JP5689691B2 - Titanium black dispersion, photosensitive resin composition, light shielding film, method for producing the same, and solid-state imaging device - Google Patents

Titanium black dispersion, photosensitive resin composition, light shielding film, method for producing the same, and solid-state imaging device Download PDF

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Description

本発明は、チタンブラック分散物、感光性樹脂組成物、遮光膜及びその製造方法、並びに固体撮像素子に関する。   The present invention relates to a titanium black dispersion, a photosensitive resin composition, a light shielding film, a method for producing the same, and a solid-state imaging device.

CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサなどの固体撮像素子には、ノイズ発生防止、画質の向上等を目的として遮光膜が設けられる。   A solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensor is provided with a light shielding film for the purpose of preventing noise generation and improving image quality.

固体撮像素子用の遮光膜を形成するための組成物としては、カーボンブラックやチタンブラック等の黒色色材を含有する感光性樹脂組成物が知られている。
具体的には、光学濃度の向上等を目的として、特定のX線回折ピーク強度比を有するチタンブラックを含む感光性樹脂組成物(例えば、特許文献1〜2参照)や、特定の窒素濃度や特定の結晶子径を有するチタンブラックを含む感光性樹脂組成物(例えば、特許文献3〜5参照)が検討されている。
As a composition for forming a light-shielding film for a solid-state imaging device, a photosensitive resin composition containing a black color material such as carbon black or titanium black is known.
Specifically, for the purpose of improving optical density or the like, a photosensitive resin composition containing titanium black having a specific X-ray diffraction peak intensity ratio (for example, see Patent Documents 1 and 2), a specific nitrogen concentration, A photosensitive resin composition containing titanium black having a specific crystallite size (for example, see Patent Documents 3 to 5) has been studied.

また、薄膜で高い遮光性を得ることを目的として、チタンブラックと樹脂成分とを含有する遮光膜形成用組成物が開示されている(例えば、特許文献6参照)。   In addition, a composition for forming a light-shielding film containing titanium black and a resin component has been disclosed for the purpose of obtaining high light-shielding properties with a thin film (see, for example, Patent Document 6).

特許第3724269号公報Japanese Patent No. 3724269 国際公開第2005/037926号パンフレットInternational Publication No. 2005/037926 Pamphlet 特開2006−182627号公報JP 2006-182627 A 特開2006−206891号公報JP 2006-206871 A 特開2006−209102号公報JP 2006-209102 A 特開2007−115921号公報JP 2007-115921 A

近年、固体撮像素子の小型化や薄型化、高感度化に伴い、一方の面に撮像素子部を有するシリコン基板の他方の面側から該シリコン基板に入射される赤外光を遮光する要求が強くなっている。
その理由は、固体撮像素子の基体であるシリコン基板が赤外光に対し高い透過率を示すためであり、更に、固体撮像素子に備えられる撮像素子が可視光に対してだけでなく赤外光に対しても感度を示すためである。
In recent years, with the downsizing, thinning, and high sensitivity of solid-state imaging devices, there is a demand for shielding infrared light incident on the silicon substrate from the other surface side of the silicon substrate having the imaging device portion on one surface. It is getting stronger.
The reason is that the silicon substrate, which is the base of the solid-state image sensor, exhibits a high transmittance for infrared light. Furthermore, the image sensor provided in the solid-state image sensor is not only for visible light but also for infrared light. This is because the sensitivity is also shown.

このような状況下、カーボンブラックを用いた遮光膜は赤外光の透過率が高いため、上記要求を満足するとは言い難い。これに対し、チタンブラックを用いた遮光膜は、赤外光の透過率が低く、赤外遮光能に優れるため、上記要求を満たす遮光膜として好適ではある。
しかしながら、本発明者の検討により、チタンブラックを含む分散物や感光性樹脂組成物を用いて遮光膜を形成する際、該遮光膜の形成領域外における感光性樹脂組成物由来の残渣物が残りやすいことが明らかとなった。
Under such circumstances, a light-shielding film using carbon black has high infrared light transmittance, so it is difficult to say that the above requirement is satisfied. In contrast, a light-shielding film using titanium black is suitable as a light-shielding film that satisfies the above requirements because it has a low infrared light transmittance and an excellent infrared light-shielding ability.
However, when the light-shielding film is formed using a dispersion or photosensitive resin composition containing titanium black, the residue derived from the photosensitive resin composition outside the region where the light-shielding film is formed remains. It became clear that it was easy.

本発明は上記に鑑みなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明の目的は、赤外遮光能に優れた遮光膜を形成でき、該遮光膜の形成の際、該遮光膜の形成領域外における残渣物を低減できる感光性樹脂組成物を提供すること、及び、該感光性樹脂組成物に用いるチタンブラック分散物を提供することである。
また、本発明の目的は、赤外遮光能に優れた遮光膜を提供すること、及び、赤外遮光能に優れた遮光膜を形成でき、該遮光膜を形成する際、該遮光膜の形成領域外における残渣物を低減できる遮光膜の製造方法を提供することである。
また、本発明の目的は、赤外光によるノイズが低減され、残渣物によるノイズが低減された固体撮像素子を提供することである。
This invention is made | formed in view of the above, and makes it a subject to achieve the following objectives.
That is, an object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition capable of forming a light-shielding film having excellent infrared light-shielding ability and reducing residues outside the formation region of the light-shielding film when the light-shielding film is formed. And providing a titanium black dispersion used in the photosensitive resin composition.
Another object of the present invention is to provide a light-shielding film excellent in infrared light-shielding ability, and to form a light-shielding film excellent in infrared light-shielding ability. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a light-shielding film that can reduce residue outside the region.
Another object of the present invention is to provide a solid-state imaging device in which noise due to infrared light is reduced and noise due to residue is reduced.

前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
<1> (A)チタンブラック粒子、(B)分散剤、及び(C)有機溶媒を含有し、
前記(A)チタンブラック粒子からなる被分散体の90%以上が30nm以下の粒径を有し、
一方の面に撮像素子部を有し他方の面に前記撮像素子部と電気的に接続された金属電極を有するシリコン基板の他方の面に、前記金属電極の少なくとも1部が露出するようにパターニングされて設けられ赤外光を遮光する遮光膜の形成に用いられるチタンブラック分散物。
<2> 前記(A)チタンブラック粒子からなる被分散体の95%以上が30nm以下の粒径を有する<1>に記載のチタンブラック分散物。
<3> 前記金属電極が、Cu、Au、Al、Ni、W、Pt、Mo、Cu化合物、W化合物、又はMo化合物からなる<1>又は<2>に記載のチタンブラック分散物。
> 前記分散剤が、水素原子を除いた原子数が40〜10000の範囲であるグラフト鎖を有するグラフト共重合体である<1>〜<3>のいずれか1項に記載のチタンブラック分散物。
Means for solving the above-mentioned problems are as follows.
<1> containing (A) titanium black particles, (B) a dispersant, and (C) an organic solvent,
90% or more of the dispersion of (A) titanium black particles has a particle size of 30 nm or less,
On the other surface of the silicon substrate having the image pickup device unit and electrically connected to the metal electrodes have a image sensor portion to one surface to the other surface, patterned such that at least a portion of the metal electrode is exposed A titanium black dispersion used for forming a light-shielding film that is provided and shields infrared light.
<2> The titanium black dispersion according to <1>, wherein 95% or more of the (A) titanium black particles to be dispersed have a particle size of 30 nm or less.
<3> The titanium black dispersion according to <1> or <2>, wherein the metal electrode is made of Cu, Au, Al, Ni, W, Pt, Mo, a Cu compound, a W compound, or a Mo compound.
< 4 > The titanium black according to any one of <1> to <3>, wherein the dispersant is a graft copolymer having a graft chain in which the number of atoms excluding hydrogen atoms is in the range of 40 to 10,000. Dispersion.

> 前記グラフト共重合体が、少なくとも下記式(1)〜式(4)のいずれかで表される構造単位を含む<>に記載のチタンブラック分散物。 < 5 > The titanium black dispersion according to < 4 >, wherein the graft copolymer includes at least a structural unit represented by any of the following formulas (1) to (4).

〔式(1)〜式(4)において、W、W、W、及びWはそれぞれ独立に酸素原子或いはNHを表し、X、X、X、X、及びXはそれぞれ独立に水素原子或いは1価の有機基を表し、Y、Y、Y、及びYはそれぞれ独立に2価の連結基を表し、Z、Z、Z、及びZはそれぞれ独立に1価の有機基を表す。Rは分岐又は直鎖のアルキレン基を表す。Rは水素原子又は1価の有機基を表し、Rとしては共重合体中に構造の異なるRを混合して用いても良い。n、m、p、及びqはそれぞれ1から500の整数である。j及びkは、それぞれ独立に、2〜8の整数を表す。〕 In [Equation (1) to (4), W 1, W 2, W 3, and W 4 each independently represent an oxygen atom or NH, X 1, X 2, X 3, X 4, and X 5 Each independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, Y 1 , Y 2 , Y 3 , and Y 4 each independently represent a divalent linking group, and Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 each independently represents a monovalent organic group. R 3 represents a branched or straight chain alkylene group. R 4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, the R 4 may be mixed different structures R 4 in the copolymer. n, m, p, and q are each an integer of 1 to 500. j and k each independently represents an integer of 2 to 8. ]

> 前記グラフト共重合体が、前記式(1)〜式(4)のいずれかで表される構造単位を、該グラフト共重合体の総質量に対し質量換算で、10%〜90%の範囲で含む<>に記載のチタンブラック分散物。
> <1>〜<>のいずれか1項に記載のチタンブラック分散物、(D)光重合性化合物、及び(E)光重合開始剤を含有し、
一方の面に撮像素子部を有し他方の面に前記撮像素子部と電気的に接続された金属電極を有するシリコン基板の他方の面に、前記金属電極の少なくとも1部が露出するようにパターニングされて設けられ赤外光を遮光する遮光膜の形成に用いられる感光性樹脂組成物。
<8> 前記金属電極が、Cu、Au、Al、Ni、W、Pt、Mo、Cu化合物、W化合物、又はMo化合物からなる<7>に記載の感光性樹脂組成物。
> 一方の面に撮像素子部を有し他方の面に前記撮像素子部と電気的に接続された金属電極を有するシリコン基板の他方の面に、<>に記載の感光性樹脂組成物を用い、前記金属電極の少なくとも1部が露出するようにパターニングされて形成された遮光膜。
<10> 前記金属電極が、Cu、Au、Al、Ni、W、Pt、Mo、Cu化合物、W化合物、又はMo化合物からなる<9>に記載の遮光膜。
11> <>に記載の感光性樹脂組成物を、一方の面に撮像素子部を有し他方の面に前記撮像素子部と電気的に接続された金属電極を有するシリコン基板の他方の面に塗布して感光性層を形成する工程と、前記感光性層をパターン状に露光する工程と、露光後の前記感光性層を現像して前記金属電極の少なくとも1部が露出するパターンを形成する工程と、を有する遮光膜の製造方法。
<12> 前記金属電極が、Cu、Au、Al、Ni、W、Pt、Mo、Cu化合物、W化合物、又はMo化合物からなる<11>に記載の遮光膜の製造方法。
<13> 前記金属電極が、Cu又はCu化合物からなる<11>に記載の遮光膜の製造方法。
< 6 > The structural unit represented by any one of the formulas (1) to (4) is 10% to 90% in terms of mass with respect to the total mass of the graft copolymer. The titanium black dispersion according to < 5 >, which is contained in the range of
< 7 > The titanium black dispersion according to any one of <1> to < 6 >, (D) a photopolymerizable compound, and (E) a photopolymerization initiator,
On the other surface of the silicon substrate having the image pickup device unit and electrically connected to the metal electrodes have a image sensor portion to one surface to the other surface, patterned such that at least a portion of the metal electrode is exposed A photosensitive resin composition used for forming a light-shielding film that is provided and shields infrared light.
<8> The photosensitive resin composition according to <7>, wherein the metal electrode is made of Cu, Au, Al, Ni, W, Pt, Mo, a Cu compound, a W compound, or a Mo compound.
<9> on the other surface of the silicon substrate having the image pickup device unit and electrically connected to the metal electrodes into a closed and the other surface of the image pickup device unit on one surface, a photosensitive resin composition according to <7> A light-shielding film formed by using an object and patterned so that at least a part of the metal electrode is exposed .
<10> The light shielding film according to <9>, wherein the metal electrode is made of Cu, Au, Al, Ni, W, Pt, Mo, a Cu compound, a W compound, or a Mo compound.
<11> according to <7> The photosensitive resin composition, the other silicon substrate having the image pickup device unit and electrically connected to the metal electrodes have a image sensor portion to one surface to the other surface A step of coating the surface to form a photosensitive layer, a step of exposing the photosensitive layer in a pattern, and a pattern in which at least a part of the metal electrode is exposed by developing the photosensitive layer after exposure. Forming the light shielding film.
<12> The method for producing a light-shielding film according to <11>, wherein the metal electrode is made of Cu, Au, Al, Ni, W, Pt, Mo, a Cu compound, a W compound, or a Mo compound.
<13> The method for producing a light shielding film according to <11>, wherein the metal electrode is made of Cu or a Cu compound.

14> 一方の面に撮像素子部を有するシリコン基板と、
前記シリコン基板の他方の面に設けられ、前記撮像素子部と電気的に接続された金属電極と、
前記シリコン基板の前記金属電極が設けられた面に設けられ、前記金属電極の少なくとも1部が露出するようにパターニングされた<>に記載の遮光膜と、
を有する固体撮像素子。
<15> 前記金属電極が、Cu、Au、Al、Ni、W、Pt、Mo、Cu化合物、W化合物、又はMo化合物からなる<14>に記載の固体撮像素子。
<16> 前記金属電極が、Cu又はCu化合物からなる<14>に記載の固体撮像素子。
< 14 > a silicon substrate having an image sensor portion on one surface;
A metal electrode provided on the other surface of the silicon substrate and electrically connected to the imaging element unit;
The light shielding film according to < 9 >, provided on the surface of the silicon substrate on which the metal electrode is provided, and patterned so that at least a part of the metal electrode is exposed;
Solid-state image pickup device that have a.
<15> The solid-state imaging device according to <14>, wherein the metal electrode is made of Cu, Au, Al, Ni, W, Pt, Mo, a Cu compound, a W compound, or a Mo compound.
<16> The solid-state imaging device according to <14>, wherein the metal electrode is made of Cu or a Cu compound.

本発明によれば、赤外遮光能に優れた遮光膜を形成でき、該遮光膜の形成の際、該遮光膜の形成領域外における残渣物を低減できる感光性樹脂組成物を提供すること、及び、該感光性樹脂組成物に用いるチタンブラック分散物を提供することができる。
また、本発明によれば、赤外遮光能に優れた遮光膜を提供すること、及び、赤外遮光能に優れた遮光膜を形成でき、該遮光膜を形成する際、該遮光膜の形成領域外における残渣物を低減できる遮光膜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、赤外光によるノイズが低減され、残渣物によるノイズが低減された固体撮像素子を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a photosensitive resin composition that can form a light-shielding film having excellent infrared light-shielding ability, and that can reduce residues outside the formation region of the light-shielding film when the light-shielding film is formed. And the titanium black dispersion used for this photosensitive resin composition can be provided.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a light shielding film excellent in infrared light shielding ability, and to form a light shielding film excellent in infrared light shielding ability. It is possible to provide a method for manufacturing a light-shielding film that can reduce residue outside the region.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a solid-state imaging device in which noise due to infrared light is reduced and noise due to residue is reduced.

本発明の一例に係る固体撮像素子を備えたカメラモジュールの構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the camera module provided with the solid-state image sensor which concerns on an example of this invention. 本発明の一例に係る固体撮像素子の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the solid-state image sensor which concerns on an example of this invention. 実施例2及び比較例2で用いた基板Aの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the board | substrate A used in Example 2 and Comparative Example 2. FIG. 基板A上に遮光膜が形成された様子を示す概略断面図である。2 is a schematic cross-sectional view showing a state where a light shielding film is formed on a substrate A. FIG. 実施例3及び比較例3で用いた基板Bの概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view of a substrate B used in Example 3 and Comparative Example 3. FIG. 基板B上に遮光膜が形成された様子を示す概略断面図である。4 is a schematic cross-sectional view showing a state where a light shielding film is formed on a substrate B. FIG.

≪チタンブラック分散物及び感光性樹脂組成物≫
本発明のチタンブラック分散物は、(A)チタンブラック粒子、(B)分散剤、及び(C)有機溶媒を含有し、前記(A)チタンブラック粒子からなる被分散体の90%以上が30nm以下の粒径を有し、一方の面に撮像素子部を有するシリコン基板の他方の面に設けられ赤外光を遮光する遮光膜の形成に用いられるチタンブラック分散物である。
また、本発明の感光性樹脂組成物は、前記本発明のチタンブラック分散物、(D)光重合性化合物、及び(E)光重合開始剤を含有し、一方の面に撮像素子部を有するシリコン基板の他方の面に設けられ赤外光を遮光する遮光膜の形成に用いられる感光性樹脂組成物である。
≪Titanium black dispersion and photosensitive resin composition≫
The titanium black dispersion of the present invention contains (A) titanium black particles, (B) a dispersant, and (C) an organic solvent, and 90% or more of the dispersion made of the (A) titanium black particles is 30 nm. This titanium black dispersion has the following particle size and is used for forming a light-shielding film that is provided on the other surface of a silicon substrate having an image sensor portion on one surface and shields infrared light.
Moreover, the photosensitive resin composition of the present invention contains the titanium black dispersion of the present invention, (D) a photopolymerizable compound, and (E) a photopolymerization initiator, and has an image pickup element portion on one surface. It is a photosensitive resin composition used for forming a light shielding film that is provided on the other surface of a silicon substrate and shields infrared light.

近年、固体撮像素子の小型化や薄型化、高感度化に伴い、一方の面(以下、「第1の主面」や「オモテ面」ともいう)に撮像素子部を有するシリコン基板の他方の面(以下、「第2の主面」や「裏面」ともいう)側から該シリコン基板に入射される赤外光を遮光する要求が強くなっている。チタンブラックを用いた遮光膜は、赤外遮光能に優れるため、上記要求を満たす遮光膜として好適ではある。
しかし、本発明者による検討の結果、チタンブラックを含む分散物や感光性樹脂組成物を用いて遮光膜を形成する際、該遮光膜の形成領域外における感光性樹脂組成物由来の残渣物が残りやすいことが明らかとなった。残渣物が残りやすい原因は明らかでないが、チタンブラック粒子が経時とともに沈降し易い性質を有することや、チタンブラック粒子が粗大化し易い性質を有すること等、が関係しているものと推測される。
そこで本発明者は、さらなる検討の結果、チタンブラック粒子からなる被分散体の90%以上が30nm以下の粒径を有するチタンブラック分散物や感光性樹脂組成物を用いて遮光膜を形成することにより、チタンブラックの有する赤外遮光能を維持したままこの残渣物を低減できることを見出し、本発明を完成した。
In recent years, with the downsizing, thinning, and high sensitivity of solid-state imaging devices, the other surface of the silicon substrate having the imaging device portion on one surface (hereinafter also referred to as “first main surface” or “front surface”) is provided. There is an increasing demand for shielding infrared light incident on the silicon substrate from the side of the surface (hereinafter also referred to as “second main surface” or “back surface”). A light-shielding film using titanium black is suitable as a light-shielding film that satisfies the above requirements because of its excellent infrared shielding ability.
However, as a result of the study by the present inventors, when a light shielding film is formed using a dispersion or a photosensitive resin composition containing titanium black, a residue derived from the photosensitive resin composition outside the formation region of the light shielding film is present. It became clear that it was easy to remain. The reason why the residue is likely to remain is not clear, but it is presumed that the titanium black particles have a property of being easily settled with time and the titanium black particles have a property of being easily coarsened.
Therefore, as a result of further studies, the present inventor forms a light-shielding film using a titanium black dispersion or a photosensitive resin composition in which 90% or more of the dispersions made of titanium black particles have a particle size of 30 nm or less. Thus, the present inventors have found that this residue can be reduced while maintaining the infrared shielding ability of titanium black, and completed the present invention.

従って、本発明のチタンブラック分散物及び感光性樹脂組成物によれば、赤外遮光能に優れた遮光膜を形成でき、該遮光膜の形成の際、該遮光膜の形成領域外における残渣物を低減できる。
ここで、「赤外」とは、700nm〜1200nmの波長領域を指す。
また、「赤外光を遮光する」とは、700nm〜1200nmの波長領域全域にわたり透過率が10%以下である状態を指す。
更に、本発明のチタンブラック分散物及び感光性樹脂組成物によれば、該遮光膜の形成の際、該遮光膜の硬化性(パターン形成性)も向上する。
硬化性が向上する理由は定かではないが、チタンブラック粒子からなる被分散体の90%以上が30nm以下の粒径を有することにより、形成される遮光膜中において、硬化させるために用いる紫外光の散乱が抑えられ、該紫外光が膜厚方向に進行しやすくなるため、と推測される。但し、本発明はこの推測によって限定されることはない。
Therefore, according to the titanium black dispersion and the photosensitive resin composition of the present invention, it is possible to form a light-shielding film having excellent infrared light-shielding ability, and in the formation of the light-shielding film, residues outside the light-shielding film formation region Can be reduced.
Here, “infrared” refers to a wavelength region of 700 nm to 1200 nm.
Further, “shielding infrared light” refers to a state where the transmittance is 10% or less over the entire wavelength region of 700 nm to 1200 nm.
Furthermore, according to the titanium black dispersion and the photosensitive resin composition of the present invention, the curability (pattern formability) of the light shielding film is also improved when the light shielding film is formed.
The reason why the curability is improved is not clear, but 90% or more of the dispersion made of titanium black particles has a particle size of 30 nm or less, so that the ultraviolet light used for curing in the formed light shielding film. This is presumed to be because the ultraviolet light can be easily propagated in the film thickness direction. However, the present invention is not limited by this assumption.

また、本明細書中において撮像素子部とは、複数の撮像素子(CCD、CMOS、等)が、(例えばマトリクス状に)配列されている領域を指す。
本明細書中では、撮像素子部が設けられたシリコン基板を「固体撮像素子」や「固体撮像素子基板」ということがある。前記固体撮像素子には、更に、その他の要素(カラーフィルタ、マイクロレンズ等)が形成されていてもよい。
Further, in this specification, the imaging element unit refers to a region where a plurality of imaging elements (CCD, CMOS, etc.) are arranged (for example, in a matrix).
In the present specification, a silicon substrate provided with an image sensor section is sometimes referred to as a “solid-state image sensor” or a “solid-state image sensor substrate”. In the solid-state imaging device, other elements (color filter, microlens, etc.) may be further formed.

