクトン構造を有する化合物としては、分子内にカプロラクトン構造を有する限り特に限定されるものではないが、例えば、トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジ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、トリペンタエリスリトール、グリセリン、ジグリセロール、トリメチロールメラミン等の多価アルコールと、(メタ)アクリル酸及びε−カプロラクトンとをエステル化することにより得られる、ε−カプロラクトン変性多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。なかでも下記一般式(Z−1)で表されるカプロラクトン構造を有する化合物が好ましい。
As the polymerizable compound, a compound having a caprolactone structure is also a preferable embodiment.
The compound having a caprolactone structure is not particularly limited as long as it has a caprolactone structure in the molecule, and for example, trimethylolethane, ditrimethylolethane, trimethylolpropane, ditrimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, etc. Ε-caprolactone-modified polyfunctional (meth) acrylates obtained by esterifying polyhydric alcohols such as tripentaerythritol, glycerin, diglycerol, and trimethylolmelamine with (meth) acrylic acid and ε-caprolactone. Be done. Among them, a compound having a caprolactone structure represented by the following general formula (Z-1) is preferable.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

一般式(Z−1)中、6個のRは全てが下記一般式(Z−2)で表される基であるか、又は6個のRのうち1〜5個が下記一般式(Z−2)で表される基であり、残余が下記一般式(Z−3)で表される基である。 In the general formula (Z-1), all 6 Rs are groups represented by the following general formula (Z-2), or 1 to 5 of the 6 Rs are the following general formulas (Z). It is a group represented by -2), and the residue is a group represented by the following general formula (Z-3).

Figure 2021128345
Figure 2021128345

一般式(Z−2)中、R1は水素原子又はメチル基を示し、mは1又は2の数を示し、
「*」は結合手であることを示す。
In the general formula (Z-2), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and m represents a number of 1 or 2.
"*" Indicates a bond.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

一般式(Z−3)中、R1は水素原子又はメチル基を示し、「*」は結合手であることを示す。) In the general formula (Z-3), R 1 indicates a hydrogen atom or a methyl group, and "*" indicates a bond. )

カプロラクトン構造を有する重合性化合物は、例えば、日本化薬(株)からKAYARAD DPCAシリーズとして市販されており、DPCA−20(上記式(Z−1)〜(Z−3)においてm=1、式(Z−2)で表される基の数=2、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−30(同式、m=1、式(Z−2)で表される基の数=3、R1
が全て水素原子である化合物)、DPCA−60(同式、m=1、式(Z−2)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−120(同式においてm=2、式(Z−2)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)等が挙げられる。
The polymerizable compound having a caprolactone structure is commercially available from Nippon Kayaku Co., Ltd. as the KAYARAD DPCA series, and DPCA-20 (in the above formulas (Z-1) to (Z-3), m = 1, formula Number of groups represented by (Z-2) = 2, compound in which R 1 is all hydrogen atoms), DPCA-30 (same formula, m = 1, number of groups represented by formula (Z-2)) = 3, R 1
Is a compound in which all are hydrogen atoms), DPCA-60 (same formula, m = 1, number of groups represented by formula (Z-2) = 6, compound in which R 1 is all hydrogen atoms), DPCA-120 (In the same formula, m = 2, the number of groups represented by the formula (Z-2) = 6, and R 1 is a compound in which all hydrogen atoms are present) and the like.

重合性化合物は、下記一般式(Z−4)又は(Z−5)で表される化合物を用いることもできる。 As the polymerizable compound, a compound represented by the following general formula (Z-4) or (Z-5) can also be used.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

一般式(Z−4)及び(Z−5)中、Eは、各々独立に、−((CH2yCH2O)−、又は((CH2yCH(CH3)O)−を表し、yは、各々独立に0〜10の整数を表し、Xは、各々独立に、(メタ)アクリロイル基、水素原子、又はカルボキシル基を表す。
一般式(Z−4)中、(メタ)アクリロイル基の合計は3個又は4個であり、mは各々独立に0〜10の整数を表し、各mの合計は0〜40の整数である。
一般式(Z−5)中、(メタ)アクリロイル基の合計は5個又は6個であり、nは各々独立に0〜10の整数を表し、各nの合計は0〜60の整数である。
In the general formulas (Z-4) and (Z-5), E is independently − ((CH 2 ) y CH 2 O) − or ((CH 2 ) y CH (CH 3 ) O) −. , Y each independently represents an integer of 0 to 10, and X each independently represents a (meth) acryloyl group, a hydrogen atom, or a carboxyl group.
In the general formula (Z-4), the total number of (meth) acryloyl groups is 3 or 4, each of m independently represents an integer of 0 to 10, and the total of each m is an integer of 0 to 40. ..
In the general formula (Z-5), the total number of (meth) acryloyl groups is 5 or 6, each of n independently represents an integer of 0 to 10, and the total of each n is an integer of 0 to 60. ..

一般式(Z−4)中、mは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。
また、各mの合計は、2〜40の整数が好ましく、2〜16の整数がより好ましく、4〜8の整数が更に好ましい。
一般式(Z−5)中、nは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。
また、各nの合計は、3〜60の整数が好ましく、3〜24の整数がより好ましく、6〜12の整数が更に好ましい。
また、一般式(Z−4)又は一般式(Z−5)中の−((CH2yCH2O)−又は((CH2yCH(CH3)O)−は、酸素原子側の末端がXに結合する形態が好ましい。
In the general formula (Z-4), m is preferably an integer of 0 to 6, and more preferably an integer of 0 to 4.
The total of each m is preferably an integer of 2 to 40, more preferably an integer of 2 to 16, and even more preferably an integer of 4 to 8.
In the general formula (Z-5), n is preferably an integer of 0 to 6, and more preferably an integer of 0 to 4.
Further, the total of each n is preferably an integer of 3 to 60, more preferably an integer of 3 to 24, and even more preferably an integer of 6 to 12.
Further,-((CH 2 ) y CH 2 O)-or ((CH 2 ) y CH (CH 3 ) O)-in the general formula (Z-4) or the general formula (Z-5) is an oxygen atom. A form in which the end on the side binds to X is preferable.

一般式(Z−4)又は一般式(Z−5)で表される化合物は1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。特に、一般式(Z−5)において、6個のX全てがアクリロイル基である形態、一般式(Z−5)において、6個のX全てがアクリロイル基である化合物と、6個のXのうち、少なくとも1個が水素原子ある化合物との混合物である態様が好ましい。このような構成とすることにより、現像性をより向上できる。 The compounds represented by the general formula (Z-4) or the general formula (Z-5) may be used alone or in combination of two or more. In particular, in the general formula (Z-5), all 6 Xs are acryloyl groups, in the general formula (Z-5), all 6 Xs are acryloyl groups, and 6 Xs. Of these, an embodiment in which at least one is a mixture with a compound having a hydrogen atom is preferable. With such a configuration, the developability can be further improved.

また、一般式(Z−4)又は一般式(Z−5)で表される化合物の重合性化合物中における全含有量としては、20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。 The total content of the compound represented by the general formula (Z-4) or the general formula (Z-5) in the polymerizable compound is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more.

一般式(Z−4)又は一般式(Z−5)で表される化合物は、従来公知の工程である、ペンタエリスリト−ル又はジペンタエリスリト−ルにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを開環付加反応により開環骨格を結合する工程と、開環骨格の末端ヒドロキシル基に、例えば(メタ)アクリロイルクロライドを反応させて(メタ)アクリロイル基を導入する工程と、から合成することができる。各工程はよく知られた工程であり、当業者は容易に一般式(Z−4)又は(Z−5)で表される化合物を合成することができる。 For the compound represented by the general formula (Z-4) or the general formula (Z-5), ethylene oxide or propylene oxide is ring-opened and added to pentaerythritol or dipentaerythritol, which is a conventionally known step. It can be synthesized from a step of binding a ring-opening skeleton by a reaction and a step of reacting, for example, (meth) acryloyl chloride with a terminal hydroxyl group of the ring-opening skeleton to introduce a (meth) acryloyl group. Each step is a well-known step, and those skilled in the art can easily synthesize a compound represented by the general formula (Z-4) or (Z-5).

一般式(Z−4)又は一般式(Z−5)で表される化合物のなかでも、ペンタエリスリトール誘導体及び/又はジペンタエリスリトール誘導体がより好ましい。
具体的には、下記式(a)〜(f)で表される化合物(以下、「例示化合物(a)〜(f)」とも称する。)が挙げられ、なかでも、例示化合物(a)、(b)、(e)、(f)が好ましい。
Among the compounds represented by the general formula (Z-4) or the general formula (Z-5), a pentaerythritol derivative and / or a dipentaerythritol derivative is more preferable.
Specifically, compounds represented by the following formulas (a) to (f) (hereinafter, also referred to as “exemplified compounds (a) to (f)”) can be mentioned, and among them, the exemplary compounds (a), (B), (e), and (f) are preferable.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

Figure 2021128345
Figure 2021128345

一般式(Z−4)、(Z−5)で表される重合性化合物の市販品としては、例えばサートマー社製のエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR−494、日本化薬株式会社製のペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA−60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA−330等が挙げられる。 Commercially available products of the polymerizable compounds represented by the general formulas (Z-4) and (Z-5) include, for example, SR-494, a tetrafunctional acrylate having four ethyleneoxy chains manufactured by Sartmer, and Nippon Kayaku. Examples thereof include DPCA-60, which is a hexafunctional acrylate having 6 pentyleneoxy chains, and TPA-330, which is a trifunctional acrylate having 3 isobutyleneoxy chains, manufactured by Co., Ltd.

重合性化合物としては、特公昭48−41708号公報、特開昭51−37193号公報、特公平2−32293号公報、特公平2−16765号公報に記載されているようなウレタンアクリレート類、又は、特公昭58−49860号公報、特公昭56−17654号公報、特公昭62−39417号公報、若しくは、特公昭62−39418号公報に記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。また、特開昭63−277653号公報、特開昭63−260909号公報、特開平1−105238号公報に記載される、分子内にアミノ構造又はスルフィド構造を有する付加重合性化合物類を用いることによって、非常に感光スピードに優れた組成物を得ることができる。
市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS−10、UAB−140(山陽国策パルプ社製)、UA−7200(新中村化学社製)、DPHA−40H(日本化薬社製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、及び、AI−600(共栄社製)等が挙げられる。
Examples of the polymerizable compound include urethane acrylates as described in JP-A-48-41708, JP-A-51-37193, JP-B-2-32293, and JP-B-2-16765. , Urethane compounds having an ethylene oxide-based skeleton described in Japanese Patent Publication No. 58-49860, Japanese Patent Publication No. 56-17654, Japanese Patent Publication No. 62-39417, or Japanese Patent Publication No. 62-39418 are also suitable. .. In addition, addition-polymerizable compounds having an amino structure or a sulfide structure in the molecule, which are described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909, and JP-A-1-105238, are used. Therefore, a composition having a very excellent photosensitive speed can be obtained.
Commercially available products include urethane oligomer UA-10, UAB-140 (manufactured by Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd.), UA-7200 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), DPHA-40H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), UA-306H, UA- Examples thereof include 306T, UA-306I, AH-600, T-600, and AI-600 (manufactured by Kyoei Co., Ltd.).

また、本発明に使用される重合性化合物は、SP(溶解パラメータ)値が、9.50以上であることが好ましく、10.40以上であることがより好ましく、10.60以上であることが更に好ましい。
なお、本明細書においてSP値は、特に断らない限り、Hoy法によって求める(H.L.Hoy Journal of Painting,1970,Vol.42,76−118)。また、SP値については単位を省略して示しているが、その単位はcal1/2cm−3/2である。
Further, the polymerizable compound used in the present invention preferably has an SP (solubility parameter) value of 9.50 or more, more preferably 10.40 or more, and more preferably 10.60 or more. More preferred.
Unless otherwise specified, the SP value in the present specification is obtained by the Hoy method (HL Hoy Journal of Painting, 1970, Vol. 42, 76-118). The SP value is shown with the unit omitted, but the unit is cal 1/2 cm -3/2 .

また、組成物は、現像残渣改善の観点から、カルド骨格を有する重合性化合物を有することも好ましい。
カルド骨格を有する重合性化合物としては、9,9−ビスアリールフルオレン骨格を有する重合性化合物が好ましく、下記式(Q3)で表される化合物がより好ましい。
Further, the composition preferably has a polymerizable compound having a cardo skeleton from the viewpoint of improving the development residue.
As the polymerizable compound having a cardo skeleton, a polymerizable compound having a 9,9-bisarylfluorene skeleton is preferable, and a compound represented by the following formula (Q3) is more preferable.

一般式(Q3)

Figure 2021128345
General formula (Q3)
Figure 2021128345

上記一般式(Q3)中、Ar11〜Ar14はそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を含むアリール基を表す。X〜Xはそれぞれ独立に重合性基を有する置換基を表し、上記置換基中の炭素原子はヘテロ原子によって置換されていてもよい。a及びbはそれぞれ独立に1〜5の整数を表し、c及びdはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。R〜Rはそれぞれ独立に置換基を表し、e、f、g及びhはそれぞれ独立に0以上の整数を表し、e、f、g及びhの上限値はそれぞれAr11〜Ar14が有することができる置換基の数からa、b、c又はdを減じた値である。但し、Ar11〜Ar14がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む多環芳香族炭化水素基である場合は、X〜X及びR〜Rはそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環に置換していても、破線で囲まれたベンゼン環以外の環に置換していてもよい。 In the above general formula (Q3), Ar 11 to Ar 14 each independently represent an aryl group containing a benzene ring surrounded by a broken line. X 1 to X 4 each represent a substituent having a polymerizable group independently, and the carbon atom in the substituent may be substituted with a hetero atom. a and b each independently represent an integer of 1 to 5, and c and d each independently represent an integer of 0 to 4. R 1 to R 4 independently represent substituents, e, f, g and h each independently represent an integer of 0 or more, and the upper limits of e, f, g and h are Ar 11 to Ar 14, respectively. It is a value obtained by subtracting a, b, c or d from the number of substituents that can be possessed. However, when Ar 11 to Ar 14 are polycyclic aromatic hydrocarbon groups each containing a benzene ring surrounded by a broken line as one of the fused rings, X 1 to X 4 and R 1 to R 4 are respectively. It may be independently replaced with a benzene ring surrounded by a broken line, or may be replaced with a ring other than the benzene ring surrounded by a broken line.

上記一般式(Q3)中、Ar11〜Ar14が表す破線で囲まれたベンゼン環を含むアリール基は、炭素数6〜14のアリール基であることが好ましく、炭素数6〜10のアリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基)であることがより好ましく、フェニル基(破線で囲まれたベンゼン環のみ)であることが更に好ましい。 In the above general formula (Q3), the aryl group containing the benzene ring represented by Ar 11 to Ar 14 is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. (For example, a phenyl group or a naphthyl group) is more preferable, and a phenyl group (only a benzene ring surrounded by a broken line) is further preferable.

上記一般式(Q3)中、X〜Xはそれぞれ独立に重合性基を有する置換基を表し、上記置換基中の炭素原子はヘテロ原子によって置換されていてもよい。X〜Xが表す重合性基を有する置換基としては特に制限はないが、重合性基を有する脂肪族基であることが好ましい。
〜Xが表す重合性基を有する脂肪族基としては、特に制限はないが、重合性基以外における炭素数が1〜12のアルキレン基であることが好ましく、炭素数2〜10のアルキレン基であることがより好ましく、炭素数2〜5のアルキレン基であることが更に好ましい。
また、X〜Xが表す重合性基を有する脂肪族基において、上記脂肪族基がヘテロ原子によって置換される場合は、−NR−(Rは置換基)、酸素原子、硫黄原子によって置換されていることが好ましく、上記脂肪族基中の隣り合わない−CH−が酸素原子又は硫黄原子で置換されていることがより好ましく、上記脂肪族基中の隣り合わない−CH−が酸素原子で置換されていることが更に好ましい。X〜Xが表す重合性基を有する脂肪族基は、ヘテロ原子によって1〜2箇所置換されていることが好ましく、ヘテロ原子によって1箇所置換されていることがより好ましく、Ar11〜Ar14が表す破線で囲まれたベンゼン環を含むアリール基に隣接する1箇所がヘテロ原子によって置換されていることが更に好ましい。
〜Xが表す重合性基を有する脂肪族基に含まれる重合性基としては、ラジカル重合又はカチオン重合可能な重合性基(以下、それぞれラジカル重合性基及びカチオン重合性基とも言う)が好ましい。
ラジカル重合性基としては、一般に知られているラジカル重合性基を用いることができ、好適なものとしてラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する重合性基を挙げることができ、具体的にはビニル基、(メタ)アクリロイルオキシ基等が挙げられる。なかでも、(メタ)アクリロイルオキシ基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。
カチオン重合性基としては、一般に知られているカチオン重合性を用いることができ、具体的には、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、ビニルオキシ基等が挙げられる。なかでも、脂環式エーテル基、ビニルオキシ基が好適であり、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルオキシ基が特に好ましい。
Ar〜Arが含む置換基が有する上記重合性基は、ラジカル重合性基であることが好ましい。
Ar〜Arのうち2つ以上は重合性基を有する置換基を含み、Ar〜Arのうち2〜4個が重合性基を有する置換基を含むことが好ましく、Ar〜Arのうち2又は3個が重合性基を有する置換基を含むことがより好ましく、Ar〜Arのうち2個が重合性基を有する置換基を含むことが更に好ましい。
Ar11〜Ar14がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む多環芳香族炭化水素基である場合は、X〜Xはそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環に置換していても、破線で囲まれたベンゼン環以外の環に置換していてもよい。
In the above general formula (Q3), X 1 to X 4 each represent a substituent having a polymerizable group independently, and the carbon atom in the substituent may be substituted with a hetero atom. The substituent having a polymerizable group represented by X 1 to X 4 is not particularly limited, but is preferably an aliphatic group having a polymerizable group.
The aliphatic group having a polymerizable group represented by X 1 to X 4 is not particularly limited, but is preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms other than the polymerizable group, and has 2 to 10 carbon atoms. It is more preferably an alkylene group, and even more preferably an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms.
Further, in the aliphatic group having a polymerizable group represented by X 1 to X 4 , when the aliphatic group is substituted with a hetero atom, it is substituted with -NR- (R is a substituent), an oxygen atom and a sulfur atom. it is preferable that the, -CH not adjacent in the aliphatic group 2 - is more preferably is substituted with an oxygen atom or a sulfur atom, -CH 2 nonadjacent in the aliphatic group - is It is more preferred that it is replaced with an oxygen atom. The aliphatic group having a polymerizable group represented by X 1 to X 4 is preferably substituted at 1 to 2 sites by a hetero atom, more preferably at 1 site by a hetero atom, and Ar 11 to Ar. It is more preferable that one location adjacent to the aryl group containing the benzene ring surrounded by the broken line represented by 14 is substituted with a heteroatom.
The polymerizable group contained in the aliphatic group having a polymerizable group represented by X 1 to X 4 is a polymerizable group capable of radical polymerization or cationic polymerization (hereinafter, also referred to as a radical polymerizable group and a cationic polymerizable group, respectively). Is preferable.
As the radically polymerizable group, a generally known radically polymerizable group can be used, and as a suitable one, a polymerizable group having an ethylenically unsaturated bond capable of radical polymerization can be mentioned, and specifically, a polymerizable group having an ethylenically unsaturated bond can be mentioned. Examples include a vinyl group and a (meth) acryloyloxy group. Among them, the (meth) acryloyloxy group is preferable, and the acryloyloxy group is more preferable.
As the cationically polymerizable group, a generally known cationically polymerizable group can be used, and specifically, an alicyclic ether group, a cyclic acetal group, a cyclic lactone group, a cyclic thioether group, a spirolethoester group, and vinyloxy. The group etc. can be mentioned. Of these, an alicyclic ether group and a vinyloxy group are preferable, and an epoxy group, an oxetanyl group and a vinyloxy group are particularly preferable.
The polymerizable group contained in the substituents contained in Ar 1 to Ar 4 is preferably a radical polymerizable group.
Two or more of Ar 1 to Ar 4 include a substituent having a polymerizable group, preferably contains a substituent with 2-4 polymerizable group of Ar 1 ~Ar 4, Ar 1 ~Ar It is more preferable that 2 or 3 of 4 contain a substituent having a polymerizable group, and further preferably 2 of Ar 1 to Ar 4 contain a substituent having a polymerizable group.
When Ar 11 to Ar 14 are polycyclic aromatic hydrocarbon groups each containing a benzene ring independently surrounded by a broken line as one of the fused rings, X 1 to X 4 are benzenes independently surrounded by a broken line. It may be replaced with a ring or a ring other than the benzene ring surrounded by a broken line.

