JP5283532B2 - Method for producing dye-containing curable composition, color filter, method for producing the same, and solid-state imaging device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a dye-containing curable composition capable of restraining generation of a film defect derived from a dye. <P>SOLUTION: The manufacturing method comprises a heating step of heating a dye solution prepared by blending at least an organic solvent-soluble dye and an organic solvent to 60-100&deg;C, a temperature lowering step of lowering the temperature of the dye solution after heating to a 20-40&deg;C range, and a blending step of further adding to the dye solution after the temperature lowering step a polymerization initiator and a polymerizable compound so as to be blended therewith within 12 hours from the termination of the temperature lowering operation. The content of the organic solvent-soluble dye with respect to the total mass is 30 mass% or more. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、染料を含有する染料含有硬化性組成物の製造方法、並びにこれを用いたカラーフィルタ及びその製造方法、及び固体撮像素子   The present invention relates to a method for producing a dye-containing curable composition containing a dye, a color filter using the same, a method for producing the same, and a solid-state imaging device

液晶表示素子(LCD等)や固体撮像素子(CCD、CMOS等)に用いられるカラーフィルタを作製する方法として、顔料分散法が広く知られている。   As a method for producing a color filter used for a liquid crystal display element (LCD or the like) or a solid-state image pickup element (CCD or CMOS), a pigment dispersion method is widely known.

顔料分散法は、顔料を種々の感光性組成物に分散させた着色感光性組成物を用いてフォトリソ法によってカラーフィルタを作製する方法である。これは、フォトリソ法によってパターニングするため、位置精度が高く、大画面、高精細のカラーフィルタを作製するのに好適な方法とされている。顔料分散法によりカラーフィルタを作製する場合、ガラス基板上に感光性組成物をスピンコーターやロールコーター等により塗布して塗膜を形成し、該塗膜をパターン露光・現像することによって着色画素が形成され、この操作を各色毎に繰り返し行なうことでカラーフィルタが得られる。   The pigment dispersion method is a method for producing a color filter by a photolithography method using a colored photosensitive composition in which a pigment is dispersed in various photosensitive compositions. This is a method suitable for producing a color filter with high positional accuracy, a large screen, and high definition because patterning is performed by a photolithography method. When a color filter is produced by a pigment dispersion method, a photosensitive composition is applied on a glass substrate by a spin coater or a roll coater to form a coating film, and a colored pixel is formed by pattern exposure and development of the coating film. The color filter is obtained by repeating this operation for each color.

顔料を用いたカラーフィルタを設けて液晶表示素子や固体撮像素子等の表示素子を作製する場合、コントラスト向上の点から、より微小な粒子サイズの顔料が求められるようになっている(例えば、特許文献1参照)。これは、顔料による光の散乱、複屈折等で偏光軸が回転してしまうとの要因によるものである。顔料の微細化が不充分であると、顔料により光が散乱、吸収され、光透過率が低下し、コントラストが低くなり、更にはパターン露光時の硬化感度が低下してしまう。   In the case of producing a display element such as a liquid crystal display element or a solid-state imaging element by providing a color filter using a pigment, a pigment having a finer particle size is required from the viewpoint of improving contrast (for example, patents). Reference 1). This is due to a factor that the polarization axis rotates due to light scattering, birefringence, and the like by the pigment. If the pigment is not sufficiently refined, light is scattered and absorbed by the pigment, the light transmittance is lowered, the contrast is lowered, and further, the curing sensitivity at the time of pattern exposure is lowered.

特に、固体撮像素子用のカラーフィルタにおいては、近年、更なる高精細化が望まれているため、従来より行なわれている顔料分散系では、解像度を更に向上させることが困難な状況にある。つまり、顔料の粗大粒子の影響で色ムラが発生する等の問題がある。そのため、顔料分散系は、固体撮像素子のような画素サイズが1.5〜3.0μm角となるような微細パターンが要求される用途には適さなかった。   In particular, in color filters for solid-state image sensors, in recent years, further higher definition has been desired. Therefore, it is difficult to further improve the resolution with a conventional pigment dispersion system. That is, there is a problem that color unevenness occurs due to the influence of coarse pigment particles. Therefore, the pigment dispersion system is not suitable for applications requiring a fine pattern with a pixel size of 1.5 to 3.0 μm square, such as a solid-state imaging device.

このような状況に対応して、従来から顔料に代えて染料を使用する技術が提案されている。さらに近年では、固体撮像素子に使用されるカラーフィルタにおいて、高集光性及び光色分離性による画質向上の観点から、着色パターンの薄膜化(例えば厚み1μm以下)が要求されており、薄膜化するためには色濃度の点から染料濃度を高める必要がある。その一方、染料濃度を高めると、染料が晶出する等、塗布時に染料起因の塗布欠陥が生じやすくなり、カラーフィルタを作製する際の歩留まりの低下が指摘されている。塗布欠陥以外にも、感度低下により低露光量領域でパターンが剥離し易くなったり、フォトリソ性に寄与する成分の相対量が減るために熱ダレや現像時の溶出等により所望の形状や色濃度が得られない等の問題もある。   In response to such a situation, techniques for using dyes instead of pigments have been proposed. Further, in recent years, color filters used in solid-state imaging devices have been required to have thin colored patterns (for example, a thickness of 1 μm or less) from the viewpoint of improving image quality due to high light condensing properties and light color separation properties. Therefore, it is necessary to increase the dye density in terms of color density. On the other hand, it has been pointed out that when the concentration of the dye is increased, a coating defect due to the dye is likely to occur at the time of coating, such as crystallization of the dye, resulting in a decrease in yield when producing the color filter. In addition to coating defects, patterns can be easily peeled off at low exposure areas due to sensitivity reduction, and the relative amount of components that contribute to photolithographic properties decreases. There is also a problem that cannot be obtained.

このような問題を解消するための方法として、従来より開始剤の種類を選択したり、開始剤の添加量を増量する等の種々の方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   As methods for solving such problems, various methods have been proposed in the past, such as selecting the type of initiator and increasing the amount of initiator added (for example, see Patent Document 2).

特開2000−321763号公報JP 2000-321863 A 特開2005−316012号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-316012

しかしながら、パターンの剥離や熱ダレ、形状・色濃度の問題はある程度解消されるものの、染料濃度を高めた塗布液を用いた場合に生じやすい染料起因(結晶など)の膜欠陥までは解消することはできず、依然としてカラーフィルタ等の製品の歩留まりの低下が改善されない状況にあった。   However, although problems such as pattern peeling, thermal sag, shape and color density can be solved to some extent, film defects caused by dyes (crystals, etc.) that are likely to occur when using a coating solution with a higher dye concentration should be eliminated. However, the decrease in the yield of products such as color filters has not been improved.

本発明は、上記に鑑みなされたものであり、染料起因の膜欠陥の発生を抑制することができる染料含有硬化性組成物の製造方法、膜欠陥が少なく歩留まりの低下が防止されたカラーフィルタ及びその製造方法、並びに色再現性に優れた固体撮像素子を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above, a method for producing a dye-containing curable composition capable of suppressing the occurrence of film defects caused by dyes, a color filter with few film defects and in which a decrease in yield is prevented, and An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device excellent in the manufacturing method and color reproducibility, and to achieve the object.

前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 少なくとも有機溶剤可溶性染料と有機溶剤とを混合した染料溶液を60〜100℃に加熱する加熱工程と、加熱後の前記染料溶液を20〜40℃の範囲に降温する降温工程と、降温後の前記染料溶液に、降温終了から12時間以内にさらに光重合開始剤と重合性化合物とを混合する混合工程と、を有し、全固形分質量中における前記有機溶剤可溶性染料の含有率が30質量%以上である硬化性組成物を作製する染料含有硬化性組成物の製造方法である。
Specific means for achieving the above object are as follows.
<1> A heating step of heating a dye solution in which at least an organic solvent-soluble dye and an organic solvent are mixed to 60 to 100 ° C, a temperature lowering step of lowering the temperature of the dye solution after heating to a range of 20 to 40 ° C, and a temperature lowering And a mixing step of further mixing the photopolymerization initiator and the polymerizable compound within 12 hours from the end of the temperature drop, and the content of the organic solvent-soluble dye in the total solid mass is It is a manufacturing method of the dye containing curable composition which produces the curable composition which is 30 mass% or more.

<2> 前記有機溶剤可溶性染料が、フタロシアニン系染料であることを特徴とする前記<1>に記載の染料含有硬化性組成物の製造方法である。   <2> The method for producing a dye-containing curable composition according to <1>, wherein the organic solvent-soluble dye is a phthalocyanine dye.

<3> 前記<1>又は前記<2>に記載の染料含有硬化性組成物の製造方法により作製された染料含有硬化性組成物を用いて形成されたカラーフィルタである。   <3> A color filter formed using the dye-containing curable composition produced by the method for producing a dye-containing curable composition according to <1> or <2>.

<4> 前記<1>又は前記<2>に記載の染料含有硬化性組成物の製造方法により作製された染料含有硬化性組成物を支持体上に塗布後、塗布形成された塗布膜を露光し、現像してパターンを形成する工程を有するカラーフィルタの製造方法である。   <4> After the dye-containing curable composition produced by the method for producing a dye-containing curable composition according to <1> or <2> is applied on a support, the coating film formed by coating is exposed. And a method for producing a color filter having a step of developing and forming a pattern.

<5> 前記<4>に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子である。   <5> A solid-state imaging device including the color filter according to <4>.

本発明によれば、染料起因の膜欠陥の発生を抑制することができる染料含有硬化性組成物の製造方法を提供することができる。また、
本発明によれば、膜欠陥が少なく歩留まりの低下が防止されたカラーフィルタ及びその製造方法を提供することができる。さらに、
本発明によれば、色再現性に優れた固体撮像素子を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the dye containing curable composition which can suppress generation | occurrence | production of the film | membrane defect resulting from dye can be provided. Also,
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the color filter with few film defects and the fall of the yield was prevented, and its manufacturing method can be provided. further,
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solid-state image sensor excellent in color reproducibility can be provided.

以下、本発明の染料含有硬化性組成物の製造方法について詳細に説明すると共に、本発明のカラーフィルタ及びその製造方法並びに固体撮像素子についても詳述することとする。   Hereinafter, the manufacturing method of the dye-containing curable composition of the present invention will be described in detail, and the color filter of the present invention, the manufacturing method thereof, and the solid-state imaging device will be described in detail.

<染料含有硬化性組成物の製造方法>
本発明の染料含有硬化性組成物の製造方法は、有機溶剤可溶性染料を全固形分質量に対して30質量%以上の比較的高い割合で含有する染料含有硬化性組成物を作製するものであり、少なくとも有機溶剤可溶性染料と有機溶剤とを混合した染料溶液を60〜100℃に加熱する加熱工程と、加熱後の前記染料溶液を20〜40℃の範囲に降温する降温工程と、降温後の前記染料溶液に、降温終了から12時間以内にさらに光重合開始剤と重合性化合物とを混合する混合工程と、を設けて構成したものである。
<Method for producing dye-containing curable composition>
The method for producing a dye-containing curable composition of the present invention is to produce a dye-containing curable composition containing an organic solvent-soluble dye in a relatively high proportion of 30% by mass or more with respect to the total solid mass. A heating step of heating a dye solution in which at least an organic solvent-soluble dye and an organic solvent are mixed to 60 to 100 ° C., a temperature lowering step of lowering the temperature of the dye solution after heating to a range of 20 to 40 ° C., and The dye solution is further provided with a mixing step of mixing the photopolymerization initiator and the polymerizable compound within 12 hours from the end of the temperature decrease.

本発明においては、硬化性組成物の調製に際し、初めに有機溶剤可溶性染料と有機溶剤とを混合した染料溶液を所定の温度範囲で加熱した後、所定温度範囲まで降温し、降温終了時点から所定時間が経過する前に光重合開始剤及び重合性化合物を加えるようにすると、染料濃度が全固形分質量の30質量%以上となる組成でも、染料の晶出等に伴なうパーティクルの発生が減少するので、塗布膜を形成したときの塗布欠陥を防止でき、面内均一性に優れた膜面が得られる。これにより、例えばカラーフィルタなどの着色膜を作製した場合の製品の歩留まりの低下が抑えられ、ひいては画像表示した際の色再現性を高めることができる。   In the present invention, at the time of preparing the curable composition, a dye solution in which an organic solvent-soluble dye and an organic solvent are mixed is first heated in a predetermined temperature range, and then the temperature is decreased to a predetermined temperature range. If a photopolymerization initiator and a polymerizable compound are added before the time has elapsed, even if the dye concentration is 30% by mass or more of the total solid content, generation of particles due to crystallization of the dye occurs. Therefore, the coating defects can be prevented when the coating film is formed, and a film surface excellent in in-plane uniformity can be obtained. Thereby, for example, a decrease in product yield when a colored film such as a color filter is produced can be suppressed, and as a result, color reproducibility when an image is displayed can be improved.