以下、本発明のチタンブラック分散物又は感光性樹脂組成物に含有される各成分について順次説明する。   Hereinafter, each component contained in the titanium black dispersion or the photosensitive resin composition of the present invention will be sequentially described.

(A)チタンブラック粒子
本発明のチタンブラック分散物及び感光性樹脂組成物は、チタンブラック粒子を含有する。
該チタンブラック粒子は、分散物中において被分散体として含有されるものであり、本発明においてはチタンブラック粒子からなる被分散体の90%以上が30nm以下の粒径を有することを要する。
本発明における被分散体の粒径とは、被分散体の粒子直径を意味し、粒子直径とは、粒子の外表面の投影面積と等しい面積をもつ円の直径である。粒子の投影面積は、電子顕微鏡写真での撮影により得られた面積を測定し、撮影倍率を補正することにより得られる。
(A) Titanium black particles The titanium black dispersion and photosensitive resin composition of the present invention contain titanium black particles.
The titanium black particles are contained as a dispersion in the dispersion. In the present invention, 90% or more of the dispersion made of titanium black particles needs to have a particle size of 30 nm or less.
In the present invention, the particle size of the dispersed material means the particle diameter of the dispersed material, and the particle diameter is the diameter of a circle having an area equal to the projected area of the outer surface of the particle. The projected area of the particles can be obtained by measuring the area obtained by photographing with an electron micrograph and correcting the photographing magnification.

ここで、本発明における「チタンブラック粒子からなる被分散体」は、チタンブラック粒子が一次粒子の状態であるもの、凝集体(二次粒子)の状態であるものの双方を包含する。   Here, the “dispersed body composed of titanium black particles” in the present invention includes both those in which the titanium black particles are in the state of primary particles and those in the state of the aggregates (secondary particles).

本発明の感光性樹脂組成物は、本発明のチタンブラック分散物に由来するチタンブラック粒子からなる被分散体を含有する。該感光性樹脂組成物及びこれを硬化して得られた硬化膜(遮光膜)中に含有されるチタンブラック粒子からなる被分散体についても、その90%以上が30nm以下の粒径を有するものである。   The photosensitive resin composition of this invention contains the to-be-dispersed body which consists of a titanium black particle originating in the titanium black dispersion of this invention. 90% or more of the photosensitive resin composition and a dispersion made of titanium black particles contained in a cured film (light-shielding film) obtained by curing the photosensitive resin composition have a particle size of 30 nm or less. It is.

本発明においては、チタンブラック粒子からなる被分散体の90%以上が30nm以下の粒径を有することで、本発明の感光性樹脂組成物を用いて遮光膜を形成した際に、遮光膜の形成領域外における感光性樹脂組成物由来の残渣物が低減される。なお、残渣物は、チタンブラック粒子、樹脂成分等の感光性樹脂組成物に由来する成分を含むものである。
残渣物が低減される理由は未だ明確ではないが、粒径の小さい被分散体が、遮光膜の形成における未硬化の感光性樹脂組成物(特に、チタンブラック粒子)の除去性向上に寄与するためと推測している。
In the present invention, 90% or more of the dispersion of titanium black particles has a particle size of 30 nm or less, so that when the light shielding film is formed using the photosensitive resin composition of the present invention, Residues derived from the photosensitive resin composition outside the formation region are reduced. The residue includes components derived from the photosensitive resin composition such as titanium black particles and resin components.
The reason why the residue is reduced is not yet clear, but the dispersed material having a small particle size contributes to the improvement of the removability of the uncured photosensitive resin composition (particularly titanium black particles) in the formation of the light shielding film. I guess because.

また、チタンブラック粒子は、紫外から赤外までの広範囲に亘る波長領域の光に対する遮光性に優れるが、特に赤外光に対する遮光性(赤外遮光性)に優れるため、本発明のチタンブラック分散物又は感光性樹脂組成物を用いて形成された遮光膜は優れた赤外遮光性を発揮する。   Titanium black particles have excellent light blocking properties for light in a wide wavelength range from ultraviolet to infrared. In particular, the titanium black particles have excellent light blocking properties for infrared light (infrared light blocking properties). The light-shielding film formed using the product or the photosensitive resin composition exhibits excellent infrared light-shielding properties.

本発明のチタンブラック分散物又は感光性樹脂組成物に含有される被分散体について、その90%が30nm以下の粒径を有するか否かを判断するには、下記に示す方法(1)を用いる。   In order to determine whether 90% of the dispersion to be contained in the titanium black dispersion or photosensitive resin composition of the present invention has a particle size of 30 nm or less, the following method (1) is used. Use.

また、本発明の感光性樹脂組成物を硬化して得られた硬化膜(遮光膜)に含有される被分散体について、その90%が30nm以下の粒径を有するか否かを判断するには、下記に示す方法(2)を用いる。   In addition, about 90% of the dispersion to be contained in the cured film (light-shielding film) obtained by curing the photosensitive resin composition of the present invention, it is judged whether or not it has a particle size of 30 nm or less. Uses the method (2) shown below.

<方法(1)>
チタンブラック分散物又は感光性樹脂組成物を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMEAとも略称する。)により500倍に希釈し、カーボン薄膜上に滴下、乾燥させて投下型電子顕微鏡を用いて形態観察写真を撮影する。得られた写真から、粒子400個について外表面の投影面積を求め、この面積に相当する円の直径を算出し、度数分布を評価する。
<Method (1)>
A titanium black dispersion or a photosensitive resin composition is diluted 500 times with propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter also abbreviated as PGMEA), dropped onto a carbon thin film and dried to form using a dropping electron microscope. Take an observation picture. From the obtained photograph, the projected area of the outer surface is obtained for 400 particles, the diameter of the circle corresponding to this area is calculated, and the frequency distribution is evaluated.

<方法(2)>
製膜された基板の断面を、走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジーズ製、S−3400N(商品名))及びエネルギー分散型X線分析装置(EDAX社製Genesis(商品名))により、形態観察写真及びTiとSiの元素マップを撮影する。得られた写真から、Ti元素が検出されている粒子400個について外表面の投影面積を求め、この面積に相当する円の直径を算出し、度数分布を評価する。
<Method (2)>
Using a scanning electron microscope (S-3400N (trade name) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) and an energy dispersive X-ray analyzer (Genesis (trade name) manufactured by EDAX) A morphological observation photograph and an element map of Ti and Si are taken. From the obtained photograph, the projected area of the outer surface is obtained for 400 particles in which Ti element is detected, the diameter of a circle corresponding to this area is calculated, and the frequency distribution is evaluated.

以下、チタンブラック粒子について、更に詳細に説明する。
本発明においてチタンブラック粒子とは、チタン原子を有する黒色粒子であり、好ましくは低次酸化チタンや酸窒化チタン等の黒色粒子である。
Hereinafter, the titanium black particles will be described in more detail.
In the present invention, the titanium black particles are black particles having titanium atoms, and preferably black particles such as low-order titanium oxide and titanium oxynitride.

チタンブラック粒子は、分散性向上、凝集性抑制などの目的で必要に応じ、粒子表面を修飾することが可能である。粒子表面の修飾としては、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等で被覆処理が可能であり、また、特開2007−302836号公報に示されるような撥水性物質での処理も可能である。   The titanium black particles can be modified on the particle surface as necessary for the purpose of improving dispersibility and suppressing aggregation. As the modification of the particle surface, for example, coating treatment with silicon oxide, titanium oxide, germanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, zirconium oxide or the like is possible. Treatment with an aqueous material is also possible.

チタンブラック粒子の市販品の例としては、チタンブラック10S、12S、13R、13M、13M−C、13R、13R−N、13M−T(商品名:以上、三菱マテリアル電子化成(株)製)、ティラック(Tilack)D(商品名:赤穂化成(株)製)などが挙げられる。   Examples of commercially available titanium black particles include titanium black 10S, 12S, 13R, 13M, 13M-C, 13R, 13R-N, and 13M-T (trade names: manufactured by Mitsubishi Materials Electronics Chemical Co., Ltd.), Examples include Tilac D (trade name: manufactured by Ako Kasei Co., Ltd.).

チタンブラック粒子の製造方法としては、二酸化チタンと金属チタンの混合体を還元雰囲気で加熱し還元する方法(特開昭49−5432号公報に記載の方法)、四塩化チタンの高温加水分解で得られた超微細二酸化チタンを水素を含む還元雰囲気中で還元する方法(特開昭57−205322号公報に記載の方法)、二酸化チタンまたは水酸化チタンをアンモニア存在下で高温還元する方法(特開昭60−65069号公報、特開昭61−201610号公報に記載の方法)、二酸化チタン又は水酸化チタンにバナジウム化合物を付着させ、アンモニア存在下で高温還元する方法(特開昭61−201610号公報に記載の方法)などがあるが、これらに限定されるものではない。
本発明に適用されるチタンブラック粒子としては、一次粒径の小さいものであることが好ましい。
As a method for producing titanium black particles, a mixture of titanium dioxide and metal titanium is heated in a reducing atmosphere for reduction (a method described in JP-A-49-5432), or obtained by high-temperature hydrolysis of titanium tetrachloride. A method of reducing the obtained ultrafine titanium dioxide in a reducing atmosphere containing hydrogen (a method described in JP-A-57-205322), a method of reducing titanium dioxide or titanium hydroxide at a high temperature in the presence of ammonia (JP-A No. 57-305322) (Methods described in JP-A-60-65069 and JP-A-61-201610), a method in which a vanadium compound is attached to titanium dioxide or titanium hydroxide and reduced at high temperature in the presence of ammonia (JP-A 61-201610). However, the method is not limited to these.
The titanium black particles applied to the present invention preferably have a small primary particle size.

本発明のチタンブラック分散物及び感光性樹脂組成物は、(A)チタンブラック粒子を1種のみを含有するものであってもよく、2種以上を含有してもよい。   The titanium black dispersion and the photosensitive resin composition of the present invention may contain only one type of (A) titanium black particles, or may contain two or more types.

また、本発明の効果を損なわない限りにおいて、チタンブラック粒子と共に、分散性、着色性等を調整する目的で、Cu、Fe、Mn、V、Ni等の複合酸化物、酸化コバルト、酸化鉄、カーボンブラック、アニリンブラック等からなる黒色顔料を1種又は2種以上の組み合わせて、被分散体として併用してもよい。この場合、被分散体の50質量%以上をチタンブラック粒子からなる被分散体が占めることが好ましい。   Further, as long as the effects of the present invention are not impaired, the composite oxide such as Cu, Fe, Mn, V, Ni, cobalt oxide, iron oxide, You may use together as a to-be-dispersed body, combining the black pigment which consists of carbon black, aniline black, etc. 1 type, or 2 or more types. In this case, it is preferable that 50% by mass or more of the dispersion is occupied by the dispersion made of titanium black particles.

また、後述するように、遮光性の調整等を目的として、本発明の効果を損なわない限りにおいて、チタンブラック粒子と共に、他の着色剤(有機顔料や染料など)を所望により併用してもよい。   Further, as will be described later, other colorants (such as organic pigments and dyes) may be used in combination with the titanium black particles, if desired, for the purpose of adjusting the light shielding property and the like, as long as the effects of the present invention are not impaired. .

チタンブラック分散物中の(A)チタンブラック粒子の含有量は、分散物の全質量に対し、5質量%〜60質量%であることが好ましく、10質量%〜50質量%であることがさらに好ましい。
また、感光性樹脂組成物中の(A)チタンブラック粒子の含有量は、分散物の全質量に対し、2.5質量%〜30質量%であることが好ましく、5質量%〜20質量%であることがさらに好ましい
The content of (A) titanium black particles in the titanium black dispersion is preferably 5% by mass to 60% by mass and more preferably 10% by mass to 50% by mass with respect to the total mass of the dispersion. preferable.
Moreover, it is preferable that content of (A) titanium black particle in the photosensitive resin composition is 2.5 mass%-30 mass% with respect to the total mass of a dispersion, and 5 mass%-20 mass%. More preferably

(B)分散剤
本発明のチタンブラック分散物及び感光性樹脂組成物は分散剤を含有する。
本発明における分散剤としては、高分子分散剤〔例えば、ポリアミドアミンとその塩、ポリカルボン酸とその塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリエステル、変性ポリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル系共重合体、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物〕、及び、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルカノールアミン、顔料誘導体等を挙げることができる。
本発明における分散剤は、その構造から更に直鎖状高分子、末端変性型高分子、グラフト型高分子、及びブロック型高分子に分類することができる。
(B) Dispersant The titanium black dispersion and the photosensitive resin composition of the present invention contain a dispersant.
The dispersant in the present invention includes a polymer dispersant [for example, polyamidoamine and its salt, polycarboxylic acid and its salt, high molecular weight unsaturated acid ester, modified polyurethane, modified polyester, modified poly (meth) acrylate, (meta ) Acrylic copolymer, naphthalene sulfonic acid formalin condensate], polyoxyethylene alkyl phosphate ester, polyoxyethylene alkyl amine, alkanol amine, pigment derivative and the like.
The dispersant in the present invention can be further classified into a linear polymer, a terminal-modified polymer, a graft polymer, and a block polymer according to its structure.

本発明における分散剤は、チタンブラック粒子及び所望により併用する顔料等の被分散体の表面に吸着し、再凝集を防止するように作用する。そのため、顔料表面へのアンカー部位を有する末端変性型高分子、グラフト型高分子、ブロック型高分子が好ましい構造として挙げることができる。
一方で、本発明における分散剤は被分散体の表面を改質することで、分散樹脂の吸着を促進させる効果を有する。
The dispersant in the present invention acts to adsorb on the surface of a dispersion such as titanium black particles and a pigment used in combination, if desired, and prevent reaggregation. Therefore, a terminal-modified polymer, a graft polymer and a block polymer having an anchor site to the pigment surface can be mentioned as preferred structures.
On the other hand, the dispersant in the present invention has an effect of promoting the adsorption of the dispersed resin by modifying the surface of the dispersion.

本発明に用いうる分散剤の具体例としては、BYK Chemie社製「Disperbyk−101(商品名、ポリアミドアミン燐酸塩)、107(商品名、カルボン酸エステル)、110(商品名、酸基を含む共重合物)、130(商品名、ポリアミド)、161、162、163、164、165、166、170、180(商品名、高分子共重合物)」、「BYK−P104、P105(商品名、高分子量不飽和ポリカルボン酸)」、EFKA社製「EFKA4047、4050、4010、4165(商品名、ポリウレタン系)、EFKA4330、4340(商品名、ブロック共重合体)、4400、4402(商品名、変性ポリアクリレート)、5010(商品名、ポリエステルアミド)、5765(商品名、高分子量ポリカルボン酸塩)、6220(商品名、脂肪酸ポリエステル)、6745(商品名、フタロシアニン誘導体)、6750(商品名、アゾ顔料誘導体)」、味の素ファインテクノ(株)製「アジスパーPB821、PB822(商品名)」、共栄社化学(株)製「フローレンTG−710(商品名、ウレタンオリゴマー)」、「ポリフローNo.50E、No.300(商品名、アクリル系共重合体)」、楠本化成(株)製「ディスパロンKS−860、873SN、874、#2150(商品名、脂肪族多価カルボン酸)、#7004(商品名、ポリエーテルエステル)、DA−703−50、DA−705、DA−725(商品名)」、花王(株)製「デモールRN、N(商品名、ナフタレンスルホン酸ホルマリン重縮合物)、MS、C、SN−B(商品名、芳香族スルホン酸ホルマリン重縮合物)」、「ホモゲノールL−18(商品名、高分子ポリカルボン酸)」、「エマルゲン920、930、935、985(商品名、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)」、「アセタミン86(商品名、ステアリルアミンアセテート)」、ルーブリゾール社製「ソルスパース5000(商品名、フタロシアニン誘導体)、22000(商品名、アゾ顔料誘導体)、13240(商品名、ポリエステルアミン)、3000、17000、27000(商品名、末端部に機能部を有する高分子)、24000、28000、32000、38500(商品名、グラフト型高分子)」、日光ケミカル社製「ニッコールT106(商品名、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)、MYS−IEX(商品名、ポリオキシエチレンモノステアレート)」等が挙げられる。また、川研ファインケミカル(株)製 ヒノアクトT−8000E(商品名)などの両性分散剤も挙げられる。
これらの分散剤は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
Specific examples of the dispersant that can be used in the present invention include “Disperbyk-101 (trade name, polyamidoamine phosphate), 107 (trade name, carboxylic acid ester), 110 (trade name, containing acid group) manufactured by BYK Chemie. Copolymer)), 130 (trade name, polyamide), 161, 162, 163, 164, 165, 166, 170, 180 (trade name, polymer copolymer) "," BYK-P104, P105 (trade name, High molecular weight unsaturated polycarboxylic acid), “EFKA 4047, 4050, 4010, 4165 (trade name, polyurethane), EFKA 4330, 4340 (trade name, block copolymer), 4400, 4402 (trade name, modified) manufactured by EFKA Polyacrylate), 5010 (trade name, polyester amide), 5765 (trade name, high molecular weight polycal) Bonate), 6220 (trade name, fatty acid polyester), 6745 (trade name, phthalocyanine derivative), 6750 (trade name, azo pigment derivative) "," Ajisper PB821, PB822 (trade name) manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd. " “Kyoeisha Chemical Co., Ltd.” “Floren TG-710 (trade name, urethane oligomer)”, “Polyflow No. 50E, No. 300 (trade name, acrylic copolymer)”, “Enomoto Kasei Co., Ltd.” Disparon KS-860, 873SN, 874, # 2150 (trade name, aliphatic polycarboxylic acid), # 7004 (trade name, polyether ester), DA-703-50, DA-705, DA-725 (trade name) ) ”,“ Demol RN, N (trade name, naphthalenesulfonic acid formalin polycondensate) ”manufactured by Kao Corporation, MS, C, SN− (Trade name, aromatic sulfonic acid formalin polycondensate) ”,“ homogenol L-18 (trade name, polymer polycarboxylic acid) ”,“ Emulgen 920, 930, 935, 985 (trade name, polyoxyethylene nonylphenyl) Ether) ”,“ acetamine 86 (trade name, stearylamine acetate) ”,“ Solsperse 5000 (trade name, phthalocyanine derivative) ”, 22000 (trade name, azo pigment derivative), 13240 (trade name, polyesteramine) manufactured by Lubrizol. 3000, 17000, 27000 (trade name, polymer having a functional part at the end), 24000, 28000, 32000, 38500 (trade name, graft type polymer) ", Nikko Chemical's" Nikkor T106 (trade name, Polyoxyethylene sorbitan monooleate), MY -IEX (trade name, polyoxyethylene monostearate) ", and the like. Also included are amphoteric dispersants such as Hinoact T-8000E (trade name) manufactured by Kawaken Fine Chemicals.
These dispersants may be used alone or in combination of two or more.

分散剤の酸価は、5.0mgKOH/g以上200mgKOH/g以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは10mgKOH/g以上150mgKOH/g以下の範囲、更に好ましくは60mgKOH/g以上150mgKOH/g以下の範囲である。
分散剤の酸価が200mgKOH/g以下であれば、遮光膜を形成する際の現像時におけるパターン剥離がより効果的に抑えられる。また、分散剤の酸価が5.0mgKOH/g以上であればアルカリ現像性がより良好となる。また、分散剤の酸価が60mgKOH/g以上であれば、チタンブラック粒子の沈降をより抑制でき、粗大粒子数をより少なくすることができ、チタンブラック分散物又は感光性樹脂組成物の経時安定性をより向上できる。
The acid value of the dispersant is preferably in the range of 5.0 mgKOH / g to 200 mgKOH / g, more preferably in the range of 10 mgKOH / g to 150 mgKOH / g, still more preferably in the range of 60 mgKOH / g to 150 mgKOH / g. Range.
When the acid value of the dispersant is 200 mgKOH / g or less, pattern peeling during development when forming the light-shielding film is more effectively suppressed. Moreover, if the acid value of a dispersing agent is 5.0 mgKOH / g or more, alkali developability will become more favorable. Further, if the acid value of the dispersant is 60 mgKOH / g or more, the precipitation of titanium black particles can be further suppressed, the number of coarse particles can be reduced, and the time stability of the titanium black dispersion or the photosensitive resin composition can be reduced. Can be improved.

本発明において、分散剤の酸価は、例えば、分散剤中における酸基の平均含有量から算出することができる。また、分散剤の構成成分である酸基を含有するモノマー単位の含有量を変化させることで所望の酸価を有する樹脂を得ることができる。   In the present invention, the acid value of the dispersant can be calculated from, for example, the average content of acid groups in the dispersant. Moreover, the resin which has a desired acid value can be obtained by changing content of the monomer unit containing the acid group which is a structural component of a dispersing agent.

本発明における分散剤の重量平均分子量は、遮光膜を形成する際において、現像時のパターン剥離抑制と現像性の観点から、10,000以上300,000以下であることが好ましく、15,000以上200,000以下であることがより好ましく、20,000以上100,000以下であることが更に好ましく、25,000以上50,000以下であることが特に好ましい。なお、分散剤の重量平均分子量は、例えば、GPCによって測定することができる。   The weight average molecular weight of the dispersant in the present invention is preferably 10,000 or more and 300,000 or less, and preferably 15,000 or more, from the viewpoint of pattern peeling inhibition during development and developability when forming a light shielding film. It is more preferably 200,000 or less, further preferably 20,000 or more and 100,000 or less, and particularly preferably 25,000 or more and 50,000 or less. In addition, the weight average molecular weight of a dispersing agent can be measured by GPC, for example.

(グラフト共重合体)
本発明においては、分散剤として、グラフト共重合体(以下、「特定樹脂」ともいう)を用いることも好ましい。分散剤としてグラフト共重合体を用いることで、分散性及び保存安定性をより向上させることができる。
(Graft copolymer)
In the present invention, it is also preferable to use a graft copolymer (hereinafter also referred to as “specific resin”) as a dispersant. Dispersibility and storage stability can be further improved by using a graft copolymer as a dispersant.