上記一般式(Q3)中、a及びbはそれぞれ独立に1〜5の整数を表し、1又は2であることが好ましく、a及びbがいずれも1であることがより好ましい。
上記一般式(Q3)中、c及びdはそれぞれ独立に0〜5の整数を表し、0又は1であることが好ましく、c及びdがいずれも0であることがより好ましい。
In the above general formula (Q3), a and b each independently represent an integer of 1 to 5, preferably 1 or 2, and more preferably both a and b are 1.
In the above general formula (Q3), c and d each independently represent an integer of 0 to 5, preferably 0 or 1, and more preferably both c and d are 0.

上記一般式(Q3)中、R〜Rはそれぞれ独立に置換基を表す。R〜Rが表す置換基としては特に制限はないが、例えば、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アルケニル基、アシル基、ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、脂環基等が挙げられる。R〜Rが表す置換基はアルキル基、アルコキシ基又はアリール基であることが好ましく、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基又はフェニル基であることがより好ましく、メチル基、メトキシ基又はフェニル基であることが更に好ましい。
上記一般式(Q3)中、Ar11〜Ar14がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む多環芳香族炭化水素基である場合は、R〜Rはそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環に置換していても、破線で囲まれたベンゼン環以外の環に置換していてもよい。
In the above general formula (Q3), R 1 to R 4 each independently represent a substituent. The substituent represented by R 1 to R 4 is not particularly limited, and for example, a halogen atom, an alkyl halide group, an alkyl group, an alkenyl group, an acyl group, a hydroxyl group, a hydroxyalkyl group, an alkoxy group, an aryl group and a hetero Examples thereof include an aryl group and an alicyclic group. The substituent represented by R 1 to R 4 is preferably an alkyl group, an alkoxy group or an aryl group, and more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and an alkoxy group or a phenyl group having 1 to 5 carbon atoms. , Methyl group, methoxy group or phenyl group is more preferable.
In the above general formula (Q3), when Ars 11 to Ar 14 are polycyclic aromatic hydrocarbon groups each containing a benzene ring surrounded by a broken line as one of the fused rings, R 1 to R 4 are respectively. It may be independently replaced with a benzene ring surrounded by a broken line, or may be replaced with a ring other than the benzene ring surrounded by a broken line.

上記一般式(Q3)中、e、f、g及びhはそれぞれ独立に0以上の整数を表し、e、f、g及びhの上限値はそれぞれAr11〜Ar14が有することができる置換基の数からa、b、c又はdを減じた値である。
e、f、g及びhはそれぞれ独立に0〜8であることが好ましく、0〜2であることがより好ましく、0であることが更に好ましい。
Ar11〜Ar14がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む多環芳香族炭化水素基である場合、e、f、g及びhは0又は1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
In the above general formula (Q3), e, f, g and h each independently represent an integer of 0 or more, and the upper limit values of e, f, g and h are substituents that Ar 11 to Ar 14 can have, respectively. It is a value obtained by subtracting a, b, c or d from the number of.
e, f, g and h are each independently preferably 0 to 8, more preferably 0 to 2, and even more preferably 0.
When Ar 11 to Ar 14 are polycyclic aromatic hydrocarbon groups each containing a benzene ring independently surrounded by a broken line as one of the condensed rings, e, f, g and h are preferably 0 or 1. , 0 is more preferable.

上記式(Q3)で表される化合物としては、例えば、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン等が挙げられる。9,9−ビスアリールフルオレン骨格を有する重合性化合物としては、特開2010-254732号公報記載の化合物類も好適に用いることができる。 Examples of the compound represented by the above formula (Q3) include 9,9-bis [4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene. As the polymerizable compound having a 9,9-bisarylfluorene skeleton, the compounds described in JP-A-2010-254732 can also be preferably used.

このようなカルド骨格を有する重合性化合物としては、限定されないが、例えば、オンコートEXシリーズ(長瀬産業社製)及びオグソール(大阪ガスケミカル社製)等が挙げられる。 Examples of the polymerizable compound having such a cardo skeleton include, but are not limited to, Oncoat EX series (manufactured by Nagase & Co., Ltd.) and Ogsol (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.).

本発明の組成物が重合性化合物を含有する場合において、重合性化合物の含有量は、組成物の全固形分に対し、0.1〜40質量%が好ましい。下限は、例えば0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上が更に好ましい。上限は、例えば、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましい。
重合性化合物は、1種単独であってもよいし、2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
When the composition of the present invention contains a polymerizable compound, the content of the polymerizable compound is preferably 0.1 to 40% by mass with respect to the total solid content of the composition. The lower limit is, for example, more preferably 0.5% by mass or more, further preferably 1% by mass or more. The upper limit is, for example, more preferably 30% by mass or less, further preferably 20% by mass or less.
The polymerizable compound may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, the total amount is preferably in the above range.

<重合開始剤>
本発明の組成物は、重合開始剤を含有することが好ましい。
重合開始剤としては特に制限はなく、公知の重合開始剤の中から適宜選択することができ、例えば、感光性を有するもの(いわゆる、光重合開始剤)が好ましい。
本発明の組成物は、上述の無機顔料、黒色染料の他に、光重合開始剤及び上述した重合性化合物を含有する場合には、活性光線又は放射線の照射により硬化することから、「感光性組成物」と呼ばれることがある。
光重合開始剤としては、重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましい。また、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、光重合開始剤は、約300nm〜800nm(330nm〜500nmがより好ましい。)の範囲内に少なくとも約50のモル吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。
<Polymerization initiator>
The composition of the present invention preferably contains a polymerization initiator.
The polymerization initiator is not particularly limited and may be appropriately selected from known polymerization initiators. For example, a photosensitive initiator (so-called photopolymerization initiator) is preferable.
When the composition of the present invention contains a photopolymerization initiator and the above-mentioned polymerizable compound in addition to the above-mentioned inorganic pigment and black dye, it is cured by irradiation with active light or radiation, and thus is "photosensitive". Sometimes referred to as a "composition".
The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it has the ability to initiate the polymerization of the polymerizable compound, and can be appropriately selected from known photopolymerization initiators. For example, those having photosensitivity to light rays visible from the ultraviolet region are preferable. Further, it may be an activator that causes some action with a photoexcited sensitizer to generate an active radical, or may be an initiator that initiates cationic polymerization depending on the type of monomer.
Further, the photopolymerization initiator preferably contains at least one compound having a molar extinction coefficient of at least about 50 in the range of about 300 nm to 800 nm (more preferably 330 nm to 500 nm).

光重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの、等)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノン化合物、ヒドロキシアセトフェノン等が挙げられる。上記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物としては、例えば、若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan,42、2924(1969)記載の化合物、英国特許1388492号明細書記載の化合物、特開昭53−133428号公報記載の化合物、独国特許3337024号明細書記載の化合物、F.C.Schaefer等によるJ.Org.Chem.;29、1527(1964)記載の化合物、特開昭62−58241号公報記載の化合物、特開平5−281728号公報記載の化合物、特開平5−34920号公報記載化合物、米国特許第4212976号明細書に記載されている化合物、等が挙げられる。 Examples of the photopolymerization initiator include halogenated hydrocarbon derivatives (for example, those having a triazine skeleton, those having an oxadiazole skeleton, etc.), acylphosphine compounds such as acylphosphine oxide, hexaarylbiimidazole, and oxime derivatives. Oxime compounds such as, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketooxime ethers, aminoacetophenone compounds, hydroxyacetophenone and the like can be mentioned. Examples of the halogenated hydrocarbon compound having a triazine skeleton include Wakabayashi et al., Bull. Chem. Soc. Japanese Patent No. 42, 2924 (1969), British Patent No. 1388492, Compound described in JP-A-53-133428, German Patent No. 3337024, F.I. C. J. by Schaefer et al. Org. Chem. 29, 1527 (1964), compound described in JP-A-62-58241, compound described in JP-A-5-281728, compound described in JP-A-5-341920, US Pat. No. 4,212,976. Examples include the compounds described in the book.

また、露光感度の観点から、トリハロメチルトリアジン化合物、ベンジルジメチルケタール化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、フォスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、オニウム化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物及びその誘導体、シクロペンタジエン−ベンゼン−鉄錯体及びその塩、ハロメチルオキサジアゾール化合物、及び、3−アリール置換クマリン化合物からなる群より選択される化合物が好ましい。 From the viewpoint of exposure sensitivity, trihalomethyltriazine compound, benzyldimethylketal compound, α-hydroxyketone compound, α-aminoketone compound, acylphosphine compound, phosphine oxide compound, metallocene compound, oxime compound, triallylimidazole dimer, onium A compound selected from the group consisting of a compound, a benzothiazole compound, a benzophenone compound, an acetophenone compound and a derivative thereof, a cyclopentadiene-benzene-iron complex and a salt thereof, a halomethyloxaziazole compound, and a 3-aryl-substituted coumarin compound. preferable.

更に好ましくは、トリハロメチルトリアジン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、フォスフィンオキサイド化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、オニウム化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物であり、トリハロメチルトリアジン化合物、α−アミノケトン化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、及び、ベンゾフェノン化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物が挙げられる。 More preferably, it is a trihalomethyltriazine compound, an α-aminoketone compound, an acylphosphine compound, a phosphine oxide compound, an oxime compound, a triallylimidazole dimer, an onium compound, a benzophenone compound, an acetophenone compound, and a trihalomethyltriazine compound or an α-aminoketone. Examples thereof include at least one compound selected from the group consisting of a compound, an oxime compound, a triallyl imidazole dimer, and a benzophenone compound.

特に、本発明の組成物を固体撮像素子の遮光膜の作製に使用する場合には、微細なパターンをシャープな形状で形成する必要があるために、硬化性と共に未露光部に残渣がなく現像されることが重要である。このような観点からは、光重合開始剤としてはオキシム化合物を使用することが好ましい。特に、固体撮像素子において微細なパターンを形成する場合、硬化用露光にステッパー露光を用いるが、この露光機はハロゲンにより損傷される場合があり、光重合開始剤の添加量も低く抑える必要があるため、これらの点を考慮すれば、固体撮像素子の如き微細パターンを形成するには光重合開始剤としては、オキシム化合物を用いるのが好ましい。また、オキシム化合物を用いることにより、色移り性をより良化できる。
光重合開始剤の具体例としては、例えば、特開2013−29760号公報の段落0265〜0268を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
In particular, when the composition of the present invention is used for producing a light-shielding film for a solid-state image sensor, it is necessary to form a fine pattern in a sharp shape. It is important to be done. From this point of view, it is preferable to use an oxime compound as the photopolymerization initiator. In particular, when forming a fine pattern in a solid-state image sensor, stepper exposure is used for curing exposure, but this exposure machine may be damaged by halogen, and the amount of photopolymerization initiator added must be kept low. Therefore, in consideration of these points, it is preferable to use an oxime compound as the photopolymerization initiator in order to form a fine pattern such as a solid-state image sensor. Further, by using the oxime compound, the color transfer property can be further improved.
As a specific example of the photopolymerization initiator, for example, paragraphs 0265 to 0268 of JP2013-29760A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.

光重合開始剤としては、ヒドロキシアセトフェノン化合物、アミノアセトフェノン化合物、及び、アシルホスフィン化合物も好適に用いることができる。より具体的には、例えば、特開平10−291969号公報に記載のアミノアセトフェノン系開始剤、特許第4225898号公報に記載のアシルホスフィン系開始剤も用いることができる。
ヒドロキシアセトフェノン系開始剤としては、IRGACURE−184、DAROCUR−1173、IRGACURE−500、IRGACURE−2959,IRGACURE−127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
アミノアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−907、IRGACURE−369、及び、IRGACURE−379EG(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤は、365nm又は405nm等の長波光源に吸収波長がマッチングされた特開2009−191179号公報に記載の化合物も用いることができる。
アシルホスフィン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−819又はDAROCUR−TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
As the photopolymerization initiator, a hydroxyacetophenone compound, an aminoacetophenone compound, and an acylphosphine compound can also be preferably used. More specifically, for example, the aminoacetophenone-based initiator described in JP-A-10-291969 and the acylphosphine-based initiator described in Japanese Patent No. 4225898 can also be used.
As the hydroxyacetophenone-based initiator, IRGACURE-184, DAROCUR-1173, IRGACURE-500, IRGACURE-2959, and IRGACURE-127 (trade names: all manufactured by BASF) can be used.
As the aminoacetophenone-based initiator, commercially available products IRGACURE-907, IRGACURE-369, and IRGACURE-379EG (trade names: all manufactured by BASF) can be used. As the aminoacetophenone-based initiator, the compound described in JP-A-2009-191179, in which the absorption wavelength is matched with a long-wave light source such as 365 nm or 405 nm, can also be used.
As the acylphosphine-based initiator, a commercially available IRGACURE-819 or DAROCUR-TPO (trade name: both manufactured by BASF) can be used.

光重合開始剤として、より好ましくはオキシム化合物(オキシム系開始剤)が挙げられる。特にオキシム化合物は高感度で重合効率が高く、色材濃度によらず硬化でき、色材の濃度を高く設計しやすいため好ましい。
オキシム化合物の具体例としては、特開2001−233842号公報記載の化合物、特開2000−80068号公報記載の化合物、特開2006−342166号公報記載の化合物を用いることができる。
本発明において、好適に用いることのできるオキシム化合物としては、例えば、3−ベンゾイロキシイミノブタン−2−オン、3−アセトキシイミノブタン−2−オン、3−プロピオニルオキシイミノブタン−2−オン、2−アセトキシイミノペンタン−3−オン、2−アセトキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ベンゾイロキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、3−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン−2−オン、及び2−エトキシカルボニルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン等が挙げられる。
また、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.1653−1660)、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.156−162、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年)pp.202−232、特開2000−66385号公報記載の化合物、特開2000−80068号公報、特表2004−534797号公報、特開2006−342166号公報の各公報に記載の化合物等も挙げられる。
市販品ではIRGACURE−OXE01(BASF社製)、IRGACURE−OXE02(BASF社製)も好適に用いられる。また、TR−PBG−304(常州強力電子新材料有限公司製)、アデカアークルズNCI−831及びアデカアークルズNCI−930(ADEKA社製)、N−1919(カルバゾール・オキシムエステル骨格含有光開始剤(ADEKA社製)も用いることができる。
The photopolymerization initiator is more preferably an oxime compound (oxime-based initiator). In particular, an oxime compound is preferable because it has high sensitivity, high polymerization efficiency, can be cured regardless of the concentration of the coloring material, and has a high concentration of the coloring material and is easy to design.
As specific examples of the oxime compound, the compound described in JP-A-2001-233842, the compound described in JP-A-2000-80068, and the compound described in JP-A-2006-342166 can be used.
Examples of the oxime compound that can be preferably used in the present invention include 3-benzoyloxyiminobutane-2-one, 3-acetoxyiminovtan-2-one, 3-propionyloxyiminobutane-2-one, and the like. 2-acetoxyiminopentane-3-one, 2-acetoxyimino-1-phenylpropan-1-one, 2-benzoyloxyimino-1-phenylpropan-1-one, 3- (4-toluenesulfonyloxy) iminobutane -2-one, 2-ethoxycarbonyloxyimine-1-phenylpropan-1-one and the like can be mentioned.
In addition, J. C. S. Perkin II (1979) pp. 1653-1660), J. Mol. C. S. Perkin II (1979) pp.156-162, Journal of Photopolymer Science and Technology (1995) pp. 202-232, compounds described in JP-A-2000-66385, compounds described in JP-A-2000-80068, JP-A-2004-534977, and JP-A-2006-342166 can also be mentioned.
As commercially available products, IRGACURE-OXE01 (manufactured by BASF) and IRGACURE-OXE02 (manufactured by BASF) are also preferably used. In addition, TR-PBG-304 (manufactured by Changshu Powerful Electronics New Materials Co., Ltd.), ADEKA ARCLUDS NCI-831 and ADEKA ARCLUDS NCI-930 (manufactured by ADEKA), N-1919 (carbazole / oxime ester skeleton-containing photoinitiator). (Manufactured by ADEKA) can also be used.

また上記記載以外のオキシム化合物として、カルバゾールN位にオキシムが連結した特表2009−519904号公報に記載の化合物、ベンゾフェノン部位にヘテロ置換基が導入された米国特許第7626957号公報に記載の化合物、色素部位にニトロ基が導入された特開2010−15025号公報及び米国特許公開2009−292039号記載の化合物、国際公開特許2009−131189号公報に記載のケトオキシム化合物、トリアジン骨格とオキシム骨格を同一分子内に含有する米国特許7556910号公報に記載の化合物、405nmに吸収極大を有しg線光源に対して良好な感度を有する特開2009−221114号公報記載の化合物、等を用いてもよい。
好ましくは、例えば、特開2013−29760号公報の段落0274〜0275を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
具体的には、オキシム化合物としては、下記式(OX−1)で表される化合物が好ましい。なお、オキシムのN−O結合が(E)体のオキシム化合物であっても、(Z)体のオキシム化合物であっても、(E)体と(Z)体との混合物であってもよい。
Further, as an oxime compound other than the above, the compound described in JP-A-2009-5199004 in which an oxime is linked to the N-position of carbazole, and the compound described in US Pat. No. 7,626,957 in which a heterosubstituted group is introduced at a benzophenone moiety. Compounds described in JP-A-2010-15025 and US Patent Publication No. 2009-292039 in which a nitro group is introduced into a dye moiety, keto-oxime compounds described in International Publication Patent No. 2009-131189, triazine skeleton and oxime skeleton having the same molecule. The compound described in JP-A-7556910, the compound described in JP-A-2009-221114, which has an absorption maximum at 405 nm and has good sensitivity to a g-ray light source, and the like contained therein may be used.
Preferably, for example, paragraphs 0274 to 0275 of JP2013-29760A can be referred to, the contents of which are incorporated herein by reference.
Specifically, as the oxime compound, a compound represented by the following formula (OX-1) is preferable. The NO bond of the oxime may be an (E) -form oxime compound, a (Z) -form oxime compound, or a mixture of the (E) -form and the (Z) -form. ..