−加熱工程−
加熱工程は、少なくとも有機溶剤可溶性染料と有機溶剤とを混合して得られた染料溶液を60〜100℃に加熱する。本発明においては、加熱を行なわないと必然的に降温処理も必要がなく、染料が有機溶剤に可溶でありながら、あえて加熱処理を加えることにより、パーティクル発生等による面欠陥の発生が防止される。特に加熱時の温度が60〜100℃の範囲であると、欠陥の発生防止効果が大きく、面内均一性をより効果的に向上させることができる。
-Heating process-
In the heating step, a dye solution obtained by mixing at least an organic solvent-soluble dye and an organic solvent is heated to 60 to 100 ° C. In the present invention, if the heating is not performed, there is no necessity for the temperature lowering treatment, and the dye is soluble in the organic solvent, but the surface treatment due to the generation of particles is prevented by adding the heat treatment. The In particular, when the temperature during heating is in the range of 60 to 100 ° C., the effect of preventing the occurrence of defects is great, and the in-plane uniformity can be more effectively improved.

加熱温度は、60℃未満であると、染料の晶出等によるパーティクルの発生など面内欠陥が抑えられず、100を超える範囲でも同様に、染料の晶出等によるパーティクルの発生など面内欠陥を抑えることができない。中でも、加熱温度としては、60〜80℃の範囲がより好ましい。
加熱時の昇温速度には、特に制限はなく、適宜選択すればよい。
If the heating temperature is less than 60 ° C., in-plane defects such as generation of particles due to crystallization of dye cannot be suppressed, and in the range exceeding 100, in-plane defects such as generation of particles due to crystallization of dye, etc. Can not be suppressed. Especially, as heating temperature, the range of 60-80 degreeC is more preferable.
There is no restriction | limiting in particular in the temperature increase rate at the time of a heating, What is necessary is just to select suitably.

加熱時間は、加熱温度に応じて異なるが、溶液が濁りなく透明となるまで行なうのが好ましく、具体的には、60℃に達してから1〜60分の範囲が好ましく、60℃に達してから3〜30分の範囲がより好ましい。中でも、加熱は、60℃に達してから60〜90℃で1〜60分間行なうのが好ましく、70℃に達してから70〜80℃で3〜30分間行なうのがより好ましい。   The heating time varies depending on the heating temperature, but it is preferable to carry out until the solution becomes transparent without becoming cloudy. Specifically, the range is from 1 to 60 minutes after reaching 60 ° C, and reaches 60 ° C. The range of 3 to 30 minutes is more preferable. Among them, the heating is preferably performed at 60 to 90 ° C. for 1 to 60 minutes after reaching 60 ° C., and more preferably at 70 to 80 ° C. for 3 to 30 minutes after reaching 70 ° C.

染料溶液の加熱は、例えば、水やオイル等の熱媒を用いた温浴又は熱浴(例:ウォーターバス)、ヒーター、バーナーなどの公知の加熱器を用いて行なうことができる。   The dye solution can be heated using, for example, a known heater such as a warm bath or a heat bath (for example, a water bath) using a heat medium such as water or oil, a heater, or a burner.

本工程における染料溶液中の有機溶剤可溶性染料(d)と有機溶剤(s)との混合割合(d/s)としては、特に制限はないが、10/90〜40/60の範囲が好ましい。この場合、染料含有硬化性組成物とした際に含まれる染料の全量、すなわち染料含有硬化性組成物の全質量に対して10質量%以上となる量を含むことが好ましい。   The mixing ratio (d / s) of the organic solvent-soluble dye (d) and the organic solvent (s) in the dye solution in this step is not particularly limited, but is preferably in the range of 10/90 to 40/60. In this case, it is preferable that the total amount of the dye contained in the dye-containing curable composition, that is, an amount of 10% by mass or more with respect to the total mass of the dye-containing curable composition is included.

次に、染料溶液の調製に用いられる各成分(有機溶剤可溶性染料、有機溶剤等)について説明する。染料溶液には、有機溶剤可溶性染料及び有機溶剤に加え、必要に応じてアルカリ可溶性バインダーなどの他の成分を含んでいてもよい。但し、加熱で反応性が高まる観点から、後の工程で加えられる光重合開始剤及び重合性化合物は、染料溶液の全質量に対して1質量%未満に抑えておくことが好ましく、含まない(0(ゼロ)質量%)ことが好ましい。   Next, each component (an organic solvent soluble dye, an organic solvent, etc.) used for preparation of a dye solution will be described. The dye solution may contain other components such as an alkali-soluble binder, if necessary, in addition to the organic solvent-soluble dye and the organic solvent. However, from the viewpoint of increasing the reactivity by heating, it is preferable that the photopolymerization initiator and the polymerizable compound to be added in the subsequent step should be suppressed to less than 1% by mass with respect to the total mass of the dye solution, and are not included ( 0 (zero) mass%) is preferable.

(有機溶剤可溶性染料)
有機溶剤可溶性染料としては、特に制限はなく、従来よりカラーフィルタ用として公知の染料を用いることができる。有機溶剤可溶性染料の例としては、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、ベンジリデン系、オキソノール系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサンテン系、フタロシアニン系、ベンゾピラン系、インジゴ系、等の染料が挙げられる。好ましくは、フタロシアニン系、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、アンスラピリドン系等の染料が挙げられる。
(Organic solvent soluble dye)
The organic solvent-soluble dye is not particularly limited, and conventionally known dyes for color filters can be used. Examples of organic solvent-soluble dyes include triphenylmethane, anthraquinone, benzylidene, oxonol, cyanine, phenothiazine, pyrrolopyrazole azomethine, xanthene, phthalocyanine, benzopyran, and indigo dyes. Can be mentioned. Preferable examples include phthalocyanine, pyrazole azo, anilinoazo, pyrazolotriazole azo, pyridone azo, and anthrapyridone dyes.

具体的な例として、特開2006−276512号公報の段落番号[0027]〜[0103]に記載の、例えばキサンテン系染料やピラゾロンアゾ系染料、フタロシアニン系染料、ピリドンアゾ系染料、トリアリルメタン系染料などの染料を挙げることができる。また、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、米国特許第4,808,501号明細書、米国特許第5,667,920号明細書、米国特許第5,059,500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号公報等に記載の色素が挙げられる。   Specific examples include, for example, xanthene dyes, pyrazolone azo dyes, phthalocyanine dyes, pyridone azo dyes, triallylmethane dyes described in paragraphs [0027] to [0103] of JP-A-2006-276512. And the like. Also, JP-A 64-90403, JP-A 64-91102, JP-A-1-94301, JP-A-6-11614, Tokuho 2592207, U.S. Pat. No. 4,808,501. Specification, US Pat. No. 5,667,920, US Pat. No. 5,059,500, JP-A-5-333207, JP-A-6-35183, JP-A-6-51115 And dyes described in JP-A-6-194828.

本発明における染料としては、染料が晶出する等の粒子状の析出物(パーティクル)が発生し易く、塗布欠陥の防止効果が顕著に得られる点で、フタロシアニン系染料が好ましい。   As the dye in the present invention, a phthalocyanine-based dye is preferable in that particulate precipitates (particles) such as crystallization of the dye are easily generated and a coating defect preventing effect is remarkably obtained.

前記フタロシアニン系染料としては、例えば、下記一般式(I)で表される化合物が挙げられる。

Figure 0005283532
Examples of the phthalocyanine dyes include compounds represented by the following general formula (I).
Figure 0005283532

前記一般式(I)において、R40、R41、R42、及びR43は、それぞれ独立に、スルホン酸基又はその塩基、スルホンアミド基又は下記一般式(a)で表される置換スルファモイル基を表す。i、j、k、及びmは、それぞれ独立に0〜2の整数を表し、i+j+k+m≦4を満たす。 In the general formula (I), R 40 , R 41 , R 42 , and R 43 are each independently a sulfonic acid group or a base thereof, a sulfonamide group, or a substituted sulfamoyl group represented by the following general formula (a) Represents. i, j, k, and m each independently represent an integer of 0 to 2, and satisfy i + j + k + m ≦ 4.

17HNSO− ・・・一般式(a)
一般式(a)において、R17は、炭素数2〜20のアルキル基、アルキル鎖の炭素数が2〜12のシクロヘキシルアルキル基、アルキル鎖の炭素数が1〜4のアルキルシクロヘキシル基、炭素数2〜12のアルコキシル基で置換された炭素数2〜12のアルキル基、炭素数1〜20のアルキル基で置換されたフェニル基、又はフェニル基で置換された炭素数1〜20のアルキル基、下記一般式(a−1)で表されるアルキルカルボキシルアルキル基、下記一般式(a−2)で表されるアルキルオキシカルボニルアルキル基を表す。
R 17 HNSO 2 −... General formula (a)
In the general formula (a), R 17 is an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cyclohexylalkyl group having 2 to 12 carbon atoms in the alkyl chain, an alkylcyclohexyl group having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl chain, or a carbon number. An alkyl group having 2 to 12 carbon atoms substituted with an alkoxyl group having 2 to 12 carbon atoms, a phenyl group substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with a phenyl group, An alkylcarboxylalkyl group represented by the following general formula (a-1) and an alkyloxycarbonylalkyl group represented by the following general formula (a-2) are represented.

180−CO−O−R181− ・・・一般式(a−1)
一般式(a−1)において、R180は、炭素数2〜12のアルキル基を表し、R181は、炭素数2〜12のアルキレン基を表す。
R 180 -CO-O-R 181 - ··· formula (a-1)
In General Formula (a-1), R 180 represents an alkyl group having 2 to 12 carbon atoms, and R 181 represents an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms.

190−O−CO−R191− ・・・一般式(a−2)
一般式(a−2)において、R190は、炭素数2〜12のアルキル基を表し、R191は、炭素数2〜12のアルキレン基を表す。
R 190 -O-CO-R 191 - ··· formula (a-2)
In General Formula (a-2), R 190 represents an alkyl group having 2 to 12 carbon atoms, and R 191 represents an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms.

前記一般式(I)で表される化合物におけるR40、R41、R42、R43で表されるスルホン酸基は、無置換でもよいし置換基を有していてもよい。 The sulfonic acid group represented by R 40 , R 41 , R 42 and R 43 in the compound represented by the general formula (I) may be unsubstituted or may have a substituent.

前記一般式(I)で表される化合物としては、例えば、C.I.ソルベント・ブルー25(C.I.Solvent Blue 25)、C.I.ソルベント・ブルー55(C.I.Solvent Blue 55)、C.I.ソルベント・ブルー67(C.I.Solvent Blue 67)、C.I.アシッド・ブルー249(C.I.Acid Blue 249)、C.I.ダイレクト・ブルー86(C.I.Direct Blue 86)等が挙げられる。これらは、それぞれ一種単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。
前記一般式(I)で表される化合物は、波長600〜700nmに吸収極大を有する染料である。
Examples of the compound represented by the general formula (I) include C.I. I. Solvent Blue 25 (C.I. Solvent Blue 25), C.I. I. Solvent Blue 55 (C.I. Solvent Blue 55), C.I. I. Solvent Blue 67 (C.I. Solvent Blue 67), C.I. I. Acid Blue 249 (C.I. Acid Blue 249), C.I. I. Direct Blue 86 (CI Direct Blue 86) and the like can be mentioned. These may be used singly or in combination of two or more.
The compound represented by the general formula (I) is a dye having an absorption maximum at a wavelength of 600 to 700 nm.

また、水又はアルカリ現像を行なうレジスト系に構成する場合は、現像によりバインダー及び/又は染料を良好に除去可能であるという点で、酸性染料及びその誘導体の少なくとも一種が好適である。その他、直接染料、塩基性染料、媒染染料、酸性媒染染料、アゾイック染料、分散染料、油溶染料、食品染料、及びこれらの誘導体等の中から適宜少なくとも一種を選択して使用することも有用である。   In the case of forming a resist system that performs water or alkali development, at least one of acid dyes and derivatives thereof is preferable in that the binder and / or dye can be satisfactorily removed by development. In addition, it is also useful to select and use at least one of direct dyes, basic dyes, mordant dyes, acid mordant dyes, azoic dyes, disperse dyes, oil-soluble dyes, food dyes, and derivatives thereof as appropriate. is there.