グラフト共重合体としては、水素原子を除いた原子数が40〜10000の範囲であるグラフト鎖を有するものが好ましい。この場合のグラフト鎖とは、共重合体の主鎖の根元から、主鎖から枝分かれしている基の末端までの部分を示す。
この特定樹脂は、チタンブラック粒子に分散性を付与しうる分散樹脂であり、優れた分散性と、グラフト鎖による溶媒との親和性を有するために、チタンブラック粒子の分散性、及び経時後の分散安定性に優れる。また、感光性樹脂組成物としたとき、グラフト鎖の存在により重合性化合物又はその他の併用可能な樹脂などとの親和性を有するので、アルカリ現像で残渣を生じにくくなる。
As the graft copolymer, those having a graft chain in which the number of atoms excluding hydrogen atoms is in the range of 40 to 10,000 are preferable. The graft chain in this case refers to a portion from the base of the main chain of the copolymer to the end of the group branched from the main chain.
This specific resin is a dispersion resin capable of imparting dispersibility to the titanium black particles, and has excellent dispersibility and affinity with the solvent due to the graft chain. Excellent dispersion stability. Moreover, when it is set as the photosensitive resin composition, since it has affinity with a polymerizable compound or other resins that can be used in combination due to the presence of the graft chain, a residue is hardly generated by alkali development.

また、この特定樹脂に、さらに、カルボン酸基などのアルカリ可溶性の部分構造を導入することで、アルカリ現像によるパターン形成のために現像性を付与する樹脂としての機能をも付与することができる。
従って、前記グラフト共重合体に、アルカリ可溶性の部分構造を導入することで、本発明のチタンブラック分散物は、チタンブラック粒子の分散に不可欠の分散樹脂自体がアルカリ可溶性を有することになる。このようなチタンブラック分散物を含有する感光性樹脂組成物は、露光部の遮光性に優れたものとなり、且つ、未露光部のアルカリ現像性が向上される。
Further, by introducing an alkali-soluble partial structure such as a carboxylic acid group into this specific resin, a function as a resin imparting developability can be imparted for pattern formation by alkali development.
Therefore, by introducing an alkali-soluble partial structure into the graft copolymer, the dispersion resin itself essential for the dispersion of titanium black particles in the titanium black dispersion of the present invention has alkali solubility. The photosensitive resin composition containing such a titanium black dispersion has excellent light-shielding properties in the exposed area, and the alkali developability in the unexposed area is improved.

グラフト鎖が長くなると立体反発効果が高くなり分散性は向上するが、一方グラフト鎖が長すぎるとチタンブラックへの吸着力が低下して分散性は低下してしまう。このため、本発明で使用されるグラフト共重合体としては、グラフト鎖1本あたりの水素原子を除いた原子数が40〜10000であることが好ましく、グラフト鎖1本あたりの水素原子を除いた原子数が50〜2000であることがより好ましく、グラフト鎖1本あたりの水素原子を除いた原子数が60〜500であることがさらに好ましい。   When the graft chain becomes longer, the steric repulsion effect becomes higher and the dispersibility is improved. On the other hand, when the graft chain is too long, the adsorptive power to titanium black is lowered and the dispersibility is lowered. For this reason, as the graft copolymer used in the present invention, the number of atoms excluding hydrogen atoms per graft chain is preferably 40 to 10,000, and the hydrogen atoms per graft chain are excluded. The number of atoms is more preferably 50 to 2,000, and the number of atoms excluding hydrogen atoms per graft chain is more preferably 60 to 500.

グラフト鎖のポリマー構造の例としては、ポリ(メタ)アクリル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド、ポリエーテルなどが挙げられる。グラフト鎖としては、グラフト部位と溶媒との相互作用性を向上させ、それにより分散性を高めるために、ポリ(メタ)アクリル、ポリエステル、又はポリエーテルを有するグラフト鎖であることが好ましく、ポリエステル又はポリエーテルを有するグラフト鎖であることがより好ましい。   Examples of the polymer structure of the graft chain include poly (meth) acryl, polyester, polyurethane, polyurea, polyamide, polyether and the like. The graft chain is preferably a graft chain having poly (meth) acryl, polyester, or polyether in order to improve the interaction between the graft site and the solvent and thereby increase dispersibility. A graft chain having a polyether is more preferable.

このようなポリマー構造をグラフト鎖として有するマクロモノマーの構造としては、ポリマー主鎖部と反応可能な置換基を有し、且つ本発明の要件を満たしていれば、特に限定されないが、好ましくは、反応性二重結合性基を有するマクロモノマーを好適に使用することができる。   The structure of the macromonomer having such a polymer structure as a graft chain is not particularly limited as long as it has a substituent capable of reacting with the polymer main chain portion and satisfies the requirements of the present invention. A macromonomer having a reactive double bond group can be preferably used.

特定樹脂の合成に好適に用いられる市販のマクロモノマーとしては、AA−6(商品名、東亜合成(株)製)、AA−10(商品名、東亜合成(株)製)、AB−6(商品名、東亜合成(株)製)、AS−6(商品名、東亜合成(株)製)、AN−6(商品名、東亜合成(株)製)、AW−6(商品名、東亜合成(株)製)、AA−714(商品名、東亜合成(株)製)、AY−707(商品名、東亜合成(株)製)、AY−714(商品名、東亜合成(株)製)、AK−5(商品名、東亜合成(株)製)、AK−30(商品名、東亜合成(株)製)、AK−32(商品名、東亜合成(株)製)、ブレンマーPP−100(商品名、日油(株)製)、ブレンマーPP−500(商品名、日油(株)製)、ブレンマーPP−800(商品名、日油(株)製)、ブレンマーPP−1000(商品名、日油(株)製)、ブレンマー55−PET−800(商品名、日油(株)製)、ブレンマーPME−4000(商品名、日油(株)製)、ブレンマーPSE−400(商品名、日油(株)製)、ブレンマーPSE−1300(商品名、日油(株)製)、ブレンマー43PAPE−600B(商品名、日油(株)製)、などが用いられる。このなかでも、好ましくは、AA−6(商品名、東亜合成(株)製)、AA−10(商品名、東亜合成(株)製)、AB−6(商品名、東亜合成(株)製)、AS−6(商品名、東亜合成(株)製)、AN−6(商品名、東亜合成(株)製)、ブレンマーPME−4000(商品名、日油(株)製)などが用いられる。   As a commercially available macromonomer suitably used for the synthesis of the specific resin, AA-6 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), AA-10 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), AB-6 ( Product name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), AS-6 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), AN-6 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), AW-6 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) AA-714 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), AY-707 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), AY-714 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) AK-5 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), AK-30 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), AK-32 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), BLEMMER PP-100 (Trade name, manufactured by NOF Corporation), BLEMMER PP-500 (trade name, manufactured by NOF Corporation), BLEMMER PP-800 (trade name, manufactured by NOF Corporation), BLEMMER PP-1 00 (trade name, manufactured by NOF Corporation), BREMMER 55-PET-800 (trade name, manufactured by NOF Corporation), BREMMER PME-4000 (trade name, manufactured by NOF Corporation), Blemmer PSE- 400 (trade name, manufactured by NOF Corporation), BLEMMER PSE-1300 (trade name, manufactured by NOF Corporation), BLEMMER 43PAPE-600B (trade name, manufactured by NOF Corporation), and the like are used. Among these, AA-6 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), AA-10 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), AB-6 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) are preferable. ), AS-6 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), AN-6 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), Blemmer PME-4000 (trade name, manufactured by NOF Corporation), etc. It is done.

特定樹脂におけるグラフト部位としては、少なくとも下記式(1)〜式(4)のいずれかで表される構造単位を含むことが好ましく、少なくとも、下記式(1A)、下記式(2A)、下記式(3A)、下記式(3B)、及び下記(4)のいずれかで表される構造単位を含むことがより好ましい。   The graft site in the specific resin preferably includes at least a structural unit represented by any of the following formulas (1) to (4), and at least includes the following formula (1A), the following formula (2A), and the following formula It is more preferable that the structural unit represented by either (3A), the following formula (3B), or the following (4) is included.

式(1)〜式(4)において、W、W、W、及びWはそれぞれ独立に酸素原子或いはNHを表す。W、W、W、及びWは酸素原子であることが好ましい。
式(1)〜式(4)において、X、X、X、X、及びXは、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。X、X、X、X、及びXとしては、合成上の制約の観点からは、好ましくはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基であり、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であることがより好ましく、メチル基が特に好ましい。
In the formulas (1) to (4), W 1 , W 2 , W 3 , and W 4 each independently represent an oxygen atom or NH. W 1 , W 2 , W 3 , and W 4 are preferably oxygen atoms.
In the formulas (1) to (4), X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , and X 5 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , and X 5 are preferably each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and each independently represents hydrogen. An atom or a methyl group is more preferable, and a methyl group is particularly preferable.

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

式(1)〜式(4)において、Z、Z、Z、及びZは、それぞれ独立に1価の有機基を表す。該有機基の構造は特に限定されないが、具体的には、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アルキルチオエーテル基、アリールチオエーテル基、ヘテロアリールチオエーテル基、及びアミノ基などが挙げられる。これらの中でも、Z、Z、Z、及びZで表される有機基としては、特に分散性向上の観点から、立体反発効果を有するものが好ましく、Z〜Zで表される有機基としては、各々独立に炭素数5〜24のアルキル基又は炭素数5〜24のアルコキシ基が好ましく、その中でも、特に各々独立に炭素数5〜24の分岐アルキル基を有するアルコキシ基或いは炭素数5〜24の環状アルキル基を有するアルコキシ基が好ましい。また、Zで表される有機基としては、各々独立に炭素数5〜24のアルキル基が好ましく、その中でも、各々独立に炭素数5〜24の分岐アルキル基或いは炭素数5〜24の環状アルキル基が好ましい。 In the formulas (1) to (4), Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 each independently represent a monovalent organic group. The structure of the organic group is not particularly limited, and specific examples include an alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a heteroaryloxy group, an alkylthioether group, an arylthioether group, a heteroarylthioether group, and an amino group. Is mentioned. Among these, as the organic group represented by Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 , those having a steric repulsion effect are particularly preferable from the viewpoint of improving dispersibility, and are represented by Z 1 to Z 3. As the organic group, an alkyl group having 5 to 24 carbon atoms or an alkoxy group having 5 to 24 carbon atoms is preferable, and among them, an alkoxy group having a branched alkyl group having 5 to 24 carbon atoms is particularly preferable. An alkoxy group having a cyclic alkyl group having 5 to 24 carbon atoms is preferred. The organic group represented by Z 4 each preferably an alkyl group having 5 to 24 carbon atoms independently, among them, each independently of 5 to 24 carbon atoms branched alkyl group or cyclic carbon atoms 5-24 Alkyl groups are preferred.

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

式(3)中のRは、分岐又は直鎖のアルキレン基を表す。式(3)中のRは、炭素数1〜10のアルキレン基であることが好ましく、炭素数2又は3のアルキレン基であることがより好ましい。
式(4)中のRは水素原子又は1価の有機基を表し、この1価の有機基としては特に構造上限定はされない。式(4)中のRとして好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基、及びヘテロアリール基が挙げられ、さらに好ましくは、水素原子、又はアルキル基である。式(4)中のRがアルキル基である場合、該アルキル基としては、炭素数1〜20の直鎖状アルキル基、炭素数3〜20の分岐状アルキル基、又は炭素数5〜20の環状アルキル基が好ましく、炭素数1〜20の直鎖状アルキル基がより好ましく、炭素数1〜6の直鎖状アルキル基が特に好ましい。また、式(4)中のRとしては、特定樹脂中に構造の異なるRを2種以上混合して用いてもよい。
R 3 in the formula (3) represents a branched or straight chain alkylene group. R 3 in Formula (3) is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms.
R 4 in the formula (4) represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and the monovalent organic group is not particularly limited in terms of structure. R 4 in formula (4) is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, and a heteroaryl group, and more preferably a hydrogen atom or an alkyl group. When R 4 in Formula (4) is an alkyl group, the alkyl group includes a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or a carbon number having 5 to 20 carbon atoms. Are preferable, a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is more preferable, and a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is particularly preferable. Further, as R 4 in the formula (4), two or more types of R 4 having different structures may be mixed and used in the specific resin.

特定樹脂において、式(1)〜式(4)で表される構造単位は、質量換算で、特定樹脂の総質量に対し10%〜90%の範囲で含まれることが好ましく、30%〜70%の範囲で含まれることがより好ましい。式(1)〜式(4)で表される構造単位が、この範囲内で含まれるとチタンブラック粒子の分散性が高く、遮光膜を形成する際の現像性が良好である。   In the specific resin, the structural units represented by the formulas (1) to (4) are preferably contained in a range of 10% to 90%, in terms of mass, with respect to the total mass of the specific resin, 30% to 70%. It is more preferable that it is contained in the range of%. When the structural units represented by the formulas (1) to (4) are included within this range, the dispersibility of the titanium black particles is high and the developability when forming the light-shielding film is good.

また、特定樹脂においては、2種以上の構造が異なるグラフト共重合体を含有することができる。   Further, the specific resin can contain two or more types of graft copolymers having different structures.

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

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

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


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

特定樹脂としては、前記式(1A)で表される構造単位を有するものであることがより好ましい。   The specific resin is more preferably one having a structural unit represented by the formula (1A).

特定樹脂には、グラフト部位以外にチタンブラック粒子と相互作用を形成しうる官能基を導入することができる。
このチタンブラック粒子と相互作用を形成しうる官能基の例としては、例えば、酸基、塩基性基、配位性基、反応性を有する官能基等があげられ、特定樹脂には、酸基を有する構造単位、塩基性基を有する構造単位、配位性基を有する構造単位、反応性を有する構造単位を用いて導入される。
A functional group capable of forming an interaction with the titanium black particles can be introduced into the specific resin in addition to the graft site.
Examples of functional groups capable of forming an interaction with the titanium black particles include, for example, acid groups, basic groups, coordinating groups, reactive functional groups, and the like. Introduced using a structural unit having a basic group, a structural unit having a basic group, a structural unit having a coordinating group, or a structural unit having reactivity.

チタンブラック粒子と相互作用を形成しうる官能基である酸基の例としては、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール性水酸基などがあり、特に好ましいものは、チタンブラックへの吸着力が良好で、且つ分散性が高いカルボン酸基である。特定樹脂は、これらの酸基を1種あるいは2種以上用いることができる。
このような酸基の導入は、特定樹脂のアルカリ現像性を向上させるという利点をも有する。
Examples of acid groups that are functional groups capable of interacting with titanium black particles include, for example, carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, phenolic hydroxyl groups, and the like. This is a carboxylic acid group having a good adsorbing power and high dispersibility. The specific resin can use one or more of these acid groups.
Such introduction of an acid group also has an advantage of improving the alkali developability of the specific resin.

特定樹脂に共重合成分として導入される場合、酸基を有する構造単位の好適な含有量は、特定樹脂における全構造単位に対し0.1モル%以上50モル%以下であり、特に好ましくは、アルカリ現像による画像強度のダメージ抑制という観点から、1モル%以上30モル%以下である。   When introduced into the specific resin as a copolymerization component, the preferred content of the structural unit having an acid group is 0.1 mol% or more and 50 mol% or less, particularly preferably, with respect to all the structural units in the specific resin. From the viewpoint of suppressing damage to the image strength due to alkali development, it is 1 mol% or more and 30 mol% or less.

チタンブラック粒子と相互作用を形成しうる官能基である塩基性基の例としては、例えば、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、N原子を含むヘテロ環、アミド基などがあり、特に好ましいものは、顔料への吸着力が良好で且つ分散性が高い第3級アミノ基である。特定樹脂には、これらの塩基性基を1種あるいは1種以上導入することができる。
特定樹脂に共重合成分として導入される場合、塩基性基を有する構造単位の好適な含有量は、特定樹脂における全構造単位に対し、0.01モル%以上50モル%以下であり、特に好ましくは、現像性阻害抑制という観点から、0.01モル%以上30モル%以下である。
Examples of basic groups that are functional groups capable of interacting with titanium black particles include, for example, primary amino groups, secondary amino groups, tertiary amino groups, heterocycles containing N atoms, amides Particularly preferred are tertiary amino groups that have good adsorptive power to pigments and high dispersibility. One or more of these basic groups can be introduced into the specific resin.
When introduced into the specific resin as a copolymerization component, the preferred content of the structural unit having a basic group is 0.01 mol% or more and 50 mol% or less, particularly preferably based on all structural units in the specific resin. Is from 0.01 mol% to 30 mol% from the viewpoint of inhibiting developability inhibition.

チタンブラック粒子と相互作用を形成しうる官能基である配位性基、及び反応性を有する基としては、例えば、アセチルアセトキシ基、トリアルコキシシリル基、イソシアネート基、酸無水物、酸塩化物などが挙げられる。特に好ましいものは、顔料への吸着力が良好で分散性が高いアセチルアセトキシ基である。特定樹脂には、これらの基を1種あるいは1種以上有してもよい。
特定樹脂共重合成分として導入されうる塩基性基を有する構造単位又は反応性を有する構造単位の好適な含有量は、特定樹脂における全構造単位に対し、0.5モル%以上50モル%以下であり、特に好ましくは、現像性阻害抑制という観点から、1モル%以上30モル%以下である。
Examples of the coordinating group, which is a functional group capable of forming an interaction with the titanium black particle, and the reactive group include acetylacetoxy group, trialkoxysilyl group, isocyanate group, acid anhydride, acid chloride and the like. Is mentioned. Particularly preferred is an acetylacetoxy group which has a good adsorptive power to the pigment and a high dispersibility. The specific resin may have one or more of these groups.
A suitable content of the structural unit having a basic group or a reactive structural unit that can be introduced as the specific resin copolymerization component is 0.5 mol% or more and 50 mol% or less with respect to all the structural units in the specific resin. Yes, and particularly preferably from 1 mol% to 30 mol% from the standpoint of inhibiting developability inhibition.

本発明における特定樹脂が、グラフト部位以外に、チタンブラック粒子と相互作用を形成しうる官能基を有する場合、上述したような、各種のチタンブラック粒子と相互作用を形成しうる官能基を含有していればよく、これらの官能基がどのように導入されているかは特に限定はされないが、下記一般式(i)〜(iii)のいずれかで表される単量体から得られる構造単位の少なくとも1種を用いて導入されていることが好ましい。   When the specific resin in the present invention has a functional group capable of interacting with titanium black particles in addition to the graft site, it contains a functional group capable of interacting with various titanium black particles as described above. However, there is no particular limitation on how these functional groups are introduced, but structural units obtained from monomers represented by any one of the following general formulas (i) to (iii) It is preferable to introduce at least one kind.

式(i)〜(iii)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、臭素等)、又は炭素原子数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)を表す。
式(i)〜(iii)中、R、R、及びRは、より好ましくは、それぞれ独立に水素原子、又は炭素原子数が1〜3のアルキル基であり、最も好ましくは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。式(i)中、R及びRは、それぞれ水素原子であることが特に好ましい。
式(i)中、Xは、酸素原子(−O−)又はイミノ基(−NH−)を表し、酸素原子であることが好ましい。
In formulas (i) to (iii), R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom (eg, fluorine, chlorine, bromine, etc.), or a carbon atom number of 1 to 6 An alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, etc.) is represented.
In the formulas (i) to (iii), R 1 , R 2 and R 3 are more preferably each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, most preferably Independently a hydrogen atom or a methyl group. In formula (i), R 2 and R 3 are particularly preferably each a hydrogen atom.
In formula (i), X represents an oxygen atom (—O—) or an imino group (—NH—), and is preferably an oxygen atom.

式(i)〜(ii)中のLは、単結合又は2価の連結基を表す。該2価の連結基の例としては、2価の脂肪族基(例えば、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基、及び置換アルキニレン基)、2価の芳香族基(例えば、アリーレン基、及び置換アリーレン基)、2価の複素環基及びそれらと酸素原子(−O−)、硫黄原子(−S−)、イミノ基(−NH−)、置換イミノ基(−NR31−、ここでR31は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)又はカルボニル基(−CO−)のうちの一つ以上との組合せ等が挙げられる。 L in the formulas (i) to (ii) represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a divalent aliphatic group (for example, an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group, a substituted alkenylene group, an alkynylene group, and a substituted alkynylene group), a divalent aromatic group ( For example, an arylene group and a substituted arylene group), a divalent heterocyclic group and an oxygen atom (—O—), a sulfur atom (—S—), an imino group (—NH—), a substituted imino group (—NR) 31- , wherein R 31 is a combination with one or more of an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group) or a carbonyl group (—CO—).

前記2価の脂肪族基は、環状構造又は分岐構造を有していてもよい。前記脂肪族基の炭素原子数は、1〜20が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10が更に好ましい。脂肪族基は不飽和脂肪族基よりも飽和脂肪族基の方が好ましい。また、脂肪族基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、芳香族基および複素環基が挙げられる。   The divalent aliphatic group may have a cyclic structure or a branched structure. 1-20 are preferable, as for the carbon atom number of the said aliphatic group, 1-15 are more preferable, and 1-10 are still more preferable. The aliphatic group is preferably a saturated aliphatic group rather than an unsaturated aliphatic group. Further, the aliphatic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxyl group, an aromatic group, and a heterocyclic group.

前記2価の芳香族基の炭素原子数は、6〜20が好ましく、6〜15がさらに好ましく、6〜10が最も好ましい。また、前記芳香族基は置換基を有していてもよい。置換基の例は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、脂肪族基、芳香族基及び複素環基を挙げられる。   6-20 are preferable, as for the carbon atom number of the said bivalent aromatic group, 6-15 are more preferable, and 6-10 are the most preferable. The aromatic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxyl group, an aliphatic group, an aromatic group, and a heterocyclic group.

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

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

式(i)〜(iii)中、Zは、グラフト部位と別にチタンブラックと相互作用を形成しうる官能基を表し、カルボン酸、第三級アミノ基であることが好ましく、カルボン酸であることがより好ましい。また、Yは、メチン基又は窒素原子を表す。   In the formulas (i) to (iii), Z represents a functional group capable of forming an interaction with titanium black separately from the graft site, preferably a carboxylic acid or a tertiary amino group, and preferably a carboxylic acid. Is more preferable. Y represents a methine group or a nitrogen atom.

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

本発明においては、一般式(i)で表される単量体として、R、R、及びRがそれぞれ独立に水素原子又はメチル基であって、Lがアルキレン基又はオキシアルキレン構造を含む2価の連結基であって、Xが酸素原子又はイミノ基であって、Zがカルボン酸である化合物が好ましい。 In the present invention, as the monomer represented by the general formula (i), R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, and L is an alkylene group or an oxyalkylene structure. A compound in which X is an oxygen atom or an imino group and Z is a carboxylic acid is preferable.