Figure 2021128345
Figure 2021128345

一般式(OX−1)中、R及びBは各々独立に一価の置換基を表し、Aは二価の有機基を表し、Arはアリール基を表す。
一般式(OX−1)中、Rで表される一価の置換基としては、一価の非金属原子団であることが好ましい。
一価の非金属原子団としては、アルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環基、アルキルチオカルボニル基、及び、アリールチオカルボニル基等が挙げられる。また、これらの基は、1以上の置換基を有していてもよい。また、前述した置換基は、更に他の置換基で置換されていてもよい。
置換基としてはハロゲン原子、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキル基、及び、アリール基等が挙げられる。
一般式(OX−1)中、Bで表される一価の置換基としては、アリール基、複素環基、アリールカルボニル基、又は、複素環カルボニル基が好ましい。これらの基は1以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、前述した置換基が例示できる。
一般式(OX−1)中、Aで表される二価の有機基としては、炭素数1〜12のアルキレン基、シクロアルキレン基、又は、アルキニレン基が好ましい。これらの基は1以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、前述した置換基が例示できる。
In the general formula (OX-1), R and B each independently represent a monovalent substituent, A represents a divalent organic group, and Ar represents an aryl group.
In the general formula (OX-1), the monovalent substituent represented by R is preferably a monovalent non-metal atomic group.
Examples of the monovalent non-metal atomic group include an alkyl group, an aryl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a heterocyclic group, an alkylthiocarbonyl group, an arylthiocarbonyl group and the like. Further, these groups may have one or more substituents. Moreover, the above-mentioned substituent may be further substituted with another substituent.
Examples of the substituent include a halogen atom, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group or an aryloxycarbonyl group, an acyloxy group, an acyl group, an alkyl group, an aryl group and the like.
In the general formula (OX-1), the monovalent substituent represented by B is preferably an aryl group, a heterocyclic group, an arylcarbonyl group, or a heterocyclic carbonyl group. These groups may have one or more substituents. Examples of the substituent include the above-mentioned substituents.
In the general formula (OX-1), the divalent organic group represented by A is preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkylene group, or an alkynylene group. These groups may have one or more substituents. Examples of the substituent include the above-mentioned substituents.

本発明は、光重合開始剤として、フッ素原子を有するオキシム化合物を用いることもできる。フッ素原子を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2010−262028号公報記載の化合物、特表2014−500852号公報記載の化合物24、36〜40、特開2013−164471号公報記載の化合物(C−3)等が挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれることとする。 In the present invention, an oxime compound having a fluorine atom can also be used as the photopolymerization initiator. Specific examples of the oxime compound having a fluorine atom include the compounds described in JP-A-2010-262028, the compounds 24, 36-40 described in JP-A-2014-500852, and the compounds described in JP-A-2013-164471. C-3) and the like can be mentioned. This content is incorporated herein by reference.

本発明は、光重合開始剤として、下記一般式(1)又は(2)で表される化合物を用いることもできる。 In the present invention, a compound represented by the following general formula (1) or (2) can also be used as the photopolymerization initiator.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

式(1)において、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数4〜20の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30のアリール基、又は、炭素数7〜30のアリールアルキル基を表し、R及びRがフェニル基の場合、フェニル基同士が結合してフルオレン基を形成してもよく、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数7〜30のアリールアルキル基又は炭素数4〜20の複素環基を表し、Xは、直接結合又はカルボニル基を示す。 In the formula (1), R 1 and R 2 are independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. Represents an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, and when R 1 and R 2 are phenyl groups, the phenyl groups may be bonded to each other to form a fluorene group, and R 3 and R 4 are independent of each other. It represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms or a heterocyclic group having 4 to 20 carbon atoms, and X is a direct bond or carbonyl. Indicates a group.

式(2)において、R、R、R及びRは、式(1)におけるR、R、R及びRと同義であり、Rは、−R、−OR、−SR、−COR、−CONR、−NRCOR、−OCOR、−COOR、−SCOR、−OCSR、−COSR、−CSOR、−CN、ハロゲン原子又は水酸基を表し、Rは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数7〜30のアリールアルキル基又は炭素数4〜20の複素環基を表し、Xは、直接結合又はカルボニル基を表し、aは0〜4の整数を表す。 In the formula (2), R 1, R 2, R 3 and R 4 have the same meanings as R 1, R 2, R 3 and R 4 in Formula (1), R 5 is -R 6, -OR 6 , -SR 6 , -COR 6 , -CONR 6 R 6 , -NR 6 COR 6 , -OCOR 6 , -COOR 6 , -SCOR 6 , -OCSR 6 , -COSR 6 , -CSO R 6 , -CN, Halogen Represents an atom or hydroxyl group, and R 6 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, or a heterocyclic group having 4 to 20 carbon atoms. X represents a direct bond or a carbonyl group, and a represents an integer from 0 to 4.

上記式(1)及び式(2)において、R及びRは、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル、シクロヘキシル基又はフェニル基が好ましい。Rはメチル基、エチル基、フェニル基、トリル基又はキシリル基が好ましい。Rは炭素数1〜6のアルキル基又はフェニル基が好ましい。Rはメチル基、エチル基、フェニル基、トリル基又はナフチル基が好ましい。Xは直接結合が好ましい。
式(1)及び式(2)で表される化合物の具体例としては、例えば、特開2014−137466号公報の段落番号0076〜0079に記載された化合物が挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれることとする。
In the above formulas (1) and (2), R 1 and R 2 are preferably methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl, cyclohexyl group or phenyl group, respectively. R 3 is preferably a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a tolyl group or a xsilyl group. R 4 is preferably an alkyl group or a phenyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 5 is preferably a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a tolyl group or a naphthyl group. Direct binding is preferable for X.
Specific examples of the compounds represented by the formulas (1) and (2) include the compounds described in paragraphs 0076 to 0079 of JP-A-2014-137466. This content is incorporated herein by reference.

本発明において好ましく使用されるオキシム化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Specific examples of the oxime compound preferably used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

オキシム化合物は、350nm〜500nmの波長領域に極大吸収波長を有するものが好ましく、360nm〜480nmの波長領域に極大吸収波長を有するものがより好ましく、365nm及び405nmの吸光度が高いものが更に好ましい。
オキシム化合物は、365nm又は405nmにおけるモル吸光係数は、感度の観点から、1,000〜300,000であることが好ましく、2,000〜300,000であることがより好ましく、5,000〜200,000であることが更に好ましい。
化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いることができるが、例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Cary−5 spctrophotometer)にて、酢酸エチル溶媒を用い、0.01g/Lの濃度で測定することが好ましい。
本発明に用いられる光重合開始剤は、必要に応じて2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The oxime compound preferably has a maximum absorption wavelength in the wavelength region of 350 nm to 500 nm, more preferably has a maximum absorption wavelength in the wavelength region of 360 nm to 480 nm, and further preferably has a high absorbance at 365 nm and 405 nm.
The molar extinction coefficient of the oxime compound at 365 nm or 405 nm is preferably 1,000 to 300,000, more preferably 2,000 to 300,000, from the viewpoint of sensitivity, 5,000 to 200. It is more preferably 000.
A known method can be used for the molar extinction coefficient of the compound. For example, an ultraviolet-visible spectrophotometer (Varian Cary-5 spctrophotometer) is used with an ethyl acetate solvent at a concentration of 0.01 g / L. It is preferable to measure.
The photopolymerization initiator used in the present invention may be used in combination of two or more, if necessary.

本発明の組成物が重合開始剤を含有する場合、重合開始剤の含有量は、組成物中の全固形分に対して、0.1〜30質量%であることが好ましく、1〜25質量%であることがより好ましく、1〜10質量%であることが更に好ましい。本発明の組成物は、重合開始剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。 When the composition of the present invention contains a polymerization initiator, the content of the polymerization initiator is preferably 0.1 to 30% by mass, preferably 1 to 25% by mass, based on the total solid content in the composition. It is more preferably%, and further preferably 1 to 10% by mass. The composition of the present invention may contain only one type of polymerization initiator, or may contain two or more types of polymerization initiators. When two or more types are included, the total amount is preferably in the above range.

<有機溶剤>
本発明の組成物は、有機溶剤を含有することが好ましい。
有機溶剤の例としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、エチレンジクロライド、テトラヒドロフラン、トルエン、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、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、アセチルアセトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、ジアセトンアルコール、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エチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、3−メトキシプロパノール、メトキシメトキシエタノール、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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、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−メトキシプロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、及び、乳酸エチル等が挙げられるが、これらに限定されない。
<Organic solvent>
The composition of the present invention preferably contains an organic solvent.
Examples of organic solvents include acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexane, ethylene dichloride, tetrahydrofuran, toluene, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, acetylacetone, etc. Cyclohexanone, cyclopentanone, diacetone alcohol, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, 3-methoxypropanol, methoxymethoxyethanol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 3-methoxypropyl acetate, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, ethyl acetate, butyl acetate, methyl lactate , And ethyl lactate, etc., but are not limited thereto.

本発明の組成物は、有機溶剤を1種含有していてもよいし、2種以上の有機溶剤を含有していてもよいが、本発明の組成物の調液時に上述の無機顔料の粒径変動を抑制できるという点から、2種以上の有機溶剤を含有することが好ましい。
2種以上の有機溶剤を含有する場合には、上記の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、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートからなる群から選択される2種以上で構成されることが好ましい。
The composition of the present invention may contain one kind of organic solvent or two or more kinds of organic solvents, but when the composition of the present invention is prepared, the particles of the above-mentioned inorganic pigment may be contained. It is preferable to contain two or more kinds of organic solvents from the viewpoint that the diameter fluctuation can be suppressed.
When two or more kinds of organic solvents are contained, the above-mentioned methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2 -It is preferably composed of two or more selected from the group consisting of heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether acetate.

本発明の組成物が有機溶剤を含有する場合、有機溶剤の含有量としては、組成物の全質量に対し、10〜90質量%であることが好ましく、60〜90質量%であることがより好ましい。有機溶剤を2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。 When the composition of the present invention contains an organic solvent, the content of the organic solvent is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 60 to 90% by mass, based on the total mass of the composition. preferable. When two or more kinds of organic solvents are contained, the total amount thereof is preferably in the above range.

<水>
本発明の組成物は、水を含有してもよい。水は、意図的に添加されるものであってもよいし、本発明の組成物に含まれる各成分を添加することで不可避的に組成物中に含有されるものであってもよい。
水の含有量は、組成物100質量%に対して、0.01〜1質量%であることが好ましく、0.05〜0.8質量%であることがより好ましく、0.1〜0.7質量%であることが更に好ましい。水の含有量が上記範囲内にあることで、遮光膜を作製したときのピンホールの発生を抑制できたり、遮光膜の耐湿性が向上したりする。
<Water>
The composition of the present invention may contain water. Water may be intentionally added, or may be inevitably contained in the composition by adding each component contained in the composition of the present invention.
The water content is preferably 0.01 to 1% by mass, more preferably 0.05 to 0.8% by mass, and 0.1 to 0% by mass with respect to 100% by mass of the composition. It is more preferably 7% by mass. When the water content is within the above range, the occurrence of pinholes when the light-shielding film is produced can be suppressed, and the moisture resistance of the light-shielding film can be improved.

<他の成分>
本発明の組成物中には、上述した成分以外の他の成分が含まれていてもよい。
以下、各成分について詳述する。
<Other ingredients>
The composition of the present invention may contain components other than those described above.
Hereinafter, each component will be described in detail.

(シランカップリング剤)
シランカップリング剤とは、分子中に加水分解性基とそれ以外の官能基を有する化合物である。なお、アルコキシ基等の加水分解性基は、珪素原子に結合している。
加水分解性基とは、珪素原子に直結し、加水分解反応及び/又は縮合反応によってシロキサン結合を生じ得る置換基をいう。加水分解性基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、及び、アルケニルオキシ基が挙げられる。加水分解性基が炭素原子を有する場合、その炭素数は6以下であることが好ましく、4以下であることがより好ましい。特に、炭素数4以下のアルコキシ基又は炭素数4以下のアルケニルオキシ基が好ましい。
また、シランカップリング剤は基板と遮光膜間の密着性を向上させるため、フッ素原子及び珪素原子(ただし、加水分解性基が結合した珪素原子は除く)を含まないことが好ましく、フッ素原子、珪素原子(ただし、加水分解性基が結合した珪素原子は除く)、珪素原子で置換されたアルキレン基、炭素数8以上の直鎖状アルキル基、及び、炭素数3以上の分鎖アルキル基は含まないことが望ましい。
(Silane coupling agent)
A silane coupling agent is a compound having a hydrolyzable group and other functional groups in the molecule. A hydrolyzable group such as an alkoxy group is bonded to a silicon atom.
The hydrolyzable group refers to a substituent that is directly linked to a silicon atom and can form a siloxane bond by a hydrolysis reaction and / or a condensation reaction. Examples of the hydrolyzable group include a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, and an alkenyloxy group. When the hydrolyzable group has a carbon atom, the number of carbon atoms thereof is preferably 6 or less, and more preferably 4 or less. In particular, an alkoxy group having 4 or less carbon atoms or an alkenyloxy group having 4 or less carbon atoms is preferable.
Further, in order to improve the adhesion between the substrate and the light-shielding film, the silane coupling agent preferably does not contain fluorine atoms and silicon atoms (excluding silicon atoms to which a hydrolyzable group is bonded). A silicon atom (excluding a silicon atom to which a hydrolyzable group is bonded), an alkylene group substituted with a silicon atom, a linear alkyl group having 8 or more carbon atoms, and a branched alkyl group having 3 or more carbon atoms It is desirable not to include it.

シランカップリング剤は、以下の式(Z)で表される基を有することが好ましい。*は結合位置を表す。
式(Z) *−Si−(RZ1
式(Z)中、RZ1は加水分解性基を表し、その定義は上述の通りである。
The silane coupling agent preferably has a group represented by the following formula (Z). * Represents the bond position.
Formula (Z) * -Si- (R Z1 ) 3
In formula (Z), R Z1 represents a hydrolyzable group, the definition of which is as described above.

シランカップリング剤は、(メタ)アクリロイルオキシ基、エポキシ基、及び、オキセタニル基からなる群から選択される1種以上の硬化性官能基を有することが好ましい。硬化性官能基は、直接、珪素原子に結合してもよく、連結基を介して珪素原子に結合していてもよい。
なお、上記シランカップリング剤に含まれる硬化性官能基の好適態様としては、ラジカル重合性基も挙げられる。
The silane coupling agent preferably has one or more curable functional groups selected from the group consisting of a (meth) acryloyloxy group, an epoxy group, and an oxetanyl group. The curable functional group may be directly bonded to the silicon atom or may be bonded to the silicon atom via the linking group.
A radically polymerizable group is also mentioned as a preferable embodiment of the curable functional group contained in the silane coupling agent.

シランカップリング剤の分子量は特に制限されず、取り扱い性の点から、100〜1000の場合が多く、本発明の効果がより優れる点で、270以上が好ましく、270〜1000がより好ましい。 The molecular weight of the silane coupling agent is not particularly limited, and is often 100 to 1000 from the viewpoint of handleability, and 270 or more is preferable, and 270 to 1000 is more preferable, from the viewpoint of more excellent effect of the present invention.

シランカップリング剤の好適態様の一つとしては、式(W)で表されるシランカップリング剤Xが挙げられる。
式(W) RZ2−Lz−Si−(RZ1
z1は、加水分解性基を表し、定義は上述の通りである。
z2は、硬化性官能基を表し、定義は上述のとおりであり、好適範囲も上述の通りである。
Lzは、単結合又は2価の連結基を表す。Lzが2価の連結基を表す場合、2価の連結基としては、ハロゲン原子が置換していてもよいアルキレン基、ハロゲン原子が置換していてもよいアリーレン基、−NR12−、−CONR12−、−CO−、−CO−、SONR12−、−O−、−S−、−SO−、又は、これらの組み合わせが挙げられる。なかでも、炭素数2〜10のハロゲン原子が置換していてもよいアルキレン基及び炭素数6〜12のハロゲン原子が置換していてもよいアリーレン基からなる群から選択される少なくとも1種、又は、これらの基と−NR12−、−CONR12−、−CO−、−CO−、SONR12−、−O−、−S−、及びSO−からなる群から選択される少なくとも1種の基との組み合わせからなる基が好ましく、炭素数2〜10のハロゲン原子が置換していてもよいアルキレン基、−CO−、−O−、−CO−、−CONR12−、又は、これらの基の組み合わせからなる基がより好ましい。ここで、上記R12は、水素原子又はメチル基を表す。
One of the preferred embodiments of the silane coupling agent is the silane coupling agent X represented by the formula (W).
Equation (W) R Z2- Lz-Si- (R Z1 ) 3
R z1 represents a hydrolyzable group, the definition of which is as described above.
R z2 represents a curable functional group, the definition is as described above, and the preferred range is also as described above.
Lz represents a single bond or a divalent linking group. If Lz represents a divalent linking group, the divalent As the linking group, an alkylene group optionally substituted with a halogen atom, an arylene group optionally halogen atoms substituted, -NR 12 -, - CONR 12 -, - CO -, - CO 2 -, SO 2 NR 12 -, - O -, - S -, - SO 2 -, or combinations thereof. Among them, at least one selected from the group consisting of an alkylene group optionally substituted with a halogen atom having 2 to 10 carbon atoms and an arylene group optionally substituted with a halogen atom having 6 to 12 carbon atoms, or at least one selected from the group. these groups and -NR 12 -, - CONR 12 - , - CO -, - CO 2 -, SO 2 NR 12 -, - O -, - S-, and SO 2 -, at least selected from the group consisting of group is preferred, which consist of a combination of one group, an alkylene group optionally substituted with a halogen atom having 2 to 10 carbon atoms, -CO 2 -, - O - , - CO -, - CONR 12 -, or , A group consisting of a combination of these groups is more preferable. Here, R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group.

シランカップリング剤Xとしては、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピル−メチルジメトキシシラン(信越化学工業社製商品名 KBM−602)、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピル−トリメトキシシラン(信越化学工業社製商品名 KBM−603)、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピル−トリエトキシシラン(信越化学工業社製商品名 KBE−602)、γ−アミノプロピル−トリメトキシシラン(信越化学工業社製商品名 KBM−903)、γ−アミノプロピル−トリエトキシシラン(信越化学工業社製商品名 KBE−903)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製商品名 KBM−503)、及び、グリシドキシオクチルトリメトキシシラン(信越化学工業社製商品名 KBM−4803)等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent X include N-β-aminoethyl-γ-aminopropyl-methyldimethoxysilane (trade name: KBM-602 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and N-β-aminoethyl-γ-aminopropyl-trimethoxy. Silane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. trade name KBM-603), N-β-aminoethyl-γ-aminopropyl-triethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. trade name KBE-602), γ-aminopropyl-trimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. product name KBM-903), γ-aminopropyl-triethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. product name KBE-903), 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. product name) KBM-503), glycidoxyoctyltrimethoxysilane (trade name: KBM-4803 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like.

シランカップリング剤の他の好適態様としては、分子内に少なくとも珪素原子と窒素原子と硬化性官能基とを有し、かつ、珪素原子に結合した加水分解性基を有するシランカップリング剤Yが挙げられる。
このシランカップリング剤Yは、分子内に少なくとも1つの珪素原子を有すればよく、珪素原子は、以下の原子、置換基と結合できる。それらは同じ原子、置換基であっても異なっていてもよい。結合しうる原子、置換基は、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1から20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキル基及び/又はアリール基で置換可能なアミノ基、シリル基、炭素数1から20のアルコキシ基、アリーロキシ基等が挙げられる。これらの置換基は更に、シリル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、チオアルコキシ基、アルキル基及び/又はアリール基で置換可能なアミノ基、ハロゲン原子、スルホンアミド基、アルコキシカルボニル基、アミド基、ウレア基、アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、カルボキシル基、又はその塩、スルホ基、又はその塩等で置換されていてもよい。
なお、珪素原子には少なくとも一つの加水分解性基が結合している。加水分解性基の定義は、上述の通りである。
シランカップリング剤Yには、式(Z)で表される基が含まれていてもよい。
Another preferred embodiment of the silane coupling agent is a silane coupling agent Y having at least a silicon atom, a nitrogen atom and a curable functional group in the molecule and having a hydrolyzable group bonded to the silicon atom. Can be mentioned.
The silane coupling agent Y may have at least one silicon atom in the molecule, and the silicon atom can be bonded to the following atoms and substituents. They may be the same atom, substituent or different. The atoms and substituents that can be bonded are hydrogen atom, halogen atom, hydroxyl group, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, alkyl group and / or amino group substitutable with aryl group, silyl. Examples thereof include a group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and an aryloxy group. These substituents further include an amino group, a halogen atom, a sulfonamide group, which can be substituted with a silyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a thioalkoxy group, an alkyl group and / or an aryl group. It may be substituted with an alkoxycarbonyl group, an amide group, a urea group, an ammonium group, an alkylammonium group, a carboxyl group, or a salt thereof, a sulfo group, a salt thereof or the like.
At least one hydrolyzable group is bonded to the silicon atom. The definition of hydrolyzable group is as described above.
The silane coupling agent Y may contain a group represented by the formula (Z).