前記酸性染料は、スルホン酸やカルボン酸やフェノール性水酸基等の酸性基を有する色素であれば、特に制限されものではないが、組成物の調製や現像処理に用いる有機溶剤や現像液に対する溶解性、塩基性化合物との塩形成性、吸光度、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等の必要とされる性能の全てを考慮して選択される。酸性染料の具体例としては、特開2004−295116号公報の段落番号[0040]〜[0048]に記載のものを好適に挙げることができる。   The acidic dye is not particularly limited as long as it is a pigment having an acidic group such as a sulfonic acid, a carboxylic acid, or a phenolic hydroxyl group, but is soluble in an organic solvent or a developer used for preparation of a composition or a development process. The salt is selected in consideration of all the required performances such as salt formation with a basic compound, absorbance, interaction with other components in the curable composition, light resistance, heat resistance and the like. Specific examples of the acid dyes include those described in paragraph numbers [0040] to [0048] of JP-A No. 2004-295116.

酸性染料は、組成物の構成成分として含有する際、調製に用いる有機溶剤に対する溶解性が不十分な場合があるため、酸性染料の誘導体として使用した方がよい場合がある。この酸性染料の誘導体としては、スルホン酸やカルボン酸等の酸性基を有する酸性染料の無機塩、酸性染料と含窒素化合物との塩、酸性染料のスルホンアミド体等を使用することができる。調製される染料含有硬化性組成物の溶液中において溶解可能なものであれば特に限定されないが、有機溶剤や現像処理時に用いる現像液に対する溶解性、吸光度、染料含有硬化性組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等の必要とする性能の全てを考慮して選択される。
前記酸性染料と含窒素化合物との塩は、酸性染料の溶解性改良(有機溶剤への溶解性付与)や耐熱性及び耐光性改良に効果的な場合がある。なお、酸性染料と塩を形成する含窒素化合物、及び酸性染料とアミド結合を形成して酸性染料のスルホンアミド体を得る含窒素化合物については、特開2004−295116号公報の段落番号[0051]〜[0064]の記載を参照することができる。
When the acid dye is contained as a component of the composition, it may be better to use it as a derivative of the acid dye because the acid dye may not be sufficiently soluble in the organic solvent used for the preparation. As the derivative of the acidic dye, an inorganic salt of an acidic dye having an acidic group such as sulfonic acid or carboxylic acid, a salt of an acidic dye and a nitrogen-containing compound, a sulfonamide of an acidic dye, or the like can be used. Although it will not specifically limit if it can melt | dissolve in the solution of the dye containing curable composition to be prepared, the solubility with respect to the developing solution used at the time of an organic solvent or image development processing, light absorbency, other in dye containing curable composition It is selected in consideration of all necessary performance such as interaction with components, light resistance, heat resistance and the like.
The salt of the acidic dye and the nitrogen-containing compound may be effective for improving the solubility of the acidic dye (providing solubility in an organic solvent) and improving the heat resistance and light resistance. In addition, about the nitrogen-containing compound which forms a salt with an acidic dye, and the nitrogen-containing compound which forms an amide bond with an acidic dye and obtains the sulfonamide body of an acidic dye, paragraph number [0051] of Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-295116 Reference can be made to the descriptions of [0064].

染料溶液中における有機溶剤可溶性染料の含有濃度としては、染料含有硬化性組成物中の染料固形分濃度が30質量%以上の高濃度とする観点から、染料溶液の全質量に対して10〜50質量%が好ましく、15〜40質量%がより好ましい。本工程で調製される染料溶液中の染料濃度が前記範囲内であると、固形分濃度30質量%以上の染料濃度を有しながら、塗布時には塗布欠陥の生じにくい染料含有硬化性組成物を調製することができる。   The content concentration of the organic solvent-soluble dye in the dye solution is 10 to 50 with respect to the total mass of the dye solution from the viewpoint that the dye solid content concentration in the dye-containing curable composition is a high concentration of 30% by mass or more. % By mass is preferable, and 15 to 40% by mass is more preferable. When the dye concentration in the dye solution prepared in this step is within the above range, a dye-containing curable composition having a solid concentration of 30% by mass or more and hardly causing coating defects during coating is prepared. can do.

(有機溶剤)
有機溶剤は、各成分の溶解性や染料含有硬化性組成物としたときの塗布性を満足できるものであれば、基本的には特に制限はなく、特に染料、バインダーの溶解性、塗布性、安全性を考慮して選ばれることが好ましい。
(Organic solvent)
The organic solvent is basically not particularly limited as long as it can satisfy the solubility of each component and the coating property when the dye-containing curable composition is used, and particularly the solubility of the dye and the binder, the coating property, It is preferable to select in consideration of safety.

有機溶剤としては、エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸アルキル(例:オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチル等(例えば、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等))、2−オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル))、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル及び2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル(例えば、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等、並びに、エーテル類として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、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、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等、並びに、ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等、並びに、芳香族炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン等が好適に挙げられる。   Examples of organic solvents include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, and ethyl lactate. , Alkyl oxyacetate (eg, methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, butyl oxyacetate (eg, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate)), alkyl 3-oxypropionate Esters (eg, methyl 3-oxypropionate, ethyl 3-oxypropionate, etc. (eg, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, etc.) )), 2- Xylpropionic acid alkyl esters (eg, methyl 2-oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, propyl 2-oxypropionate, etc. (eg, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, 2-methoxy) Propyl propionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate)), methyl 2-oxy-2-methylpropionate and ethyl 2-oxy-2-methylpropionate (eg 2-methoxy-2- Methyl methyl propionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, etc.), methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, etc. And as ethers For example, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, Propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate and the like and ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone and 3-heptanone and aromatic hydrocarbons such as toluene, Xylene and the like are preferred.

これらの有機溶剤は、染料の溶解性及びアルカリ可溶性バインダーを含む場合はその溶解性、塗布面状の改良などの観点から、2種以上を混合することも好ましい。この場合、特に好ましくは、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、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メチルエーテル、及びプロピレングリコールメチルエーテルアセテートから選択される2種以上で構成される混合溶液である。   When these organic solvents contain the solubility of a dye and an alkali-soluble binder, it is also preferable to mix 2 or more types from a viewpoint of the solubility, the improvement of a coating surface shape, etc. In this case, particularly preferably, the above-mentioned methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, ethyl It is a mixed solution composed of two or more selected from carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol methyl ether, and propylene glycol methyl ether acetate.

有機溶剤は、染料溶液中に予め、最終的に得る染料含有硬化性組成物に必要な量を用いてもよいし、そのうちの一部を用い残量を後の工程で加えるようにしてもよい。かかる観点から、有機溶剤の染料溶液中における好ましい含有量は、染料溶液の全質量に対して10〜50質量%であり、より好ましくは、染料含有硬化性組成物としたときの塗布性の観点から、最終的に得られる染料含有硬化性組成物の全固形分濃度が30〜80質量%になる量であり、更には40〜75質量%になる量であり、特には50〜70質量%になる量である。   The organic solvent may be used in advance in the dye solution in an amount necessary for the finally obtained dye-containing curable composition, or a part of the organic solvent may be added in a later step. . From such a viewpoint, the preferable content of the organic solvent in the dye solution is 10 to 50% by mass with respect to the total mass of the dye solution, and more preferably, from the viewpoint of coatability when a dye-containing curable composition is used. From the above, the total solid concentration of the finally obtained dye-containing curable composition is 30 to 80% by mass, more preferably 40 to 75% by mass, and particularly 50 to 70% by mass. Is the amount to be.

−降温工程−
降温工程は、前記加熱工程で加熱した後の染料溶液を20〜40℃の範囲に降温する。加熱後には、光重合開始剤やモノマー成分等を加える前に予め、20〜40℃にまで降温することにより、欠陥の発生防止効果が高まり、面内均一性の向上に寄与する。
-Cooling process-
In the temperature lowering process, the temperature of the dye solution heated in the heating process is decreased to a range of 20 to 40 ° C. After heating, the temperature is lowered to 20 to 40 ° C. in advance before adding a photopolymerization initiator, a monomer component, or the like, thereby increasing the effect of preventing defects and contributing to improvement of in-plane uniformity.

降温後の染料溶液の温度は、20℃未満にまで下げると、染料が液中で析出してしまい、また、40℃を超える範囲に留まると、後の混合工程で光重合開始剤及び重合性化合物を加えた際に反応が進行しやすくなり、染料含有硬化性組成物としたときの経時安定性が低下する。   When the temperature of the dye solution after cooling is lowered to less than 20 ° C., the dye precipitates in the solution, and when it stays in the range exceeding 40 ° C., the photopolymerization initiator and the polymerizability in the subsequent mixing step. When the compound is added, the reaction easily proceeds, and the stability over time when the dye-containing curable composition is obtained is lowered.

降温は、塗布時に塗布欠陥の発生がより生じにくい染料含有硬化性組成物を得る観点から、染料溶液を25〜35℃の範囲に降温することが好ましい。また、降温時の降温速度には、特に制限はなく、適宜選択すればよい。   From the viewpoint of obtaining a dye-containing curable composition in which the occurrence of coating defects is less likely to occur during coating, the temperature is preferably decreased in the range of 25 to 35 ° C. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the temperature fall rate at the time of temperature fall, What is necessary is just to select suitably.

降温処理は、例えば、水等の冷媒を用いた冷浴(例:ウォーターバス)、送風ファン、冷媒循環冷却器、チラー、ペルチェ素子などを用い、あるいは所定の温度環境下に放置することにより行なうことができる。前記冷媒循環冷却器としては、冷媒を循環流通させて冷媒との間で熱交換してインクを冷却する冷却配管を備えた冷媒循環系が挙げられる。   The temperature lowering process is performed, for example, by using a cooling bath (for example, a water bath) using a refrigerant such as water, a blower fan, a refrigerant circulation cooler, a chiller, or a Peltier element, or by leaving it in a predetermined temperature environment. be able to. Examples of the refrigerant circulation cooler include a refrigerant circulation system including a cooling pipe that circulates and circulates the refrigerant and exchanges heat with the refrigerant to cool the ink.

−混合工程−
混合工程では、前記降温工程で降温した後の染料溶液に、降温終了から12時間以内にさらに光重合開始剤と重合性化合物とを混合する。光重合開始剤及び重合性化合物の混合を降温終了時点から12時間以内に行なうことで、染料含有硬化性組成物を塗布した際の塗布欠陥の発生防止効果が向上し、優れた面内均一性が得られる。
-Mixing process-
In the mixing step, the photopolymerization initiator and the polymerizable compound are further mixed into the dye solution having been cooled in the temperature decreasing step within 12 hours from the completion of the temperature decrease. By mixing the photopolymerization initiator and the polymerizable compound within 12 hours from the end of temperature decrease, the effect of preventing the occurrence of coating defects when the dye-containing curable composition is applied is improved, and excellent in-plane uniformity. Is obtained.

降温終了とは、染料溶液の温度が40℃を下回った時点をいう。したがって、染料溶液の温度が40℃を下回った後は、40℃を下回った時点から12時間は20〜40℃の温度範囲内に保たれるように温調される。   The end of temperature reduction means the time when the temperature of the dye solution falls below 40 ° C. Therefore, after the temperature of the dye solution falls below 40 ° C., the temperature is adjusted so that the temperature is maintained within the temperature range of 20 to 40 ° C. for 12 hours from the time when the temperature falls below 40 ° C.

光重合開始剤及び重合性化合物の混合は、より安定的に面欠陥を防ぐ観点から、降温終了から10時間以内とするのが好ましく、より好ましくは降温終了から5時間以内である。   From the viewpoint of more stably preventing surface defects, the mixing of the photopolymerization initiator and the polymerizable compound is preferably within 10 hours from the end of the temperature decrease, and more preferably within 5 hours from the end of the temperature decrease.

(光重合開始剤)
光重合開始剤は、下記の重合性化合物を重合させ得るものであれば、特に制限はなく、特性、開始効率、吸収波長、入手性、コスト等の観点で選ばれるのが好ましい。
(Photopolymerization initiator)
The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it can polymerize the following polymerizable compound, and is preferably selected from the viewpoints of characteristics, initiation efficiency, absorption wavelength, availability, cost, and the like.

光重合開始剤としては、例えば、ハロメチルオキサジアゾール化合物及びハロメチル−s−トリアジン化合物から選択される少なくとも一つの活性ハロゲン化合物、3−アリール置換クマリン化合物、ロフィン2量体、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、オキシム系化合物、等が挙げられる。光重合開始剤の具体例については、特開2004−295116号公報の段落番号[0070]〜[0079]に記載のものが挙げられる。中でも、重合反応が迅速である点等から、オキシム系化合物が好ましい。   Examples of the photopolymerization initiator include at least one active halogen compound selected from a halomethyloxadiazole compound and a halomethyl-s-triazine compound, a 3-aryl-substituted coumarin compound, a lophine dimer, a benzophenone compound, and an acetophenone compound. And derivatives thereof, cyclopentadiene-benzene-iron complex and salts thereof, oxime compounds, and the like. Specific examples of the photopolymerization initiator include those described in paragraph numbers [0070] to [0079] of JP-A No. 2004-295116. Among these, an oxime compound is preferable from the viewpoint of rapid polymerization reaction.