また、一般式(ii)で表される単量体として、Rが水素原子又はメチル基であって、Lがアルキレン基であって、Zがカルボン酸であって、Yがメチン基である化合物が好ましい。また、一般式(iii)で表される単量体として、R、R、及びRがそれぞれ独立に水素原子又はメチル基であって、Lが単結合又はアルキレン基であって、Zがカルボン酸である化合物が好ましい。 Further, as the monomer represented by the general formula (ii), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, L is an alkylene group, Z is a carboxylic acid, and Y is a methine group. Compounds are preferred. Further, as the monomer represented by the general formula (iii), R 4 , R 5 , and R 6 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, L is a single bond or an alkylene group, and Z A compound in which is a carboxylic acid is preferred.

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

特定樹脂中における酸性基を有する単量体などのチタンブラックと相互作用を形成しうる官能基の含有量は、チタンブラックとの相互作用、分散安定性、及び現像液への浸透性の観点から、特定樹脂に対して0.05質量%〜90質量%が好ましく、1.0質量%〜80質量%がより好ましく、10質量%〜70質量%が更に好ましい。   The content of a functional group capable of forming an interaction with titanium black such as a monomer having an acidic group in a specific resin is from the viewpoint of interaction with titanium black, dispersion stability, and permeability to a developer. 0.05 mass%-90 mass% is preferable with respect to specific resin, 1.0 mass%-80 mass% is more preferable, 10 mass%-70 mass% is still more preferable.

さらに、本発明に係るチタンブラックの分散組成物に含まれる特定樹脂は、画像強度などの諸性能を向上する目的で、本発明の効果を損なわない限りにおいて、前記グラフト部位を有する構造単位及びチタンブラックと相互作用を形成しうる官能基に加えて、さらに種々の機能を有する他の構造単位、例えば、分散物に用いられる分散媒との親和性を有する官能基、などを有する構造単位を共重合成分として含むことができる。   Furthermore, the specific resin contained in the dispersion composition of titanium black according to the present invention is not limited to the structural unit having the graft site and titanium as long as the effects of the present invention are not impaired for the purpose of improving various performances such as image strength. In addition to the functional group capable of forming an interaction with black, another structural unit having various functions, for example, a functional unit having an affinity for the dispersion medium used in the dispersion is shared. It can be included as a polymerization component.

特定樹脂に共重合可能な共重合成分の例としては、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、スチレン類、アクリロニトリル類、メタクリロニトリル類などから選ばれるラジカル重合性化合物が挙げられる。   Examples of the copolymerizable component that can be copolymerized with the specific resin include radically polymerizable compounds selected from acrylic esters, methacrylic esters, styrenes, acrylonitriles, methacrylonitriles, and the like.

これらを1種あるいは2種以上用いることができ、特定樹脂中、これら共重合成分の好適に使用される含有量は、0モル%以上90モル%以下であり、特に好ましくは、0モル%以上60モル%以下である。含有量が前記の範囲において十分なパターン形成が得られる。   These can be used singly or in combination of two or more. The content of these copolymerization components in the specific resin is preferably 0 mol% or more and 90 mol% or less, particularly preferably 0 mol% or more. 60 mol% or less. When the content is in the above range, sufficient pattern formation can be obtained.

特定樹脂を合成する際に用いられる溶媒としては、例えば、エチレンジクロリド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、1−メトキシ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチルなどが挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても2種以上混合して用いてもよい。   Examples of the solvent used when synthesizing the specific resin include ethylene dichloride, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone, methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, 1 Examples include -methoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-propyl acetate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, and ethyl lactate. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

このような特定樹脂の具体例としては、以下の例示化合物1〜54が挙げられる。なお、各構成単位(主鎖部分)の添数字は質量%である。   Specific examples of such a specific resin include the following exemplary compounds 1 to 54. In addition, the suffix of each structural unit (main chain part) is mass%.














本発明のチタンブラック分散物における分散剤の含有量としては、被分散体(チタンブラック粒子からなる被分散体及び他の着色剤を含む)の全固形分質量に対して、1質量%〜90質量%が好ましく、3質量%〜70質量%がより好ましい。
また、本発明の感光性樹脂組成物における分散剤の含有量としては、被分散体(チタンブラック粒子からなる被分散体及び他の着色剤を含む)の全固形分質量に対して、1質量%〜90質量%が好ましく、3質量%〜70質量%がより好ましい。
The content of the dispersant in the titanium black dispersion of the present invention is 1% by mass to 90% with respect to the total solid content mass of the dispersion (including the dispersion made of titanium black particles and other colorants). % By mass is preferable, and 3% by mass to 70% by mass is more preferable.
Moreover, as content of the dispersing agent in the photosensitive resin composition of this invention, it is 1 mass with respect to the total solid content mass of a to-be-dispersed body (a to-be-dispersed body consisting of a titanium black particle and another coloring agent). % To 90% by mass is preferable, and 3% to 70% by mass is more preferable.

(C)有機溶媒
本発明のチタンブラック分散物及び感光性樹脂組成物は、有機溶媒を含有する。
有機溶媒の例としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、エチレンジクロライド、テトラヒドロフラン、トルエン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、アセチルアセトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、3−メトキシプロパノール、メトキシメトキシエタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メトキシプロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
(C) Organic solvent The titanium black dispersion and photosensitive resin composition of the present invention contain an organic solvent.
Examples of organic solvents include, for example, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexane, ethyl acetate, ethylene dichloride, tetrahydrofuran, toluene, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether. , Acetylacetone, cyclohexanone, diacetone alcohol, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, 3-methoxypropanol, methoxymethoxyethanol, diethylene glycol monomethyl ether Diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 3-methoxypropyl acetate, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, ethyl acetate, butyl acetate , Methyl lactate, ethyl lactate and the like, but are not limited thereto.

有機溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機溶媒を2種以上組み合わせて用いる場合、特に好ましくは、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。
チタンブラック分散物に含まれる有機溶媒の量としては、該分散物の全量に対し、10質量%〜80質量%であることが好ましく、20質量%〜70質量%であることがより好ましく、30質量%〜65質量%であることが更に好ましい。
また、感光性樹脂組成物に含まれる有機溶媒の量としては、該組成物の全量に対し、10質量%〜90質量%であることが好ましく、20質量%〜80質量%であることがより好ましく、25質量%〜75質量%であることが更に好ましい。
An organic solvent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
When two or more organic solvents are used in combination, particularly preferred are methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, -A mixed solution composed of two or more selected from heptanone, cyclohexanone, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol methyl ether, and propylene glycol methyl ether acetate.
The amount of the organic solvent contained in the titanium black dispersion is preferably 10% by mass to 80% by mass, more preferably 20% by mass to 70% by mass with respect to the total amount of the dispersion, 30 It is still more preferable that it is mass%-65 mass%.
The amount of the organic solvent contained in the photosensitive resin composition is preferably 10% by mass to 90% by mass and more preferably 20% by mass to 80% by mass with respect to the total amount of the composition. Preferably, it is 25 mass%-75 mass%.

(D)光重合性化合物
本発明の感光性樹脂組成物は、光重合性化合物を含有する。
光重合性化合物としては、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有し、沸点が常圧で100℃以上である化合物であることが好ましい。
(D) Photopolymerizable compound The photosensitive resin composition of the present invention contains a photopolymerizable compound.
The photopolymerizable compound is preferably a compound having at least one addition-polymerizable ethylenically unsaturated group and having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure.

少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有し、沸点が常圧で100℃以上である化合物の例としては、例えば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能のアクリレートやメタアクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)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(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化したもの、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号の各公報に記載のウレタンアクリレート類、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号の各公報に記載のポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタアクリレートを挙げることができる。
更に、日本接着協会誌Vol.20、No.7、300〜308頁に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用できる。
Examples of the compound having at least one addition-polymerizable ethylenically unsaturated group and having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure include, for example, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate Monofunctional acrylates and methacrylates such as phenoxyethyl (meth) acrylate; polyethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, neopentylglycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate , Pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, hexanediol (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) Ether, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, polyfunctional alcohols such as glycerin and trimethylolethane, and the addition of ethylene oxide and propylene oxide followed by (meth) acrylate conversion, poly (pentaerythritol or dipentaerythritol poly ( (Meth) acrylate, urethane acrylates described in JP-B-48-41708, JP-B-50-6034, JP-A-51-37193, JP-A-48-64183, JP-B-49- Examples include polyfunctional acrylates and methacrylates such as polyester acrylates and epoxy acrylates, which are reaction products of epoxy resin and (meth) acrylic acid, as described in JP-B 43191 and JP-B 52-30490. it can.
Furthermore, the Japan Adhesion Association Vol. 20, No. 7, pages 300 to 308, those introduced as photocurable monomers and oligomers can also be used.

また、特開平10−62986号公報において一般式(1)及び(2)としてその具体例と共に記載の、前記多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後に(メタ)アクリレート化した化合物も用いることができる。   In addition, a compound which has been (meth) acrylated after adding ethylene oxide or propylene oxide to the polyfunctional alcohol described in JP-A-10-62986 as general formulas (1) and (2) together with specific examples thereof. Can be used.

中でも、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、及びこれらのアクリロイル基がエチレングリコール、プロピレングリコール残基を介してジペンタエリスリトールに連結している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。   Of these, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and structures in which these acryloyl groups are linked to dipentaerythritol via ethylene glycol and propylene glycol residues are preferred. These oligomer types can also be used.

また、特公昭48−41708号、特開昭51−37193号、特公平2−32293号、及び特公平2−16765号の各公報に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58−49860号、特公昭56−17654号、特公昭62−39417号、及び特公昭62−39418号の各公報記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。更に、特開昭63−277653号、特開昭63−260909号、及び特開平1−105238号の各公報に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する付加重合性化合物類を用いることによっては、非常に感光スピードに優れた光重合性組成物を得ることができる。市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS−10、UAB−140(商品名、日本製紙ケミカル(株)製)、UA−7200」(商品名、新中村化学工業(株)製、DPHA−40H(商品名、日本化薬(株)製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600(商品名、共栄社化学(株)製)などが挙げられる。   Also, urethane acrylates as described in JP-B-48-41708, JP-A-51-37193, JP-B-2-32293, and JP-B-2-16765, and JP-B-58- Urethane compounds having an ethylene oxide skeleton described in JP-A-49860, JP-B-56-17654, JP-B-62-39417, and JP-B-62-39418 are also suitable. Furthermore, addition polymerizable compounds having an amino structure or a sulfide structure in the molecule described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909, and JP-A-1-105238 are used. Depending on the situation, a photopolymerizable composition having an extremely excellent photosensitive speed can be obtained. Commercially available products include urethane oligomer UAS-10, UAB-140 (trade name, manufactured by Nippon Paper Chemicals Co., Ltd.), UA-7200 ”(trade name, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., DPHA-40H (trade name) , Nippon Kayaku Co., Ltd.), UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, AI-600 (trade name, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), and the like.

また、酸基を有するエチレン性不飽和化合物類も好適であり、市販品としては、例えば、東亞合成株式会社製のカルボキシル基含有3官能アクリレートであるTO−756、及びカルボキシル基含有5官能アクリレートであるTO−1382などが挙げられる。
本発明に用いられる重合性化合物としては、4官能以上のアクリレート化合物がより好ましい。
In addition, ethylenically unsaturated compounds having an acid group are also suitable. Examples of commercially available products include TO-756, which is a carboxyl group-containing trifunctional acrylate manufactured by Toagosei Co., Ltd., and a carboxyl group-containing pentafunctional acrylate. Some TO-1382 and the like can be mentioned.
The polymerizable compound used in the present invention is more preferably a tetrafunctional or higher acrylate compound.

光重合性化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
2種以上の光重合性化合物を組み合わせて用いる場合、その組み合わせ態様は、感光性樹脂組成物に要求される物性等に応じて適宜設定することができる。光重合性化合物の好適な組み合わせ態様の一つとしては、例えば、前掲した多官能のアクリレート化合物から選択した2種以上の重合性化合物を組み合わせる態様が挙げられ、その一例としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート及びペンタエリスリトールトリアクリレートの組み合わせが挙げられる。
光重合性化合物の感光性樹脂成物中における含有量としては、質量換算で、全固形分100部に対して、3部〜55部が好ましく、より好ましくは10部〜50部である。
A photopolymerizable compound may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
When two or more kinds of photopolymerizable compounds are used in combination, the combination mode can be appropriately set according to physical properties required for the photosensitive resin composition. As one suitable combination aspect of a photopolymerizable compound, the aspect which combines 2 or more types of polymeric compounds selected from the polyfunctional acrylate compound mentioned above is mentioned, for example, As an example, dipentaerythritol hexa A combination of acrylate and pentaerythritol triacrylate may be mentioned.
As content in the photosensitive resin composition of a photopolymerizable compound, 3 parts-55 parts are preferable with respect to 100 parts of total solid content, More preferably, they are 10 parts-50 parts.

(E)光重合開始剤
本発明の感光性樹脂性組成物は、光重合開始剤を含有する。
光重合開始剤は、光や熱により分解し、前述した光重合性化合物の重合を開始、促進する化合物であり、波長300〜500nmの領域の光に対して吸収を有するものであることが好ましい。
(E) Photopolymerization initiator The photosensitive resin composition of the present invention contains a photopolymerization initiator.
The photopolymerization initiator is a compound that is decomposed by light or heat and starts and accelerates the polymerization of the above-described photopolymerizable compound, and preferably has absorption with respect to light having a wavelength of 300 to 500 nm. .

光重合開始剤の具体的な例としては、例えば、有機ハロゲン化化合物、オキシジアゾール化合物、カルボニル化合物、ケタール化合物、ベンゾイン化合物、有機過酸化化合物、アゾ化合物、クマリン化合物、アジド化合物、メタロセン化合物、有機ホウ酸化合物、ジスルホン酸化合物、オキシムエステル化合物、オニウム塩化合物、アシルホスフィン(オキシド)化合物が挙げられる。
より具体的な例としては、例えば、特開2006−78749号公報の段落番号[0081]〜[0100]、[0101]〜[0139]等に記載される重合開始剤が挙げられる。
前記光重合開始剤としては、オキシムエステル化合物が特に好ましい。
Specific examples of the photopolymerization initiator include, for example, organic halogenated compounds, oxydiazole compounds, carbonyl compounds, ketal compounds, benzoin compounds, organic peroxide compounds, azo compounds, coumarin compounds, azide compounds, metallocene compounds, Examples thereof include organic boric acid compounds, disulfonic acid compounds, oxime ester compounds, onium salt compounds, and acylphosphine (oxide) compounds.
More specific examples include polymerization initiators described in paragraph numbers [0081] to [0100] and [0101] to [0139] of JP-A-2006-78749.
As the photopolymerization initiator, an oxime ester compound is particularly preferable.

本発明の感光性樹脂組成物における重合開始剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分中、0.1質量%〜30質量%であることが好ましく、1質量%〜25質量%がより好ましく、2質量%〜20質量%が更に好ましい。   The content of the polymerization initiator in the photosensitive resin composition of the present invention is preferably 0.1% by mass to 30% by mass in the total solid content of the photosensitive resin composition, and 1% by mass to 25% by mass. Is more preferable, and 2 mass%-20 mass% is still more preferable.

(F)その他の添加剤
本発明の感光性樹脂組成物には、本発明のチタンブラック分散物、光重合性化合物、及び光重合開始剤に加え、目的に応じて種々の添加剤を含むことができる。
(F) Other additives The photosensitive resin composition of the present invention contains various additives depending on the purpose in addition to the titanium black dispersion, the photopolymerizable compound, and the photopolymerization initiator of the present invention. Can do.

(F−1)バインダーポリマー
感光性樹脂組成物においては、皮膜特性向上などの目的で、必要に応じて、更にバインダーポリマーを使用することができる。
バインダーポリマーとしては、線状有機ポリマーを用いることが好ましい。このような「線状有機ポリマー」としては、公知のものを任意に使用できる。好ましくは水現像或いは弱アルカリ水現像を可能とするために、水或いは弱アルカリ水に可溶性又は膨潤性である線状有機ポリマーが選択される。線状有機ポリマーは、皮膜形成剤としてだけでなく、水、弱アルカリ水或いは有機溶剤現像剤としての用途に応じて選択使用される。
(F-1) Binder polymer In the photosensitive resin composition, a binder polymer can be further used as needed for the purpose of improving film properties.
As the binder polymer, a linear organic polymer is preferably used. As such a “linear organic polymer”, a known one can be arbitrarily used. Preferably, a linear organic polymer that is soluble or swellable in water or weak alkaline water is selected in order to enable water development or weak alkaline water development. The linear organic polymer is selected and used not only as a film forming agent but also according to the use as water, weak alkaline water or an organic solvent developer.

例えば、水可溶性有機ポリマーを用いると水現像が可能になる。このような線状有機ポリマーの例としては、側鎖にカルボン酸基を有するラジカル重合体、例えば特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭54−92723号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号に記載されているもの、すなわち、カルボキシル基を有するモノマーを単独或いは共重合させた樹脂、酸無水物を有するモノマーを単独或いは共重合させ酸無水物ユニットを加水分解若しくはハーフエステル化若しくはハーフアミド化させた樹脂、エポキシ樹脂を不飽和モノカルボン酸及び酸無水物で変性させたエポキシアクリレート等が挙げられる。カルボキシル基を有するモノマーの例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、4−カルボキシルスチレン等があげられ、酸無水物を有するモノマーの例としては、無水マレイン酸等が挙げられる。
また、同様に側鎖にカルボン酸基を有する酸性セルロース誘導体も例として挙げられる。この他に水酸基を有する重合体に環状酸無水物を付加させたものなどが有用である。
For example, when a water-soluble organic polymer is used, water development becomes possible. Examples of such linear organic polymers include radical polymers having a carboxylic acid group in the side chain, such as JP-A-59-44615, JP-B-54-34327, JP-B-58-12777, and JP-B-54. No. 25957, JP-A-54-92723, JP-A-59-53836, JP-A-59-71048, that is, a resin obtained by homopolymerizing or copolymerizing a monomer having a carboxyl group, Resins in which acid anhydride units are hydrolyzed, half-esterified or half-amidated, or epoxy acrylate modified with unsaturated monocarboxylic acid and acid anhydride, etc. Is mentioned. Examples of monomers having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, 4-carboxylstyrene, and examples of monomers having an acid anhydride include maleic anhydride. An acid etc. are mentioned.
Similarly, an acidic cellulose derivative having a carboxylic acid group in the side chain is also exemplified. In addition, those obtained by adding a cyclic acid anhydride to a polymer having a hydroxyl group are useful.

また、特公平7−12004号、特公平7−120041号、特公平7−120042号、特公平8−12424号、特開昭63−287944号、特開昭63−287947号、特開平1−271741号、特願平10−116232号等に記載される酸基を含有するウレタン系バインダーポリマーは、非常に、強度に優れるので、低露光適性の点で有利である。   In addition, Japanese Patent Publication No. 7-2004, Japanese Patent Publication No. 7-120041, Japanese Patent Publication No. 7-120042, Japanese Patent Publication No. 8-12424, Japanese Patent Laid-Open No. 63-287944, Japanese Patent Laid-Open No. 63-287947, Japanese Patent Laid-Open No. Urethane-based binder polymers containing acid groups described in Japanese Patent No. 271741 and Japanese Patent Application No. 10-116232 are very excellent in strength and are advantageous in terms of suitability for low exposure.

また、欧州特許第993966号、欧州特許第1204000号、特開2001−318463号等の各公報に記載の酸基を有するアセタール変性ポリビニルアルコール系バインダーポリマーは、膜強度、現像性のバランスに優れており、好適である。更に、この他に水溶性線状有機ポリマーとして、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキサイド等が有用である。また硬化皮膜の強度を上げるためにアルコール可溶性ナイロンや2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロロヒドリンのポリエーテル等も有用である。   In addition, the acetal-modified polyvinyl alcohol-based binder polymer having an acid group described in each of publications such as European Patent No. 993966, European Patent No. 1204000, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-318463 has an excellent balance of film strength and developability. It is preferable. In addition, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, and the like are useful as the water-soluble linear organic polymer. 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.

特に、これらの中でも、〔ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/必要に応じてその他の付加重合性ビニルモノマー〕共重合体、及び〔アリル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/必要に応じてその他の付加重合性ビニルモノマー〕共重合体は、膜強度、感度、現像性のバランスに優れており、好適である。   In particular, among these, [benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / other addition-polymerizable vinyl monomer as required] copolymer, and [allyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / necessary The other addition-polymerizable vinyl monomer] copolymer is suitable because it is excellent in the balance of film strength, sensitivity, and developability.

本発明の感光性樹脂組成物に使用されるバインダーポリマーの重量平均分子量は、現像時のパターン剥離抑制と現像性の観点から、1,000〜300,000であることが好ましく、1,500〜250,000であることがより好ましく、2,000〜200,000であることが更に好ましく、2,500〜100,000であることが特に好ましい。バインダーポリマーの数平均分子量については、好ましくは1000以上であり、更に好ましくは1500〜25万の範囲である。バインダーポリマーの多分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、1以上が好ましく、更に好ましくは1.1〜10の範囲である。   The weight average molecular weight of the binder polymer used in the photosensitive resin composition of the present invention is preferably 1,000 to 300,000 from the viewpoint of pattern peeling inhibition during development and developability, and preferably 1,500 to 250,000 is more preferable, 2,000 to 200,000 is still more preferable, and 2,500 to 100,000 is particularly preferable. About the number average molecular weight of a binder polymer, Preferably it is 1000 or more, More preferably, it is the range of 1500-250,000. The polydispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) of the binder polymer is preferably 1 or more, more preferably 1.1 to 10.

これらのバインダーポリマーは、ランダムポリマー、ブロックポリマー、グラフトポリマー等いずれでもよい。   These binder polymers may be any of random polymers, block polymers, graft polymers and the like.