シランカップリング剤Yは、分子内に窒素原子を少なくとも1つ以上有し、窒素原子は、2級アミノ基或いは3級アミノ基の形態で存在することが好ましく、即ち、窒素原子は置換基として少なくとも1つの有機基を有することが好ましい。なお、アミノ基の構造としては、含窒素ヘテロ環の部分構造の形態で分子内に存在してもよく、アニリン等置換アミノ基として存在していてもよい。
ここで、有機基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、又は、これらの組み合わせ等が挙げられる。これらは更に置換基を有してもよく、導入可能な置換基としては、シリル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、チオアルコキシ基、アミノ基、ハロゲン原子、スルホンアミド基、アルコキシカルボニル基、カルボニルオキシ基、アミド基、ウレア基、アルキレンオキシ基アンモニウム基、アルキルアンモニウム基、カルボキシル基、又はその塩、スルホ基等が挙げられる。
また、窒素原子は、任意の有機連結基を介して硬化性官能基と結合していることが好ましい。好ましい有機連結基としては、上述の窒素原子及びそれに結合する有機基に導入可能な置換基が挙げられる。
The silane coupling agent Y preferably has at least one nitrogen atom in the molecule, and the nitrogen atom preferably exists in the form of a secondary amino group or a tertiary amino group, that is, the nitrogen atom is used as a substituent. It preferably has at least one organic group. The structure of the amino group may be present in the molecule in the form of a partial structure of a nitrogen-containing heterocycle, or may be present as a substituted amino group such as aniline.
Here, examples of the organic group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, or a combination thereof. These may further have a substituent, and the substituents that can be introduced include a silyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a thioalkoxy group, an amino group, a halogen atom and a sulfonamide. Examples thereof include a group, an alkoxycarbonyl group, a carbonyloxy group, an amide group, a urea group, an alkyleneoxy group, an ammonium group, an alkylammonium group, a carboxyl group, or a salt thereof, a sulfo group and the like.
Further, the nitrogen atom is preferably bonded to a curable functional group via an arbitrary organic linking group. Preferred organic linking groups include the above-mentioned nitrogen atom and substituents that can be introduced into the organic group bonded thereto.

シランカップリング剤Yに含まれる硬化性官能基の定義は、上述の通りであり、好適範囲も上述の通りである。
シランカップリング剤Yには、硬化性官能基は一分子中に少なくとも一つ以上有していればよいが、硬化性官能基を2以上有する態様をとることも可能であり、感度、安定性の観点からは、硬化性官能基を2〜20有することが好ましく、4〜15有することが更に好ましく、最も好ましくは分子内に硬化性官能基を6〜10有する態様である。
The definition of the curable functional group contained in the silane coupling agent Y is as described above, and the preferable range is also as described above.
The silane coupling agent Y may have at least one curable functional group in one molecule, but it may also have two or more curable functional groups, and has sensitivity and stability. From the above viewpoint, it is preferable to have 2 to 20 curable functional groups, more preferably 4 to 15 curable functional groups, and most preferably 6 to 10 curable functional groups in the molecule.

シランカップリング剤X及びシランカップリング剤Yの分子量は特に制限されないが、上述した範囲(270以上が好ましい)が挙げられる。 The molecular weights of the silane coupling agent X and the silane coupling agent Y are not particularly limited, but the above range (preferably 270 or more) can be mentioned.

本発明の組成物中におけるシランカップリング剤の含有量は、組成物中の全固形分に対して、0.1〜10質量%が好ましく、0.5〜8質量%がより好ましく、1.0〜6質量%が更に好ましい。 The content of the silane coupling agent in the composition of the present invention is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 8% by mass, based on the total solid content in the composition. 0 to 6% by mass is more preferable.

本発明の組成物は、シランカップリング剤を1種単独で含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。組成物がシランカップリング剤を2種以上含む場合は、その合計が上記範囲内であればよい。 The composition of the present invention may contain one type of silane coupling agent alone, or may contain two or more types. When the composition contains two or more kinds of silane coupling agents, the total may be within the above range.

(界面活性剤)
本発明の組成物は、塗布性をより向上させる観点から、各種の界面活性剤を含有させてもよい。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、及び、シリコーン系界面活性剤等の各種界面活性剤を使用できる。
(Surfactant)
The composition of the present invention may contain various surfactants from the viewpoint of further improving the coatability. As the surfactant, various surfactants such as a fluorine-based surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a silicone-based surfactant can be used.

本発明の組成物にフッ素系界面活性剤を含有させることで、塗布液として調製したときの液特性(特に、流動性)がより向上し、塗布厚の均一性又は省液性をより改善することができる。即ち、フッ素系界面活性剤を含有する組成物を適用した塗布液を用いて膜形成する場合においては、被塗布面と塗布液との界面張力が低下して、被塗布面への濡れ性が改善され、被塗布面への塗布性が向上する。このため、厚みムラの小さい均一厚の膜形成をより好適に行うことができる。 By containing a fluorine-based surfactant in the composition of the present invention, the liquid characteristics (particularly, fluidity) when prepared as a coating liquid are further improved, and the uniformity of the coating thickness or the liquid saving property is further improved. be able to. That is, when a film is formed using a coating liquid to which a composition containing a fluorine-based surfactant is applied, the interfacial tension between the surface to be coated and the coating liquid is reduced, and the wettability to the surface to be coated is improved. It is improved and the applicability to the surface to be coated is improved. Therefore, it is possible to more preferably form a film having a uniform thickness with small thickness unevenness.

フッ素系界面活性剤中のフッ素含有率は、3〜40質量%が好適であり、より好ましくは5〜30質量%であり、特に好ましくは7〜25質量%である。フッ素含有率がこの範囲内であるフッ素系界面活性剤は、塗布膜の厚さの均一性又は省液性の点で効果的であり、組成物中における溶解性も良好である。 The fluorine content in the fluorine-based surfactant is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and particularly preferably 7 to 25% by mass. A fluorine-based surfactant having a fluorine content within this range is effective in terms of uniformity in the thickness of the coating film or liquid saving, and has good solubility in the composition.

フッ素系界面活性剤としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F176、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437、同F475、同F479、同F482、同F554、同F780、RS−72−K(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC1068、同SC−381、同SC−383、同S393、同KH−40(以上、旭硝子(株)製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(OMNOVA社製)等が挙げられる。フッ素系界面活性剤は、特開2015−117327号公報の段落0015〜0158に記載の化合物を用いることもできる。フッ素系界面活性剤としてブロックポリマーを用いることもでき、具体例としては、例えば特開2011−89090号公報に記載された化合物が挙げられる。
フッ素系界面活性剤は、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、アルキレンオキシ基(好ましくはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基)を2以上(好ましくは5以上)有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、を含む含フッ素高分子化合物も好ましく用いることができ、下記化合物も本発明で用いられるフッ素系界面活性剤として例示される。
Examples of the fluorine-based surfactant include Megafuck F171, F172, F173, F176, F177, F141, F142, F143, F144, R30, F437, F475, and F479. F482, F554, F780, RS-72-K (above, manufactured by DIC Co., Ltd.), Florard FC430, FC431, FC171 (above, manufactured by Sumitomo 3M Ltd.), Surfron S-382, SC -101, SC-103, SC-104, SC-105, SC1068, SC-381, SC-383, S393, KH-40 (all manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), PF636, Examples thereof include PF656, PF6320, PF6520, and PF7002 (manufactured by OMNOVA). As the fluorine-based surfactant, the compounds described in paragraphs 0015 to 0158 of JP2015-117327A can also be used. A block polymer can also be used as the fluorine-based surfactant, and specific examples thereof include compounds described in JP-A-2011-89090.
The fluorosurfactant has a repeating unit derived from a (meth) acrylate compound having a fluorine atom and 2 or more (preferably 5 or more) alkyleneoxy groups (preferably ethyleneoxy groups and propyleneoxy groups) (meth). A fluorine-containing polymer compound containing a repeating unit derived from an acrylate compound can also be preferably used, and the following compounds are also exemplified as the fluorine-based surfactant used in the present invention.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

上記の化合物の重量平均分子量は、好ましくは3,000〜50,000であり、例えば、14,000である。
また、エチレン性不飽和基を側鎖に有する含フッ素重合体をフッ素系界面活性剤として用いることもできる。具体例としては、特開2010−164965号公報0050〜0090段落及び0289〜0295段落に記載された化合物、例えばDIC社製のメガファックRS−101、RS−102、RS−718K、又は、RS−72−K等が挙げられる。
The weight average molecular weight of the above compounds is preferably 3,000 to 50,000, for example 14,000.
Further, a fluorine-containing polymer having an ethylenically unsaturated group in the side chain can also be used as a fluorine-based surfactant. As a specific example, the compounds described in JP-A-2010-164965, paragraphs 0050 to 0090 and 0289 to 0295, for example, Megafuck RS-101, RS-102, RS-718K, or RS-, manufactured by DIC Corporation. 72-K and the like can be mentioned.

ノニオン系界面活性剤として具体的には、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン並びにそれらのエトキシレート及びプロポキシレート(例えば、グリセロールプロポキシレート、グリセリンエトキシレート等)、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オレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル(BASF社製のプルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1、ソルスパース20000(日本ルーブリゾール(株)製)等が挙げられる。また、和光純薬工業社製の、NCW−101、NCW−1001、NCW−1002を使用することもできる。 Specific examples of the nonionic surfactant include glycerol, trimethylolpropane, trimethylolethane, their ethoxylates and propoxylates (eg, glycerol propoxylate, glycerin ethoxylate, etc.), polyoxyethylene lauryl ether, and polyoxyethylene. Stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, sorbitan fatty acid ester (BASF Pluronic L10, L31, L61, L62, Examples thereof include 10R5, 17R2, 25R2, Tetronic 304, 701, 704, 901, 904, 150R1, Solsparse 20000 (manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd.), and NCW-101, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. NCW-1001 and NCW-1002 can also be used.

カチオン系界面活性剤として具体的には、フタロシアニン誘導体(商品名:EFKA−745、森下産業(株)製)、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社化学(株)製)、W001(裕商(株)製)等が挙げられる。 Specifically, as cationic surfactants, phthalocyanine derivatives (trade name: EFKA-745, manufactured by Morishita Sangyo Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), (meth) acrylic acid-based (meth) acrylic acid-based (meth) Co) Polymer Polyflow No. 75, No. 90, No. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), W001 (manufactured by Yusho Co., Ltd.) and the like can be mentioned.

アニオン系界面活性剤として具体的には、W004、W005、W017(裕商(株)社製)、サンデットBL(三洋化成(株)社製)等が挙げられる。 Specific examples of the anionic surfactant include W004, W005, W017 (manufactured by Yusho Co., Ltd.), Sandet BL (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) and the like.

シリコーン系界面活性剤としては、例えば、トーレシリコーンDC3PA、トーレシリコーンSH7PA、トーレシリコーンDC11PA、トーレシリコーンSH21PA、トーレシリコーンSH28PA、トーレシリコーンSH29PA、トーレシリコーンSH30PA、トーレシリコーンSH8400(以上、東レ・ダウコーニング(株)製)、TSF−4440、TSF−4300、TSF−4445、TSF−4460、TSF−4452(以上、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)、KP341、KF6001、KF6002(以上、信越シリコーン株式会社製)、BYK307、BYK323、BYK330(以上、ビックケミー社製)等が挙げられる。 Examples of the silicone-based surfactant include Torre Silicone DC3PA, Torre Silicone SH7PA, Torre Silicone DC11PA, Torre Silicone SH21PA, Torre Silicone SH28PA, Torre Silicone SH29PA, Torre Silicone SH30PA, Torre Silicone SH8400 (all, Toray Dow Corning Co., Ltd.). ), TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4460, TSF-4452 (all manufactured by Momentive Performance Materials Co., Ltd.), KP341, KF6001, KF6002 (manufactured by Shinetsu Silicone Co., Ltd.) , BYK307, BYK323, BYK330 (all manufactured by Big Chemie) and the like.

界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。界面活性剤の含有量は、本発明の組成物の全固形分に対して、0.001〜2.0質量%が好ましく、0.005〜1.0質量%がより好ましい。 Only one type of surfactant may be used, or two or more types may be combined. The content of the surfactant is preferably 0.001 to 2.0% by mass, more preferably 0.005 to 1.0% by mass, based on the total solid content of the composition of the present invention.

<重合禁止剤>
上記組成物は、重合禁止剤を含有することが好ましい。重合禁止剤を含有すると上記組成物はより優れた経時安定性を有する。
重合禁止剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.00055〜0.055質量%が好ましく、0.0015〜0.01質量%がより好ましい。
<Polymerization inhibitor>
The composition preferably contains a polymerization inhibitor. The composition has better stability over time when it contains a polymerization inhibitor.
The content of the polymerization inhibitor is preferably 0.00055 to 0.055% by mass, more preferably 0.0015 to 0.01% by mass, based on the total solid content of the composition.

重合禁止剤としては、特に制限されず、重合禁止剤として用いられる公知の化合物を用いることができる。重合禁止剤として用いられる化合物としては、例えば、フェノール系化合物、キノン系化合物、ヒンダードアミン系化合物、フェノチアジン系化合物、及びニトロベンゼン系化合物等が挙げられる。上記化合物は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 The polymerization inhibitor is not particularly limited, and a known compound used as a polymerization inhibitor can be used. Examples of the compound used as the polymerization inhibitor include phenol-based compounds, quinone-based compounds, hindered amine-based compounds, phenothiazine-based compounds, and nitrobenzene-based compounds. The above compounds may be used alone or in combination of two or more.

上記フェノール系化合物としては、例えば、フェノール、4−メトキシフェノール、ヒドロキノン、2−tert−ブチルヒドロキノン、カテコール、4−tert−ブチル−カテコール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、4−ヒドロキシメチル−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、ペンタエリスリトールテトラキス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメート)、4−メトキシ−1−ナフトール、及び1,4−ジヒドロキシナフタレン等が挙げられる。 Examples of the phenolic compound include phenol, 4-methoxyphenol, hydroquinone, 2-tert-butylhydroquinone, catechol, 4-tert-butyl-catechol, 2,6-di-tert-butylphenol, and 2,6-di. -Tert-Butyl-4-methylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, 4-hydroxymethyl-2,6-di-tert-butylphenol, pentaerythritol tetrakis (3,5-di- tert-Butyl-4-hydroxyhydrosinname), 4-methoxy-1-naphthol, 1,4-dihydroxynaphthalene and the like.

フェノール系化合物としては、式(IH−1)で示されるフェノール系化合物が好ましい。 As the phenolic compound, the phenolic compound represented by the formula (IH-1) is preferable.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

式(IH−1)中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、ヒドロキシ基、アミノ基、アリール基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、又はアシル基を表す。R〜Rはそれぞれ連結して環を形成してもよい。 In the formula (IH-1), R 1 to R 5 are independently hydrogen atoms, alkyl groups, alkenyl groups, hydroxy groups, amino groups, aryl groups, alkoxy groups, carboxyl groups, alkoxycarbonyl groups, or acyls. Represents a group. R 1 to R 5 may be connected to each other to form a ring.

式(IH−1)中のR〜Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基(例えば、メチル基及びエチル基等)、炭素数1〜5のアルコキシ基(例えば、メトキシ基及びエトキシ基等)、炭素数2〜4のアルケニル基(例えば、ビニル基等)、又はフェニル基が好ましい。
なかでも、R及びRはそれぞれ独立して、水素原子又はtert−ブチル基がより好ましく、R及びRは水素原子がより好ましく、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のアルコキシ基がより好ましい。
Examples of R 1 to R 5 in the formula (IH-1) include a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (for example, a methyl group and an ethyl group), and an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (for example, methoxy). Groups and ethoxy groups, etc.), alkenyl groups having 2 to 4 carbon atoms (for example, vinyl groups, etc.), or phenyl groups are preferable.
Among them, R 1 and R 5 are independent of each other, and a hydrogen atom or a tert-butyl group is more preferable, R 2 and R 4 are more preferably a hydrogen atom, R 3 is a hydrogen atom and an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. A group or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable.

上記キノン系化合物としては、例えば、1,4−ベンゾキノン、1,2−ベンゾキノン、及び1,4−ナフトキノン等が挙げられる。 Examples of the quinone-based compound include 1,4-benzoquinone, 1,2-benzoquinone, and 1,4-naphthoquinone.

ヒンダードアミン系化合物としては、例えば、下記式(IH−2)で表わされる重合禁止剤が挙げられる。 Examples of the hindered amine compound include a polymerization inhibitor represented by the following formula (IH-2).

Figure 2021128345
Figure 2021128345

式(IH−2)中のRは、水素原子、ヒドロキシ基、アミノ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、又はアシル基を表す。なかでも、水素原子又はヒドロキシ基が好ましく、ヒドロキシ基がより好ましい。
また、式(IH−2)中のR〜R10は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を表す。R〜R10が表すアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。
R 6 in the formula (IH-2) represents a hydrogen atom, a hydroxy group, an amino group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, or an acyl group. Among them, a hydrogen atom or a hydroxy group is preferable, and a hydroxy group is more preferable.
Further, R 7 to R 10 in the formula (IH-2) independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. As the alkyl group represented by R 7 to R 10 , an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.

重合禁止剤としては、上記の各化合物を1種単独で用いても、2種を併用してもよく、3種以上を併用してもよい。
上記重合禁止剤は、フェノール系化合物を含有することが好ましい。なかでも、経時安定性の観点から、重合禁止剤は2種以上のフェノール系化合物を含有することが好ましい。
また、上記重合禁止剤は、経時安定性の観点から、フェノール系化合物と、ヒンダードアミン系化合物とを含有することが好ましい。
As the polymerization inhibitor, each of the above compounds may be used alone, in combination of two, or in combination of three or more.
The polymerization inhibitor preferably contains a phenolic compound. Among them, from the viewpoint of stability over time, the polymerization inhibitor preferably contains two or more kinds of phenolic compounds.
Further, the polymerization inhibitor preferably contains a phenol-based compound and a hindered amine-based compound from the viewpoint of stability over time.