前記オキシム系化合物(以下、「オキシム系光重合開始剤」ともいう)としては、特に限定はなく、例えば、特開2000−80068号公報、WO02/100903A1、特開2001−233842号公報等に記載のオキシム系化合物が挙げられる。
具体的な例としては、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−ブタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−ペンタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−ヘキサンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−ヘプタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(メチルフェニルチオ)フェニル]−1,2−ブタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(エチルフェニルチオ)フェニル]−1,2−ブタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(ブチルフェニルチオ)フェニル]−1,2−ブタンジオン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−メチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−プロプル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−エチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−ブチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノンなどが挙げられる。但し、これらに限定されるものではない。
The oxime compound (hereinafter also referred to as “oxime photopolymerization initiator”) is not particularly limited, and is described in, for example, JP-A No. 2000-80068, WO 02 / 100903A1, and JP-A No. 2001-233842. These oxime compounds are mentioned.
Specific examples include 2- (O-benzoyloxime) -1- [4- (phenylthio) phenyl] -1,2-butanedione, 2- (O-benzoyloxime) -1- [4- (phenylthio). Phenyl] -1,2-pentanedione, 2- (O-benzoyloxime) -1- [4- (phenylthio) phenyl] -1,2-hexanedione, 2- (O-benzoyloxime) -1- [4 -(Phenylthio) phenyl] -1,2-heptanedione, 2- (O-benzoyloxime) -1- [4- (phenylthio) phenyl] -1,2-octanedione, 2- (O-benzoyloxime)- 1- [4- (methylphenylthio) phenyl] -1,2-butanedione, 2- (O-benzoyloxime) -1- [4- (ethylphenylthio) phenyl] -1, -Butanedione, 2- (O-benzoyloxime) -1- [4- (butylphenylthio) phenyl] -1,2-butanedione, 1- (O-acetyloxime) -1- [9-ethyl-6- ( 2-Methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] ethanone, 1- (O-acetyloxime) -1- [9-methyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] ethanone 1- (O-acetyloxime) -1- [9-propyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] ethanone, 1- (O-acetyloxime) -1- [9- Ethyl-6- (2-ethylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] ethanone, 1- (O-acetyloxime) -1- [9-ethyl-6- (2-butylbenzoyl) Such as 9H- carbazol-3-yl] ethanone and the like. However, it is not limited to these.

これらのうち、より少ない露光量で形状(特に固体撮像素子の場合はパターンの矩形性)の良好なパターンが得られる点で、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン等のオキシム−O−アシル系化合物が特に好ましく、具体的には、例えばCGI−124、CGI−242(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等が挙げられる。   Among these, 2- (O-benzoyloxime) -1- [4- (phenylthio) is preferable in that a good pattern (particularly, the rectangular shape of the pattern in the case of a solid-state imaging device) can be obtained with a smaller exposure amount. Oxime-O- such as phenyl] -1,2-octanedione, 1- (O-acetyloxime) -1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] ethanone Acyl compounds are particularly preferred, and specific examples include CGI-124 and CGI-242 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals).

光重合開始剤には、特開2004−295116号公報の段落番号[0078]に記載の増感剤や光安定剤、段落番号[0081]に記載の熱重合防止剤を含有することができる。また、本発明の染料含有硬化性組成物には、上記の光重合開始剤のほかに他の公知の開始剤を使用してもよい。   The photopolymerization initiator can contain a sensitizer and a light stabilizer described in paragraph No. [0078] of JP-A No. 2004-295116, and a thermal polymerization inhibitor described in paragraph No. [0081]. Moreover, you may use another well-known initiator other than said photoinitiator for the dye-containing curable composition of this invention.

光重合開始剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて含有することができる。
染料含有硬化性組成物の全固形分中における光重合開始剤の含有量(2種以上の場合は総含有量)は、本発明による効果をより効果的に得る観点から、3〜20質量%が好ましく、4〜19質量%がより好ましく、5〜18質量%が特に好ましい。
A photoinitiator can be contained individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
The content of the photopolymerization initiator in the total solid content of the dye-containing curable composition (the total content in the case of 2 or more) is 3 to 20% by mass from the viewpoint of more effectively obtaining the effect of the present invention. Is preferable, 4-19 mass% is more preferable, and 5-18 mass% is especially preferable.

(重合性化合物)
重合性化合物としては、例えば、少なくとも一個のエチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性化合物を挙げることができる。具体的には、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物から選ばれる。このような化合物群は当該産業分野において広く知られているものであり、本発明においてはこれらを特に限定なく用いることができる。これらは、例えばモノマー、プレポリマー、すなわち2量体、3量体及びオリゴマー、又はそれらの混合物並びにそれらの(共)重合体などの化学的形態のいずれであってもよい。
(Polymerizable compound)
Examples of the polymerizable compound include addition polymerizable compounds having at least one ethylenically unsaturated double bond. Specifically, it is selected from compounds having at least one terminal ethylenically unsaturated bond, preferably two or more. Such a compound group is widely known in the industrial field, and these can be used without particular limitation in the present invention. These may be in any chemical form such as monomers, prepolymers, ie dimers, trimers and oligomers, or mixtures thereof and their (co) polymers.

前記モノマー及びその(共)重合体の例としては、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、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類、並びにこれらの(共)重合体が挙げられ、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(共)重合体である。また、ヒドロキシル基やアミノ基、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あるいはアミド類と、単官能もしくは多官能イソシアネート類あるいはエポキシ類との付加反応物、及び単官能も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、イソシアネート基や、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あるいはアミド類と単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更にハロゲン基や、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あるいはアミド類と単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、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、ビニ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。   Examples of the monomers and their (co) polymers include unsaturated carboxylic acids (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.), esters thereof, amides, and these (Co) polymers of carboxylic acids, preferably esters of unsaturated carboxylic acids and aliphatic polyhydric alcohol compounds, amides of unsaturated carboxylic acids and aliphatic polyhydric amine compounds, and these (copolymers). ) Polymer. In addition, an addition reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having a nucleophilic substituent such as a hydroxyl group, amino group or mercapto group with a monofunctional or polyfunctional isocyanate or epoxy, and a monofunctional or polyfunctional compound. A dehydration condensation reaction product with a functional carboxylic acid is also preferably used. Further, an addition reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having an electrophilic substituent such as an epoxy group or an epoxy group with a monofunctional or polyfunctional alcohol, amine or thiol, a halogen group or Also suitable are substitution reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having a leaving substituent such as a tosyloxy group with monofunctional or polyfunctional alcohols, amines or thiols. As another example, it is also possible to use a group of compounds substituted with unsaturated phosphonic acid, styrene, vinyl ether or the like instead of the unsaturated carboxylic acid.

脂肪族多価アルコール化合物と不飽和カルボン酸とのエステルのモノマーの具体例としては、アクリル酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、テトラメチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリメチロールエタントリアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ポリエステルアクリレートオリゴマー、イソシアヌール酸EO変性トリアクリレート等が挙げられる。また、メタクリル酸エステルとして、例えば、テトラメチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ソルビトールトリメタクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、ビス〔p−(3−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕ジメチルメタン、ビス−〔p−(メタクリルオキシエトキシ)フェニル〕ジメチルメタン等が挙げられる。さらに、イタコン酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等が、また、クロトン酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等が、イソクロトン酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等が、また、マレイン酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等が挙げられる。その他のエステルの例として、例えば、特公昭51−47334号公報、特開昭57−196231号公報記載の脂肪族アルコール系エステル類や、特開昭59−5240号公報、特開昭59−5241号公報、特開平2−226149号公報記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平1−165613号公報記載のアミノ基を含有するもの等も好適に用いられる。更に、前述のエステルモノマーは混合物としても使用することができる。   Specific examples of the ester monomer of an aliphatic polyhydric alcohol compound and an unsaturated carboxylic acid include acrylic acid esters such as ethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, tetra Methylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, trimethylolethane triacrylate, hexanediol diacrylate, 1,4-cyclohexanediol Diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate, pentaerythritol tria Relate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol diacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, sorbitol triacrylate, sorbitol tetraacrylate, sorbitol pentaacrylate, sorbitol hexaacrylate, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, polyester acrylate oligomer, isocyanur Examples include acid EO-modified triacrylate. Examples of methacrylic acid esters include tetramethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolethane trimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, and 1,3-butanediol. Dimethacrylate, hexanediol dimethacrylate, pentaerythritol dimethacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol dimethacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, sorbitol trimethacrylate, sorbitol tetramethacrylate, bis [p- (3- Methacryloxy-2-hi Rokishipuropokishi) phenyl] dimethyl methane, bis - [p- (methacryloxyethoxy) phenyl] dimethyl methane, and the like. Further, as itaconic acid ester, for example, ethylene glycol diitaconate, propylene glycol diitaconate, 1,3-butanediol diitaconate, 1,4-butanediol diitaconate, tetramethylene glycol diitaconate, pentaerythritol Diitaconate, sorbitol tetritaconate, etc., and crotonic acid esters such as ethylene glycol dicrotonate, tetramethylene glycol dicrotonate, pentaerythritol dicrotonate, sorbitol tetradicrotonate, etc. For example, ethylene glycol diisocrotonate, pentaerythritol diisocrotonate, sorbitol tetraisocrotonate, etc. As, for example, ethylene glycol dimaleate, triethylene glycol dimaleate, pentaerythritol dimaleate, sorbitol tetra malate, and the like. Examples of other esters include aliphatic alcohol esters described in JP-B-51-47334 and JP-A-57-196231, JP-A-59-5240, and JP-A-59-5241. And those having an aromatic skeleton described in JP-A-2-226149 and those containing an amino group described in JP-A-1-165613. Furthermore, the ester monomers described above can also be used as a mixture.

また、脂肪族多価アミン化合物と不飽和カルボン酸とのアミドのモノマーの具体例としては、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等がある。その他の好ましいアミド系モノマーの例としては、特公昭54−21726号公報に記載のシクロへキシレン構造を有すものを挙げることができる。
また、イソシアネートと水酸基の付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合性化合物も好適であり、そのような具体例としては、例えば、特公昭48−41708号公報中に記載されている1分子に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に、下記一般式(A)で表される水酸基を含有するビニルモノマーを付加させた1分子中に2個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等が挙げられる。
CH=C(R)COOCHCH(R)OH … (A)
〔但し、一般式(A)中、R及びRは、それぞれ独立にH又はCHを表す。〕
Specific examples of amide monomers of aliphatic polyvalent amine compounds and unsaturated carboxylic acids include methylene bis-acrylamide, methylene bis-methacrylamide, 1,6-hexamethylene bis-acrylamide, 1,6-hexamethylene bis. -Methacrylamide, diethylenetriamine trisacrylamide, xylylene bisacrylamide, xylylene bismethacrylamide and the like. Examples of other preferable amide monomers include those having a cyclohexylene structure described in JP-B No. 54-21726.
In addition, urethane-based addition polymerizable compounds produced by using an addition reaction of isocyanate and hydroxyl group are also suitable, and specific examples thereof include, for example, one molecule described in JP-B-48-41708. A vinyl containing two or more polymerizable vinyl groups in one molecule obtained by adding a vinyl monomer containing a hydroxyl group represented by the following general formula (A) to a polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups. A urethane compound etc. are mentioned.
CH 2 = C (R 4) COOCH 2 CH (R 5) OH ... (A)
[However, in General Formula (A), R 4 and R 5 each independently represent H or CH 3 . ]

これらの重合性化合物について、その構造、単独使用か併用か、添加量等の使用方法の詳細は、染料含有硬化性組成物の最終的な性能設計にあわせて任意に設定できる。例えば、感度の観点では、1分子あたりの不飽和基含量が多い構造が好ましく、多くの場合は2官能以上が好ましい。また、硬化膜の強度を高める観点では、3官能以上のものがよく、更に、異なる官能数・異なる重合性基(例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。また、染料含有硬化性組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、着色剤(顔料、染料)等、バインダーポリマー等)との相溶性、分散性に対しても、重合性化合物の選択・使用法は重要な要因であり、例えば、低純度化合物の使用や2種以上の併用により相溶性を向上させうることがある。また、支持体などの硬質表面との密着性を向上させる観点で特定の構造を選択することもあり得る。   About these polymeric compounds, the details of usage methods, such as the structure, single use, combined use, and addition amount, can be arbitrarily set in accordance with the final performance design of the dye-containing curable composition. For example, from the viewpoint of sensitivity, a structure having a high unsaturated group content per molecule is preferable, and in many cases, a bifunctional or higher functionality is preferable. In addition, from the viewpoint of increasing the strength of the cured film, those having three or more functionalities are preferable, and those having different functional numbers and different polymerizable groups (for example, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, styrene compounds, vinyl ether compounds). A method of adjusting both sensitivity and intensity by using them together is also effective. It is also polymerizable with respect to compatibility and dispersibility with other components (for example, photopolymerization initiators, colorants (pigments, dyes, etc.), binder polymers, etc.) contained in the dye-containing curable composition. The selection and use method of the compound is an important factor. For example, the compatibility may be improved by using a low-purity compound or using two or more compounds in combination. In addition, a specific structure may be selected from the viewpoint of improving adhesion to a hard surface such as a support.