本発明で用いうるバインダーポリマーは、従来公知の方法により合成できる。合成する際に用いられる溶媒の例としては、例えば、テトラヒドロフラン、エチレンジクロリド、シクロヘキサノン等が挙げられる。これらの溶媒は単独で又は2種以上混合して用いられる。
また、バインダーポリマーを合成する際に用いられるラジカル重合開始剤の例としては、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤等公知の化合物が挙げられる。
The binder polymer that can be used in the present invention can be synthesized by a conventionally known method. Examples of the solvent used in the synthesis include tetrahydrofuran, ethylene dichloride, cyclohexanone, and the like. These solvents are used alone or in combination of two or more.
Examples of the radical polymerization initiator used for synthesizing the binder polymer include known compounds such as an azo initiator and a peroxide initiator.

種々のバインダーポリマーの中でも、側鎖に二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂を含有することで、特に露光部の硬化性と未露光部のアルカリ現像性の双方を向上させることができる。
側鎖に二重結合を有するアルカリ可溶性バインダーポリマーは、その構造中に、樹脂がアルカリ可溶となるための酸基と、少なくとも1つの不飽和二重結合を有することで、非画像部除去性などの諸性能を向上させる。このような部分構造を有するバインダー樹脂は、特開2003−262958号公報に詳細に記載され、ここに記載の化合物を本発明にも使用することができる。
Among various binder polymers, by including an alkali-soluble resin having a double bond in the side chain, both the curability of the exposed area and the alkali developability of the unexposed area can be improved.
The alkali-soluble binder polymer having a double bond in the side chain has a non-image area removability by having an acid group for making the resin alkali-soluble in the structure and at least one unsaturated double bond. Improve various performances. The binder resin having such a partial structure is described in detail in JP-A No. 2003-262958, and the compounds described herein can be used in the present invention.

なお、バインダーポリマーの重量平均分子量は、例えば、GPCによって測定することができる。   In addition, the weight average molecular weight of a binder polymer can be measured by GPC, for example.

本発明の感光性樹脂組成物におけるバインダーポリマーの含有量は、組成物の全固形分中に対して、0.1質量%〜7.0質量%であることが好ましく、遮光膜の剥がれ抑制と現像残渣抑制の両立の観点からは、0.3質量%〜6.0質量%であることがより好ましく、1.0〜5.0質量%であることがさらに好ましい。   The content of the binder polymer in the photosensitive resin composition of the present invention is preferably 0.1% by mass to 7.0% by mass with respect to the total solid content of the composition, and can prevent peeling of the light shielding film. From the viewpoint of coexistence of development residue suppression, it is more preferably 0.3% by mass to 6.0% by mass, and further preferably 1.0% to 5.0% by mass.

(F−2)着色剤
本発明では、所望の遮光性を発現させるべく、公知の有機顔料や染料などの無機顔料以外の着色剤を併用することが可能である。
(F-2) Colorant In the present invention, it is possible to use a colorant other than inorganic pigments such as known organic pigments and dyes in order to develop desired light-shielding properties.

併用することができる着色剤としては、有機顔料では、例えば、特開2008−224982号公報段落番号〔0030〕〜〔0044〕に記載の顔料や、C.I.Pigment Green 58、C.I.Pigment Blue 79のCl置換基をOHに変更したものなどが挙げられ、これらのなかでも、好ましく用いることができる顔料として、以下のものを挙げることができる。但し、本発明に適用しうる着色剤は、これらに限定されるものではない。   Examples of the colorant that can be used in combination include organic pigments such as pigments described in paragraph numbers [0030] to [0044] of JP-A-2008-224982, and C.I. I. Pigment Green 58, C.I. I. Pigment Blue 79 in which the Cl substituent is changed to OH, and the like. Among these, pigments that can be preferably used include the following. However, the colorant applicable to the present invention is not limited to these.

C.I.Pigment Yellow 11,24,108,109,110,138,139,150,151,154,167,180,185,
C.I.Pigment Orange 36,38,62,64,
C.I.Pigment Red 122,150,171,175,177,209,224,242,254、255
C.I.Pigment Violet 19,23,29、32,
C.I.Pigment Blue 15:1,15:3,15:6,16,22,60,66,
C.I.Pigment Green 7,36,37、58
C.I.Pigment Black 1
C. I. Pigment Yellow 11, 24, 108, 109, 110, 138, 139, 150, 151, 154, 167, 180, 185
C. I. Pigment Orange 36, 38, 62, 64,
C. I. Pigment Red 122,150,171,175,177,209,224,242,254,255
C. I. Pigment Violet 19, 23, 29, 32,
C. I. Pigment Blue 15: 1, 15: 3, 15: 6, 16, 22, 60, 66,
C. I. Pigment Green 7, 36, 37, 58
C. I. Pigment Black 1

着色剤として使用可能な染料の例としては、特に制限はなく、公知の染料を適宜選択して使用できる。例えば、特開昭64−90403号公報、特開昭64−91102号公報、特開平1−94301号公報、特開平6−11614号公報、特登2592207号、米国特許第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、特開平8−211599号公報、特開平4−249549号公報、特開平10−123316号公報、特開平11−302283号公報、特開平7−286107号公報、特開2001−4823号公報、特開平8−15522号公報、特開平8−29771号公報、特開平8−146215号公報、特開平11−343437号公報、特開平8−62416号公報、特開2002−14220号公報、特開2002−14221号公報、特開2002−14222号公報、特開2002−14223号公報、特開平8−302224号公報、特開平8−73758号公報、特開平8−179120号公報、特開平8−151531号公報等に記載の色素が挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as an example of the dye which can be used as a coloring agent, A well-known dye can be selected suitably and can be used. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-90403, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-91102, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-94301, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-11614, No. 2592207, US 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 JP-A-6-194828, JP-A-8-21599, JP-A-4-249549, JP-A-10-123316, JP-A-11-302283, JP-A-7-286107, JP 2001-4823, JP-A-8-15522, JP-A-8-29771, JP-A-8-146215, JP-A-11-3434. 7, JP-A-8-62416, JP-A-2002-14220, JP-A-2002-14221, JP-A-2002-14222, JP-A-2002-14223, JP-A-8-302224 Examples thereof include dyes described in JP-A-8-73758, JP-A-8-179120, JP-A-8-151531, and the like.

染料が有する化学構造としては、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アンスラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、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、ピロメテン系等の化学構造を有する染料が挙げられる。   The chemical structure of the dye includes pyrazole azo, anilino azo, triphenyl methane, anthraquinone, anthrapyridone, benzylidene, oxonol, pyrazolotriazole azo, pyridone azo, cyanine, phenothiazine, pyrrolopyrazole Examples thereof include dyes having chemical structures such as azomethine, xanthene, phthalocyanine, benzopyran, indigo, and pyromethene.

本発明の感光性樹脂組成物における着色剤としては、該組成物が必須に含有するチタンブラック粒子と組み合わせた場合において、硬化性と遮光性を両立しうるという観点から、オレンジ顔料、赤色顔料、及び、バイオレット顔料からなる群より選択される1種以上の有機顔料が好ましく、最も好ましくは赤色顔料との組み合わせである。   As a colorant in the photosensitive resin composition of the present invention, an orange pigment, a red pigment, from the viewpoint of achieving both curability and light-shielding properties when combined with titanium black particles that the composition essentially contains, One or more organic pigments selected from the group consisting of violet pigments are preferred, and most preferred are combinations with red pigments.

本発明におけるチタンブラック粒子と組み合わせて用いられるオレンジ顔料、赤色顔料、及びバイオレット顔料としては、例えば、前記で例示した「C.I.Pigment Orange」、「C.I.Pigment Red」、「C.I.Pigment Violet」に属する各種顔料から、目的とする遮光性に応じて適宜選択すればよい。遮光性向上の観点からは、C.I.Pigment Violet 29、C.I.Pigment Orange 36,38,62,64、C.I.Pigment Red 177,254、255などが好ましい。   Examples of the orange pigment, red pigment, and violet pigment used in combination with the titanium black particles in the present invention include “CI Pigment Orange”, “CI Pigment Red”, and “C.I. What is necessary is just to select suitably from the various pigments which belong to "I. Pigment Violet" according to the target light-shielding property. From the viewpoint of improving the light shielding property, C.I. I. Pigment Violet 29, C.I. I. Pigment Orange 36, 38, 62, 64, C.I. I. Pigment Red 177, 254, 255 and the like are preferable.

(F−3)増感剤
感光性樹脂組成物には、重合開始剤のラジカル発生効率の向上、感光波長の長波長化の目的で、増感剤を含有していてもよい。
増感剤としては、用いられる重合開始剤を、電子移動機構又はエネルギー移動機構で増感させるものが好ましい。
増感剤の好ましい例としては、特開2008−214395号公報の段落番号〔0085〕〜〔0098〕に記載された化合物を挙げることができる。
増感剤の含有量は、感度と保存安定性の観点から、感光性樹脂組成物の全固形分に対し、0.1〜30質量%の範囲内であることが好ましく、1〜20質量%の範囲内であることがより好ましく、2〜15質量%の範囲内であることが更に好ましい。
(F-3) Sensitizer The photosensitive resin composition may contain a sensitizer for the purpose of improving the radical generation efficiency of the polymerization initiator and increasing the photosensitive wavelength.
As a sensitizer, what sensitizes the polymerization initiator used by an electron transfer mechanism or an energy transfer mechanism is preferable.
Preferable examples of the sensitizer include compounds described in paragraph numbers [0085] to [0098] of JP-A-2008-214395.
The content of the sensitizer is preferably in the range of 0.1 to 30% by mass and 1 to 20% by mass with respect to the total solid content of the photosensitive resin composition from the viewpoint of sensitivity and storage stability. Is more preferable, and it is still more preferable that it exists in the range of 2-15 mass%.

(F−4)重合禁止剤
本発明の感光性樹脂組成物には、該組成物の製造中或いは保存中において、重合性化合物の不要な熱重合を阻止するために少量の重合禁止剤を含有することが望ましい。重合禁止剤としては、公知の熱重合防止剤を用いることができ、具体的には、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩等が挙げられる。
熱重合防止剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分に対し、約0.01〜約5質量%が好ましい。
(F-4) Polymerization inhibitor The photosensitive resin composition of the present invention contains a small amount of a polymerization inhibitor in order to prevent unnecessary thermal polymerization of the polymerizable compound during the production or storage of the composition. It is desirable to do. As the polymerization inhibitor, known thermal polymerization inhibitors can be used. Specifically, hydroquinone, p-methoxyphenol, di-t-butyl-p-cresol, pyrogallol, t-butylcatechol, benzoquinone, 4 , 4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), N-nitrosophenylhydroxyamine primary cerium salt and the like.
The content of the thermal polymerization inhibitor is preferably about 0.01 to about 5% by mass with respect to the total solid content of the photosensitive resin composition.

また必要に応じて、酸素による重合阻害を防止するためにベヘン酸やベヘン酸アミドのような高級脂肪酸誘導体等を含有させて、塗布後の乾燥の過程で塗布膜の表面に偏在させてもよい。高級脂肪酸誘導体の含有量は、全組成物の約0.5〜約10質量%が好ましい。   If necessary, a higher fatty acid derivative such as behenic acid or behenic acid amide may be included to prevent polymerization inhibition due to oxygen, and may be unevenly distributed on the surface of the coating film during the drying process after coating. . The content of the higher fatty acid derivative is preferably about 0.5 to about 10% by mass of the total composition.

(F−5)密着向上剤
本発明の感光性樹脂組成物には、支持体などの硬質表面との密着性を向上させるために、密着向上剤を含有することができる。密着向上剤の例としては、シラン系カップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。
(F-5) Adhesion improver The photosensitive resin composition of the present invention may contain an adhesion improver in order to improve adhesion to a hard surface such as a support. Examples of the adhesion improver include a silane coupling agent and a titanium coupling agent.

シラン系カップリング剤の例としては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、が好ましく、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが好ましく挙げられる。   Examples of silane coupling agents include γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane, and γ-mercaptopropyl. Trimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, and phenyltrimethoxysilane are preferable, and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane is preferable.

密着向上剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分中0.5質量%30質量%であることが好ましく、0.7質量%〜20質量%であることがより好ましい。   The content of the adhesion improver is preferably 0.5% by mass to 30% by mass and more preferably 0.7% by mass to 20% by mass in the total solid content of the photosensitive resin composition.

(F−6)界面活性剤
本発明の感光性樹脂組成物は、塗布性をより向上させる観点から、各種の界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。
(F-6) Surfactant The photosensitive resin composition of the present invention may contain various surfactants from the viewpoint of further improving coatability. As the surfactant, various surfactants such as a fluorine-based surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a silicone-based surfactant can be used.

特に、本発明の感光性樹脂組成物は、フッ素系界面活性剤を含有することで、塗布液として調製したときの液特性(特に、流動性)がより向上することから、塗布厚の均一性や省液性をより改善することができる。
即ち、フッ素系界面活性剤を含有する感光性樹脂組成物を適用した塗布液を用いて膜形成する場合においては、被塗布面と塗布液との界面張力を低下させることにより、被塗布面への濡れ性が改善され、被塗布面への塗布性が向上する。このため、少量の液量で数μm程度の薄膜を形成した場合であっても、厚みムラの小さい均一厚の膜形成をより好適に行える点で有効である。
In particular, since the photosensitive resin composition of the present invention contains a fluorosurfactant, the liquid properties (particularly fluidity) when prepared as a coating liquid are further improved, so that the coating thickness is uniform. And the liquid-saving property can be further improved.
That is, in the case of forming a film using a coating liquid to which a photosensitive resin composition containing a fluorosurfactant is applied, by reducing the interfacial tension between the coating surface and the coating liquid, The wettability is improved, and the coating property to the coated surface is improved. For this reason, even when a thin film of about several μm is formed with a small amount of liquid, it is effective in that it is possible to more suitably form a film having a uniform thickness with small thickness unevenness.

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

フッ素系界面活性剤としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F176、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437、同F475、同F479、同F482、同F554、同F780、同F781(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC1068、同SC−381、同SC−383、同S393、同KH−40(以上、旭硝子(株)製)、等が挙げられる。   Examples of the fluorosurfactant include Megafac F171, F172, F173, F176, F176, F177, F141, F142, F143, F144, R30, F437, F475, F479, F482, F554, F780, F780, F781 (above DIC Corporation), Florard FC430, FC431, FC171 (above, Sumitomo 3M Limited), Surflon S-382, SC-101, SC-103, SC-104, SC-105, SC1068, SC-381, SC-383, S393, KH-40 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and the like.

ノニオン系界面活性剤として具体的には、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン並びにそれらのエトキシレート及びプロポキシレート(例えば、グリセロールプロポキシレート、グリセリンエトキシレート等)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル(BASF社製のプルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1、ソルスパース20000(日本ルーブリゾール(株)製)等が挙げられる。   Specific examples of nonionic surfactants include glycerol, trimethylolpropane, trimethylolethane, and ethoxylates and propoxylates thereof (for example, glycerol propoxylate, glycerin ethoxylate, etc.), polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene Stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, sorbitan fatty acid ester (Pluronic L10, L31, L61, L62 manufactured by BASF, 10R5, 17R2, 25R2, Tetronic 304, 701, 704, 901, 904, 150R1, Sol Perth 20000 (manufactured by Nippon Lubrizol Corporation), and the like.

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

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

シリコーン系界面活性剤としては、例えば、東レ・ダウコーニング(株「トーレシリコーンDC3PA」、「トーレシリコーンSH7PA」、「トーレシリコーンDC11PA」,「トーレシリコーンSH21PA」,「トーレシリコーンSH28PA」、「トーレシリコーンSH29PA」、「トーレシリコーンSH30PA」、「トーレシリコーンSH8400」、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製「TSF−4440」、「TSF−4300」、「TSF−4445」、「TSF−4460」、「TSF−4452」、信越シリコーン株式会社製「KP341」、「KF6001」、「KF6002」、ビックケミー社製「BYK307」、「BYK323」、「BYK330」等が挙げられる。   Examples of silicone surfactants include Toray Dow Corning (Toray Silicone DC3PA, Toray Silicone SH7PA, Toray Silicone DC11PA, Toray Silicone SH21PA, Toray Silicone SH28PA, Tore Silicone SH29PA. ”,“ Tore Silicone SH30PA ”,“ Tore Silicone SH8400 ”,“ TSF-4440 ”,“ TSF-4300 ”,“ TSF-4445 ”,“ TSF-4460 ”,“ TSF-4442 ”manufactured by Momentive Performance Materials, Inc. ”,“ KP341 ”,“ KF6001 ”,“ KF6002 ”manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.,“ BYK307 ”,“ BYK323 ”,“ BYK330 ”manufactured by BYK Chemie.

界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。
界面活性剤の含有量は、本発明の感光性樹脂組成物の全質量に対して、0.001質量%〜2.0質量%が好ましく、より好ましくは0.005質量%〜1.0質量%である。
Only one type of surfactant may be used, or two or more types may be combined.
The content of the surfactant is preferably 0.001% by mass to 2.0% by mass, more preferably 0.005% by mass to 1.0% by mass with respect to the total mass of the photosensitive resin composition of the present invention. %.

(F−7)その他の添加剤
更に、感光性樹脂組成物は、増感色素や開始剤の活性放射線に対する感度を一層向上させる、あるいは酸素による光重合性化合物の重合阻害を抑制する等の目的で共増感剤を含有してもよい。また、硬化皮膜の物性を改良するために、希釈剤、可塑剤、感脂化剤等の公知の添加剤を必要に応じて加えてもよい。
(F-7) Other Additives Further, the photosensitive resin composition further improves the sensitivity of the sensitizing dye and initiator to active radiation, or suppresses polymerization inhibition of the photopolymerizable compound by oxygen. And may contain a co-sensitizer. Moreover, in order to improve the physical property of a cured film, you may add well-known additives, such as a diluent, a plasticizer, a fat-sensitizing agent, as needed.

−チタンブラック分散物の調製−
本発明のチタンブラック分散物の調製態様は、特に制限されないが、例えばチタンブラック粒子、分散剤、及び有機溶剤を、攪拌機、ホモジナイザー、高圧乳化装置、湿式粉砕機、湿式分散機、等を用いて分散処理を行なうことにより調製することができるが、その方法はこれらに限定されない。
分散処理は、2回以上の分散処理(多段分散)により行ってもよい。
-Preparation of titanium black dispersion-
The preparation mode of the titanium black dispersion of the present invention is not particularly limited. For example, the titanium black particles, the dispersant, and the organic solvent are mixed using a stirrer, a homogenizer, a high-pressure emulsifier, a wet pulverizer, a wet disperser, and the like. Although it can prepare by performing a dispersion process, the method is not limited to these.
The dispersion process may be performed by two or more dispersion processes (multistage dispersion).

−感光性樹脂組成物の調製−
本発明の感光性樹脂組成物の調製態様についても特に特に制限されないが、例えば、本発明のチタンブラック分散物、重合開始剤、重合性化合物、及び、所望により併用される各種添加剤を混合し調製することができる。
-Preparation of photosensitive resin composition-
The preparation mode of the photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited. For example, the titanium black dispersion of the present invention, a polymerization initiator, a polymerizable compound, and various additives used in combination as desired are mixed. Can be prepared.

以上で説明した、本発明のチタンブラック分散物及び感光性樹脂組成物は、オモテ面に撮像素子部を有するシリコン基板の裏面に設けられた遮光膜であって、赤外光を遮光する遮光膜を形成する用途(即ち、固体撮像素子の基体であるシリコン基板の裏面側から入射される赤外光を遮光するための遮光膜を形成する用途)に特に制限なく用いることができる。
固体撮像素子の中でも、後述する構造Kに係る固体撮像素子の構造は、前記裏面側から入射される赤外光を遮光する必要性、及び、金属電極上の現像残渣を低減する必要性が強い構造である。
このため、赤外遮光能向上及び残渣物低減の効果を有する本発明のチタンブラック分散物及び感光性樹脂組成物は、後述する構造Kに係る固体撮像素子の遮光膜の形成に特に好適である。
The titanium black dispersion and the photosensitive resin composition of the present invention described above are light-shielding films provided on the back surface of a silicon substrate having an imaging element portion on the front surface, and shield the infrared light. Can be used without any particular limitation in applications (that is, applications for forming a light shielding film for shielding infrared light incident from the back side of a silicon substrate that is a base of a solid-state imaging device).
Among the solid-state imaging devices, the structure of the solid-state imaging device according to the structure K, which will be described later, has a strong need to block infrared light incident from the back side and to reduce development residue on the metal electrode. It is a structure.
For this reason, the titanium black dispersion and photosensitive resin composition of the present invention having the effects of improving the infrared light shielding ability and reducing the residue are particularly suitable for forming a light shielding film of a solid-state imaging device according to the structure K described later. .

≪遮光膜≫
本発明の遮光膜は、前記本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成されたものである。
このため、本発明の遮光膜は赤外遮光能に優れる。
また、本発明の遮光膜の周辺(シリコン基板上の該遮光膜が形成されていない領域)では、残渣物が低減される。
≪Shading film≫
The light-shielding film of the present invention is formed using the photosensitive resin composition of the present invention.
For this reason, the light shielding film of this invention is excellent in infrared light shielding ability.
Further, residue is reduced in the vicinity of the light shielding film of the present invention (region where the light shielding film is not formed on the silicon substrate).

遮光膜の膜厚としては、特に限定はなく、本発明による効果をより効果的に得る観点から、0.1μm〜10μmが好ましく、0.3μm〜5.0μmがより好ましく、0.5μm〜3.0μmが特に好ましい。また、遮光膜のパターンサイズとしては、特に限定はなく、本発明による効果をより効果的に得る観点から、1000μm以下が好ましく、500μm以下がより好ましく、300μm以下が特に好ましい。下限については、1μmが望ましい。   The thickness of the light-shielding film is not particularly limited, and is preferably 0.1 μm to 10 μm, more preferably 0.3 μm to 5.0 μm, and more preferably 0.5 μm to 3 from the viewpoint of obtaining the effect of the present invention more effectively. 0.0 μm is particularly preferable. Further, the pattern size of the light shielding film is not particularly limited, and is preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less, and particularly preferably 300 μm or less from the viewpoint of obtaining the effect of the present invention more effectively. About a minimum, 1 micrometer is desirable.