<紫外線吸収剤>
上記組成物は、紫外線吸収剤を含有してもよい。これにより、硬化膜のパターンの形状をより優れた(精細な)ものにすることができる。
紫外線吸収剤としては、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、置換アクリロニトリル系、及びトリアジン系の紫外線吸収剤を使用することができる。これらの具体例としては、特開2012−068418号公報の段落0137〜0142(対応するUS2012/0068292の段落0251〜0254)の化合物が使用でき、これらの内容が援用でき、本明細書に組み込まれる。
他にジエチルアミノ−フェニルスルホニル系紫外線吸収剤(大東化学社製、商品名:UV−503)等も好適に用いられる。
紫外線吸収剤としては、特開2012−32556号公報の段落0134〜0148に例示される化合物が挙げられる。
紫外線吸収剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.001〜15質量%が好ましく、0.01〜10質量%がより好ましく、0.1〜5質量%が更に好ましい。紫外線吸収剤としては、上記の各化合物を1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
<UV absorber>
The composition may contain an ultraviolet absorber. As a result, the shape of the pattern of the cured film can be made more excellent (fine).
As the ultraviolet absorber, salicylate-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, substituted acrylonitrile-based, and triazine-based ultraviolet absorbers can be used. As specific examples thereof, compounds of paragraphs 0137 to 0142 of JP2012-068418 (corresponding paragraphs 027 to 0254 of US2012 / 0068292) can be used, and these contents can be incorporated and incorporated in the present specification. ..
In addition, a diethylamino-phenylsulfonyl UV absorber (manufactured by Daito Chemical Co., Ltd., trade name: UV-503) and the like are also preferably used.
Examples of the ultraviolet absorber include compounds exemplified in paragraphs 0134 to 0148 of JP2012-32556A.
The content of the ultraviolet absorber is preferably 0.001 to 15% by mass, more preferably 0.01 to 10% by mass, still more preferably 0.1 to 5% by mass, based on the total solid content of the composition. As the ultraviolet absorber, each of the above compounds may be used alone or in combination of two or more.

(有機顔料)
上記組成物は、有機顔料を含有してもよい。
有機顔料としては、例えば、カラーインデックス(C.I.)ピグメントイエロー1,2,3,4,5,6,10,11,12,13,14,15,16,17,18,20,24,31,32,34,35,35:1,36,36:1,37,37:1,40,42,43,53,55,60,61,62,63,65,73,74,77,81,83,86,93,94,95,97,98,100,101,104,106,108,109,110,113,114,115,116,117,118,119,120,123,125,126,127,128,129,137,138,139,147,148,150,151,152,153,154,155,156,161,162,164,166,167,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,193,194,199,213,214等;
C.I.ピグメントオレンジ 2,5,13,16,17:1,31,34,36,38,43,46,48,49,51,52,55,59,60,61,62,64,71,73等;
C.I.ピグメントレッド 1,2,3,4,5,6,7,9,10,14,17,22,23,31,38,41,48:1,48:2,48:3,48:4,49,49:1,49:2,52:1,52:2,53:1,57:1,60:1,63:1,66,67,81:1,81:2,81:3,83,88,90,105,112,119,122,123,144,146,149,150,155,166,168,169,170,171,172,175,176,177,178,179,184,185,187,188,190,200,202,206,207,208,209,210,216,220,224,226,242,246,254,255,264,270,272,279等;
C.I.ピグメントグリーン 7,10,36,37,58,59等;
C.I.ピグメントバイオレット 1,19,23,27,32,37,42等;
C.I.ピグメントブルー 1,2,15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:6,16,22,60,64,66,79,80等;
が挙げられる。なお、顔料は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(Organic pigment)
The composition may contain an organic pigment.
Examples of organic pigments include Color Index (CI) Pigment Yellow 1,2,3,4,5,6,10,11,12,13,14,15,16,17,18,20,24. , 31, 32, 34, 35, 35: 1,36, 36: 1,37, 37: 1,40,42,43,53,55,60,61,62,63,65,73,74,77 , 81, 83, 86, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 125 , 126,127,128,129,137,138,139,147,148,150,151,152,153,154,155,156,161,162,164,166,167,168,169,170,171 , 172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,193,194,199,213,214, etc .;
C. I. Pigment Orange 2,5,13,16,17: 1,31,34,36,38,43,46,48,49,51,52,55,59,60,61,62,64,71,73, etc. ;
C. I. Pigment Red 1,2,3,4,5,6,7,9,10,14,17,22,23,31,38,41,48: 1,48: 2,48: 3,48: 4, 49,49: 1,49: 2,52: 1,52: 2,53: 1,57: 1,60: 1,63: 1,66,67,81: 1,81: 2,81: 3, 83,88,90,105,112,119,122,123,144,146,149,150,155,166,168,169,170,171,172,175,176,177,178,179,184 185,187,188,190,200,202,206,207,208,209,210,216,220,224,226,242,246,254,255,264,270,272,279, etc.;
C. I. Pigment Green 7, 10, 36, 37, 58, 59, etc .;
C. I. Pigment Violet 1,19,23,27,32,37,42, etc .;
C. I. Pigment Blue 1,2,15,15: 1,15: 2,15: 3,15: 4,15: 6,16,22,60,64,66,79,80, etc .;
Can be mentioned. The pigment may be used alone or in combination of two or more.

<有彩色染料>
染料としては、例えば特開昭64−90403号公報、特開昭64−91102号公報、特開平1−94301号公報、特開平6−11614号公報、特登2592207号、米国特許4808501号明細書、米国特許5667920号明細書、米国特許505950号明細書、米国特許5667920号明細書、特開平5−333207号公報、特開平6−35183号公報、特開平6−51115号公報、特開平6−194828号公報等に開示されている色素を使用できる。化学構造として区分すると、ピラゾールアゾ化合物、ピロメテン化合物、アニリノアゾ化合物、トリフェニルメタン化合物、アントラキノン化合物、ベンジリデン化合物、オキソノール化合物、ピラゾロトリアゾールアゾ化合物、ピリドンアゾ化合物、シアニン化合物、フェノチアジン化合物、ピロロピラゾールアゾメチン化合物等を使用できる。また、染料としては色素多量体を用いてもよい。色素多量体としては、特開2011−213925号公報、特開2013−041097号公報に記載されている化合物が挙げられる。また、分子内に重合性を有する有彩色染料重合性染料を用いてもよく、市販品としては、例えば、和光純薬株式会社製RDWシリーズが挙げられる。
<Colored dye>
Examples of the dye include Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-9043, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-91102, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-94301, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-11614, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2592207, and US Pat. No. 4,808.501. , U.S. Pat. No. 5,667,920, U.S. Patent No. 505950, U.S. Patent No. 566,920, JP-A-5-333207, JP-A-6-35183, JP-A-6-51115, JP-A-6- Dyes disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 194828 can be used. When classified as a chemical structure, pyrazole azo compound, pyromethene compound, anilino azo compound, triphenylmethane compound, anthraquinone compound, benzylidene compound, oxonor compound, pyrazorotriazole azo compound, pyridone azo compound, cyanine compound, phenothiazine compound, pyropyrazole azomethine compound, etc. Can be used. Moreover, you may use a dye multimer as a dye. Examples of the dye multimer include compounds described in JP-A-2011-213925 and JP-A-2013-041097. Further, a chromatic dye polymerizable dye having a polymerizable property in the molecule may be used, and examples of commercially available products include the RDW series manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

<赤外線吸収剤>
上記着色剤は、更に赤外線吸収剤を含有してもよい。
赤外線吸収剤は、赤外領域(好ましくは、波長650〜1300nm)の波長領域に吸収を有する化合物を意味する。好ましくは、赤外線吸収剤は、波長675〜900nmの波長領域に極大吸収波長を有する化合物が好ましい。
このような分光特性を有する着色剤としては、例えば、ピロロピロール化合物、銅化合物、シアニン化合物、フタロシアニン化合物、イミニウム化合物、チオール錯体系化合物、遷移金属酸化物系化合物、スクアリリウム化合物、ナフタロシアニン化合物、クアテリレン化合物、ジチオール金属錯体系化合物、及びクロコニウム化合物等が挙げられる。
フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物、イミニウム化合物、シアニン化合物、スクアリウム化合物、及びクロコニウム化合物は、特開2010−111750号公報の段落0010〜0081に開示の化合物を使用してもよく、この内容は本明細書に組み込まれる。シアニン化合物は、例えば、「機能性色素、大河原信/松岡賢/北尾悌次郎/平嶋恒亮・著、講談社サイエンティフィック」を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
<Infrared absorber>
The colorant may further contain an infrared absorber.
The infrared absorber means a compound having absorption in a wavelength region in the infrared region (preferably, a wavelength of 650 to 1300 nm). Preferably, the infrared absorber is a compound having a maximum absorption wavelength in the wavelength region of 675 to 900 nm.
Examples of the colorant having such spectral characteristics include a pyrolopyrrole compound, a copper compound, a cyanine compound, a phthalocyanine compound, an iminium compound, a thiol complex compound, a transition metal oxide compound, a squarylium compound, a naphthalocyanine compound, and a quaterylene. Examples thereof include compounds, dithiol metal complex compounds, and croconium compounds.
As the phthalocyanine compound, the naphthalocyanine compound, the iminium compound, the cyanine compound, the squalium compound, and the croconium compound, the compounds disclosed in paragraphs 0010 to 0081 of JP-A-2010-111750 may be used, and the contents thereof are described herein. Incorporated in. As the cyanine compound, for example, "functional dye, Shin Ogawara / Ken Matsuoka / Eijiro Kitao / Tsuneaki Hirashima, Kodansha Scientific" can be referred to, and this content is incorporated in the present specification.

上記分光特性を有する着色剤として、特開平07−164729号公報の段落0004〜0016に開示の化合物及び/又は特開2002−146254号公報の段落0027〜0062に開示の化合物、特開2011−164583号公報の段落0034〜0067に開示のCu及び/又はPを含む酸化物の結晶子からなり数平均凝集粒子径が5〜200nmである近赤外線吸収粒子を使用することもできる。
なお、赤外線吸収剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
Examples of the colorant having the above spectral characteristics include the compounds disclosed in paragraphs 0004 to 0016 of JP-A-07-164729 and / or the compounds disclosed in paragraphs 0027-0062 of JP-A-2002-146254, JP-A-2011-164583. Near-infrared absorbing particles having a number average agglomerated particle diameter of 5 to 200 nm, which are composed of crystallites of an oxide containing Cu and / or P disclosed in paragraphs 0034 to 0067 of the publication, can also be used.
The infrared absorber may be used alone or in combination of two or more.

本発明の組成物が上述の無機顔料以外のその他の着色剤を含有する場合には、上記着色剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、1〜10質量%が好ましく、2〜7質量%がより好ましい。 When the composition of the present invention contains a colorant other than the above-mentioned inorganic pigment, the content of the colorant is preferably 1 to 10% by mass with respect to the total solid content of the composition. ~ 7% by mass is more preferable.

上記成分以外にも、本発明の組成物には、以下の成分を更に添加してもよい。例えば、増感剤、上述した以外の顔料分散剤、共増感剤、架橋剤、硬化促進剤、フィラー、熱硬化促進剤、可塑剤、希釈剤、及び感脂化剤等が挙げられ、更に、基板表面への密着促進剤及びその他の助剤類(例えば、導電性粒子、充填剤、消泡剤、難燃剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、表面張力調整剤、及び、連鎖移動剤等)等の公知の添加剤を必要に応じて加えてもよい。
これらの成分は、例えば、特開2012−003225号公報の段落番号0183〜0228(対応する米国特許出願公開第2013/0034812号明細書の[0237]〜[0309])、特開2008−250074号公報の段落番号0101〜0102、段落番号0103〜0104、段落番号0107〜0109、特開2013−195480号公報の段落番号0159〜0184等の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
In addition to the above components, the following components may be further added to the composition of the present invention. Examples thereof include sensitizers, pigment dispersants other than those described above, co-sensitizers, cross-linking agents, curing accelerators, fillers, thermosetting accelerators, plasticizers, diluents, fat sensitizers, and the like. , Adhesion promoters to substrate surfaces and other auxiliaries (eg conductive particles, fillers, defoamers, flame retardants, leveling agents, peeling accelerators, antioxidants, fragrances, surface tension modifiers, and , Chain transfer agent, etc.) and other known additives may be added as needed.
These components are, for example, paragraph numbers 0183 to 0228 of JP2012-003225A ([0237] to [0309] of the corresponding US Patent Application Publication No. 2013/0034812), JP2008-250074. The descriptions of paragraph numbers 0101 to 0102, paragraph numbers 0103 to 0104, paragraph numbers 0107 to 0109, paragraph numbers 0159 to 0184 of JP2013-195480, etc. can be taken into consideration, and these contents are incorporated in the present specification. ..

本発明の組成物の固形分量は、10〜40質量%であることが好ましい。組成物の固形分量が10質量%以上であることで、遮光膜の遮光性能がより向上する。また、組成物の固形分量が40質量%以下であることで、組成物のパーティクル量がより低減できるほか、経時的安定性が良好となる。遮光膜の遮光性能が更に向上する観点から、固形分量が12質量%以上であることが好ましい。 The solid content of the composition of the present invention is preferably 10 to 40% by mass. When the solid content of the composition is 10% by mass or more, the light-shielding performance of the light-shielding film is further improved. Further, when the solid content of the composition is 40% by mass or less, the amount of particles in the composition can be further reduced and the stability over time becomes good. From the viewpoint of further improving the light-shielding performance of the light-shielding film, the solid content is preferably 12% by mass or more.

<組成物の製造方法>
本発明の組成物は、上述した各種成分を公知の混合方法(例えば、攪拌機、ホモジナイザー、高圧乳化装置、湿式粉砕機、湿式分散機)により混合して製造することができる。
組成物の製造に際しては、組成物を構成する各種成分を一括配合してもよいし、各種成分を有機溶剤に溶解又は分散した後に逐次配合してもよい。また、配合する際の投入順序及び作業条件は、特に制約を受けない。
また、顔料を分散させるプロセスにおいて、顔料の分散に用いる機械力としては、圧縮、圧搾、衝撃、剪断及びキャビテーション等が挙げられる。これらプロセスの具体例としては、ビーズミル、サンドミル、ロールミル、高速インペラー、サンドグラインダー、フロージェットミキサー、高圧湿式微粒化及び超音波分散等が挙げられる。また、「分散技術大全、株式会社情報機構発行、2005年7月15日」及び「サスペンション(固/液分散系)を中心とした分散技術と工業的応用の実際 総合資料集、経営開発センター出版部発行、1978年10月10日」に記載のプロセス及び分散機を好適に使用することができる。
また、顔料を分散させるプロセスにおいては、ソルトミリング工程による顔料の微細化処理を行ってもよい。ソルトミリング工程に用いられる素材、機器及び処理条件等は、例えば、特開2015−194521号及び特開2012−046629号に記載のものを使用することができる。
本発明の組成物は、異物の除去又は欠陥の低減等の目的で、フィルタでろ過することが好ましい。フィルタとしては、従来からろ過用途等に用いられているものであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂(高密度、超高分子量を含む)等によるフィルタが挙げられる。これら素材のなかでもポリプロピレン(高密度ポリプロピレンを含む)、ナイロンが好ましい。
フィルタの孔径は、0.1〜7.0μm程度が適しており、好ましくは0.2〜2.5μm程度、より好ましくは0.2〜1.5μm程度、更に好ましくは0.3〜0.7μmである。この範囲とすることにより、顔料のろ過詰まりを抑えつつ、顔料に含まれる不純物又は凝集物等、微細な異物を確実に除去することが可能となる。
フィルタを使用する際、異なるフィルタを組み合わせてもよい。その際、第1のフィルタでのフィルタリングは、1回のみでもよいし、2回以上行ってもよい。異なるフィルタを組み合わせて2回以上フィルタリングを行う場合は1回目のフィルタリングの孔径より2回目以降の孔径が同じ、又は、大きい方が好ましい。また、上述した範囲内で異なる孔径の第1のフィルタを組み合わせてもよい。ここでの孔径は、フィルタメーカーの公称値を参照することができる。市販のフィルタとしては、例えば、日本ポール株式会社、アドバンテック東洋株式会社、日本インテグリス株式会社(旧日本マイクロリス株式会社)又は株式会社キッツマイクロフィルタ等が提供する各種フィルタの中から選択することができる。
第2のフィルタは、上述した第1のフィルタと同様の材料等で形成されたものを使用することができる。第2のフィルタの孔径は、0.2〜10.0μm程度が適しており、好ましくは0.2〜7.0μm程度、より好ましくは0.3〜6.0μm程度である。
<Manufacturing method of composition>
The composition of the present invention can be produced by mixing the above-mentioned various components by a known mixing method (for example, a stirrer, a homogenizer, a high-pressure emulsifier, a wet pulverizer, a wet disperser).
In the production of the composition, various components constituting the composition may be collectively blended, or the various components may be dissolved or dispersed in an organic solvent and then sequentially blended. Further, the charging order and working conditions at the time of blending are not particularly limited.
Further, in the process of dispersing the pigment, examples of the mechanical force used for dispersing the pigment include compression, squeezing, impact, shearing and cavitation. Specific examples of these processes include bead mills, sand mills, roll mills, high-speed impellers, sand grinders, flow jet mixers, high-pressure wet atomization and ultrasonic dispersion. In addition, "Dispersion Technology Taizen, published by Information Organization Co., Ltd., July 15, 2005" and "Dispersion technology centered on suspension (solid / liquid dispersion system) and practical comprehensive data collection of industrial applications, published by Management Development Center" The processes and dispersers described in "Published by the Department, October 10, 1978" can be preferably used.
Further, in the process of dispersing the pigment, the pigment may be miniaturized by a salt milling step. As the materials, equipment, processing conditions, etc. used in the salt milling step, those described in JP-A-2015-194521 and JP-A-2012-046629 can be used, for example.
The composition of the present invention is preferably filtered with a filter for the purpose of removing foreign substances or reducing defects. The filter can be used without particular limitation as long as it has been conventionally used for filtration purposes and the like. Examples thereof include a filter made of a fluororesin such as PTFE (polytetrafluoroethylene), a polyamide resin such as nylon, and a polyolefin resin (including high density and ultrahigh molecular weight) such as polyethylene and polypropylene (PP). Among these materials, polypropylene (including high-density polypropylene) and nylon are preferable.
The pore size of the filter is preferably about 0.1 to 7.0 μm, preferably about 0.2 to 2.5 μm, more preferably about 0.2 to 1.5 μm, and further preferably about 0.3 to 0. It is 7 μm. Within this range, it is possible to reliably remove fine foreign substances such as impurities or agglomerates contained in the pigment while suppressing the filtration clogging of the pigment.
When using filters, different filters may be combined. At that time, the filtering by the first filter may be performed only once or twice or more. When filtering is performed twice or more by combining different filters, it is preferable that the pore diameters of the second and subsequent filters are the same or larger than the pore diameter of the first filtering. Further, first filters having different pore diameters within the above-mentioned range may be combined. For the hole diameter here, the nominal value of the filter manufacturer can be referred to. As a commercially available filter, for example, it can be selected from various filters provided by Nippon Pole Co., Ltd., Advantech Toyo Co., Ltd., Japan Entegris Co., Ltd. (formerly Nippon Microlith Co., Ltd.), KITZ Micro Filter Co., Ltd., and the like. ..
As the second filter, one formed of the same material as the first filter described above can be used. The pore size of the second filter is preferably about 0.2 to 10.0 μm, preferably about 0.2 to 7.0 μm, and more preferably about 0.3 to 6.0 μm.

[硬化膜(遮光膜)]
本発明の硬化膜は、上述した組成物を用いて得られる。本発明の硬化膜には、上述した無機顔料(好ましくは黒色の無機顔料であり、より好ましくは窒化物又は酸窒化物を含有する顔料)及び黒色染料が主に含まれる。
本発明の硬化膜は、遮光膜として好適に用いられ、具体的にはCCDイメージセンサー又はCMOSイメージセンサー等のイメージセンサー周辺遮光膜(額縁遮光膜)として好適に用いられる。
本発明の組成物を用いて得られるイメージセンサー周辺遮光膜は遮光性能に優れる。つまり、特定の波長領域における遮光性能の低下がなく、所定領域(例えば、可視光領域〜1200nm)において最低光学濃度が充分な遮光能を与え得る範囲にある。
[Curing film (light-shielding film)]
The cured film of the present invention can be obtained by using the above-mentioned composition. The cured film of the present invention mainly contains the above-mentioned inorganic pigment (preferably a black inorganic pigment, more preferably a pigment containing a nitride or an oxynitride) and a black dye.
The cured film of the present invention is preferably used as a light-shielding film, and specifically, is preferably used as a light-shielding film (frame light-shielding film) around an image sensor such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor.
The light-shielding film around the image sensor obtained by using the composition of the present invention has excellent light-shielding performance. That is, there is no deterioration in the light-shielding performance in a specific wavelength region, and the minimum optical density is in a range in which sufficient light-shielding ability can be provided in a predetermined region (for example, visible light region to 1200 nm).