染料含有硬化性組成物の全固形分中における重合性化合物の含有量(2種以上の場合は総含有量)としては、特に限定はなく、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、10〜80質量%が好ましく、15〜75質量%がより好ましく、20〜60質量%が特に好ましい。   The content of the polymerizable compound in the total solid content of the dye-containing curable composition (in the case of two or more types) is not particularly limited, and from the viewpoint of more effectively obtaining the effects of the present invention. 10-80 mass% is preferable, 15-75 mass% is more preferable, 20-60 mass% is especially preferable.

また、本発明においては、染料含有硬化性組成物の全固形分質量中における有機溶剤可溶性染料の含有量は、色濃度の点で、30質量%以上とするが、30〜80質量%の範囲が好ましく、より薄膜化し、1μm以下の薄膜(例えば固体撮像素子を構成する着色膜(カラーフィルタ)等)とする観点から、40〜75質量%がより好ましく、50〜70質量%が特に好ましい。   In the present invention, the content of the organic solvent-soluble dye in the total solid mass of the dye-containing curable composition is 30% by mass or more in terms of color density, but in the range of 30 to 80% by mass. From the viewpoint of making the film thinner and forming a thin film having a thickness of 1 μm or less (for example, a colored film (color filter) constituting a solid-state imaging device), 40 to 75% by mass is more preferable, and 50 to 70% by mass is particularly preferable.

(他の成分)
本発明の染料含有硬化性組成物は、上記の成分に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、さらにアルカリ可溶性バインダー、架橋剤などの他の成分を含んでいてもよい。この場合、他の成分は、有機溶剤可溶性染料を含む染料溶液中に加えてもよいし、後の混合工程で光重合開始剤等とともに加えてもよく、特には、本発明の効果を損なわない点から、混合工程にて加える形態が望ましい。
(Other ingredients)
In addition to the above components, the dye-containing curable composition of the present invention may further contain other components such as an alkali-soluble binder and a crosslinking agent as long as the effects of the present invention are not impaired. In this case, other components may be added to the dye solution containing the organic solvent-soluble dye, or may be added together with the photopolymerization initiator in the subsequent mixing step, and in particular, the effects of the present invention are not impaired. From the viewpoint, a form added in the mixing step is desirable.

−アルカリ可溶性バインダー−
アルカリ可溶性バインダーは、アルカリ可溶性を有すること以外は特に限定はなく、好ましくは耐熱性、現像性、入手性等の観点から選択することができる。
-Alkali-soluble binder-
The alkali-soluble binder is not particularly limited except that it has alkali solubility, and can be preferably selected from the viewpoints of heat resistance, developability, availability, and the like.

前記アルカリ可溶性バインダーとしては、線状有機高分子重合体であり、且つ、有機溶剤に可溶で、弱アルカリ水溶液で現像できるものが好ましい。このような線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマー、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59−53836号、特開昭59−71048号の各公報に記載されているような、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等が挙げられ、同様に側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体が有用である。   The alkali-soluble binder is preferably a linear organic polymer, soluble in an organic solvent, and developable with a weak alkaline aqueous solution. Examples of such linear organic high molecular polymers include polymers having a carboxylic acid in the side chain, such as JP-A-59-44615, JP-B-54-34327, JP-B-58-12777, and JP-B-54-25957. Methacrylic acid copolymer, acrylic acid copolymer, itaconic acid copolymer, crotonic acid copolymer, as described in JP-A-59-53836 and JP-A-59-71048. Examples thereof include a polymer, a maleic acid copolymer, and a partially esterified maleic acid copolymer. Similarly, acidic cellulose derivatives having a carboxylic acid in the side chain are useful.

前記のほか、本発明におけるアルカリ可溶性バインダーとしては、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの等や、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、ポリ(2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート)、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、等も有用である。また、線状有機高分子重合体は、親水性を有するモノマーを共重合したものであってもよい。この例としては、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、2級若しくは3級のアルキルアクリルアミド、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、モルホリン(メタ)アクリレート、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、ビニルイミダゾール、ビニルトリアゾール、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、分岐若しくは直鎖のプロピル(メタ)アクリレート、分岐若しくは直鎖のブチル(メタ)アクリレート、又は、フェノキシヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、等が挙げられる。その他、親水性を有するモノマーとしては、テトラヒドロフルフリル基、燐酸基、燐酸エステル基、4級アンモニウム塩基、エチレンオキシ鎖、プロピレンオキシ鎖、スルホン酸基及びその塩由来の基、モルホリノエチル基等を含んでなるモノマー等も有用である。   In addition to the above, the alkali-soluble binder in the present invention includes a polymer having a hydroxyl group and an acid anhydride added thereto, a polyhydroxystyrene resin, a polysiloxane resin, and poly (2-hydroxyethyl (meth) acrylate). ), Polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, and the like are also useful. Further, the linear organic high molecular polymer may be a copolymer of hydrophilic monomers. Examples include alkoxyalkyl (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N-methylol acrylamide, secondary or tertiary alkyl acrylamide, dialkylaminoalkyl (meth). Acrylate, morpholine (meth) acrylate, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, vinylimidazole, vinyltriazole, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, branched or linear propyl (meth) acrylate, branched or straight Examples include butyl (meth) acrylate of a chain, phenoxyhydroxypropyl (meth) acrylate, and the like. Other hydrophilic monomers include tetrahydrofurfuryl group, phosphoric acid group, phosphoric ester group, quaternary ammonium base, ethyleneoxy chain, propyleneoxy chain, sulfonic acid group and groups derived from salts thereof, morpholinoethyl group, etc. Monomers comprising it are also useful.

また、アルカリ可溶性バインダーは、架橋効率を向上させるために、重合性基を側鎖に有してもよく、例えば、アリル基、(メタ)アクリル基、アリルオキシアルキル基等を側鎖に含有するポリマー等も有用である。上述の重合性基を含有するポリマーの例としては、市販品のKSレジスト−106(大阪有機化学工業(株)製)、サイクロマーPシリーズ(ダイセル化学工業(株)製)等が挙げられる。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や2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロルヒドリンとのポリエーテル等も有用である。   The alkali-soluble binder may have a polymerizable group in the side chain in order to improve the crosslinking efficiency, and includes, for example, an allyl group, a (meth) acryl group, an allyloxyalkyl group, etc. in the side chain. Polymers and the like are also useful. Examples of the polymer containing the above-described polymerizable group include commercially available KS resist-106 (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), cyclomer P series (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), and the like. In addition, in order to increase the strength of the cured film, alcohol-soluble nylon, polyether of 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) -propane and epichlorohydrin, and the like are also useful.

これら各種アルカリ可溶性バインダーの中でも、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、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/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、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましい。   Among these various alkali-soluble binders, from the viewpoint of heat resistance, polyhydroxystyrene resins, polysiloxane resins, acrylic resins, acrylamide resins, and acrylic / acrylamide copolymer resins are preferable, and from the viewpoint of development control. Are preferably acrylic resins, acrylamide resins, and acrylic / acrylamide copolymer resins.

前記アクリル系樹脂としては、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド等から選ばれるモノマーからなる共重合体や、市販品のKSレジスト−106(大阪有機化学工業(株)製)、サイクロマーPシリーズ(ダイセル化学工業(株)製)等が好ましい。   Examples of the acrylic resin include a copolymer made of a monomer selected from benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, and the like, and a commercially available KS resist 106 ( Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) and Cyclomer P Series (Daicel Chemical Industries, Ltd.) are preferred.

アルカリ可溶性バインダーは、現像性、液粘度等の観点から、重量平均分子量(GPC法で測定されたポリスチレン換算値)が1000〜2×10の重合体が好ましく、2000〜1×10の重合体がより好ましく、5000〜5×10の重合体が特に好ましい。 Alkali-soluble binder, developability, from the viewpoint of liquid viscosity, weight average molecular weight (measured in terms of polystyrene by GPC method) is preferably a polymer of 1,000 to 2 × 10 5, the weight of the 2000-1 × 10 5 A coalescence is more preferable, and a polymer of 5000 to 5 × 10 4 is particularly preferable.

−架橋剤−
補足的に架橋剤を用い、染料含有硬化性組成物を硬化させた場合により高度に硬化された膜が得られる構成にすることができる。以下、架橋剤について説明する。
架橋剤としては、架橋反応により膜硬化を行なえるものであれば、特に限定はなく、例えば、(a)エポキシ樹脂、(b)メチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換された、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物、(c)メチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの置換基で置換された、フェノール化合物、ナフトール化合物又はヒドロキシアントラセン化合物、が挙げられる。中でも、多官能エポキシ樹脂が好ましい。
-Crosslinking agent-
Supplementally, a crosslinking agent may be used to obtain a highly cured film when the dye-containing curable composition is cured. Hereinafter, the crosslinking agent will be described.
The crosslinking agent is not particularly limited as long as the film can be cured by a crosslinking reaction. For example, at least selected from (a) an epoxy resin, (b) a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group. Substituted with at least one substituent selected from a melamine compound, a guanamine compound, a glycoluril compound or a urea compound, (c) a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group, substituted with one substituent, Phenol compounds, naphthol compounds or hydroxyanthracene compounds are mentioned. Of these, polyfunctional epoxy resins are preferred.

前記(a)エポキシ樹脂としては、エポキシ基を有し、かつ架橋性を有するものであればいずれであってもよく、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、へキサンジオールジグリシジルエーテル、ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、N,N−ジグリシジルアニリン等の2価のグリシジル基含有低分子化合物、同様に、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールフェノールトリグリシジルエーテル、TrisP−PAトリグリシジルエーテル等に代表される3価のグリシジル基含有低分子化合物、同様に、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、テトラメチロールビスフェノールAテトラグリシジルエーテル等に代表される4価のグリシジル基含有低分子化合物、同様に、ジペンタエリスリトールペンタグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールヘキサグリシジルエーテル等の多価グリシジル基含有低分子化合物、ポリグリシジル(メタ)アクリレート、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物等に代表されるグリシジル基含有高分子化合物、等が挙げられる。   The epoxy resin (a) may be any epoxy resin as long as it has an epoxy group and has crosslinkability, for example, bisphenol A diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, butanediol diglycidyl ether. , Hexanediol diglycidyl ether, dihydroxybiphenyl diglycidyl ether, diphthalic acid diglycidyl ester, N, N-diglycidyl aniline and other divalent glycidyl group-containing low molecular weight compounds, as well as trimethylolpropane triglycidyl ether, Trivalent glycidyl group-containing low molecular weight compounds represented by methylolphenol triglycidyl ether, TrisP-PA triglycidyl ether, etc., as well as pentaerythritol tetraglycidyl ether, tetramethylol vinyl Tetravalent glycidyl group-containing low molecular weight compounds typified by phenol A tetraglycidyl ether, polyvalent glycidyl group-containing low molecular weight compounds such as dipentaerythritol pentaglycidyl ether, dipentaerythritol hexaglycidyl ether, polyglycidyl ( And glycidyl group-containing polymer compounds represented by 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol and the like. .

前記架橋剤(b)に含まれるメチロール基、アルコキシメチル基、アシロキシメチル基が置換している数としては、メラミン化合物の場合2〜6、グリコールウリル化合物、グアナミン化合物、ウレア化合物の場合は2〜4であるが、好ましくはメラミン化合物の場合5〜6、グリコールウリル化合物、グアナミン化合物、ウレア化合物の場合は3〜4である。
以下、前記(b)のメラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物及びウレア化合物を総じて、(b)に係る化合物(メチロール基含有化合物、アルコキシメチル基含有化合物、又はアシロキシメチル基含有化合物)という。
The number of methylol groups, alkoxymethyl groups, and acyloxymethyl groups substituted in the crosslinking agent (b) is 2 to 6 for melamine compounds, 2 for glycoluril compounds, guanamine compounds, and urea compounds. Although it is -4, Preferably it is 5-6 in the case of a melamine compound, and is 3-4 in the case of a glycoluril compound, a guanamine compound, and a urea compound.
Hereinafter, the melamine compound, guanamine compound, glycoluril compound and urea compound of (b) are collectively referred to as a compound (methylol group-containing compound, alkoxymethyl group-containing compound, or acyloxymethyl group-containing compound) according to (b).