また、本発明の遮光膜の分光特性としては特に限定はないが、赤外遮光能をより向上させる観点、可視域と赤外域との遮光能のバランスの観点等から、波長1200nmにおける光学濃度(OD1200)と波長365nmにおける光学濃度(OD365)との比〔OD1200/OD365〕が、0.5以上3以下であることが好ましい。
光学濃度(OD)は、(株)島津製作所製UV-3600を用い、得られた膜の透過率測定を行ない、得られた透過率(%T)を下記式Bにより変換しOD値とする。
OD値=−Log(%T/100) … 式B
The spectral characteristics of the light-shielding film of the present invention are not particularly limited, but from the viewpoint of further improving the infrared light shielding ability, the balance of the light shielding ability between the visible region and the infrared region, and the like, the optical density at a wavelength of 1200 nm ( OD 1200) and the ratio [OD 1200 / OD 365] of the optical density (OD 365) at a wavelength of 365 nm, is preferably 0.5 to 3.
The optical density (OD) is obtained by measuring the transmittance of the obtained film using UV-3600 manufactured by Shimadzu Corporation, and converting the obtained transmittance (% T) by the following formula B to obtain an OD value. .
OD value = −Log (% T / 100) Formula B

本発明では、波長λnmにおける光学濃度を「ODλ」で表す。
可視域と赤外域との遮光能のバランスの観点、及び本発明の効果をより効果的に得る観点より、遮光膜の光学濃度としては以下の条件が好適である。即ち、
前記〔OD1200/OD365〕は、1.0以上2.5以下がより好ましく、1.3以上2.0以下が特に好ましい。
前記遮光膜の波長1200nmにおける光学濃度(OD1200)は、1.5〜10であることが好ましく、2〜10であることがより好ましい。
前記遮光膜の波長365nmにおける光学濃度(OD365)は、1〜7であることが好ましく、2〜6であることがより好ましい。
前記遮光膜の、900nm〜1300nmの波長領域における光学濃度は、2以上10以下であることが好ましく、2以上9以下であることがより好ましく、2以上8以下であることが特に好ましい。
前記遮光膜の比〔OD900/OD365〕は、1.0以上2.5以下であることが好ましく、1.1以上2.5以下であることがより好ましい。
前記遮光膜の比〔OD1100/OD365〕は、0.6以上2.5以下であることが好ましく、0.7以上2.5以下であることがより好ましい。
前記遮光膜の比〔OD1300/OD365〕は、0.4以上2.3以下であることが好ましく、0.5以上2.0以下であることがより好ましい。
In the present invention, the optical density at the wavelength λ nm is represented by “OD λ ”.
From the viewpoint of the balance between the light shielding ability in the visible region and the infrared region, and from the viewpoint of obtaining the effect of the present invention more effectively, the following conditions are suitable as the optical density of the light shielding film. That is,
[OD 1200 / OD 365 ] is more preferably 1.0 or more and 2.5 or less, and particularly preferably 1.3 or more and 2.0 or less.
The optical density (OD 1200 ) at a wavelength of 1200 nm of the light shielding film is preferably 1.5 to 10, and more preferably 2 to 10.
The optical density (OD 365 ) at a wavelength of 365 nm of the light shielding film is preferably 1 to 7, and more preferably 2 to 6.
The optical density of the light-shielding film in the wavelength region of 900 nm to 1300 nm is preferably 2 or more, 10 or less, more preferably 2 or more and 9 or less, and particularly preferably 2 or more and 8 or less.
The ratio of the light shielding film [OD 900 / OD 365 ] is preferably 1.0 or more and 2.5 or less, and more preferably 1.1 or more and 2.5 or less.
The ratio [OD 1100 / OD 365 ] of the light shielding film is preferably 0.6 or more and 2.5 or less, and more preferably 0.7 or more and 2.5 or less.
The ratio [OD 1300 / OD 365 ] of the light-shielding film is preferably 0.4 or more and 2.3 or less, and more preferably 0.5 or more and 2.0 or less.

以上で説明した本発明の遮光膜の具体的形態としては、本発明のチタンブラック分散物及び感光性樹脂組成物の用途として説明した遮光膜が挙げられる。   Specific examples of the light-shielding film of the present invention described above include the light-shielding films described as applications of the titanium black dispersion and the photosensitive resin composition of the present invention.

≪遮光膜の製造方法≫
本発明の遮光膜の製造方法は、一方の面に撮像素子部を有するシリコン基板の他方の面に既述の本発明の感光性樹脂組成物を塗布して感光性層を形成する工程(以下、「感光性層形成工程」ともいう。)と、前記感光性層をパターン状に露光する工程(以下、「露光工程」ともいう。)と、露光後の前記感光性層を現像してパターンを形成する工程(以下、「現像工程」ともいう。)と、を含むものである。
本発明の遮光膜の製造方法によれば、赤外遮光能に優れた遮光膜を形成でき、該遮光膜を形成する際、該遮光膜の形成領域外における残渣物(以下、「現像残渣」ともいう)を低減できる。
以下、本発明の遮光性カラーフィルタの製造方法における各工程を説明する。
≪Method of manufacturing light shielding film≫
The method for producing a light-shielding film of the present invention includes a step of forming a photosensitive layer by applying the above-described photosensitive resin composition of the present invention to the other surface of a silicon substrate having an image pickup element portion on one surface (hereinafter referred to as “photosensitive layer”). , Also referred to as “photosensitive layer forming step”), a step of exposing the photosensitive layer in a pattern (hereinafter also referred to as “exposure step”), and developing the photosensitive layer after exposure to form a pattern. (Hereinafter, also referred to as “development process”).
According to the method for producing a light-shielding film of the present invention, a light-shielding film having excellent infrared light-shielding ability can be formed. When the light-shielding film is formed, a residue (hereinafter referred to as “development residue”) outside the light-shielding film formation region. (Also called).
Hereinafter, each process in the manufacturing method of the light-shielding color filter of this invention is demonstrated.

−感光性層形成工程−
感光性層形成工程では、シリコン基板上に、本発明の感光性樹脂組成物を塗布して感光性層を形成する。
-Photosensitive layer forming step-
In the photosensitive layer forming step, the photosensitive resin composition of the present invention is applied on a silicon substrate to form a photosensitive layer.

シリコン基板上への本発明の感光性樹脂組成物の塗布方法としては、スリット塗布、インクジェット法、回転塗布、流延塗布、ロール塗布、スクリーン印刷法等の各種の塗布方法を適用することができる。
感光性樹脂組成物の塗布膜厚(乾燥膜厚)としては、解像度と現像性の観点から、0.35μm〜3.0μmであることが好ましく、0.50μm〜2.5μmであることがより好ましい。
As a coating method of the photosensitive resin composition of the present invention on a silicon substrate, various coating methods such as slit coating, ink jet method, spin coating, cast coating, roll coating, and screen printing method can be applied. .
The coating film thickness (dry film thickness) of the photosensitive resin composition is preferably 0.35 μm to 3.0 μm and more preferably 0.50 μm to 2.5 μm from the viewpoint of resolution and developability. preferable.

シリコン基板上に塗布された感光性樹脂組成物は、通常は70℃〜130℃で2分〜4分程度の条件下で乾燥され、感光性層が形成される。   The photosensitive resin composition applied on the silicon substrate is usually dried at 70 ° C. to 130 ° C. for about 2 minutes to 4 minutes to form a photosensitive layer.

−露光工程−
露光工程では、前記感光性層形成工程で形成された感光性層を、例えばマスクを介して、パターン状に露光して硬化させる(マスクを介して露光する場合には、光照射された塗布膜部分だけを硬化させる)。
-Exposure process-
In the exposure step, the photosensitive layer formed in the photosensitive layer forming step is exposed and cured in a pattern, for example, through a mask (in the case of exposure through a mask, a light-irradiated coating film Only the part is cured).

露光は放射線の照射により行なうことが好ましく、露光に際して用いることができる放射線の例としては、特に、g線、h線、i線等の紫外線が挙げられ、高圧水銀灯がより好ましい。照射強度は5mJ〜3000mJが好ましく10mJ〜2000mJがより好ましく、10mJ〜1000mJが最も好ましい。   The exposure is preferably performed by irradiation with radiation. Examples of radiation that can be used for exposure include ultraviolet rays such as g-line, h-line, and i-line, and a high-pressure mercury lamp is more preferable. The irradiation intensity is preferably 5 mJ to 3000 mJ, more preferably 10 mJ to 2000 mJ, and most preferably 10 mJ to 1000 mJ.

−現像工程−
前記露光工程に引き続いて、露光後の感光性層を例えばアルカリ現像処理により現像してパターンを形成する。現像工程では、露光工程における感光性層の非照射部分をアルカリ水溶液等に溶出させることにより、光照射部分だけを残す。
-Development process-
Subsequent to the exposure step, the exposed photosensitive layer is developed by, for example, an alkali development process to form a pattern. In the development step, the non-irradiated portion of the photosensitive layer in the exposure step is eluted in an alkaline aqueous solution or the like, leaving only the light irradiated portion.

現像液としては、下地の回路などにダメージを起さない点で、有機アルカリ現像液であることが望ましい。現像温度は、通常は20℃〜30℃であり、現像時間は通常は20秒〜240秒である。   The developer is preferably an organic alkali developer in that it does not damage the underlying circuit. The development temperature is usually 20 ° C. to 30 ° C., and the development time is usually 20 seconds to 240 seconds.

前記現像液の例としては、有機アルカリ化合物を0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%の濃度となるように純水で希釈したアルカリ性水溶液が挙げられる。使用可能な有機アルカリ化合物の例としては、例えば、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−ウンデセンなどが挙げられる。なお、アルカリ性水溶液を現像液として用いた場合、一般には現像後に純水で洗浄(リンス)が行なわれる。   Examples of the developer include an alkaline aqueous solution in which an organic alkali compound is diluted with pure water so as to have a concentration of 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass. Examples of organic alkali compounds that can be used include, for example, 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 washing | cleaning (rinsing) with a pure water is performed after image development.

本発明の遮光膜の製造方法においては、上記の感光性層形成工程、露光工程、及び現像工程に加え、必要により、現像後の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更に含んでもよい。   In the method for producing a light-shielding film of the present invention, in addition to the photosensitive layer forming step, the exposure step, and the development step, the method may further include a curing step for curing the developed pattern by heating and / or exposure, if necessary. Good.

≪固体撮像素子≫
本発明の固体撮像素子は、前記本発明の遮光膜を有して構成される。
即ち、本発明の固体撮像素子は、本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成された遮光膜を備えるため、撮像素子部が設けられた面の反対側の面からシリコン基板(固体撮像素子の基体)に入射される赤外光によるノイズや、残渣物によるノイズが低減される。
本発明の固体撮像素子の構造は、シリコン基板の一方の面に撮像素子部(詳しくは、複数の撮像素子が例えばマトリクス状に配列されて構成された撮像素子部)が設けられ、該シリコン基板の他方の面に前記本発明の遮光膜が設けられた構造であれば特に限定はない。
また、撮像素子は、CCDであってもCMOSであってもよい。
≪Solid-state imaging device≫
The solid-state imaging device of the present invention is configured to have the light shielding film of the present invention.
That is, since the solid-state imaging device of the present invention includes a light-shielding film formed using the photosensitive resin composition of the present invention, a silicon substrate (solid-state imaging device) is formed from the surface opposite to the surface on which the imaging device unit is provided. Noise due to infrared light incident on the substrate) and noise due to residue are reduced.
The structure of the solid-state image pickup device of the present invention is provided with an image pickup device portion (specifically, an image pickup device portion configured by arranging a plurality of image pickup devices in a matrix, for example) on one surface of a silicon substrate. There is no particular limitation as long as the light shielding film of the present invention is provided on the other surface.
Further, the image sensor may be a CCD or a CMOS.

中でも、特開2009−99591号公報や特開2009−158863号公報に記載されているような、撮像素子部が形成された面の反対側の面に、実装基板(以下、「回路基板」ともいう)との接続用の金属電極を有する固体撮像素子の構造は、本発明の固体撮像素子の構造として好適である。
即ち、本発明の固体撮像素子の好適な一構造(本明細書中構造Kとも称する)は、一方の面(以下、「第1の主面」ともいう)に撮像素子部を有するシリコン基板と、前記シリコン基板の他方の面(以下、「第2の主面」ともいう)に設けられ、前記撮像素子部と電気的に接続された金属電極と、前記シリコン基板の前記金属電極が設けられた面に設けられ、前記金属電極の少なくとも1部が露出するようにパターニングされた前記本発明の遮光膜と、を有する固体撮像素子である。
In particular, a mounting substrate (hereinafter referred to as a “circuit board”) is provided on the surface opposite to the surface on which the image sensor portion is formed, as described in Japanese Unexamined Patent Application Publication Nos. 2009-99951 and 2009-158863. The structure of the solid-state imaging device having a metal electrode for connection to the solid-state imaging device is suitable as the structure of the solid-state imaging device of the present invention.
That is, a preferred structure of the solid-state imaging device of the present invention (also referred to as structure K in the present specification) is a silicon substrate having an imaging device portion on one surface (hereinafter also referred to as “first main surface”). A metal electrode that is provided on the other surface of the silicon substrate (hereinafter also referred to as “second main surface”) and is electrically connected to the imaging element unit, and the metal electrode of the silicon substrate is provided. And a light-shielding film according to the present invention patterned so that at least a part of the metal electrode is exposed.

まず、前記構造Kとの対比として、ワイヤボンディング方式が採用されていた従来の固体撮像素子について述べる。
従来より固体撮像素子は、ワイヤボンディング方式により回路基板に接続されてきた。 詳細には、固体撮像素子を回路基板の上に配置し、前記シリコン基板の撮像素子部側の面に設けられた接続用電極と、回路基板上の接続用電極と、をワイヤにより接続していた。このワイヤボンディング方式を採用する構造は、ボンディング領域の面積が大きくなり、カメラモジュールの小型化が難しい構造である。
First, as a comparison with the structure K, a conventional solid-state imaging device that employs a wire bonding method will be described.
Conventionally, solid-state image sensors have been connected to circuit boards by wire bonding. More specifically, a solid-state image sensor is disposed on a circuit board, and the connection electrodes provided on the surface of the silicon substrate on the image sensor section side are connected to the connection electrodes on the circuit board by wires. It was. The structure employing this wire bonding method is a structure in which the area of the bonding area is large and it is difficult to reduce the size of the camera module.

これに対し、上記構造Kの固体撮像素子は、ワイヤではなく、ハンダボール等の接続材料を介して実装基板(以下、回路基板ともいう)に接続されるものである。
上記構造Kの固体撮像素子と前記回路基板との接続は、前記固体撮像素子と前記回路基板とを、前記金属電極と回路基板上の接続用電極とが対向する向きに配置し、接続材料により前記金属電極と前記接続用電極とを接続することにより行われる(例えば、後述する図1及び図2参照)。
上記構造Kの固体撮像素子のように、(ワイヤを用いず)裏面側の金属電極により回路基板と接続される固体撮像素子を用いることで、ワイヤボンディングスペースを省略できるので、カメラモジュールの大幅な小型化が可能となる(例えば、”株式会社東芝ニュースリリース「携帯電話用CMOSカメラモジュール内製化によるCMOSイメージセンサ事業の強化について」”、[online]、平成19年10月1日、[平成21年11月12日検索]、インターネット<URL:http://www.toshiba.co.jp/about/press/2007_10/pr_j0102.htm>、参照)。
On the other hand, the solid-state imaging device having the structure K is connected to a mounting board (hereinafter also referred to as a circuit board) via a connecting material such as a solder ball instead of a wire.
The solid-state imaging device having the structure K and the circuit board are connected by arranging the solid-state imaging device and the circuit board in a direction in which the metal electrode and the connection electrode on the circuit board face each other. This is performed by connecting the metal electrode and the connection electrode (for example, see FIGS. 1 and 2 described later).
By using a solid-state imaging device connected to a circuit board by a metal electrode on the back side (without using a wire) like the solid-state imaging device having the above-described structure K, the wire bonding space can be omitted. Miniaturization becomes possible (for example, “Toshiba News Release“ Reinforcement of CMOS Image Sensor Business by In-House CMOS Camera Module Production ””, [online], October 1, 2007, [Heisei Search on November 12, 2009], Internet <URL: http://www.toshiba.co.jp/about/press/2007_10/pr_j0102.htm>).

しかしながら、裏面側の金属電極により回路基板と接続される固体撮像素子を用いた場合、金属電極の厚みや接続材料(例えば、ハンダボール60)の大きさに起因して、固体撮像素子と回路基板との間に隙間(例えば、図1中の隙間S)が生じやすく、この隙間からシリコン基板に対し赤外光が入射しやすい。
また、例えば後述するカメラモジュール200の場合、遮光兼電磁シールド44が設けられているものの、ハンダボール60の体積バラツキ等の影響で、加工精度上、遮光兼電磁シールド44と回路基板70との間の隙間Sを完全に無くすことは極めて困難である。
However, when a solid-state imaging device connected to the circuit board by the metal electrode on the back side is used, the solid-state imaging device and the circuit board are caused by the thickness of the metal electrode and the size of the connection material (for example, solder ball 60). A gap (for example, a gap S in FIG. 1) is likely to occur between the two and the infrared light easily enters the silicon substrate from this gap.
Further, for example, in the case of the camera module 200 described later, although the light shielding / electromagnetic shield 44 is provided, due to the influence of volume variation of the solder ball 60 and the like, between the light shielding / electromagnetic shield 44 and the circuit board 70 due to the influence of the volume variation of the solder ball 60 and the like. It is extremely difficult to completely eliminate the gap S.

以上の理由により、裏面側の金属電極により回路基板と接続される固体撮像素子の構造は、シリコン基板の裏面側から入射する赤外光を遮光する必要性が特に高い構造である。
従って、このような構造においては、本発明の効果(赤外遮光能向上及び赤外光によるノイズ低減の効果)がより効果的に奏される。
For the reasons described above, the structure of the solid-state imaging device connected to the circuit board by the metal electrode on the back surface side is a structure that is particularly required to shield infrared light incident from the back surface side of the silicon substrate.
Therefore, in such a structure, the effects of the present invention (improvement of infrared light shielding ability and noise reduction effect by infrared light) are more effectively achieved.

更に、裏面に金属電極を有する固体撮像素子は、該金属電極と、回路基板との接続ための接続材料と、の接続性が要求される構造である。
従って、このような構造においては、本発明の効果(残渣物低減の効果及び残渣物によるノイズ低減の効果)がより効果的に奏される。
Furthermore, a solid-state imaging device having a metal electrode on the back surface has a structure that requires connectivity between the metal electrode and a connection material for connection to a circuit board.
Therefore, in such a structure, the effects of the present invention (the effect of reducing the residue and the effect of reducing the noise due to the residue) are more effectively achieved.

前記構造Kでは、更に、前記遮光膜の下層側(シリコン基板に近い側)であって前記金属電極の上層側(シリコン基板から離れた側)に、ソルダーレジスト層等の保護絶縁層を有していてもよい。
即ち、前記構造Kは、前記金属電極が形成された第2の主面上に設けられ、前記金属電極の少なくとも1部を露出するようにパターニングされた保護絶縁層を有し、前記遮光膜が、前記保護絶縁層を覆うようにして設けられ、かつ、前記金属電極の少なくとも1部を露出するようにパターニングされた形態であってもよい。
The structure K further includes a protective insulating layer such as a solder resist layer on the lower layer side (side closer to the silicon substrate) of the light shielding film and on the upper layer side (side away from the silicon substrate) of the metal electrode. It may be.
That is, the structure K includes a protective insulating layer that is provided on the second main surface on which the metal electrode is formed and is patterned so as to expose at least a part of the metal electrode. Further, the protective insulating layer may be provided so as to cover and patterned so as to expose at least a part of the metal electrode.

なお、前記構造Kにおいて「電気的に接続された」とは、直接的に接続されている形態に限られず、周辺回路等を介して間接的に接続されている状態も含む。   Note that “electrically connected” in the structure K is not limited to the form of being directly connected, but also includes a state of being indirectly connected via a peripheral circuit or the like.

以下、前記構造Kの具体例について、図1及び図2を参照しながら説明するが本発明は以下の具体例によって限定されることはない。
なお、図1及び図2にわたり、共通する部分には共通する符号を付す。
また、説明に際し、「上」、「上方」及び「上側」は、シリコン基板10からみて遠い側を指し、「下」、「下方」及び「下側」は、はシリコン基板10に近い側を指す。
Hereinafter, specific examples of the structure K will be described with reference to FIGS. 1 and 2, but the present invention is not limited to the following specific examples.
Throughout FIGS. 1 and 2, common portions are denoted by common reference numerals.
In the description, “upper”, “upper”, and “upper” refer to the side far from the silicon substrate 10, and “lower”, “lower”, and “lower” refer to the side closer to the silicon substrate 10. Point to.

図1は、前記構造Kの具体例に係る固体撮像素子を備えたカメラモジュールの構成を示す概略断面図である。
図1に示すカメラモジュール200は、実装基板である回路基板70に接続部材であるハンダボール60を介して接続されている。
詳細には、カメラモジュール200は、シリコン基板の第1の主面に撮像素子部を備えた固体撮像素子基板100と、固体撮像素子基板100の第1の主面側上方に配置されるガラス基板30(光透過性基板)と、ガラス基板30の上方に配置される赤外線カットフィルタ42と、ガラス基板30及び赤外線カットフィルタ42の上方に配置され内部空間に撮像レンズ40を有するレンズホルダー50と、固体撮像素子基板100及びガラス基板30の周囲を囲うように配置された遮光兼電磁シールド44と、を備えて構成されている。各部材は、接着剤20、41、43、45により接着されている。
カメラモジュール200では、外部からの入射光hνが、撮像レンズ40、赤外線カットフィルタ42、ガラス基板30を順次透過した後、固体撮像素子基板100の撮像素子部に到達するようになっている。
また、カメラモジュール200は、固体撮像素子基板100の第2の主面側で、ハンダボール60(接続材料)を介して回路基板70に接続されている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a camera module including a solid-state imaging device according to a specific example of the structure K.
A camera module 200 shown in FIG. 1 is connected to a circuit board 70 that is a mounting board via solder balls 60 that are connection members.
Specifically, the camera module 200 includes a solid-state image sensor substrate 100 having an image sensor section on a first main surface of a silicon substrate, and a glass substrate disposed above the first main surface side of the solid-state image sensor substrate 100. 30 (light transmissive substrate), an infrared cut filter 42 disposed above the glass substrate 30, a lens holder 50 disposed above the glass substrate 30 and the infrared cut filter 42 and having the imaging lens 40 in the internal space, The solid-state image pickup device substrate 100 and the glass substrate 30 are configured to include a light shielding / electromagnetic shield 44 disposed so as to surround the periphery. Each member is bonded by adhesives 20, 41, 43, 45.
In the camera module 200, incident light hν from outside passes through the imaging lens 40, the infrared cut filter 42, and the glass substrate 30 in order, and then reaches the imaging element portion of the solid-state imaging element substrate 100.
The camera module 200 is connected to the circuit board 70 via a solder ball 60 (connection material) on the second main surface side of the solid-state imaging device substrate 100.