本発明の硬化膜の膜厚は、用途に応じて適宜選択でき、特に限定されない。
本発明の硬化膜を、例えば、イメージセンサー周辺遮光膜とする場合、遮光膜の膜厚としては特に限定はないが、乾燥後の膜厚で、0.2μm以上50μm以下が好ましく、0.2μm以上30μm以下がより好ましく、0.2μm以上25μm以下が更に好ましく、0.2μm以上20μm以下が特に好ましく、0.2μm以上10μm以下が最も好ましい。
また、遮光膜のサイズ(一辺の長さ)としては、0.001mm以上5mm以下が好ましく、0.05mm以上4mm以下がより好ましく、0.1mm以上3.5mm以下が更に好ましい。
The film thickness of the cured film of the present invention can be appropriately selected depending on the intended use, and is not particularly limited.
When the cured film of the present invention is, for example, a light-shielding film around an image sensor, the film thickness of the light-shielding film is not particularly limited, but the film thickness after drying is preferably 0.2 μm or more and 50 μm or less, preferably 0.2 μm. More than 30 μm is more preferable, 0.2 μm or more and 25 μm or less is further preferable, 0.2 μm or more and 20 μm or less is particularly preferable, and 0.2 μm or more and 10 μm or less is most preferable.
The size (length of one side) of the light-shielding film is preferably 0.001 mm or more and 5 mm or less, more preferably 0.05 mm or more and 4 mm or less, and further preferably 0.1 mm or more and 3.5 mm or less.

<硬化膜(遮光膜)の製造方法>
次に、本発明の硬化膜(遮光膜)の製造方法は特に制限されず、公知の方法を採用できる。以下、代表例として、パターン状の硬化膜を製造する方法について詳述する。
<Manufacturing method of cured film (light-shielding film)>
Next, the method for producing the cured film (light-shielding film) of the present invention is not particularly limited, and a known method can be adopted. Hereinafter, as a typical example, a method for producing a patterned cured film will be described in detail.

本発明のパターン状の硬化膜の製造方法は、基板上に、本発明の組成物を塗布して組成物層(塗布膜)を形成する工程(以下、適宜「組成物層形成工程」と略称する。)と、上記組成物層を、マスクを介して露光する工程(以下、適宜「露光工程」と略称する。)と、露光後の組成物層を現像してパターン状の硬化膜を形成する工程(以下、適宜「現像工程」と略称する。)と、を含むことを特徴とする。 The method for producing a patterned cured film of the present invention is a step of applying the composition of the present invention on a substrate to form a composition layer (coating film) (hereinafter, appropriately abbreviated as "composition layer forming step"). ), The step of exposing the composition layer through a mask (hereinafter, appropriately abbreviated as "exposure step"), and the development of the composition layer after exposure to form a patterned cured film. It is characterized by including a step of performing (hereinafter, appropriately abbreviated as "development step").

具体的には、本発明の組成物を、直接又は他の層を介して基板上に塗布して、組成物層を形成し(組成物層形成工程)、所定のマスクパターンを介して露光し、光照射された組成物層部分だけを硬化させ(露光工程)、現像液で現像することによって(現像工程)、画素からなるパターン状の硬化膜を形成することができる。
以下、各工程について説明する。
Specifically, the composition of the present invention is applied directly or via another layer onto a substrate to form a composition layer (composition layer forming step), and the composition is exposed through a predetermined mask pattern. By curing only the light-irradiated composition layer portion (exposure step) and developing with a developing solution (development step), a patterned cured film composed of pixels can be formed.
Hereinafter, each step will be described.

(組成物層形成工程)
組成物層形成工程では、基板上に、本発明の組成物を塗布して組成物層(塗布膜)を形成する。
(Composition layer forming step)
In the composition layer forming step, the composition of the present invention is applied onto a substrate to form a composition layer (coating film).

基板としては、例えば、液晶表示装置等に用いられる無アルカリガラス、ソーダガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、石英ガラス、及びこれらに透明導電膜を付着させたもの、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板(例えば、シリコン基板等)、CCD基板、並びに、CMOS基板等が挙げられる。
また、これらの基板上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止又は基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。
As the substrate, for example, non-alkali glass, soda glass, Pyrex (registered trademark) glass, quartz glass used for liquid crystal display devices, etc., those having a transparent conductive film attached thereto, photoelectric used for a solid-state image sensor, etc. Examples thereof include a conversion element substrate (for example, a silicon substrate), a CCD substrate, and a CMOS substrate.
Further, if necessary, an undercoat layer may be provided on these substrates in order to improve adhesion with the upper layer, prevent diffusion of substances, or flatten the surface of the substrate.

基板上への本発明の組成物の塗布方法としては、スリット塗布、インクジェット法、回転塗布、流延塗布、ロール塗布、又はスクリーン印刷法等の各種の塗布方法を適用することができる。 As a method for applying the composition of the present invention on a substrate, various coating methods such as slit coating, inkjet method, rotary coating, cast coating, roll coating, and screen printing method can be applied.

イメージセンサー周辺遮光膜を製造する際には、組成物の塗布膜厚としては、解像度と現像性の観点から、0.35μm以上1.5μm以下が好ましく、0.40μm以上1.0μm以下がより好ましい。 When producing a light-shielding film around an image sensor, the coating film thickness of the composition is preferably 0.35 μm or more and 1.5 μm or less, more preferably 0.40 μm or more and 1.0 μm or less, from the viewpoint of resolution and developability. preferable.

基板上に塗布された組成物は、通常、70℃以上110℃以下で2分以上4分以下程度の条件下で乾燥する。これにより、組成物層を形成できる。 The composition applied on the substrate is usually dried at 70 ° C. or higher and 110 ° C. or lower under the conditions of about 2 minutes or more and 4 minutes or less. Thereby, the composition layer can be formed.

(露光工程)
露光工程では、組成物層形成工程において形成された組成物層(塗布膜)を、マスクを介して露光し、光照射された塗布膜部分だけを硬化させる。
露光は、活性光線又は放射線の照射により行うことが好ましく、特に、g線、h線、又はi線等の紫外線がより好ましい。照射強度は5〜1500mJ/cmが好ましく、10〜1000mJ/cmがより好ましい。
(Exposure process)
In the exposure step, the composition layer (coating film) formed in the composition layer forming step is exposed through a mask, and only the light-irradiated coating film portion is cured.
The exposure is preferably carried out by irradiation with active light rays or radiation, and in particular, ultraviolet rays such as g-line, h-line, or i-line are more preferable. The irradiation intensity is preferably 5~1500mJ / cm 2, 10~1000mJ / cm 2 is more preferable.

(現像工程)
露光工程に次いで、アルカリ現像処理(現像工程)を行い、露光工程における光未照射部分をアルカリ水溶液に溶出させる。これにより、光硬化した部分(光照射された塗布膜部分)だけが残る。
現像液としては、下地の回路等にダメージを起さない、有機アルカリ現像液が望ましい。現像温度としては通常20〜30℃であり、現像時間は20〜90秒である。
(Development process)
Following the exposure step, an alkaline development process (development step) is performed to elute the unirradiated portion of the light in the exposure step into an alkaline aqueous solution. As a result, only the photocured portion (light-irradiated coating film portion) remains.
As the developing solution, an organic alkaline developing solution that does not cause damage to the underlying circuit or the like is desirable. The developing temperature is usually 20 to 30 ° C., and the developing time is 20 to 90 seconds.

アルカリ性の水溶液としては、例えば、無機系現像液及び有機系現像液が挙げられる。無機系現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硅酸ナトリウム、又は、メタ硅酸ナトリウムを、濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように溶解したアルカリ性水溶液が挙げられる。有機系現像液としては、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、又は、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン等のアルカリ性化合物を、濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように溶解したアルカリ性水溶液が挙げられる。アルカリ性水溶液には、例えばメタノール又はエタノール等の水溶性有機溶剤及び/又は界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合には、一般に現像後純水で洗浄(リンス)する。 Examples of the alkaline aqueous solution include an inorganic developer and an organic developer. As the inorganic developer, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, sodium silicate, or sodium metaphosphate is used at a concentration of 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to. An alkaline aqueous solution dissolved so as to be 1% by mass can be mentioned. Examples of the organic developer include aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrol, piperidine, or 1,8-diazabicyclo- [5.4. .0] Examples thereof include an alkaline aqueous solution in which an alkaline compound such as -7-undecene is dissolved so as to have a concentration of 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass. An appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol and / or a surfactant can be added to the alkaline aqueous solution. When a developer composed of such an alkaline aqueous solution is used, it is generally washed (rinsed) with pure water after development.

現像方法としては、例えば、パドル現像方法又はシャワー現像方法等を用いることができる。 As the developing method, for example, a paddle developing method, a shower developing method, or the like can be used.

なお、本発明の硬化膜の製造方法においては、上述した、組成物層形成工程、露光工程、及び現像工程を行った後に、必要により、形成された硬化膜を加熱及び/又は露光により硬化する硬化工程を含んでいてもよい。 In the method for producing a cured film of the present invention, after performing the composition layer forming step, the exposure step, and the developing step described above, the formed cured film is cured by heating and / or exposure, if necessary. It may include a curing step.

〔カラーフィルタ、遮光膜〕
本発明の組成物を用いて形成された硬化膜は、カラーフィルタの画素ブラックマトリクス、又は、後述する画像表示装置若しくはセンサモジュール内の各種部材に適用する遮光膜として好ましく用いることができる。
[Color filter, light-shielding film]
The cured film formed by using the composition of the present invention can be preferably used as a pixel black matrix of a color filter or a light-shielding film applied to various members in an image display device or a sensor module described later.

(カラーフィルタ)
カラーフィルタは、CCD又はCMOS等の固体撮像素子に好適に用いることができ、特に100万画素を超えるような高解像度のCCD又はCMOS等に好適である。カラーフィルタは、例えば、CCD又はCMOSを構成する各画素の受光部と、集光するためのマイクロレンズと、の間に配置して用いることができる。また、カラーフィルタは、隔壁により例えば格子状に仕切られた空間に、各色画素を形成する硬化膜が埋め込まれた構造を有していてもよい。この場合の隔壁は各色画素に対して低屈折率であることが好ましい。このような構造を有する撮像素子の例としては、特開2012−227478号公報、特開2014−179577号公報に記載の装置が挙げられる。
本発明のカラーフィルタは、上記硬化膜を有していれば特にその形態は限定されない。上記硬化膜は、例えば、カラーフィルタの画素ブラックマトリクスとして好適に用いることができる。
(Color filter)
The color filter can be suitably used for a solid-state image sensor such as a CCD or CMOS, and is particularly suitable for a high-resolution CCD or CMOS having more than 1 million pixels. The color filter can be used, for example, by arranging it between a light receiving portion of each pixel constituting the CCD or CMOS and a microlens for condensing light. Further, the color filter may have a structure in which a cured film forming each color pixel is embedded in a space partitioned by a partition wall, for example, in a grid pattern. In this case, the partition wall preferably has a low refractive index for each color pixel. Examples of the image pickup device having such a structure include the devices described in JP-A-2012-227478 and JP-A-2014-179757.
The form of the color filter of the present invention is not particularly limited as long as it has the cured film. The cured film can be suitably used as, for example, a pixel black matrix of a color filter.

(遮光膜)
遮光膜は、画像表示装置又はセンサモジュール内の各種部材(例えば、赤外光カットフィルタ、固体撮像素子の外周部、ウェハーレベルレンズ外周部、又は、固体撮像素子の裏面等)等に形成して用いることができる。
また、赤外光カットフィルタの表面上の少なくとも一部に、遮光膜を形成して、遮光膜付き赤外光カットフィルタとしてもよい。
遮光膜の厚さは特に制限されないが、0.2〜25μmが好ましく、0.2〜10μmがより好ましい。上記厚さは平均厚さであり、遮光膜の任意の5点以上の厚さを測定し、それらを算術平均した値である。
遮光膜の反射率は、10%以下が好ましく、8%以下がより好ましく、6%以下が更に好ましく、4%以下が特に好ましい。なお、遮光膜の反射率は、遮光膜に、入射角度5°で400〜700nmの光を入射し、その反射率を日立ハイテクノロジーズ社製の分光器UV4100(商品名)により測定した値である。
(Shading film)
The light-shielding film is formed on various members (for example, an infrared light cut filter, an outer peripheral portion of a solid-state image sensor, a wafer-level lens outer peripheral portion, a back surface of a solid-state image sensor, etc.) in an image display device or a sensor module. Can be used.
Further, a light-shielding film may be formed on at least a part of the surface of the infrared light cut filter to form an infrared light cut filter with a light-shielding film.
The thickness of the light-shielding film is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 25 μm, more preferably 0.2 to 10 μm. The above-mentioned thickness is an average thickness, which is a value obtained by measuring the thickness of any five or more points of the light-shielding film and arithmetically averaging them.
The reflectance of the light-shielding film is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, further preferably 6% or less, and particularly preferably 4% or less. The reflectance of the light-shielding film is a value obtained by incident light of 400 to 700 nm into the light-shielding film at an incident angle of 5 ° and measuring the reflectance with a spectroscope UV4100 (trade name) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. ..

〔固体撮像装置〕
本発明の固体撮像装置は、上述のような固体撮像素子を備え、固体撮像素子の外周部又は裏面等に上記硬化膜(カラーフィルタ、遮光膜等)を備える。本発明の固体撮像装置の構成としては、上記硬化膜及び固体撮像素子を有する構成であれば特に限定はないが、例えば、以下のような構成が挙げられる。
[Solid image sensor]
The solid-state image sensor of the present invention includes the solid-state image sensor as described above, and includes the cured film (color filter, light-shielding film, etc.) on the outer peripheral portion or the back surface of the solid-state image sensor. The configuration of the solid-state image sensor of the present invention is not particularly limited as long as it has the cured film and the solid-state image sensor, and examples thereof include the following configurations.

基板上に、固体撮像素子(CCDイメージセンサー又はCMOSイメージセンサー等)の受光エリアを構成する複数のフォトダイオード及びポリシリコン等からなる転送電極を有し、フォトダイオード及び転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口した遮光膜を有し、遮光膜上に遮光膜全面及びフォトダイオード受光部を覆うように形成された窒化シリコン等からなるデバイス保護膜を有し、デバイス保護膜上に、カラーフィルタを有する構成である。
更に、デバイス保護層上であってカラーフィルタの下(基板に近い側)に集光手段(例えば、マイクロレンズ等。以下同じ)を有する構成、カラーフィルタ上に集光手段を有する構成等であってもよい。
A transfer electrode made of a plurality of photodiodes, polyvinyl, etc. constituting a light receiving area of a solid-state image sensor (CCD image sensor, CMOS image sensor, etc.) is provided on a substrate, and the photodiode receives light on the photodiode and the transfer electrode. It has a light-shielding film with only a portion open, a device protective film made of silicon nitride or the like formed so as to cover the entire surface of the light-shielding film and the photodiode light-receiving part on the light-shielding film, and a color filter is placed on the device protective film. It is a configuration to have.
Further, there is a configuration in which a condensing means (for example, a microlens or the like; the same applies hereinafter) is provided on the device protective layer and below the color filter (on the side closer to the substrate), a configuration having a condensing means on the color filter, and the like. You may.

〔画像表示装置〕
本発明の硬化膜(カラーフィルタ又は遮光膜等)は、液晶表示装置、又は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の画像表示装置に用いることができる。
[Image display device]
The cured film (color filter, light-shielding film, etc.) of the present invention can be used in a liquid crystal display device or an image display device such as an organic electroluminescence display device.

表示装置の定義又は各表示装置の詳細については、例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」等に記載されている。また、液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば、上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。 For details on the definition of display devices or the details of each display device, see, for example, "Electronic Display Device (Akio Sasaki, Kogyo Chosakai Co., Ltd., 1990)", "Display Device (Junaki Ibuki, Sangyo Tosho Co., Ltd.)" (Issued in the first year) ”etc. The liquid crystal display device is described in, for example, "Next Generation Liquid Crystal Display Technology (edited by Tatsuo Uchida, published by Kogyo Chosakai Co., Ltd. in 1994)". The liquid crystal display device to which the present invention can be applied is not particularly limited, and for example, it can be applied to various types of liquid crystal display devices described in the above-mentioned "next-generation liquid crystal display technology".

本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に適用する場合は、その形態は特に限定されない。
以下に、本発明のカラーフィルタを液晶表示装置に適用する場合の態様について詳述する。
本発明のカラーフィルタは、カラーTFT(Thin Film Transistor)方式の液晶表示装置に用いてもよい。カラーTFT方式の液晶表示装置については、例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ(共立出版(株)1996年発行)」に記載されている。更に、本発明のカラーフィルタはIPS(In Plane Switching)等の横電界駆動方式、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)等の画素分割方式等の視野角が拡大された液晶表示装置、又は、STN(Super−Twist Nematic)、TN(Twisted Nematic)、VA(Vertical Alignment)、OCS(on−chip spacer)、FFS(fringe field switching)、若しくは、R−OCB(Reflective Optically Compensated Bend)等にも適用できる。
また、本発明のカラーフィルタは、明るく高精細なCOA(Color−filter On Array)方式にも供することが可能である。COA方式の液晶表示装置にあっては、カラーフィルタに対する要求特性は、前述のような通常の要求特性に加えて、層間絶縁膜に対する要求特性、すなわち低誘電率及び剥離液耐性が必要とされることがある。本発明のカラーフィルタは、耐光性等に優れるので、解像度が高く長期耐久性に優れたCOA方式の液晶表示装置を提供することができる。なお、低誘電率の要求特性を満足するためには、カラーフィルタ層の上に樹脂被膜を設けてもよい。
これらの画像表示方式については、例えば、「EL、PDP、LCDディスプレイ−技術と市場の最新動向−(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページ等に記載されている。
When the color filter of the present invention is applied to a liquid crystal display device, its form is not particularly limited.
Hereinafter, aspects of applying the color filter of the present invention to a liquid crystal display device will be described in detail.
The color filter of the present invention may be used in a color TFT (Thin Film Transistor) type liquid crystal display device. A color TFT liquid crystal display device is described in, for example, "Color TFT liquid crystal display (published by Kyoritsu Shuppan Co., Ltd. in 1996)". Further, the color filter of the present invention is a liquid crystal display device having an enlarged viewing angle such as a transverse electric field drive method such as IPS (In Plane Switching), a pixel division method such as MVA (Multi-domine Vertical Element), or STN (STN). Super-Twisted Nematic, TN (Twisted Nematic), VA (Vertical Element), OCS (on-chip spacer), FFS (Fringe field switching), or R-OCB (Reflect) Applicable to Remote.
Further, the color filter of the present invention can also be used in a bright and high-definition COA (Color-filter On Array) system. In the COA type liquid crystal display device, the required characteristics for the color filter are required to have the required characteristics for the interlayer insulating film, that is, low dielectric constant and resistance to the stripping liquid, in addition to the usual required characteristics as described above. Sometimes. Since the color filter of the present invention is excellent in light resistance and the like, it is possible to provide a COA type liquid crystal display device having high resolution and excellent long-term durability. In addition, in order to satisfy the required characteristics of low dielectric constant, a resin film may be provided on the color filter layer.
These image display methods are described, for example, on page 43 of "EL, PDP, LCD Display-Latest Trends in Technology and Market- (Toray Research Center Research Division, 2001)".