前記(b)に係るメチロール基含有化合物は、(b)に係るアルコキシメチル基含有化合物をアルコール中で塩酸、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸等の酸触媒存在下、加熱することにより得られる。前記(b)に係るアシロキシメチル基含有化合物は、(b)に係るメチロール基含有化合物を塩基性触媒存在下、アシルクロリドと混合攪拌することにより得られる。   The methylol group-containing compound according to (b) can be obtained by heating the alkoxymethyl group-containing compound according to (b) in an alcohol in the presence of an acid catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, methanesulfonic acid or the like. The acyloxymethyl group-containing compound according to (b) can be obtained by mixing and stirring the methylol group-containing compound according to (b) with acyl chloride in the presence of a basic catalyst.

以下、前記置換基を有する(b)に係る化合物の具体例を挙げる。
前記メラミン化合物として、例えば、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物、などが挙げられる。
Hereinafter, specific examples of the compound according to (b) having the substituent will be given.
Examples of the melamine compound include hexamethylol melamine, hexamethoxymethyl melamine, a compound in which 1 to 5 methylol groups of hexamethylol melamine are methoxymethylated, or a mixture thereof, hexamethoxyethyl melamine, hexaacyloxymethyl melamine, hexamethylol. Examples thereof include compounds in which 1 to 5 methylol groups of melamine are acyloxymethylated, or mixtures thereof.

前記グアナミン化合物として、例えば、テトラメチロールグアナミン、テトラメトキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1〜3個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルグアナミン、テトラアシロキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1〜3個のメチロール基をアシロキシメチル化した化合物又はその混合物などが挙げられる。前記グリコールウリル化合物としては、例えば、テトラメチロールグリコールウリル、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜3個をメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜3個をアシロキシメチル化した化合物又はその混合物、などが挙げられる。また、前記ウレア化合物として、例えば、テトラメチロールウレア、テトラメトキシメチルウレア、テトラメチロールウレアの1〜3個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルウレア、などが挙げられる。
これら(b)に係る化合物は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the guanamine compound include tetramethylol guanamine, tetramethoxymethyl guanamine, a compound obtained by methoxymethylating 1 to 3 methylol groups of tetramethylol guanamine, or a mixture thereof, tetramethoxyethyl guanamine, tetraacyloxymethyl guanamine, tetramethylol. Examples thereof include compounds obtained by acyloxymethylating 1 to 3 methylol groups of guanamine or a mixture thereof. Examples of the glycoluril compound include tetramethylol glycoluril, tetramethoxymethylglycoluril, a compound obtained by methoxymethylating 1 to 3 methylol groups of tetramethylolglycoluril, or a mixture thereof, or a methylol group of tetramethylolglycoluril. Examples thereof include compounds in which 1 to 3 are acyloxymethylated or a mixture thereof. Examples of the urea compound include tetramethylol urea, tetramethoxymethyl urea, a compound obtained by methoxymethylating 1 to 3 methylol groups of tetramethylol urea, a mixture thereof, and tetramethoxyethyl urea.
These compounds according to (b) may be used singly or in combination of two or more.

前記架橋剤(c)、即ち、メチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換された、フェノール化合物、ナフトール化合物又はヒドロキシアントラセン化合物は、前記架橋剤(b)の場合と同様、熱架橋により上塗りフォトレジストとのインターミキシングを抑制すると共に、膜強度を更に高めるものである。以下、これら化合物を総じて、(c)に係る化合物(メチロール基含有化合物、アルコキシメチル基含有化合物、又はアシロキシメチル基含有化合物)ということがある。   The crosslinking agent (c), that is, a phenol compound, a naphthol compound, or a hydroxyanthracene compound substituted with at least one group selected from a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group is the crosslinking agent (b). As in the case of, the thermal cross-linking suppresses intermixing with the overcoated photoresist and further increases the film strength. Hereinafter, these compounds may be collectively referred to as a compound according to (c) (a methylol group-containing compound, an alkoxymethyl group-containing compound, or an acyloxymethyl group-containing compound).

前記架橋剤(c)に含まれるメチロール基、アシロキシメチル基又はアルコキシメチル基の数としては、一分子当り最低2個必要であり、熱架橋性及び保存安定性の観点から、骨格となるフェノール化合物の2位,4位が全て置換されている化合物が好ましい。また、骨格となるナフトール化合物、ヒドロキシアントラセン化合物も、OH基のオルト位、パラ位が全て置換されている化合物が好ましい。前記フェノール化合物の3位又は5位は、未置換であっても置換基を有していてもよい。
前記ナフトール化合物においても、OH基のオルト位以外は、未置換であっても置換基を有していてもよい。
The number of methylol groups, acyloxymethyl groups or alkoxymethyl groups contained in the crosslinking agent (c) is at least 2 per molecule, and from the viewpoint of thermal crosslinkability and storage stability, phenol as a skeleton Compounds in which the 2nd and 4th positions of the compound are all substituted are preferred. In addition, the naphthol compound and hydroxyanthracene compound as the skeleton are preferably compounds in which all of the ortho-position and para-position of the OH group are substituted. The 3-position or 5-position of the phenol compound may be unsubstituted or may have a substituent.
The naphthol compound may be unsubstituted or substituted except for the ortho position of the OH group.

前記(c)に係るメチロール基含有化合物は、フェノール性OH基のオルト位又はパラ位(2位又は4位)が水素原子である化合物を原料に用い、これを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド等の、塩基性触媒の存在下でホルマリンと反応させることにより得られる。
前記(c)に係るアルコキシメチル基含有化合物は、(c)に係るメチロール基含有化合物をアルコール中で塩酸、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸等の酸触媒の存在下で加熱することにより得られる。
前記(c)に係るアシロキシメチル基含有化合物は、(c)に係るメチロール基含有化合物を塩基性触媒の存在下アシルクロリドと反応させることにより得られる。
The methylol group-containing compound according to (c) is a compound in which the ortho-position or para-position (2-position or 4-position) of the phenolic OH group is a hydrogen atom, and this is used as sodium hydroxide, potassium hydroxide, It can be obtained by reacting with formalin in the presence of a basic catalyst such as ammonia or tetraalkylammonium hydroxide.
The alkoxymethyl group-containing compound according to (c) can be obtained by heating the methylol group-containing compound according to (c) in an alcohol in the presence of an acid catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, methanesulfonic acid or the like.
The acyloxymethyl group-containing compound according to (c) can be obtained by reacting the methylol group-containing compound according to (c) with an acyl chloride in the presence of a basic catalyst.

架橋剤(c)における骨格化合物としては、フェノール性OH基のオルト位又はパラ位が未置換の、フェノール化合物、ナフトール、ヒドロキシアントラセン化合物等が挙げられ、例えば、フェノール、クレゾールの各異性体、2,3−キシレノ−ル、2,5−キシレノ−ル、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、ビスフェノールAなどのビスフェノール類、4,4’−ビスヒドロキシビフェニル、TrisP−PA(本州化学工業(株)製)、ナフトール、ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシアントラセン、等が使用される。   Examples of the skeleton compound in the crosslinking agent (c) include phenol compounds, naphthols, hydroxyanthracene compounds, etc., in which the ortho-position or para-position of the phenolic OH group is unsubstituted. , 3-xylenol, 2,5-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol, bisphenols such as bisphenol A, 4,4'-bishydroxybiphenyl, TrisP-PA (Honshu Chemical Industry) Naphthol, dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxyanthracene, etc. are used.

前記架橋剤(c)の具体例としては、フェノール化合物又はナフトール化合物として、例えば、トリメチロールフェノール、トリ(メトキシメチル)フェノール、トリメチロールフェノールの1〜2個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物、トリメチロール−3−クレゾール、トリ(メトキシメチル)−3−クレゾール、トリメチロール−3−クレゾールの1〜2個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物、2,6−ジメチロール−4−クレゾール等のジメチロールクレゾール、テトラメチロールビスフェノールA、テトラメトキシメチルビスフェノールA、テトラメチロールビスフェノールAの1〜3個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物、テトラメチロール−4,4’−ビスヒドロキシビフェニル、テトラメトキシメチル−4,4’−ビスヒドロキシビフェニル、TrisP−PAのヘキサメチロール体、TrisP−PAのヘキサメトキシメチル体、TrisP−PAのヘキサメチロール体の1〜5個のメチロール基をメトキシメチル化した化合物、ビスヒドロキシメチルナフタレンジオール、等が挙げられる。また、ヒドロキシアントラセン化合物として、例えば、1,6−ジヒドロキシメチル−2,7−ジヒドロキシアントラセン等が挙げられる。また、アシロキシメチル基含有化合物として、例えば、前記メチロール基含有化合物のメチロール基を、一部又は全部アシロキシメチル化した化合物等が挙げられる。
これらの化合物の中で好ましいものとしては、トリメチロールフェノール、ビスヒドロキシメチル−p−クレゾール、テトラメチロールビスフェノールA、TrisP−PA(本州化学工業(株)製)のヘキサメチロール体又はそれらのメチロール基がアルコキシメチル基及びメチロール基とアルコキシメチル基の両方で置換されたフェノール化合物が挙げられる。
これら(c)に係る化合物は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いてもよい。
Specific examples of the crosslinking agent (c) include, as a phenol compound or a naphthol compound, for example, trimethylolphenol, tri (methoxymethyl) phenol, a compound obtained by methoxymethylating one or two methylol groups of trimethylolphenol, Trimethylol-3-cresol, tri (methoxymethyl) -3-cresol, compounds obtained by methoxymethylating 1 to 2 methylol groups of trimethylol-3-cresol, 2,6-dimethylol-4-cresol and the like Compounds obtained by methoxymethylating 1 to 3 methylol groups of methylol cresol, tetramethylol bisphenol A, tetramethoxymethyl bisphenol A, tetramethylol bisphenol A, tetramethylol-4,4′-bishydroxybiphenyl, tetramethyl A compound obtained by methoxymethylating 1 to 5 methylol groups of cymethyl-4,4′-bishydroxybiphenyl, hexamethylol of TrisP-PA, hexamethoxymethyl of TrisP-PA, hexamethylol of TrisP-PA, Bishydroxymethyl naphthalene diol, etc. are mentioned. Examples of the hydroxyanthracene compound include 1,6-dihydroxymethyl-2,7-dihydroxyanthracene. Examples of the acyloxymethyl group-containing compound include compounds obtained by partially or fully acyloxymethylating the methylol group of the methylol group-containing compound.
Among these compounds, trimethylolphenol, bishydroxymethyl-p-cresol, tetramethylolbisphenol A, trisP-PA (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) or a methylol group thereof is preferable. Examples thereof include an alkoxymethyl group and a phenol compound substituted with both a methylol group and an alkoxymethyl group.
These compounds according to (c) may be used singly or in combination of two or more.

本発明においては、架橋剤を必ずしも含有する必要はない。架橋剤を含有する場合は、架橋剤(a)〜(c)の染料含有硬化性組成物における総含有量としては、素材により異なるが、該硬化性組成物の固形分(質量)に対して、1〜70質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましく、7〜30質量%が特に好ましい。   In the present invention, it is not always necessary to contain a crosslinking agent. When it contains a crosslinking agent, the total content of the crosslinking agents (a) to (c) in the dye-containing curable composition varies depending on the material, but is based on the solid content (mass) of the curable composition. 1-70 mass% is preferable, 5-50 mass% is more preferable, 7-30 mass% is especially preferable.

−その他添加物−
本発明の染料含有硬化性組成物には、必要に応じて、各種添加物、例えば充填剤、上記以外の高分子化合物、ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することができる。各種添加物としては、特開2004−295116号公報の段落番号[0155]〜[0157]に記載のものを挙げることができる。
-Other additives-
In the dye-containing curable composition of the present invention, various additives, for example, fillers, polymer compounds other than the above, nonionic, cationic, anionic surfactants, adhesion promoters, if necessary, Antioxidants, ultraviolet absorbers, aggregation inhibitors and the like can be blended. Examples of the various additives include those described in paragraph numbers [0155] to [0157] of JP-A No. 2004-295116.