図2は、図1中の固体撮像素子基板100を拡大した断面図である。
固体撮像素子基板100は、基体であるシリコン基板10、撮像素子12、層間絶縁膜13、ベース層14、カラーフィルタ15R、カラーフィルタ15G、カラーフィルタ15B、オーバーコート16、マイクロレンズ17、遮光膜18、絶縁膜22、金属電極23、ソルダーレジスト層24、内部電極26、及び素子面電極27を備えて構成されている。
但し、ソルダーレジスト層24は省略されていてもよい。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the solid-state imaging device substrate 100 in FIG.
The solid-state image sensor substrate 100 includes a silicon substrate 10 as a base, an image sensor 12, an interlayer insulating film 13, a base layer 14, a color filter 15R, a color filter 15G, a color filter 15B, an overcoat 16, a microlens 17, and a light shielding film 18. , An insulating film 22, a metal electrode 23, a solder resist layer 24, an internal electrode 26, and an element surface electrode 27.
However, the solder resist layer 24 may be omitted.

まず、固体撮像素子基板100の第1の主面側の構成を中心に説明する。
図2に示すように、固体撮像素子基板100の基体であるシリコン基板10の第1の主面側に、CCDやCMOS等の撮像素子12が2次元に複数配列された撮像素子部が設けられている。
撮像素子部における撮像素子12上には層間絶縁膜13が形成されており、層間絶縁膜13上にはベース層14が形成されている。更にベース層14上には、撮像素子12に対応するように、赤色のカラーフィルタ15R、緑色のカラーフィルタ15G、青色のカラーフィルタ15B(以下、これらをまとめて「カラーフィルタ15」ということがある)がそれぞれ配置されている。
赤色のカラーフィルタ15R、緑色のカラーフィルタ15G、青色のカラーフィルタ15Bの境界部、及び撮像素子部の周辺には、図示しない遮光膜が設けられていてもよい。この遮光膜は、例えば、公知のブラックのカラーレジストを用いて作製できる。
カラーフィルタ15上にはオーバーコート16が形成され、オーバーコート16上には撮像素子12(カラーフィルタ15)に対応するようにマイクロレンズ17が形成されている。
First, the configuration on the first main surface side of the solid-state imaging device substrate 100 will be mainly described.
As shown in FIG. 2, an imaging element unit in which a plurality of imaging elements 12 such as CCDs and CMOSs are two-dimensionally arranged is provided on the first main surface side of the silicon substrate 10 that is a base of the solid-state imaging element substrate 100. ing.
An interlayer insulating film 13 is formed on the image sensor 12 in the image sensor section, and a base layer 14 is formed on the interlayer insulating film 13. Furthermore, on the base layer 14, a red color filter 15 R, a green color filter 15 G, and a blue color filter 15 B (hereinafter collectively referred to as “color filter 15”) corresponding to the image sensor 12. ) Are arranged.
A light shielding film (not shown) may be provided around the boundary between the red color filter 15R, the green color filter 15G, and the blue color filter 15B, and the periphery of the imaging element unit. This light shielding film can be produced using, for example, a known black color resist.
An overcoat 16 is formed on the color filter 15, and a microlens 17 is formed on the overcoat 16 so as to correspond to the imaging element 12 (color filter 15).

また、第1の主面側の撮像素子部の周辺は、周辺回路(不図示)及び内部電極26が設けられており、内部電極26は、周辺回路を介して撮像素子12と電気的に接続されている。
さらに、内部電極26上には、層間絶縁膜13を介して素子面電極27が形成されている。内部電極26と素子面電極27間の層間絶縁膜13内には、これら電極間を電気的に接続するコンタクトプラグ(不図示)が形成されている。素子面電極27は、コンタクトプラグ、内部電極26を介して電圧の印加及び信号の読み出しなどに使用される。
素子面電極27上には、ベース層14が形成されている。ベース層14上にはオーバーコート16が形成されている。素子面電極27上に形成されたベース層14及びオーバーコート16が開口されて、パッド開口部が形成され、素子面電極27の一部が露出している。
In addition, a peripheral circuit (not shown) and an internal electrode 26 are provided in the periphery of the image sensor section on the first main surface side, and the internal electrode 26 is electrically connected to the image sensor 12 via the peripheral circuit. Has been.
Furthermore, an element surface electrode 27 is formed on the internal electrode 26 with the interlayer insulating film 13 interposed therebetween. In the interlayer insulating film 13 between the internal electrode 26 and the element surface electrode 27, a contact plug (not shown) for electrically connecting these electrodes is formed. The element surface electrode 27 is used for applying a voltage and reading a signal through the contact plug and the internal electrode 26.
A base layer 14 is formed on the element surface electrode 27. An overcoat 16 is formed on the base layer 14. The base layer 14 and the overcoat 16 formed on the element surface electrode 27 are opened to form a pad opening, and a part of the element surface electrode 27 is exposed.

以上が固体撮像素子基板100の第1の主面側の構成である。
固体撮像素子基板100の第1の主面側において、撮像素子部の周辺には接着剤20が設けられ、この接着剤20を介し、固体撮像素子基板100とガラス基板30とが接着される。
The above is the configuration on the first main surface side of the solid-state imaging device substrate 100.
On the first main surface side of the solid-state image sensor substrate 100, an adhesive 20 is provided around the image sensor section, and the solid-state image sensor substrate 100 and the glass substrate 30 are bonded via the adhesive 20.

また、シリコン基板10は、該シリコン基板10を貫通する貫通孔を有しており、貫通孔内には、金属電極23の一部である貫通電極が備えられている。この貫通電極により、撮像素子部と回路基板70とが電気的に接続されている。   The silicon substrate 10 has a through hole that penetrates the silicon substrate 10, and a through electrode that is a part of the metal electrode 23 is provided in the through hole. The imaging element portion and the circuit board 70 are electrically connected by the through electrode.

次に、固体撮像素子基板100の第2の主面側の構成を中心に説明する。
該第2の主面側には、第2の主面上から貫通孔の内壁にわたり絶縁膜22が形成されている。
絶縁膜22上には、シリコン基板10の第2の主面上の領域から貫通孔の内部に至るようにパターニングされた金属電極23が設けられている。金属電極23は、固体撮像素子基板100中の撮像素子部と回路基板70との接続用の電極である。
前記貫通電極は、この金属電極23のうち、貫通孔の内部に形成された部分である。貫通電極は、シリコン基板10及び層間絶縁膜の一部を貫通して内部電極26の下側に至り、該内部電極26に電気的に接続されている。
Next, the configuration on the second main surface side of the solid-state imaging device substrate 100 will be mainly described.
On the second main surface side, an insulating film 22 is formed from the second main surface to the inner wall of the through hole.
On the insulating film 22, a metal electrode 23 patterned so as to extend from a region on the second main surface of the silicon substrate 10 to the inside of the through hole is provided. The metal electrode 23 is an electrode for connecting the image pickup element portion in the solid-state image pickup element substrate 100 and the circuit board 70.
The through electrode is a portion of the metal electrode 23 formed inside the through hole. The through electrode penetrates part of the silicon substrate 10 and the interlayer insulating film, reaches the lower side of the internal electrode 26, and is electrically connected to the internal electrode 26.

更に、第2の主面側には、金属電極23が形成された第2の主面上を覆い、かつ、該金属電極23上の1部を露出する開口部を有するソルダーレジスト層24(保護絶縁膜)が設けられている。
更に、第2の主面側には、ソルダーレジスト層24が形成された第2の主面上を覆い、かつ、該金属電極23上の1部を露出する開口部を有する遮光膜18が設けられている。
この遮光膜18として、前述の本発明の遮光膜を用いる。
これにより、第2の主面側(裏面側)からシリコン基板10に入射する赤外光を遮光できる。更に、遮光膜18の開口部(金属電極23が露出されている部分)では、現像残渣が抑制される。このため、金属電極23とハンダボール60との接続性、ひいては撮像素子12から構成される撮像素子部と回路基板70との接続性も良好に維持される。
なお、図2では、遮光膜18は、金属電極23の1部を覆い、残りの部分を露出させるようにパターニングされているが、金属電極23の全部を露出させるようにパターニングされていてもよい(ソルダーレジスト層24のパターニングについても同様である)。
また、ソルダーレジスト層24は省略されていてもよく、金属電極23が形成された第2の主面上に、遮光膜18が直接形成されていてもよい。
Further, a solder resist layer 24 (protective layer) that covers the second main surface on which the metal electrode 23 is formed and has an opening that exposes a part of the metal electrode 23 on the second main surface side. Insulating film).
Further, on the second main surface side, a light shielding film 18 is provided that covers the second main surface on which the solder resist layer 24 is formed and has an opening that exposes a portion on the metal electrode 23. It has been.
As the light shielding film 18, the above-described light shielding film of the present invention is used.
Thereby, the infrared light which injects into the silicon substrate 10 from the 2nd main surface side (back surface side) can be light-shielded. Further, development residues are suppressed at the opening of the light shielding film 18 (the portion where the metal electrode 23 is exposed). For this reason, the connectivity between the metal electrode 23 and the solder ball 60, and the connectivity between the image pickup device portion constituted by the image pickup device 12 and the circuit board 70 is also maintained well.
In FIG. 2, the light shielding film 18 is patterned so as to cover a part of the metal electrode 23 and expose the remaining part, but may be patterned so as to expose the entire metal electrode 23. (The same applies to the patterning of the solder resist layer 24).
The solder resist layer 24 may be omitted, and the light shielding film 18 may be directly formed on the second main surface on which the metal electrode 23 is formed.

露出された金属電極23上には、接続部材としてのハンダボール60が設けられ、このハンダボール60を介し、固体撮像素子基板100の金属電極23と、回路基板70の不図示の接続用電極と、が電気的に接続される。   A solder ball 60 as a connection member is provided on the exposed metal electrode 23, and the metal electrode 23 of the solid-state imaging device substrate 100 and a connection electrode (not shown) of the circuit board 70 are connected via the solder ball 60. , Are electrically connected.

以上、固体撮像素子基板100の構成について説明したが、固体撮像素子基板100のうち遮光膜18以外の各部は、特開2009−158863号公報中段落0033〜0068に記載の方法や、特開2009−99591号公報中段落0036〜0065に記載の方法など、公知の方法により形成できる。
遮光膜18の形成は、既述の本発明の遮光膜の製造方法によって形成できる。
層間絶縁膜13は、例えば、スパッタやCVD(Chemical vapor deposition)等によりSiO膜またはSiN膜として形成する。
カラーフィルタ15(15R、15G、15B)は、例えば、公知のカラーレジストを用い、フォトリソグラフィーにより形成する。
オーバーコート16及びベース層14は、例えば、公知の有機層間膜形成用レジストを用い、フォトリソグラフィーにより形成する。
マイクロレンズ17は、例えば、スチレン系樹脂等を用い、フォトリソグラフィー等により形成する。
ソルダーレジスト層24は、例えばフェノール系樹脂、あるいはポリイミド系樹脂、アミン系樹脂を含む公知のソルダーレジストを用い、フォトリソグラフィーにより形成する。
ハンダボール60は、例えば、Sn−Pb(共晶)、95Pb−Sn(高鉛高融点半田)、Pbフリー半田として、Sn−Ag、Sn−Cu、Sn−Ag−Cuなどを用いて形成する。ハンダボール60は、例えば、直径100μm〜1000μm(好ましくは直径150μm〜700μm)の球状に形成する。
内部電極26及び素子面電極27は、例えば、CMP(Chemical Mechanical Polishing)、またはフォトリソグラフィー及びエッチングにより、Cu等の金属電極として形成する。
金属電極23は、例えば、スパッタ、フォトリソグラフィー、エッチング、及び電解めっきにより、Cu、Au、Al、Ni、W、Pt、Mo、Cu化合物、W化合物、Mo化合物等の金属電極として形成する。金属電極23は、単層構成でも2層以上からなる積層構成であってもよい。
金属電極23の膜厚は、例えば、0.1μm〜20μm(好ましくは0.1μm〜10μm)とする。
シリコン基板10としては特に限定されないが、基板裏面を削ることによって薄くしたシリコン基板を用いることができる。基板の厚さは限定されないが、例えば、厚み20〜200μm(好ましくは30〜150μm)のシリコンウエハを用いる。
シリコン基板10の貫通孔は、例えば、フォトリソグラフィー及びRIE(Reactive Ion Etching)により形成する。
Although the configuration of the solid-state image sensor substrate 100 has been described above, each part of the solid-state image sensor substrate 100 other than the light-shielding film 18 is the method described in paragraphs 0033 to 0068 of JP 2009-158863 A or JP 2009. It can be formed by a known method such as the method described in paragraphs 0036 to 0065 of JP-A-99591.
The light shielding film 18 can be formed by the above-described manufacturing method of the light shielding film of the present invention.
The interlayer insulating film 13 is formed as a SiO 2 film or a SiN film by, for example, sputtering or CVD (Chemical Vapor Deposition).
The color filter 15 (15R, 15G, 15B) is formed by photolithography using a known color resist, for example.
The overcoat 16 and the base layer 14 are formed, for example, by photolithography using a known organic interlayer film forming resist.
The microlens 17 is formed by using styrene resin or the like, for example, by photolithography.
The solder resist layer 24 is formed by photolithography using a known solder resist including, for example, a phenol resin, a polyimide resin, or an amine resin.
The solder ball 60 is formed using, for example, Sn—Ag, Sn—Cu, Sn—Ag—Cu as Sn—Pb (eutectic), 95Pb—Sn (high lead high melting point solder), and Pb free solder. . The solder ball 60 is formed in a spherical shape having a diameter of 100 μm to 1000 μm (preferably a diameter of 150 μm to 700 μm), for example.
The internal electrode 26 and the element surface electrode 27 are formed as a metal electrode such as Cu by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or photolithography and etching, for example.
The metal electrode 23 is formed as a metal electrode such as Cu, Au, Al, Ni, W, Pt, Mo, Cu compound, W compound, and Mo compound by sputtering, photolithography, etching, and electrolytic plating, for example. The metal electrode 23 may have a single layer configuration or a stacked configuration including two or more layers.
The film thickness of the metal electrode 23 is, for example, 0.1 μm to 20 μm (preferably 0.1 μm to 10 μm).
The silicon substrate 10 is not particularly limited, but a silicon substrate that is thinned by scraping the back surface of the substrate can be used. Although the thickness of the substrate is not limited, for example, a silicon wafer having a thickness of 20 to 200 μm (preferably 30 to 150 μm) is used.
The through hole of the silicon substrate 10 is formed by, for example, photolithography and RIE (Reactive Ion Etching).

以上、前記構造Kの具体例である固体撮像素子基板100について図1及び図2を参照して説明したが、前記構造Kは図1及び図2の形態に限られず、裏面側に金属電極及び遮光膜を有する構成であれば、その構成に特に限定はない。   As described above, the solid-state imaging device substrate 100 which is a specific example of the structure K has been described with reference to FIGS. 1 and 2. However, the structure K is not limited to the embodiment of FIGS. The configuration is not particularly limited as long as it has a light shielding film.

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。また、「室温」は25℃を指す。   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. “Room temperature” refers to 25 ° C.

<基板A及び基板Bの準備>
(基板Aの準備)
前記構造Kの固体撮像素子(裏面にソルダーレジスト層を有しない形態)における現像残渣の検証用として、以下のようにして基板Aを準備した。
即ち、シリコン基板上に、微細加工(フォトリソグラフィー)技術とスパッタ法によりTiメッキシード層を形成し、電解めっき法を用いて、厚さ5μm、直径10μmの銅(Cu)製の円形金属電極を得た。
以上により、図3の概略断面図に示すような、シリコン基板上300に円形金属電極310を複数有する構成の基板Aを得た。
<Preparation of substrate A and substrate B>
(Preparation of substrate A)
A substrate A was prepared as follows for verification of development residue in the solid-state imaging device having the structure K (a form having no solder resist layer on the back surface).
That is, a Ti plating seed layer is formed on a silicon substrate by a microfabrication (photolithography) technique and a sputtering method, and a circular metal electrode made of copper (Cu) having a thickness of 5 μm and a diameter of 10 μm is formed using an electrolytic plating method. Obtained.
As described above, a substrate A having a configuration having a plurality of circular metal electrodes 310 on a silicon substrate 300 as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 3 was obtained.

(基板Bの準備)
前記構造Kの固体撮像素子(裏面にソルダーレジスト層を有する形態)における現像残渣の検証用として、以下のようにして基板Bを準備した。
前記基板Aの円形金属電極形成面側に、市販のソルダーレジストを用いてフォトリソグラフィーにより、パターン状のソルダーレジスト層を形成した。
ソルダーレジスト層のパターンは、図5に示すように、金属電極の一部を露出する開口部を有するパターンとした。
以上により、図5の概略断面図に示すような、シリコン基板300上に円形金属電極310及びソルダーレジスト層330をそれぞれ複数有する構成の基板Bを得た。
(Preparation of substrate B)
A substrate B was prepared as follows for verification of development residue in the solid-state imaging device having the structure K (a form having a solder resist layer on the back surface).
A patterned solder resist layer was formed on the circular metal electrode forming surface side of the substrate A by photolithography using a commercially available solder resist.
The pattern of the solder resist layer was a pattern having an opening that exposes a part of the metal electrode, as shown in FIG.
As described above, a substrate B having a configuration in which a plurality of circular metal electrodes 310 and solder resist layers 330 are provided on the silicon substrate 300 as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 5 was obtained.

<分散剤1の合成>
500mL三口フラスコに、ε−カプロラクトン600.0g、及び2−エチル−1−ヘキサノール22.8gを導入し、窒素を吹き込みながら、攪拌溶解した。前記フラスコに、モノブチル錫オキシド0.1gを加え、フラスコの内容物を100℃に加熱した。8時間後、ガスクロマトグラフィーにて原料が消失したのを確認し、その後フラスコの内容物を80℃まで冷却した。2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.1gを添加した後、2−メタクリロイロキシエチルイソシアネート27.2gを添加した。5時間後、H−NMRにて原料が消失したのを確認後、室温まで冷却し、固体状の前駆体M1〔下記構造〕を200g得た。得られた物質がM1であることは、H−NMR、IR、質量分析により確認した。
<Synthesis of Dispersant 1>
Into a 500 mL three-necked flask, 600.0 g of ε-caprolactone and 22.8 g of 2-ethyl-1-hexanol were introduced and dissolved with stirring while blowing nitrogen. To the flask was added 0.1 g of monobutyltin oxide and the contents of the flask were heated to 100 ° C. After 8 hours, the disappearance of the raw materials was confirmed by gas chromatography, and then the contents of the flask were cooled to 80 ° C. After adding 0.1 g of 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 27.2 g of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate was added. After 5 hours, the disappearance of the raw material was confirmed by 1 H-NMR, and then cooled to room temperature to obtain 200 g of a solid precursor M1 [the following structure]. It was confirmed by 1 H-NMR, IR, and mass spectrometry that the obtained substance was M1.

前記前駆体M1を30.0gと、NKエステル CB−1(2−メタクリロイロキシエチルフタル酸、新中村化学工業(株)製)を70.0gと、ドデシルメルカプタン2.3gと、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート233.3gとを、窒素置換した三口フラスコに導入し、攪拌機(新東科学(株):スリーワンモータ)にて攪拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して75℃まで昇温した。これに、2,2−アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル(和光純薬(株)製の「V−601」(商品名))0.2gを加え、75℃にて2時間加熱攪拌を行なった。2時間後、さらにV−601を0.2g加えて、3時間加熱攪拌し、下記分散剤1の30%溶液を得た。   30.0 g of the precursor M1, 70.0 g of NK ester CB-1 (2-methacryloyloxyethylphthalic acid, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), 2.3 g of dodecyl mercaptan, and propylene glycol monomethyl 233.3 g of ether acetate was introduced into a nitrogen-substituted three-necked flask, stirred with a stirrer (Shinto Kagaku Co., Ltd .: Three-One Motor), heated while flowing nitrogen into the flask, and heated to 75 ° C. . To this, 0.2 g of 2,2-azobis (2-methylpropionic acid) dimethyl (“V-601” (trade name) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was heated and stirred at 75 ° C. for 2 hours. I did it. Two hours later, 0.2 g of V-601 was further added, and the mixture was heated and stirred for 3 hours to obtain a 30% solution of Dispersant 1 below.


分散剤1の組成比、酸価、及び重量平均分子量(Mw)は、以下の通りである。
なお、重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ(GPC)により測定し、ポリスチレン換算で算出した値である。GPCによる測定は、HLC−8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー社製)を用いて行った。
・組成比: x=35(質量%)、y=65(質量%)
・酸価 : 80mgKOH/g
・Mw : 30,000
The composition ratio, acid value, and weight average molecular weight (Mw) of the dispersant 1 are as follows.
The weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and calculated in terms of polystyrene. Measurement by GPC was performed using HLC-8020GPC (manufactured by Tosoh Corporation) and using TSKgel SuperHZM-H, TSKgel SuperHZ4000, and TSKgel SuperHZ200 (manufactured by Tosoh Corporation) as columns.
Composition ratio: x = 35 (mass%), y = 65 (mass%)
・ Acid value: 80 mgKOH / g
・ Mw: 30,000

[実施例1、比較例1]
<チタンブラック分散物A及びBの調製>
下記組成1に示す成分を、攪拌機(IKA社製EUROSTAR)を使用して、15分間混合し、分散物aを得た。
[Example 1, Comparative Example 1]
<Preparation of titanium black dispersions A and B>
The component shown in the following composition 1 was mixed for 15 minutes using a stirrer (EUROSTAR manufactured by IKA) to obtain dispersion a.