本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタ以外に、電極基板、偏光フィルム、位相差フィルム、バックライト、スペーサ、及び、視野角保障フィルム等様々な部材から構成される。本発明のカラーフィルタは、これらの公知の部材で構成される液晶表示装置に適用することができる。これらの部材については、例えば、「'94液晶ディスプレイ周辺材料・ケミカルズの市場(島 健太郎 (株)シーエムシー 1994年発行)」、「2003液晶関連市場の現状と将来展望(下巻)(表良吉(株)富士キメラ総研、2003年発行)」に記載されている。
バックライトに関しては、SID meeting Digest 1380(2005)(A.Konno et.al)、又は、月刊ディスプレイ 2005年12月号の18〜24ページ(島 康裕)、同25〜30ページ(八木隆明)等に記載されている。
In addition to the color filter of the present invention, the liquid crystal display device of the present invention is composed of various members such as an electrode substrate, a polarizing film, a retardation film, a backlight, a spacer, and a viewing angle guarantee film. The color filter of the present invention can be applied to a liquid crystal display device composed of these known members. Regarding these materials, for example, "'94 Liquid Crystal Display Peripheral Materials / Chemicals Market (Kentaro Shima Co., Ltd., published in 1994)", "2003 Liquid Crystal Related Market Current Status and Future Prospects (Volume 2)" (Omote Yoshikichi (Omote Yoshikichi) Fuji Chimera Research Institute, Inc., published in 2003) ”.
Regarding backlight, SID meeting Digest 1380 (2005) (A.Konno et.al) or Monthly Display December 2005 issue, pages 18-24 (Yasuhiro Shima), pages 25-30 (Takaaki Yagi), etc. It is described in.

また、本発明の硬化膜は、パーソナルコンピュータ、タブレット、携帯電話、スマートフォン又はデジタルカメラ等のポータブル機器;プリンタ複合機又はスキャナ等のOA(Office Automation)機器;監視カメラ、バーコードリーダ、現金自動預け払い機(ATM)、又は、ハイスピードカメラ若しくは顔画像認証を使用した本人認証等の産業用機器;車載用カメラ機器;内視鏡、カプセル内視鏡又はカテーテル等の医療用カメラ機器;生体センサー、バイオセンサー、軍事偵察用カメラ、立体地図用カメラ、気象若しくは海洋観測カメラ、陸地資源探査カメラ、又は、宇宙の天文若しくは深宇宙ターゲット用の探査カメラ等の宇宙用機器等に使用される光学フィルタ若しくはモジュールの遮光部材又は遮光層、更には反射防止部材又は反射防止層に用いることができる。 Further, the cured film of the present invention is a portable device such as a personal computer, a tablet, a mobile phone, a smartphone or a digital camera; an OA (Office Automation) device such as a printer compound machine or a scanner; a surveillance camera, a bar code reader, an automatic cash deposit. Payers (ATMs) or industrial equipment such as personal authentication using high-speed cameras or face image authentication; in-vehicle camera equipment; medical camera equipment such as endoscopes, capsule endoscopes or catheters; biosensors Optical filters used in space equipment such as biosensors, military reconnaissance cameras, stereoscopic map cameras, meteorological or oceanographic observation cameras, land resource exploration cameras, or exploration cameras for space astronomical or deep space targets. Alternatively, it can be used as a light-shielding member or a light-shielding layer of a module, and further as an antireflection member or an antireflection layer.

また、本発明の硬化膜は、マイクロLED(Light Emitting Diode)又はマイクロOLED(Organic Light Emitting Diode)等の用途にも用いることができる。特に限定されないが、マイクロLED又はマイクロOLEDに使用される光学フィルタ又は光学フィルムのほか、遮光機能又は反射防止機能を付与する部材に対して好適に用いられる。
マイクロLED又はマイクロOLEDの例としては、特表2015−500562号及び特表2014−533890に記載されたものが挙げられる。
Further, the cured film of the present invention can also be used for applications such as micro LED (Light Emitting Diode) or micro OLED (Organic Light Emitting Diode). Although not particularly limited, it is preferably used for an optical filter or an optical film used for a micro LED or a micro OLED, as well as a member for which a light-shielding function or an antireflection function is imparted.
Examples of the micro LED or the micro OLED include those described in the special table 2015-500562 and the special table 2014-533890.

また、本発明の組成物を硬化して得られた硬化膜は、量子ドットディスプレイ等の用途にも用いることができる。特に限定されないが、量子ドットディスプレイに使用される光学又は光学フィルムのほか、遮光機能又は反射防止機能を付与する部材に対して好適に用いられる。
量子ドットディスプレイの例としては、米国特許出願公開第2013/0335677号、米国特許出願公開第2014/0036536号、米国特許出願公開第2014/0036203号、及び、米国特許出願公開第2014/0035960号に記載されたものが挙げられる。
Further, the cured film obtained by curing the composition of the present invention can also be used for applications such as quantum dot displays. Although not particularly limited, it is suitably used for an optical or optical film used for a quantum dot display, as well as a member for which a light-shielding function or an antireflection function is imparted.
Examples of quantum dot displays include U.S. Patent Application Publication No. 2013/0335677, U.S. Patent Application Publication No. 2014/0036536, U.S. Patent Application Publication No. 2014/0036203, and U.S. Patent Application Publication No. 2014/0035960. The ones described are mentioned.

以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
なお、特に断りのない限り、「部」、「%」は、質量基準である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples. The materials, amounts used, ratios, treatment contents, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be appropriately changed as long as they do not deviate from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limiting by the examples shown below.
Unless otherwise specified, "parts" and "%" are based on mass.

〔組成物〕
以下、実施例及び比較例の組成物の調製にあたって、まず組成物に含まれる各成分について説明する。
〔Composition〕
Hereinafter, in preparing the compositions of Examples and Comparative Examples, first, each component contained in the composition will be described.

<無機顔料(窒化物又は酸窒化物を含有する顔料)>
(TiN−1)日清エンジニアリング社製(窒化チタン含有粒子、BET比表面積 55m/g、平均一次粒径 24.2nm)
(TiN−2) Hefei社製、商品名「TiN20nm」(窒化チタン含有粒子、平均一次粒子径 41.7nm)
(TiN−3) 三菱マテリアル社製、商品名「13M−T」(酸窒化チタン含有粒子、平均一次粒子径 75nm)
<Inorganic pigment (pigment containing nitride or oxynitride)>
(TiN-1) Manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd. (Titanium nitride-containing particles, BET specific surface area 55 m 2 / g, average primary particle size 24.2 nm)
(TiN-2) Made by Hefei, trade name "TiN 20 nm" (titanium nitride-containing particles, average primary particle diameter 41.7 nm)
(TiN-3) Made by Mitsubishi Materials Corporation, trade name "13MT" (titanium nitride-containing particles, average primary particle size 75 nm)

<染料>
(染料A)
下記の手順に基づき、染料Aを合成した。
<Dye>
(Dye A)
Dye A was synthesized according to the following procedure.

特開2016−69656号公報の段落[0340]に記載された中間体(C)47gをN,N−ジメチルアセトアミド500mlに溶解させ、内温を0℃まで冷却した。ここにメタクリル酸クロリド(東京化成製)5.5gを内温5℃以下に保ちながら滴下した後に、室温で90分反応させた。得られた反応液を大過剰の酢酸エチルに注ぎ入れ、ろ別した。これをクロロホルムに溶解し、カラムクロマトグラフィーで精製し、ロータリーエバポレーターにて濃縮乾固し、下記の重合性基含有化合物を取り出した(収率12%)。 47 g of the intermediate (C) described in paragraph [0340] of JP-A-2016-69656 was dissolved in 500 ml of N, N-dimethylacetamide, and the internal temperature was cooled to 0 ° C. 5.5 g of a methacrylate chloride (manufactured by Tokyo Kasei) was added dropwise thereto while maintaining an internal temperature of 5 ° C. or lower, and then the reaction was carried out at room temperature for 90 minutes. The obtained reaction solution was poured into a large excess of ethyl acetate and filtered off. This was dissolved in chloroform, purified by column chromatography, concentrated to dryness by a rotary evaporator, and the following polymerizable group-containing compound was taken out (yield 12%).

Figure 2021128345
Figure 2021128345

次いで、フラスコ中のN,N−ジメチルアセトアミド45gに上記重合性基含有化合物5gを溶解し、70℃に加熱した。窒素雰囲気下にて、N,N−ジメチルアセトアミド45gに熱重合開始剤V−601(和光純薬(株)製)0.5gを溶解したものを30分かけて滴下した。滴下後、更に加熱反応を5時間継続した後、反応液を多量の酢酸エチルに投入し、析出物として下記のオリゴマーを取り出した(収率95%)。得られたオリゴマーをGPCにて分析し、繰り返し単位nの平均値が6.3であることを確認した。 Next, 5 g of the above-mentioned polymerizable group-containing compound was dissolved in 45 g of N, N-dimethylacetamide in a flask and heated to 70 ° C. Under a nitrogen atmosphere, a solution of 0.5 g of a thermal polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 45 g of N, N-dimethylacetamide was added dropwise over 30 minutes. After the dropping, the heating reaction was further continued for 5 hours, and then the reaction solution was poured into a large amount of ethyl acetate, and the following oligomer was taken out as a precipitate (yield 95%). The obtained oligomer was analyzed by GPC, and it was confirmed that the average value of the repeating unit n was 6.3.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

上記で得られたオリゴマー5gをN,N−ジメチルアセトアミド500mlに溶解させ、内温を0℃まで冷却した。ここにメタクリル酸クロリド(東京化成製)5gを内温5℃以下に保ちながら滴下した後に、室温で90分反応させた。得られた反応液を大過剰の酢酸エチルに注ぎ入れ、ろ別し、下記重合性基含有キサンテンオリゴマーを取り出した(収率98%)。 5 g of the oligomer obtained above was dissolved in 500 ml of N, N-dimethylacetamide, and the internal temperature was cooled to 0 ° C. Here, 5 g of a methacrylate chloride (manufactured by Tokyo Kasei) was added dropwise while maintaining an internal temperature of 5 ° C. or lower, and then the reaction was carried out at room temperature for 90 minutes. The obtained reaction solution was poured into a large excess of ethyl acetate, filtered off, and the following polymerizable group-containing xanthene oligomer was taken out (yield 98%).

Figure 2021128345
Figure 2021128345

(染料B)
特開2013−253170号公報に準じて下記構造で表される重合性基を有さないキサンテン骨格化合物を得た。
(Dye B)
A xanthene skeleton compound having no polymerizable group represented by the following structure was obtained according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-253170.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

(染料C)
特表2004−534121号公報に準じて下記構造式で表される重合性基を有さないアゾ化合物を得た。下記構造式において、Mは、pHに依存して水素原子及び/又はナトリウム原子を表す。
(Dye C)
According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-534121, an azo compound having no polymerizable group represented by the following structural formula was obtained. In the following structural formula, M represents a hydrogen atom and / or a sodium atom depending on the pH.

Figure 2021128345
Figure 2021128345

<バインダー樹脂>
バインダー樹脂として、アルカリ可溶性樹脂である以下の樹脂Aを用いた。
・樹脂A(アクリキュア RD−F8 日本触媒製、下記式参照)
<Binder resin>
As the binder resin, the following resin A, which is an alkali-soluble resin, was used.
-Resin A (Acrycure RD-F8 manufactured by Nippon Shokubai, see the formula below)

Figure 2021128345
Figure 2021128345

<分散剤>
分散剤として、以下の構造の分散剤A〜Eを用いた。分散剤A、B、Dにおいて、各構造単位に記載の数値は、全構造単位に対する、各構造単位の質量%を意図する。また、分散剤Cにおいて、各構造単位に記載の数値(a〜e)は、全構造単位に対する、各構造単位のモル比を意図し、x及びyは連結数を意図する。また、分散剤Eにおいては、Zに連結した連結基に記載の数値は、Zに連結した連結数を意図する。
<Dispersant>
As the dispersant, dispersants A to E having the following structures were used. In the dispersants A, B, and D, the numerical value described in each structural unit is intended to be the mass% of each structural unit with respect to all the structural units. Further, in the dispersant C, the numerical values (a to e) described in each structural unit are intended to be the molar ratio of each structural unit to all the structural units, and x and y are intended to be the number of linkages. Further, in the dispersant E, the numerical value described in the linking group linked to Z means the number of linked groups linked to Z.

Figure 2021128345

Figure 2021128345

Figure 2021128345

Figure 2021128345

Figure 2021128345
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Figure 2021128345

Figure 2021128345

Figure 2021128345

Figure 2021128345

<重合性化合物>
重合性化合物として、以下の重合性化合物M1を用いた。
・重合性化合物M1
(日本化薬社製、商品名「KAYARAD DPHA」、下記式参照)

Figure 2021128345
<Polymerizable compound>
The following polymerizable compound M1 was used as the polymerizable compound.
-Polymerizable compound M1
(Manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., product name "KAYARAD DPHA", see the formula below)
Figure 2021128345

<重合開始剤>
重合開始剤として、以下のオキシム系開始剤を用いた。
・OXE−02:Irgacure OXE02(商品名、BASFジャパン社製)
<Polymerization initiator>
The following oxime-based initiators were used as the polymerization initiators.
-OXE-02: Irgacare OXE02 (trade name, manufactured by BASF Japan Ltd.)

<有機溶剤>
有機溶剤として、以下の有機溶剤を用いた。
・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
・シクロペンタノン
<Organic solvent>
The following organic solvents were used as the organic solvents.
-PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate-Cyclopentanone

<界面活性剤>
界面活性剤としては、以下の界面活性剤1を用いた。
(界面活性剤1)下記構造式で表される混合物F−1(重量平均分子量(Mw)=14000)
<Surfactant>
As the surfactant, the following surfactant 1 was used.
(Surfactant 1) Mixture F-1 represented by the following structural formula (weight average molecular weight (Mw) = 14000)

Figure 2021128345
Figure 2021128345

なお、使用した各種樹脂の重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は、GPC(Gel Permeation Chromatography)測定により算出した。 The weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) of the various resins used were calculated by GPC (Gel Permeation Chromatography) measurement.

<顔料分散物の調製>
まず、窒化物又は酸窒化物を含有する顔料、分散剤及び有機溶剤を、攪拌機(IKA社製EUROSTAR)によって15分間混合し、分散物を得た。次に、得られた分散物に対して、(株)シンマルエンタープライゼス製のNPM−Pilotを使用して下記条件にて分散処理を行い、顔料分散物を得た。なお、窒化物又は酸窒化物を含有する顔料に対する分散剤の比率(質量比)(以下、「D/P」ともいう。)が第1表の各実施例及び比較例に示す割合になるように添加した。
(分散条件)
・ビーズ径:φ0.05mm、(ニッカトー製ジルコニアビーズ、YTZ)
・ビーズ充填率:65体積%
・ミル周速:10m/sec
・セパレータ周速:13m/s
・分散処理する混合液量:15kg
・循環流量(ポンプ供給量):90kg/hour
・処理液温度:19〜21℃
・冷却水:水
・処理時間:22時間程度
<Preparation of pigment dispersion>
First, a pigment containing a nitride or an oxynitride, a dispersant and an organic solvent were mixed with a stirrer (Eurostar manufactured by IKA) for 15 minutes to obtain a dispersion. Next, the obtained dispersion was subjected to a dispersion treatment under the following conditions using NPM-Pilot manufactured by Symmal Enterprises Co., Ltd. to obtain a pigment dispersion. The ratio (mass ratio) of the dispersant to the pigment containing nitride or oxynitride (hereinafter, also referred to as “D / P”) shall be the ratio shown in each Example and Comparative Example in Table 1. Was added to.
(Dispersion condition)
-Bead diameter: φ0.05 mm, (Nikkato zirconia beads, YTZ)
-Bead filling rate: 65% by volume
・ Mill peripheral speed: 10 m / sec
・ Separator peripheral speed: 13 m / s
-Amount of mixed liquid to be dispersed: 15 kg
・ Circulation flow rate (pump supply amount): 90 kg / hour
-Treatment liquid temperature: 19 to 21 ° C
・ Cooling water: Water ・ Treatment time: About 22 hours

<組成物の調製>
次に、上記顔料分散液、黒色染料、バインダー樹脂、重合性化合物、重合開始剤、界面活性剤及び有機溶剤を混合、攪拌して、下記第1表に示す実施例及び比較例の各組成物を得た。なお、黒色染料については、表中に記載される「持ち込み剤」と黒色染料とを混合した組成物を予め調製し、これを顔料分散液等の他の成分と混合させた。
実施例及び比較例の各組成物に含まれる各成分の含有量(質量%)を、第1表に示す。
<Preparation of composition>
Next, the pigment dispersion, the black dye, the binder resin, the polymerizable compound, the polymerization initiator, the surfactant and the organic solvent are mixed and stirred, and the compositions of Examples and Comparative Examples shown in Table 1 below are mixed and stirred. Got As for the black dye, a composition in which the “carry-on agent” described in the table and the black dye were mixed was prepared in advance, and this was mixed with other components such as a pigment dispersion.
The content (mass%) of each component contained in each composition of Examples and Comparative Examples is shown in Table 1.

<組成物中の水分量の測定>
実施例及び比較例の各組成物の水分量について、カールフィッシャー法を測定原理とするMKV−710(商品名、京都電子工業社製)により測定した。結果を第1表に示す。
なお、組成物中の水分は、各種原料に由来するものである。
<Measurement of water content in composition>
The water content of each composition of Examples and Comparative Examples was measured by MKV-710 (trade name, manufactured by Kyoto Denshi Kogyo Co., Ltd.) using the Karl Fischer method as a measurement principle. The results are shown in Table 1.
The water content in the composition is derived from various raw materials.

[評価試験]
実施例及び比較例の各組成物について、以下の各評価試験を行った。
[Evaluation test]
The following evaluation tests were carried out for each of the compositions of Examples and Comparative Examples.

<パーティクルの個数>
実施例及び比較例の各組成物を100mLブルームビンに入れ、45℃の環境下で7日間静置した。そして、上澄み液90mLを取り除き、残った10mLの組成物を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)で500倍に希釈して評価液を調製した。この評価液10ml中に含まれる10μm以上のパーティクルの数をフロー式粒子像分析装置(商品名「FPIA」、マルバーン社製)にてをカウントした。
<Number of particles>
Each composition of Example and Comparative Example was placed in a 100 mL bloom bottle and allowed to stand in an environment of 45 ° C. for 7 days. Then, 90 mL of the supernatant was removed, and the remaining 10 mL of the composition was diluted 500-fold with PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) to prepare an evaluation solution. The number of particles of 10 μm or more contained in 10 ml of this evaluation liquid was counted by a flow-type particle image analyzer (trade name “FPIA”, manufactured by Malvern).