また、非露光領域のアルカリ溶解性を促進し、本発明の染料含有硬化性組成物の現像性の更なる向上を図る場合には、該組成物に有機カルボン酸、好ましくは分子量1000以下の低分子量有機カルボン酸の添加を行なうことができる。具体的には、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等の脂肪族モノカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルコハク酸、テトラメチルコハク酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等の脂肪族トリカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリト酸等の芳香族ポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロケイ皮酸、マンデル酸、フェニルコハク酸、アトロパ酸、ケイ皮酸、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸ベンジル、シンナミリデン酢酸、クマル酸、ウンベル酸等のその他のカルボン酸が挙げられる。   Further, when the alkali solubility in the non-exposed area is promoted and the developability of the dye-containing curable composition of the present invention is further improved, the composition has an organic carboxylic acid, preferably a low molecular weight of 1000 or less. A molecular weight organic carboxylic acid can be added. Specifically, for example, aliphatic monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, pivalic acid, caproic acid, diethyl acetic acid, enanthic acid, caprylic acid; oxalic acid, malonic acid, succinic acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, brassic acid, methylmalonic acid, ethylmalonic acid, dimethylmalonic acid, methylsuccinic acid, tetramethylsuccinic acid, citraconic acid; Aliphatic tricarboxylic acids such as tricarballylic acid, aconitic acid, camphoric acid; aromatic monocarboxylic acids such as benzoic acid, toluic acid, cumic acid, hemelitic acid, mesitylene acid; phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, Aromatic polycarboxylic acids such as trimesic acid, melophanoic acid, pyromellitic acid; phenylacetic acid Hydratropic acid, hydrocinnamic acid, mandelic acid, phenyl succinic acid, atropic acid, cinnamic acid, methyl cinnamate, benzyl cinnamate, cinnamylidene acetic acid, coumaric acid, other carboxylic acids such as umbellic acid.

本発明においては、上記のうち、染料の染料含有硬化性組成物の全質量に対する含有量が10〜50質量%であって、かつ加熱工程での加熱が70℃到達から70〜80℃で3〜30分間であり、降温工程での降温後の染料溶液の温度が25〜35℃であり、混合工程での混合が降温終了から5時間以内である場合がより好ましい。   In the present invention, among the above, the content of the dye with respect to the total mass of the dye-containing curable composition is 10 to 50% by mass, and the heating in the heating step is from 70 ° C. to 70 to 80 ° C. More preferably, the temperature of the dye solution after the temperature lowering in the temperature lowering step is 25 to 35 ° C., and the mixing in the mixing step is within 5 hours from the end of the temperature lowering.

本発明の染料含有硬化性組成物は、液晶表示装置(LCD)や固体撮像素子(例えばCCD、CMOSなど)等に用いられるカラーフィルタなどの着色画素形成用として、好適に用いることができる。
本発明の染料含有硬化性組成物は、着色パターンが微少サイズで薄膜に形成され、しかも良好な矩形の断面プロファイルが要求される固体撮像素子用のカラーフィルタの形成に特に好適である。具体的には、カラーフィルタを構成する画素パターンサイズ(基板法線方向からみた画素パターンの辺長)が2μm以下である場合(例えば0.5〜2.0μm)は、顔料では粗大粒子の影響で色ムラが発生しやすく、染料では画像濃度を高めるために組成物全体に占める染料量が増大すると、染料起因(結晶など)の塗布欠陥が生じやすい。これは、画素パターンが2μm以下、特に1.0〜1.7μm(更に1.0〜1.5μm)の極小サイズになると、塗布欠陥は画素領域に対して相対的に大きくなり欠陥許容幅が狭まるために歩留まりの低下が増大し、また、厚み1μm以下の薄膜になる場合には、染料含有率が相対的に高くなりパーティクルが生じやすく、発生した欠陥も目立ち易くなるため、歩留まりの低下は顕著になる。特に厚みが0.1μm〜0.9μm(更に0.1μm〜0.7μm)になるとより顕著に現れる。
このような固体撮像素子用のカラーフィルタを形成する場合に、特に本発明の染料含有硬化性組成物を用いることにより、面内均一性が良好で色相に優れたパターンが得られる。
The dye-containing curable composition of the present invention can be suitably used for forming a colored pixel such as a color filter used in a liquid crystal display (LCD), a solid-state imaging device (for example, CCD, CMOS, etc.) and the like.
The dye-containing curable composition of the present invention is particularly suitable for forming a color filter for a solid-state imaging device in which a colored pattern is formed in a thin film with a very small size and a good rectangular cross-sectional profile is required. Specifically, when the pixel pattern size (side length of the pixel pattern viewed from the substrate normal direction) constituting the color filter is 2 μm or less (for example, 0.5 to 2.0 μm), the effect of coarse particles in the pigment In the dye, when the amount of the dye occupying the entire composition is increased in order to increase the image density, a coating defect due to the dye (such as a crystal) is likely to occur. This is because when the pixel pattern is 2 μm or less, particularly 1.0 to 1.7 μm (further 1.0 to 1.5 μm), the coating defect becomes relatively large with respect to the pixel region, and the allowable defect width is small. The yield decreases due to narrowing, and in the case of a thin film having a thickness of 1 μm or less, the dye content is relatively high and particles are easily generated, and the generated defects are also conspicuous. Become prominent. In particular, when the thickness becomes 0.1 μm to 0.9 μm (further 0.1 μm to 0.7 μm), it appears more remarkably.
When such a color filter for a solid-state imaging device is formed, a pattern having good in-plane uniformity and excellent hue can be obtained by using the dye-containing curable composition of the present invention.

<カラーフィルタ及びその製造方法>
次に、本発明のカラーフィルタについて、その製造方法を通じて詳述する。
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、既述の本発明の染料含有硬化性組成物が用いられる。本発明の染料含有硬化性組成物を用いることで、塗布後に染料起因(結晶など)の膜欠陥(例えば、晶出した粒状物(パーティクル)等)の発生が抑えられるので、薄膜で高い色濃度(染料濃度)とした場合でも、塗布欠陥が少なく面内均一性の高い着色パターンで構成されたカラーフィルタを作製することができる。
<Color filter and manufacturing method thereof>
Next, the color filter of the present invention will be described in detail through its manufacturing method.
In the method for producing a color filter of the present invention, the dye-containing curable composition of the present invention described above is used. By using the dye-containing curable composition of the present invention, the occurrence of film defects (for example, crystallized particles (particles), etc.) caused by dyes after application can be suppressed, so that a high color density can be achieved with a thin film. Even in the case of (dye concentration), a color filter composed of a colored pattern with few coating defects and high in-plane uniformity can be produced.

本発明のカラーフィルタの製造方法は、本発明の染料含有硬化性組成物を支持体上に塗布後、塗布形成された塗布膜を(例えばマスクを通して)露光し、現像してパターンを形成する工程を設けて構成したものである。具体的には、本発明の染料含有硬化性組成物を支持体上に回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布して感放射線性組成物層を形成し、該層を例えば所定のマスクパターンを介して露光し、現像液で現像することでネガ型の着色パターンを形成することによって好適にカラーフィルタを作製することができる(画像形成工程)。また、必要により、形成された着色パターンを加熱及び/又は露光により硬化する硬化工程を含んでいてもよい。   The method for producing a color filter of the present invention comprises a step of applying a dye-containing curable composition of the present invention on a support, exposing the coated film formed (for example, through a mask), and developing to form a pattern. Is provided. Specifically, the dye-containing curable composition of the present invention is coated on a support by a coating method such as spin coating, cast coating, roll coating, etc. to form a radiation sensitive composition layer, A color filter can be suitably produced by forming a negative colored pattern by exposing through a predetermined mask pattern and developing with a developer (image forming step). Moreover, the hardening process which hardens | cures the formed coloring pattern by heating and / or exposure as needed may be included.

カラーフィルタの作製においては、前記画像形成工程(及び必要により硬化工程)を所望の色相数だけ繰り返すことにより、所望の色相よりなるカラーフィルタを作製することができる。この際に使用される光もしくは放射線としては、特にg線、h線、i線等の紫外線が好ましく用いられる。   In the production of a color filter, a color filter having a desired hue can be produced by repeating the image forming step (and curing step if necessary) by the desired number of hues. As light or radiation used at this time, ultraviolet rays such as g-line, h-line and i-line are particularly preferably used.

露光は、プロキシミティ方式、ミラープロジェクション方式、及びステッパー方式のいずれの方式で露光を行なってもよいが、特に、ステッパー方式(縮小投影露光機を用いた縮小投影露光方式)で露光を行なうのが好ましい。ステッパー方式は、露光量を段階的に変動しながら露光を行なうことによってパターンを形成するものであり、ステッパー露光を行なった際に特にパターンの矩形性を良好にすることができる。
また、ステッパー露光に用いる露光装置としては、例えば、i線ステッパー(商品名:FPA−3000i5+、キャノン(株)製)等を用いることができる。
The exposure may be performed by any of a proximity method, a mirror projection method, and a stepper method. In particular, the exposure is performed by a stepper method (reduction projection exposure method using a reduction projection exposure machine). preferable. In the stepper method, a pattern is formed by performing exposure while varying the exposure amount stepwise, and the rectangularity of the pattern can be particularly improved when performing stepper exposure.
Moreover, as an exposure apparatus used for stepper exposure, for example, an i-line stepper (trade name: FPA-3000i5 +, manufactured by Canon Inc.) can be used.

前記支持体としては、例えば、液晶表示素子等に用いられるソーダガラス、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や、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や、相補性金属酸化膜半導体(CMOS)等が挙げられる。これらの基板は、各画素を隔離するブラックストライプが形成されている場合もある。また、これらの支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止あるいは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。   Examples of the support include soda glass, Pyrex (registered trademark) glass, and quartz glass used for liquid crystal display elements and the like, and those obtained by attaching a transparent conductive film thereto, and photoelectric conversion element substrates used for imaging elements and the like. Examples thereof include a silicon substrate and a complementary metal oxide semiconductor (CMOS). These substrates may have black stripes that separate pixels. Further, an undercoat layer may be provided on these supports, if necessary, in order to improve adhesion with the upper layer, prevent diffusion of substances, or flatten the substrate surface.

前記現像液としては、本発明の染料含有硬化性組成物(未硬化部)を溶解する一方、照射された硬化部を溶解しない組成よりなるものであればいずれのものも用いることができる。具体的には、種々の有機溶剤の組み合わせやアルカリ性の水溶液を用いることができる。前記有機溶剤としては、本発明の染料含有硬化性組成物を調製する際に使用される前述の有機溶剤が挙げられる。前記アルカリ性の水溶液としては、例えば、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てなるアルカリ性水溶液が好適である。アルカリ性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム,硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、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、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、1,8−ジアザビシクロ−〔5.4.0〕−7−ウンデセン等が挙げられる。
なお、アルカリ性水溶液を現像液として使用した場合、一般に現像後に水で洗浄が行われる。
Any developer can be used as long as it has a composition that dissolves the dye-containing curable composition (uncured part) of the present invention but does not dissolve the irradiated cured part. Specifically, a combination of various organic solvents or an alkaline aqueous solution can be used. As said organic solvent, the above-mentioned organic solvent used when preparing the dye-containing curable composition of this invention is mentioned. As the alkaline aqueous solution, for example, an alkaline aqueous solution obtained by dissolving an alkaline compound so as to have a concentration of 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass is suitable. Examples of alkaline compounds include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium oxalate, sodium metasuccinate, aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline. , Pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene and the like.
In addition, when alkaline aqueous solution is used as a developing solution, generally it wash | cleans with water after image development.

本発明のカラーフィルタは、液晶表示素子やCCD等の固体撮像素子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素子やCMOS等に好適である。本発明のカラーフィルタは、例えば、CCD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されるカラーフィルタとして用いることができる。   The color filter of the present invention can be used for a solid-state imaging device such as a liquid crystal display device or a CCD, and is particularly suitable for a high-resolution CCD device or a CMOS that exceeds 1 million pixels. The color filter of the present invention can be used as, for example, a color filter disposed between a light receiving portion of each pixel constituting a CCD and a microlens for condensing light.

<固体撮像素子>
本発明の固体撮像素子は、既述の本発明のカラーフィルタを設けて構成されたものである。本発明のカラーフィルタは、本発明の染料含有硬化性組成物が用いられることにより膜欠陥の発生が防止された着色パターンであり、このカラーフィルタを備えた固体撮像素子は優れた色再現性を有する。
<Solid-state imaging device>
The solid-state imaging device of the present invention is configured by providing the above-described color filter of the present invention. The color filter of the present invention is a colored pattern in which the occurrence of film defects is prevented by using the dye-containing curable composition of the present invention, and the solid-state imaging device provided with this color filter has excellent color reproducibility. Have.