<分光(遮光性)>
厚さ0.7mm、10cm角のガラス板(EagleXG、Corning)上に、膜厚1.0μmとなる回転数にてスピンコートにより組成物を塗布して塗布膜を形成し、ホットプレート上において、塗布膜を100℃、2minの熱処理をすることにより、乾燥膜を得た。得られた乾燥膜に対し、分光光度計U−4100(日立ハイテクノロジーズ社製)によりOD(光学濃度)を測定した。波長400〜1200nmにおける最低ODに基づいて、以下の基準により分光(遮光性)の評価を行った。このとき、組成物の組成を調製することにより、塗布液固形分中の50質量%が顔料とした。
「A」:最低OD>2.5
「B」:2.5≧最低OD>2.3
「C」:2.3≧最低OD>2.1
「D」:2.1≧最低OD
<Spectroscopic (light-shielding)>
The composition is applied by spin coating on a 0.7 mm thick, 10 cm square glass plate (EagleXG, Corning) at a rotation speed of 1.0 μm to form a coating film, which is then placed on a hot plate. A dry film was obtained by heat-treating the coating film at 100 ° C. for 2 minutes. The OD (optical density) of the obtained dried film was measured with a spectrophotometer U-4100 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Based on the minimum OD at a wavelength of 400 to 1200 nm, the spectroscopy (light-shielding property) was evaluated according to the following criteria. At this time, by preparing the composition of the composition, 50% by mass in the solid content of the coating liquid was used as the pigment.
"A": Minimum OD> 2.5
"B": 2.5 ≥ minimum OD> 2.3
"C": 2.3 ≥ minimum OD> 2.1
"D": 2.1 ≥ minimum OD

<経時粘度安定性>
実施例及び比較例の組成物を23℃において10日間保存した後、7℃において90日間保存した。また、保存前後の各組成物の粘度を、E型粘度計(東機産業社製、商品名「R85形粘度計」)を用いて回転数10rpm、23℃の条件にて測定した。そして、[{(経時後の粘度−調液直後の粘度)/調液直後の粘度}×100]の値(%)を算出した。評価基準は以下の通りである。
「A」:±3%以内
「B」:±3%超、±5%以内
「C」:±5超%、±10%以内
「D」:±10%超
<Viscosity stability over time>
The compositions of Examples and Comparative Examples were stored at 23 ° C. for 10 days and then at 7 ° C. for 90 days. The viscosity of each composition before and after storage was measured using an E-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., trade name "R85 type viscometer") under the conditions of a rotation speed of 10 rpm and 23 ° C. Then, the value (%) of [{(viscosity after aging-viscosity immediately after liquid preparation) / viscosity immediately after liquid preparation} × 100] was calculated. The evaluation criteria are as follows.
"A": within ± 3% "B": over ± 3%, within ± 5% "C": over ± 5%, within ± 10% "D": over ± 10%

<リワーク性>
実施例及び比較例の各組成物を用いて、各組成物の塗布膜の乾燥膜厚が0.7μmになるように、表面に電極パターン(銅)が形成されたシリコンウエハの電極パターン上に、各組成物をスピンコート塗布した。その後、10分間そのままの状態で待機させ、100℃のホットプレートを用いて、各組成物が塗布されたシリコンウエハに対して120秒間加熱処理(プリベーク)を行い、塗布膜を形成した。
次いで、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を使用して365nmの波長でパターンが20μm四方のIslandパターンマスクを通して、500mJ/cmの露光量で塗布膜を露光した。
なお、実施例及び比較例の各組成物は、露光部が硬化するネガ型の感光性樹脂組成物である。
その後、露光された塗布膜が形成されているシリコンウエハ基板をスピンシャワー現像機(DW−30型、(株)ケミトロニクス製)の水平回転テーブル上に載置し、CD−2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製、有機アルカリ液現像液)を用いて23℃で60秒間パドル現像を行った。
次いで、パドル現像後のシリコンウエハを真空チャック方式で上記水平回転テーブルに固定し、回転装置によってシリコンウエハ基板を回転数50rpmで回転させつつ、その回転中心の上方より純水を噴出ノズルからシャワー状に供給してリンス処理を行い、その後スプレー乾燥し、額縁状のパターンを有するウエハを形成した。
<Reworkability>
Using each of the compositions of Examples and Comparative Examples, the electrode pattern (copper) was formed on the surface of the electrode pattern of the silicon wafer so that the dry film thickness of the coating film of each composition was 0.7 μm. , Each composition was spin-coated. Then, the silicon wafer on which each composition was coated was heat-treated (prebaked) for 120 seconds using a hot plate at 100 ° C. to form a coating film.
Next, the coating film was exposed at an exposure amount of 500 mJ / cm 2 through an Island pattern mask having a pattern of 20 μm square at a wavelength of 365 nm using an i-line stepper exposure apparatus FPA-3000i5 + (manufactured by Canon Inc.).
Each of the compositions of Examples and Comparative Examples is a negative type photosensitive resin composition in which the exposed portion is cured.
After that, the silicon wafer substrate on which the exposed coating film was formed was placed on a horizontal rotary table of a spin shower developer (DW-30 type, manufactured by Chemitronics Co., Ltd.), and CD-2000 (Fujifilm Electronics Co., Ltd.) was placed. Paddle development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using an organic alkaline developer (manufactured by Materials Co., Ltd.).
Next, the silicon wafer after paddle development is fixed to the horizontal rotary table by a vacuum chuck method, and while rotating the silicon wafer substrate at a rotation speed of 50 rpm by a rotating device, pure water is ejected from above the center of rotation in a shower shape. Was supplied to the wafer and rinsed, and then spray-dried to form a wafer having a frame-like pattern.

次いで、得られた額縁状のパターンを有するウエハを、85℃のTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)25%水溶液に5時間浸漬して、2LのDIW(純水)槽に室温にて2分間浸漬することでリンス処理を行った。得られた洗浄後ウエハからの額縁状のパターンの除去状態を光学顕微鏡(オリンパス社製、商品名「LEXT OLS4500」)により観察することで、リワーク性の評価を行った。評価基準は以下の通りである。
「A」:パターンが観察されない
「B」:パターン形成領域の5%以下に粒子状の除去残渣が観察される
「C」:パターン形成面積の5%超10%以下に粒子状の除去残渣が観察される
「D」:パターン形成面積の10%超に粒子状の除去残渣が観察されるか、若しくは、パターン若しくはパターンの一部が観察される
Next, the obtained wafer having a frame-like pattern is immersed in a 25% aqueous solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide) at 85 ° C. for 5 hours, and immersed in a 2 L DIW (pure water) tank at room temperature for 2 minutes. Rinse treatment was performed by doing so. The reworkability was evaluated by observing the state of removal of the frame-shaped pattern from the obtained washed wafer with an optical microscope (manufactured by Olympus Corporation, trade name "LEXT OLS4500"). The evaluation criteria are as follows.
"A": No pattern is observed "B": Particle-like removal residue is observed in 5% or less of the pattern-forming region "C": Particle-like removal residue is observed in more than 5% and 10% or less of the pattern-forming area. Observed "D": Particle-like removal residue is observed in more than 10% of the pattern formation area, or a pattern or a part of the pattern is observed.

<耐熱性>
厚さ0.7mm、10cm角のガラス板(EagleXG、Corning)上に、膜厚1.0μmとなる回転数にてスピンコートにより組成物を塗布して塗布膜を形成し、ホットプレート上において、塗布膜を100℃、2minの熱処理をすることにより、乾燥膜を得た。得られた乾燥膜に対し、分光光度計U−4100(日立ハイテクノロジーズ社製)によりOD(光学濃度)を測定した。波長400〜1200nmにおける最低ODに基づいて、分光(遮光性)の評価を行い、耐熱試験前最低ODとした。乾燥膜を265℃のホットプレート上で10分間加熱処理し、上記と同様に分光評価を行い、耐熱試験後最低ODを得た。耐熱試験での分光変動量を下記式により算出し、評価した。
「変動量={(耐熱試験後最低OD−耐熱試験前最低OD)/耐熱試験前最低OD}×100」
「A」:±3%以内
「B」:±3%超、±5%以内
「C」:±5超%、±10%以内
「D」:±10%超
<Heat resistance>
The composition is applied by spin coating on a 0.7 mm thick, 10 cm square glass plate (EagleXG, Corning) at a rotation speed of 1.0 μm to form a coating film, which is then placed on a hot plate. A dry film was obtained by heat-treating the coating film at 100 ° C. for 2 minutes. The OD (optical density) of the obtained dried film was measured with a spectrophotometer U-4100 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Spectroscopy (light-shielding property) was evaluated based on the minimum OD at a wavelength of 400 to 1200 nm, and the minimum OD before the heat resistance test was used. The dried film was heat-treated on a hot plate at 265 ° C. for 10 minutes, and spectroscopic evaluation was performed in the same manner as described above to obtain the minimum OD after the heat resistance test. The amount of spectral fluctuation in the heat resistance test was calculated by the following formula and evaluated.
"Variation amount = {(minimum OD after heat resistance test-minimum OD before heat resistance test) / minimum OD before heat resistance test} x 100"
"A": within ± 3% "B": over ± 3%, within ± 5% "C": over ± 5%, within ± 10% "D": over ± 10%

<パターニング性(解像性)>
実施例及び比較例の組成物を用いて、スピンコーターにより、イメージセンサーデバイス基板上に塗膜を形成した。次いで、得られた塗膜に対して、ホットプレート上で100℃、2minのプリベーク処理を行った。続いて、i線露光装置(FPA、キヤノン製)を用いて上記プリベーク処理を経た塗膜を露光し、更に現像することにより、基板上の受光部外周部分にダイシングライン及び電極部以外を被覆する遮光膜を形成すると同時に、基板上に20μmの線幅を有するアライメントマークを20個形成した。
光学顕微鏡を用い、形成したアライメントマークの個数を観察することで、解像性の評価を行った。
「A」: マークが20個形成できた。
「B」: マークが19個形成できた。
「C」: マークが18個形成できた。
「D」: マークが17個以下形成できた。
<Patterning property (resolution)>
Using the compositions of Examples and Comparative Examples, a coating film was formed on the image sensor device substrate by a spin coater. Next, the obtained coating film was prebaked at 100 ° C. for 2 minutes on a hot plate. Subsequently, the coating film that has undergone the prebaking treatment is exposed using an i-line exposure apparatus (FPA, manufactured by Canon), and further developed to cover the outer peripheral portion of the light receiving portion on the substrate except for the dicing line and the electrode portion. At the same time as forming the light-shielding film, 20 alignment marks having a line width of 20 μm were formed on the substrate.
The resolution was evaluated by observing the number of formed alignment marks using an optical microscope.
"A": 20 marks were formed.
"B": 19 marks were formed.
"C": 18 marks were formed.
"D": 17 or less marks could be formed.

以上の評価試験の評価結果を、第1表に示す。

Figure 2021128345
The evaluation results of the above evaluation tests are shown in Table 1.
Figure 2021128345

第1表の結果から、実施例1〜21の組成物から形成された遮光膜は、高い遮光性能を示すことが確認された。一方、比較例1の組成物から形成された遮光膜は、要求される遮光性能を満たさなかった。 From the results in Table 1, it was confirmed that the light-shielding film formed from the compositions of Examples 1 to 21 exhibited high light-shielding performance. On the other hand, the light-shielding film formed from the composition of Comparative Example 1 did not satisfy the required light-shielding performance.

実施例1、6、7及び8を対比すると、黒色染料の含有量が、窒化物又は酸窒化物を含有する顔料に対して質量比で0.3以下(好ましくは0.25以下、より好ましくは0.2以下)であることにより、リワーク性がより向上することが示された。 Comparing Examples 1, 6, 7 and 8, the content of the black dye is 0.3 or less (preferably 0.25 or less, more preferably 0.25 or less) by mass ratio with respect to the nitride or the pigment containing the oxynitride. It was shown that the reworkability was further improved when the value was 0.2 or less.

実施例1、4及び5を対比すると、黒色染料が重合性基を有することにより、リワーク性、耐熱性及びパターニング性がより向上することが示された。また、アゾ系染料を用いた実施例5においては、耐熱性が優れていることが確認された。 Comparing Examples 1, 4 and 5, it was shown that the black dye having a polymerizable group further improved the reworkability, heat resistance and patterning property. Further, in Example 5 using the azo dye, it was confirmed that the heat resistance was excellent.

実施例1、9〜12を対比すると、分散剤の酸価を50mgKOH/g以上とすることにより、液中のパーティクル量をより低減できることが示された。特に、実施例1では、疎水的な成分であるベンジルメタクリレートを含む分散剤Aを用いたことにより、液中のパーティクル量がより少なく、更にパターニング性にも優れていることが示された。 Comparing Examples 1 and 9 to 12, it was shown that the amount of particles in the liquid can be further reduced by setting the acid value of the dispersant to 50 mgKOH / g or more. In particular, in Example 1, it was shown that the amount of particles in the liquid was smaller and the patterning property was also excellent by using the dispersant A containing benzyl methacrylate, which is a hydrophobic component.

実施例1、16及び17を対比すると、組成物全質量に対する固形分量が10〜40質量%である場合、パーティクル量がより低減し、経時的安定性がより良好となることが示された。また、実施例13、14及び15の結果から、組成物全質量に対する固形分量が12質量%以上である場合に、得られる遮光膜の遮光性能がより向上することが示された。 Comparing Examples 1, 16 and 17, it was shown that when the solid content with respect to the total mass of the composition was 10 to 40% by mass, the amount of particles was further reduced and the stability over time was better. Further, from the results of Examples 13, 14 and 15, it was shown that the light-shielding performance of the obtained light-shielding film was further improved when the solid content with respect to the total mass of the composition was 12% by mass or more.

実施例1、20及び21を対比すると、顔料の含有量が固形分量に対して30質量%以上である場合、得られる遮光膜の遮光性能がより向上し、更に耐熱性も向上することが示された。一方、顔料の含有量が固形分量に対して70質量%以下である場合、リワーク性及びパターニング性がより向上することが示された。 Comparing Examples 1, 20 and 21, it is shown that when the pigment content is 30% by mass or more with respect to the solid content, the light-shielding performance of the obtained light-shielding film is further improved, and the heat resistance is also improved. Was done. On the other hand, it was shown that when the content of the pigment was 70% by mass or less with respect to the solid content, the reworkability and the patterning property were further improved.

(実施例22)
実施例1にて染料Aを用いた代わりに重合性黒色染料「RDW−K01」(和光純薬工業株式会社製)を用いたこと以外は同様として組成物を調製し、評価を行ったところ、実施例1と同等の性能を有することが分かった。
(Example 22)
A composition was prepared and evaluated in the same manner except that the polymerizable black dye "RDW-K01" (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of the dye A in Example 1. It was found to have the same performance as in Example 1.

(実施例23)
実施例1にて染料Aを用いた代わりに、染料Aと重合性黒色染料「RDW−K01」(和光純薬工業株式会社製)を用い、質量比で1:1として使用したこと以外は同様として組成物を調製し、評価を行ったところ、実施例1と同等の性能を有することが分かった。
(Example 23)
The same applies except that the dye A and the polymerizable black dye "RDW-K01" (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were used instead of the dye A in Example 1 and used at a mass ratio of 1: 1. When the composition was prepared and evaluated, it was found to have the same performance as that of Example 1.

(実施例24)
実施例4にて染料Bを用いた代わりに、染料Bと重合性黒色染料「RDW−K01」(和光純薬工業株式会社製)を用い、質量比で1:1として使用したこと以外は同様として組成物を調製し、評価を行ったところ、実施例4よりもより優れた評価が得られ、具体的にはリワーク性評価、耐熱性評価、パターニング性評価がいずれも「B」となることが分かった。
(Example 24)
The same applies except that the dye B and the polymerizable black dye "RDW-K01" (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were used instead of the dye B in Example 4, and the mass ratio was 1: 1. When the composition was prepared and evaluated, a better evaluation than that of Example 4 was obtained. Specifically, the reworkability evaluation, the heat resistance evaluation, and the patterning property evaluation were all "B". I understood.

(実施例25)
実施例1において、TiN−1を用いた代わりに、TiN−1とカーボンブラック(商品名「カラーブラック S170」、デグサ社製、平均一次粒子径17nm、BET比表面積200m2/g、ガスブラック方式により製造されたカーボンブラック)を用い、質量比で7:3として使用したこと以外は同様として組成物を調製し、評価を行ったところ、実施例1と同等の性能を有することが分かった。
(Example 25)
In Example 1, instead of using TiN-1, TiN-1 and carbon black (trade name "Color Black S170", manufactured by Degussa, average primary particle diameter 17 nm, BET specific surface area 200 m 2 / g, gas black method) The composition was prepared and evaluated in the same manner except that it was used in a mass ratio of 7: 3, and it was found that the composition had the same performance as that of Example 1.

(実施例26)
実施例1において、TiN−1を用いた代わりに、TiN−1とピグメントイエロー150(Hangzhou Star-up Pigment Co., Ltd.製、商品名6150顔料黄5GN)を用い、質量比で9:1として使用したこと以外は同様として組成物を調製し、評価を行ったところ、実施例1と同等の性能を有することが分かった他、さらに黒味の濃い遮光膜が得られることが分かった。この結果から、他の有機顔料や、有彩色染料と併用しても本願所望の効果が得られることが推定される。
(Example 26)
In Example 1, instead of using TiN-1, TiN-1 and Pigment Yellow 150 (manufactured by Hangzhou Star-up Pigment Co., Ltd., trade name 6150 Pigment Yellow 5GN) were used, and the mass ratio was 9: 1. When the composition was prepared and evaluated in the same manner except that it was used as in Example 1, it was found that the composition had the same performance as that of Example 1, and that a light-shielding film having a deeper black tint could be obtained. From this result, it is presumed that the desired effect of the present application can be obtained even when used in combination with other organic pigments or chromatic dyes.

Claims (20)

無機顔料と、黒色染料と、を含む組成物。 A composition containing an inorganic pigment and a black dye. 前記無機顔料が、窒化物又は酸窒化物を含有する顔料である請求項1に記載の組成物。 The composition according to claim 1, wherein the inorganic pigment is a pigment containing a nitride or an oxynitride. 前記黒色染料が重合性基を有する、請求項1又は請求項2に記載の組成物。 The composition according to claim 1 or 2, wherein the black dye has a polymerizable group. 前記重合性基がアクリロイル基又はメタクリロイル基である、請求項3に記載の組成物。 The composition according to claim 3, wherein the polymerizable group is an acryloyl group or a methacryloyl group. 前記黒色染料がキサンテン系染料又はアゾ系染料である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the black dye is a xanthene dye or an azo dye. 前記黒色染料が染料多量体である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the black dye is a dye multimer. 更に、分散剤を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 6, further comprising a dispersant. 前記分散剤の酸価が50mgKOH/g以上である、請求項7に記載の組成物。 The composition according to claim 7, wherein the acid value of the dispersant is 50 mgKOH / g or more. 前記分散剤が、ポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリアクリル酸メチル及びポリメタクリル酸メチルからなる群より選択される少なくとも1種の構造を有する、請求項7又は請求項8に記載の組成物。 The composition according to claim 7 or 8, wherein the dispersant has at least one structure selected from the group consisting of polycaprolactone, polyvalerolactone, methyl polyacrylate and polymethyl methacrylate. 更に、重合性化合物と、重合開始剤と、を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 9, further comprising a polymerizable compound and a polymerization initiator. 更に、有機溶剤を含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 10, further comprising an organic solvent. 更に、アルカリ可溶性樹脂を含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 11, further comprising an alkali-soluble resin. 前記黒色染料の含有量が、前記無機顔料の含有量に対して質量比で0.3以下である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 12, wherein the content of the black dye is 0.3 or less by mass ratio with respect to the content of the inorganic pigment. 組成物全質量に対する固形分量が10〜40質量%である、請求項1〜13のいずれか1項に記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 13, wherein the solid content is 10 to 40% by mass with respect to the total mass of the composition. 前記無機顔料の含有量が、固形分量に対して30〜70質量%である、請求項1〜14のいずれか1項に記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 14, wherein the content of the inorganic pigment is 30 to 70% by mass with respect to the solid content. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の組成物を用いて得られる、硬化膜。 A cured film obtained by using the composition according to any one of claims 1 to 15. 請求項16に記載の硬化膜を有する、カラーフィルタ。 A color filter having the cured film according to claim 16. 請求項16に記載の硬化膜を有する、遮光膜。 A light-shielding film having the cured film according to claim 16. 請求項16に記載の硬化膜を有する、固体撮像装置。 A solid-state image sensor having the cured film according to claim 16. 請求項16に記載の硬化膜を有する、画像表示装置。 An image display device having the cured film according to claim 16.
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