固体撮像素子の構成としては、本発明のカラーフィルタを備え、固体撮像素子として機能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。
支持体上に、CCDイメージセンサー(固体撮像素子)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、前記フォトダイオード及び前記転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口したタングステン等からなる遮光膜を有し、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、前記デバイス保護膜上に、本発明のカラーフィルタを有する構成である。さらに、前記デバイス保護層上であってカラーフィルタの下(支持体に近い側)に集光手段(例えばマイクロレンズ等。以下同様。)を有する構成や、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。
The configuration of the solid-state imaging device is not particularly limited as long as it includes the color filter of the present invention and functions as a solid-state imaging device. For example, the following configuration can be given.
A support body has a plurality of photodiodes constituting a light receiving area of a CCD image sensor (solid-state imaging device) and a transfer electrode made of polysilicon or the like, and only the light receiving portion of the photodiode is placed on the photodiode and the transfer electrode. It has a light shielding film made of tungsten or the like having an opening, and has 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 portion on the light shielding film, on the device protective film, This is a configuration having the color filter of the present invention. Further, a configuration having light collecting means (for example, a microlens, etc., the same applies hereinafter) on the device protective layer and under the color filter (on the side close to the support), or a structure having the light collecting means on the color filter. Etc.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof. Unless otherwise specified, “part” is based on mass.

(実施例1〜15、比較例1〜18)
<ネガ型硬化性組成物の調製>
−組成Aのネガ型硬化性組成物の調製−
下記組成A中の成分のうち、まずC.I.Solvent Blue 25(染料)とシクロヘキサノンとを混合して染料溶液を調製し、この染料溶液を下記表2〜表3に示す加熱温度で加熱開始後、表中の温度(℃)から10分間、ウォーターバスを用いて加熱した(加熱工程)。なお、ネガ型硬化性組成物A11,B4については加熱を行なっていない。加熱終了後、染料が溶解した染料溶液を室温(25℃)下に放置して冷却し(降温工程)、染料溶液の温度を下記表2〜表3に示す冷却温度まで下げた。このときの降温速度は2℃/分とした。続いて、冷却過程で染料溶液の温度が40℃に達した時点から下記表2〜表3に示す時間が経過したところで、この染料溶液にオキシムA、モノマーA、及びアルカリ可溶性バインダーAを投入し、さらに撹拌して溶解し、染料を着色剤とした18種類のネガ型硬化性組成物A1〜A18を調製した。
<ネガ型硬化性組成物の組成A>
・シクロヘキサノン(有機溶剤)・・・26g
・アルカリ可溶性バインダーA ・・・3.0g
(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸(=85/15[モル比])共重合体)
・下記構造のモノマーA(重合性化合物)・・・2.0g
・オキシムA(2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、光重合開始剤)・・・1.0g
・C.I.Solvent Blue 25(有機溶剤可溶性染料)・・・4.0g
(Examples 1-15, Comparative Examples 1-18)
<Preparation of negative curable composition>
-Preparation of a negative curable composition of composition A-
Among the components in the following composition A, first, C.I. I. Solvent Blue 25 (dye) and cyclohexanone were mixed to prepare a dye solution. After starting the heating of the dye solution at the heating temperatures shown in Tables 2 to 3, water was added for 10 minutes from the temperature (° C.) in the table. It heated using the bath (heating process). Note that the negative curable compositions A11 and B4 are not heated. After completion of the heating, the dye solution in which the dye was dissolved was allowed to cool at room temperature (25 ° C.) (cooling step), and the temperature of the dye solution was lowered to the cooling temperatures shown in Tables 2 to 3 below. The temperature lowering rate at this time was 2 ° C./min. Subsequently, when the time shown in Tables 2 to 3 below has elapsed since the temperature of the dye solution reached 40 ° C. during the cooling process, oxime A, monomer A, and alkali-soluble binder A were added to the dye solution. Furthermore, 18 types of negative curable compositions A1 to A18 were prepared by stirring and dissolving, and using a dye as a colorant.
<Composition A of negative curable composition>
・ Cyclohexanone (organic solvent): 26g
・ Alkali-soluble binder A ... 3.0g
(Benzyl methacrylate / methacrylic acid (= 85/15 [molar ratio]) copolymer)
・ Monomer A (polymerizable compound) of the following structure: 2.0 g
Oxime A (2- (O-benzoyloxime) -1- [4- (phenylthio) phenyl] -1,2-octanedione (manufactured by Ciba Specialty Chemicals), photopolymerization initiator) 1.0g
・ C. I. Solvent Blue 25 (organic solvent-soluble dye) ... 4.0 g

−組成B〜Dのネガ型硬化性組成物の調製−
前記組成Aのネガ型硬化性組成物A1〜A18の調製において、成分の種類及び量と調製条件(加熱温度、冷却温度、投入迄の時間)を下記の表1〜表3に示すように変更したこと以外は、ネガ型硬化性組成物A1〜A18と同様にして、更に15種類のネガ型硬化性組成物B1〜B9、C1〜C3、D1〜D3を調製した。
-Preparation of a negative curable composition having compositions B to D-
In the preparation of the negative curable compositions A1 to A18 of the composition A, the types and amounts of the components and the preparation conditions (heating temperature, cooling temperature, time until charging) are changed as shown in Tables 1 to 3 below. Except having carried out, it carried out similarly to negative curable composition A1-A18, and prepared 15 types of negative curable compositions B1-B9, C1-C3, D1-D3 further.

Figure 0005283532
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Figure 0005283532
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<カラーフィルタの作製>
−下塗り層付シリコンウエハの作製−
レジストCT−2000L溶液(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を、シリコンウエハの上に膜厚2μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、220℃で1時間加熱乾燥させて、硬化膜(下塗り層)を形成した。
<Production of color filter>
-Production of silicon wafer with undercoat layer-
A resist CT-2000L solution (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) is applied onto a silicon wafer using a spin coater so as to have a film thickness of 2 μm, and is heated and dried at 220 ° C. for 1 hour to form a cured film. (Undercoat layer) was formed.

−ネガ型硬化性組成物の露光・現像(画像形成工程)−
次に、上記のように調製した組成A〜Dのネガ型硬化性組成物の各々を用い、得られた下塗り層付シリコンウエハの下塗り層の上に、乾燥膜厚が1μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、100℃で120秒間プリベークし、シリコンウエハ上に着色膜を形成した。この着色膜に対して、2.0μmの正方ピクセルがそれぞれ基板上の4mm×3mmの領域に配列されたマスクパターンを介してi線ステッパー(キャノン(株)製のFPA−3000i5+)により、露光量100mJ/cmにて照度1200mW/cmで露光した。露光後、現像液(商品名:CD−2000、60%、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を用いて23℃で60秒間、パドル現像した。次いで、流水で20秒間リンスした後、スプレー乾燥させた。その後、220℃で300秒間、ホットプレートでポストベーク処理し、シリコンウエハ上に着色パターンを形成した。
以上のようにして、固体撮像素子用のカラーフィルタを作製した。
-Exposure and development of negative curable composition (image forming process)-
Next, using each of the negative curable compositions of compositions A to D prepared as described above, spin was performed on the obtained undercoat layer of the silicon wafer with the undercoat layer so that the dry film thickness was 1 μm. Coating was performed using a coater and prebaked at 100 ° C. for 120 seconds to form a colored film on the silicon wafer. With respect to this colored film, an exposure amount is obtained by an i-line stepper (FPA-3000i5 + manufactured by Canon Inc.) through a mask pattern in which square pixels of 2.0 μm are arranged in a 4 mm × 3 mm region on the substrate. It was exposed to light at an intensity 1200mW / cm 2 at 100mJ / cm 2. After the exposure, paddle development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using a developer (trade name: CD-2000, 60%, manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.). Subsequently, it was rinsed with running water for 20 seconds and then spray-dried. Thereafter, post-baking was performed on a hot plate at 220 ° C. for 300 seconds to form a colored pattern on the silicon wafer.
As described above, a color filter for a solid-state imaging device was produced.

<評価>
上記のようにして作製したカラーフィルタについて、下記の評価を行なった。評価結果は、下記表2〜表3に示す。
<Evaluation>
The following evaluation was performed about the color filter produced as mentioned above. The evaluation results are shown in Tables 2 to 3 below.

−1.膜欠陥(塗布欠陥)−
プリベークした後の露光・現像前の着色膜に含まれる異物を、異物評価装置コンプラスIII(アプライドマテリアルズ社製)にて検出し、検出された全ての異物から、歩留まり低下の原因となる最大幅1.0μm以上の異物を目視で分類した。分類された最大幅1.0μm以上の異物の数(1cmあたりの数)をカウントし、得られた値を指標として膜欠陥の評価を行なった。なお、異物評価装置コンプラスIIIは、膜の状態により異物数が異なる為、異物評価の際は膜の面内均一性を事前に確認する必要がある。面内均一性が100nm以内の塗布膜の群については、異物数を同列に比較できる。
-1. Film defects (coating defects)
Foreign matter contained in the colored film before exposure / development after pre-baking is detected by the foreign matter evaluation apparatus Conplus III (manufactured by Applied Materials). From all the detected foreign matter, Foreign matters having a size of 1.0 μm or more were classified visually. The number of classified foreign matters having a maximum width of 1.0 μm or more (number per 1 cm 2 ) was counted, and film defects were evaluated using the obtained value as an index. The foreign substance evaluation apparatus Conplus III has a different number of foreign substances depending on the state of the film. Therefore, it is necessary to check the in-plane uniformity of the film in advance when evaluating the foreign substance. For the group of coating films having in-plane uniformity within 100 nm, the number of foreign matters can be compared in the same row.

−2.面内均一性−
プリベークした後の露光・現像前の着色膜の膜厚を、非接触式膜厚計(FILMMETRICSF−50、松下テクノトレーディング社製)を用いて測定し、着色膜の面内均一性(レンジ:Δ値[μm]=Max−Min)を求めた。
-2. In-plane uniformity
The film thickness of the colored film after exposure and development after pre-baking was measured using a non-contact type film thickness meter (FILMMETRICCSF-50, manufactured by Matsushita Techno Trading Co., Ltd.), and the in-plane uniformity of the colored film (range: Δ Value [μm] = Max−Min).

Figure 0005283532
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Figure 0005283532
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前記表2〜表3に示すように、実施例では、欠陥数が少なく抑えられており、面内均一性に優れたカラーフィルタを作製することができた。これに対し、比較例では、面欠陥の発生が顕著に現れており、均一膜を形成することができなかった。   As shown in Tables 2 to 3, in the examples, the number of defects was reduced, and a color filter excellent in in-plane uniformity could be produced. On the other hand, in the comparative example, the occurrence of surface defects appeared remarkably, and a uniform film could not be formed.

Claims (5)

少なくとも有機溶剤可溶性染料と有機溶剤とを混合した染料溶液を60〜100℃に加熱する加熱工程と、
加熱後の前記染料溶液を20〜40℃の範囲に降温する降温工程と、
降温後の前記染料溶液に、降温終了から12時間以内にさらに光重合開始剤と重合性化合物とを混合する混合工程と、
を有し、全固形分質量中における前記有機溶剤可溶性染料の含有率が30質量%以上である硬化性組成物を作製する染料含有硬化性組成物の製造方法。
A heating step of heating a dye solution obtained by mixing at least an organic solvent-soluble dye and an organic solvent to 60 to 100 ° C .;
A temperature lowering step of lowering the temperature of the dye solution after heating to a range of 20 to 40 ° C .;
A mixing step of further mixing a photopolymerization initiator and a polymerizable compound in the dye solution after the temperature decrease within 12 hours from the end of the temperature decrease;
And a method for producing a dye-containing curable composition for producing a curable composition having a content of the organic solvent-soluble dye in a total solid mass of 30% by mass or more.
前記有機溶剤可溶性染料が、フタロシアニン系染料であることを特徴とする請求項1に記載の染料含有硬化性組成物の製造方法。   The method for producing a dye-containing curable composition according to claim 1, wherein the organic solvent-soluble dye is a phthalocyanine dye. 請求項1又は請求項2に記載の染料含有硬化性組成物の製造方法により作製された染料含有硬化性組成物を用いて形成されたカラーフィルタ。   The color filter formed using the dye-containing curable composition produced by the manufacturing method of the dye-containing curable composition of Claim 1 or Claim 2. 請求項1又は請求項2に記載の染料含有硬化性組成物の製造方法により作製された染料含有硬化性組成物を支持体上に塗布後、塗布形成された塗布膜を露光し、現像してパターンを形成する工程を有するカラーフィルタの製造方法。   After the dye-containing curable composition produced by the method for producing a dye-containing curable composition according to claim 1 or 2 is coated on a support, the coated film formed by coating is exposed and developed. A method for producing a color filter comprising a step of forming a pattern. 請求項4に記載のカラーフィルタを備えた固体撮像素子。   A solid-state imaging device comprising the color filter according to claim 4.
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