(組成1)
・チタンブラック(平均粒径30nm以下のチタンブラック) ・・・25部
・分散剤1の30%溶液 ・・・25部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)(溶剤)
・・・50部
(Composition 1)
-Titanium black (titanium black with an average particle size of 30 nm or less)-25 parts-30% solution of dispersant 1-25 parts-Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) (solvent)
... 50 copies

なお、上記「平均粒径30nm以下のチタンブラック」は、以下のようにして得た。
粒径15nmのテイカ製酸化チタンMT−150A(商品名)を100g、BET表面積300m/gのエボニック製シリカ粒子AEROPERL(登録商標)300/30を25g、およびビックケミー社製Disperbyk190(商品名)を100g秤量し、イオン電気交換水71gを加えてKURABO製MAZERSTAR KK−400W(商品名)を使用して、公転回転数1360rpm、自転回転数1047rpmにて20分間処理することにより均一な混合物水溶液を得た。この水溶液を石英容器に充填し、株式会社モトヤマ製小型ロータリーキルンを用いて酸素雰囲気中で920℃に加熱した後、窒素で雰囲気を置換し、同温度でアンモニアガスを100mL/minで5時間流すことにより窒化還元処理を実施した。終了後回収した粉末を乳鉢で粉砕し、粉末状の平均粒径30nm以下のチタンブラックを得た。
The “titanium black having an average particle size of 30 nm or less” was obtained as follows.
100 g of Teica titanium oxide MT-150A (trade name) with a particle size of 15 nm, 25 g of Evonik silica particles AEROPELL (registered trademark) 300/30 with a BET surface area of 300 m 2 / g, and Disperbyk 190 (trade name) manufactured by BYK Chemie. Weigh 100g, add 71g of ion-exchange water, and use KURABO MAZERSTAR KK-400W (trade name) for 20 minutes at a revolution speed of 1360rpm and a rotation speed of 1047rpm to obtain a uniform aqueous mixture solution. It was. This aqueous solution is filled in a quartz container, heated to 920 ° C. in an oxygen atmosphere using a small rotary kiln manufactured by Motoyama Co., Ltd., then the atmosphere is replaced with nitrogen, and ammonia gas is allowed to flow at 100 mL / min for 5 hours at the same temperature. The nitriding reduction treatment was carried out. After completion, the recovered powder was pulverized in a mortar to obtain a powdery titanium black having an average particle size of 30 nm or less.

得られた分散物aに対し、寿工業(株)製のウルトラアペックスミルUAM015(商品名)を使用して下記条件にて分散処理を行った。
<分散条件>
・ビーズ径:直径0.05mm
・ビーズ充填率:75体積%
・ミル周速:8m/sec
・分散処理する混合液量:500g
・循環流量(ポンプ供給量):13kg/hour
・処理液温度:25℃〜30℃
・冷却水:水道水
・ビーズミル環状通路内容積:0.15L
・パス回数:90パス
The obtained dispersion a was subjected to dispersion treatment under the following conditions using Ultra Apex Mill UAM015 (trade name) manufactured by Kotobuki Industries Co., Ltd.
<Distribution conditions>
・ Bead diameter: 0.05mm in diameter
・ Bead filling rate: 75% by volume
・ Mill peripheral speed: 8m / sec
・ Amount of liquid mixture to be dispersed: 500 g
・ Circulation flow rate (pump supply amount): 13 kg / hour
-Treatment liquid temperature: 25 ° C to 30 ° C
・ Cooling water: Tap water ・ Bead mill annular passage volume: 0.15L
・ Number of passes: 90 passes

以上により、実施例1のチタンブラック分散物Aを得た。   Thus, a titanium black dispersion A of Example 1 was obtained.

また、実施例1において用いたチタンブラックを、三菱マテリアル(株)製「13M−T」(商品名)に変更した以外は、実施例1における分散物aと同じ組成の分散物bを用意し、実施例1と同じ分散処理を施すことにより、比較例1のチタンブラック分散物Bを得た。   A dispersion b having the same composition as the dispersion a in Example 1 was prepared except that the titanium black used in Example 1 was changed to “13M-T” (trade name) manufactured by Mitsubishi Materials Corporation. The titanium black dispersion B of Comparative Example 1 was obtained by performing the same dispersion treatment as in Example 1.

<チタンブラック分散物A及びBの評価>
得られたチタンブラック分散物A及びBの各々を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを用いて500倍希釈し、カーボン薄膜上に滴下、乾燥させて、TEM((株)日立ハイテクノロジーズ製)により、各分散物中に含まれる粒子(被分散体)の形態観察写真を撮影した。得られた写真から、粒子400個について外表面の投影面積を求め、この面積に相当する円の直径を算出し、度数分布を評価した。
また、各分散液に含有されるチタンブラック粒子(被分散体)の平均粒径については、TEM写真より粒子像を400個サンプリングして、外表面の投影面積を求め、この面積に相当する円の直径を算出し、その平均値として求めた。
<Evaluation of titanium black dispersions A and B>
Each of the obtained titanium black dispersions A and B was diluted 500 times with propylene glycol monomethyl ether acetate, dropped onto a carbon thin film and dried, and each of them was obtained by TEM (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Morphological observation photographs of particles (dispersed material) contained in the dispersion were taken. From the obtained photograph, the projected area of the outer surface was obtained for 400 particles, the diameter of the circle corresponding to this area was calculated, and the frequency distribution was evaluated.
Moreover, about the average particle diameter of the titanium black particle (to-be-dispersed body) contained in each dispersion liquid, 400 particle images are sampled from a TEM photograph, the projected area of an outer surface is calculated | required, and the circle | round | yen equivalent to this area The diameter was calculated, and the average value was obtained.

その結果、実施例1のチタンブラック分散物Aでは、含有されるチタンブラック粒子の平均粒径は19nmであり、全チタンブラック粒子中、30nm以下の粒径を有するものは、95%であった。
また、比較例1のチタンブラック分散物Bでは、含有されるチタンブラック粒子の平均粒径は50nmであり、全チタンブラック粒子中、30nm以下の粒径を有するものは、6%であった。
これらの結果を表1〜表3に示した。
As a result, in the titanium black dispersion A of Example 1, the average particle diameter of the titanium black particles contained was 19 nm, and 95% of all titanium black particles had a particle diameter of 30 nm or less. .
Moreover, in the titanium black dispersion B of Comparative Example 1, the average particle size of the titanium black particles contained was 50 nm, and among all the titanium black particles, the particle size of 30 nm or less was 6%.
These results are shown in Tables 1 to 3.

[実施例2、比較例2]
<黒色硬化性組成物(感光性樹脂組成物)の調製>
下記組成2の成分を攪拌機で混合して、実施例2の黒色硬化性組成物Aを調製した。
[Example 2, Comparative Example 2]
<Preparation of black curable composition (photosensitive resin composition)>
The component of the following composition 2 was mixed with the stirrer, and the black curable composition A of Example 2 was prepared.

(組成2)
・ベンジルメタクリレート/メチルメタクリレート/ヒドロキシエチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(50/15/5/30〔モル比〕)〔バインダーポリマー〕
・・・1.6部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート〔重合性化合物〕 ・・・2.0部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート〔重合性化合物〕 ・・・1.0部
・下記構造の重合開始剤〔光重合開始剤〕 ・・・0.3部
(Composition 2)
・ Benzyl methacrylate / methyl methacrylate / hydroxyethyl methacrylate / acrylic acid copolymer (50/15/5/30 [molar ratio]) [binder polymer]
1.6 parts dipentaerythritol hexaacrylate [polymerizable compound] 2.0 parts pentaerythritol triacrylate [polymerizable compound] 1.0 part polymerization initiator with the following structure Photopolymerization initiator] 0.3 parts

・チタンブラック分散物A ・・・24部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA) ・・・10部
・エチル−3−エトキシプロピオネート(EEP) ・・・8部
Titanium black dispersion A: 24 parts Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA): 10 parts Ethyl-3-ethoxypropionate (EEP): 8 parts

また、上記組成2の成分のうち、チタンブラック分散物Aを、チタンブラック分散物Bに変更した以外は、黒色硬化性組成物Aと同様にして、比較例2の黒色硬化性組成物Bを調製した。   Moreover, except having changed the titanium black dispersion A into the titanium black dispersion B among the components of the composition 2, the black curable composition B of Comparative Example 2 was changed in the same manner as the black curable composition A. Prepared.

<遮光膜の作製>
上記で得られた黒色硬化性組成物A又はBを、上記基板Aの金属電極が形成された側の面にスピンコート法で塗布し、その後ホットプレート上で120℃で2分加熱して黒色硬化性組成物塗布層を得た。
次いで、得られた塗布層を、i線ステッパーを用い、100mJ/cm、200mJ/cm、300mJ/cm、400mJ/cm、500mJ/cmの各露光量にてパターン露光した。
次に、露光後の塗布層に対し、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド0.3%水溶液を用い、23℃60秒間パドル現像を行った。その後、現像後の塗布層に対して、スピンシャワーにてリンスを行いさらに純水にて水洗し、パターン状の遮光膜を得た。
ここで遮光膜は、図4に示すように、金属電極310の一部を露出する開口部を有するパターン(図4中の遮光膜320)とした。
<Production of light shielding film>
The black curable composition A or B obtained above is applied to the surface of the substrate A on which the metal electrode is formed by a spin coating method, and then heated at 120 ° C. for 2 minutes on a hot plate to give a black color. A curable composition coating layer was obtained.
Then, the resultant coating layer, an i-line stepper and pattern exposure at 100mJ / cm 2, 200mJ / cm 2, 300mJ / cm 2, 400mJ / cm 2, the exposure amount of 500 mJ / cm 2.
Next, paddle development was performed on the coated layer after exposure using a 0.3% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 23 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the coated layer after development was rinsed with a spin shower and washed with pure water to obtain a patterned light-shielding film.
Here, as shown in FIG. 4, the light shielding film is a pattern having an opening that exposes part of the metal electrode 310 (light shielding film 320 in FIG. 4).

[実施例3、比較例3]
実施例2及び比較例2において、基板Aに変えて基板Bを用いた以外は、実施例2及び比較例2同様にして、パターン状の遮光膜を形成した。
ここで遮光膜は、図6に示すように、シリコン基板300上に設けられた金属電極310の一部を露出する開口部を有するパターン(詳しくは、基板法線方向からみたときにソルダーレジスト層330と重なるパターン;図6中の遮光膜340)とした。
[Example 3, Comparative Example 3]
In Example 2 and Comparative Example 2, a patterned light-shielding film was formed in the same manner as in Example 2 and Comparative Example 2 except that the substrate B was used instead of the substrate A.
Here, as shown in FIG. 6, the light shielding film is a pattern having an opening that exposes a part of the metal electrode 310 provided on the silicon substrate 300 (more specifically, a solder resist layer when viewed from the normal direction of the substrate). The light-shielding film 340 in FIG.

<評価>
実施例2、3、及び比較例2、3にて得られたパターン状の各遮光膜の形成において、光学顕微鏡を用いて剥れが発生しなくなる露光量を求めた。露光量が少ない程、遮光膜と基板との密着性がより有効であることを示す。
<Evaluation>
In the formation of each of the patterned light-shielding films obtained in Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 and 3, the exposure amount at which peeling did not occur was determined using an optical microscope. The smaller the exposure amount, the more effective the adhesion between the light shielding film and the substrate.

実施例2、3、及び比較例2、3にて得られたパターン状の各遮光膜(硬化膜)中における被分散体の粒径(nm)を、以下のように測定した。
製膜された基板の断面を走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジーズ製S−3400N(商品名))及びエネルギー分散型X線分析装置(EDAX社製Genesis(商品名))で観察することで、形態観察写真及びTiとSiの元素マップを得た。得られた写真から、Ti元素が検出されている粒子400個について外表面の投影面積を求め、この面積に相当する円の直径を算出し、度数分布を評価した。
その結果、実施例2及び3で形成した遮光膜の各々において、遮光膜に含まれる被分散体のうち、30nm以下の粒径を有するものの割合は、95%であった。
また、比較例2及び3で形成した遮光膜の各々において、遮光膜に含まれる被分散体のうち、30nm以下の粒径を有するものの割合は、6%であった。
The particle size (nm) of the dispersion in each of the patterned light shielding films (cured films) obtained in Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 and 3 was measured as follows.
Observe the cross-section of the film-formed substrate with a scanning electron microscope (S-3400N (trade name) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) and an energy dispersive X-ray analyzer (Genesis (trade name) manufactured by EDAX). Thus, a morphology observation photograph and an element map of Ti and Si were obtained. From the obtained photograph, the projected area of the outer surface was obtained for 400 particles in which Ti element was detected, the diameter of a circle corresponding to this area was calculated, and the frequency distribution was evaluated.
As a result, in each of the light shielding films formed in Examples 2 and 3, the ratio of those having a particle size of 30 nm or less among the dispersions included in the light shielding film was 95%.
Further, in each of the light shielding films formed in Comparative Examples 2 and 3, the proportion of the dispersions contained in the light shielding film having a particle size of 30 nm or less was 6%.

また、実施例2、3、及び比較例2、3にて得られたパターン状の各遮光膜(露光量を表1及び2に記載する)の現像部(露出された金属電極表面)について、走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジー社製S−4800(商品名))により観察し、基板A又は基板Bにおける現像残渣の有無を評価した。
基板A又は基板Bの円形金属電極上に10nm以上の現像残渣が観察されないことが、遮光膜として良好であることを示す。
現像残渣の評価結果を、表1及び表2に示す。
Moreover, about the developing part (exposed metal electrode surface) of each pattern-shaped light shielding film (exposure amount is described in Tables 1 and 2) obtained in Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 and 3. Observation was made with a scanning electron microscope (S-4800 (trade name) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and the presence or absence of a development residue on the substrate A or the substrate B was evaluated.
The fact that a development residue of 10 nm or more is not observed on the circular metal electrode of the substrate A or the substrate B indicates that the light shielding film is good.
Tables 1 and 2 show the evaluation results of the development residue.

表1及び表2中、「観察されない」とは、円形金属電極上に10nm以上の現像残渣が観察されないことを示す。
また、「残渣あり」とは、円形金属電極上に10nm以上の現像残渣が観察されたことを示す。
また、「パターン形成不可」とは、硬化性が不足し、パターンの剥がれが発生したことを示す。
In Tables 1 and 2, “not observed” indicates that a development residue of 10 nm or more is not observed on the circular metal electrode.
“With residue” indicates that a development residue of 10 nm or more was observed on the circular metal electrode.
“Pattern cannot be formed” indicates that the curability is insufficient and peeling of the pattern occurs.

表1及び表2に示すように、実施例の黒色硬化性組成物Aは、比較例の黒色硬化性組成物Bとの対比において、いずれの露光量においても硬化性に優れており、且つ、これを用いた遮光膜の形成においては、基板A及び基板Bのいずれを用いた場合についても現像残渣が観察されなかった。   As shown in Table 1 and Table 2, the black curable composition A of the example is excellent in curability at any exposure amount in comparison with the black curable composition B of the comparative example, and In the formation of the light shielding film using this, no development residue was observed in the case of using either the substrate A or the substrate B.

上記実施例2及び3の評価結果から、前記構造Kの固体撮像素子の裏面側の遮光膜を形成する際、該遮光膜を形成するための感光性樹脂組成物に由来する現像残渣を低減できることがわかった。   From the evaluation results of Examples 2 and 3, when forming the light shielding film on the back side of the solid-state imaging device having the structure K, it is possible to reduce the development residue derived from the photosensitive resin composition for forming the light shielding film. I understood.

[実施例4、比較例4]
<赤外遮光能の評価>
実施例2及び比較例2において、基板Aに変えてガラス基板(Corning社製1737)を用い、パターン露光ではなく全面露光し、ガラス基板上にベタの遮光膜(膜厚2μm)を形成し、実施例4及び比較例4の遮光膜を得た。
得られた遮光膜について、島津社製UV3600(商品名)を用いて各波長域における透過率を測定した。測定結果から、700nm〜1200nmの波長領域における最大透過率(%)を求めた。
[Example 4, Comparative Example 4]
<Evaluation of infrared shading ability>
In Example 2 and Comparative Example 2, a glass substrate (1737 manufactured by Corning) was used instead of the substrate A, and the entire surface was exposed instead of pattern exposure to form a solid light-shielding film (film thickness 2 μm) on the glass substrate. The light shielding films of Example 4 and Comparative Example 4 were obtained.
About the obtained light shielding film, the transmittance | permeability in each wavelength range was measured using Shimadzu UV3600 (brand name). From the measurement results, the maximum transmittance (%) in the wavelength region of 700 nm to 1200 nm was obtained.


表3に示すように、実施例4及び比較例4では赤外域における最大透過率が低く、黒色硬化性組成物Aが、チタンブラックの優れた赤外遮光能を維持したまま、現像残渣低減及び硬化性向上の効果を有することが確認された。   As shown in Table 3, in Example 4 and Comparative Example 4, the maximum transmittance in the infrared region is low, and the black curable composition A maintains the excellent infrared shading ability of titanium black, while reducing the development residue. It was confirmed to have an effect of improving curability.

[実施例5、6、比較例5、6]
まず、上記黒色硬化性組成物Aを準備した。
次に、下記表4に示す「平均粒径」及び「粒径30nm以下の被分散体の割合」の、黒色硬化性組成物C、D、E、Fを準備した。
黒色硬化性組成物C、D、E、Fにおける、「平均粒径」及び「粒径30nm以下の被分散体の割合」の調整は、黒色硬化性組成物A(チタンブラック分散物A)に用いた「平均粒径30nm以下のチタンブラック25部」のうちの一部分を、市販のチタンブラック(三菱マテリアル電子化成(株)製12S(商品名))に置き換えることより行った。
[Examples 5 and 6, Comparative Examples 5 and 6]
First, the black curable composition A was prepared.
Next, black curable compositions C, D, E, and F having “average particle diameter” and “ratio of dispersed materials having a particle diameter of 30 nm or less” shown in Table 4 below were prepared.
In the black curable compositions C, D, E, and F, the adjustment of the “average particle diameter” and the “ratio of the object to be dispersed having a particle diameter of 30 nm or less” is adjusted to the black curable composition A (titanium black dispersion A). A part of the used “25 parts of titanium black having an average particle size of 30 nm or less” was replaced with commercially available titanium black (12S (trade name) manufactured by Mitsubishi Materials Electronics Chemical Co., Ltd.).

<現像残渣の評価>
上記と同様の工程により実施例5、6、比較例5、6の遮光膜の現像部(露出された金属電極表面)について、走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジーズ製S−3400N(商品名))及びエネルギー分散型X線分析装置(EDAX社製Genesis(商品名))により、形態観察写真及びTiとSiの10μm×10μmサイズの元素マップを撮影した。得られた写真から、Ti元素が検出されている直径10nm以上の粒子状物質について個数を評価し、度数分布を評価した。
<Evaluation of development residue>
About the developing part (exposed metal electrode surface) of the light shielding film of Examples 5 and 6 and Comparative Examples 5 and 6 by the same process as above, a scanning electron microscope (S-3400N manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) (product) Name)) and an energy dispersive X-ray analyzer (Genesis (trade name) manufactured by EDAX), a morphological observation photograph and an element map of 10 μm × 10 μm size of Ti and Si were taken. From the obtained photographs, the number of particulate substances having a diameter of 10 nm or more in which Ti element was detected was evaluated, and the frequency distribution was evaluated.

得られた結果より、下記基準に従って現像残渣を評価した。評価結果を表4に示す。
−評価基準−
A 個数が10個未満であった。
B 個数が10個以上50個未満であり、実用上許容範囲内であった。
C 個数が50個以上100個未満であった。
D 個数が100個以上であった。
From the obtained results, the development residue was evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 4.
-Evaluation criteria-
A The number was less than 10.
The number of B was 10 or more and less than 50, which was practically acceptable.
C The number was 50 or more and less than 100.
D The number was 100 or more.

<赤外遮光能の評価>
実施例2、5、6及び比較例5、6において、基板A、Bに変えてガラス基板(Corning社製1737)を用い、パターン露光ではなく全面露光し、ガラス基板上にベタの遮光膜(膜厚2μm)を形成した。
得られた遮光膜について、島津社製UV3600(商品名)を用いて各波長域における透過率を測定した。測定結果から、700nm〜1200nmの波長領域における最大透過率(%)を求めた。
<Evaluation of infrared shading ability>
In Examples 2, 5, and 6 and Comparative Examples 5 and 6, a glass substrate (1737 manufactured by Corning) was used instead of the substrates A and B, and the entire surface was exposed instead of pattern exposure, and a solid light-shielding film (on the glass substrate) A film thickness of 2 μm) was formed.
About the obtained light shielding film, the transmittance | permeability in each wavelength range was measured using Shimadzu UV3600 (brand name). From the measurement results, the maximum transmittance (%) in the wavelength region of 700 nm to 1200 nm was obtained.

得られた結果より、下記基準に従って赤外遮光能を評価した。評価結果を表4に示す。
−評価基準−
A:最大透過率が7%未満であった。
B:最大透過率が7%以上10%未満であり、実用上許容範囲内であった。
C:最大透過率が10%以上15%未満であった。
D:最大透過率が15%以上であった。
From the obtained results, the infrared shielding ability was evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 4.
-Evaluation criteria-
A: The maximum transmittance was less than 7%.
B: The maximum transmittance was 7% or more and less than 10%, which was practically acceptable.
C: The maximum transmittance was 10% or more and less than 15%.
D: The maximum transmittance was 15% or more.

表4に示すように、粒径30nm以下の被分散体の割合が90%以上であるときに、極めて優れた現像残渣低減の効果が得られることが確認された。   As shown in Table 4, it was confirmed that when the proportion of the dispersion having a particle size of 30 nm or less is 90% or more, an extremely excellent development residue reduction effect can be obtained.

10 シリコン基板
12 撮像素子
13 層間絶縁膜
14 ベース層
15R 赤色のカラーフィルタ
15G 緑色のカラーフィルタ
15B 青色のカラーフィルタ
16 オーバーコート
17 マイクロレンズ
18 遮光膜
22 絶縁膜
23 金属電極
24 ソルダーレジスト層
26 内部電極
27 素子面電極
30 ガラス基板
40 撮像レンズ
42 赤外線カットフィルタ
44 遮光兼電磁シールド
50 レンズホルダー
60 ハンダボール
70 回路基板
100 固体撮像素子基板
200 カメラモジュール
hν 入射光
S 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Silicon substrate 12 Image pick-up element 13 Interlayer insulating film 14 Base layer 15R Red color filter 15G Green color filter 15B Blue color filter 16 Overcoat 17 Microlens 18 Light shielding film 22 Insulating film 23 Metal electrode 24 Solder resist layer 26 Internal electrode 27 Element surface electrode 30 Glass substrate 40 Imaging lens 42 Infrared cut filter 44 Light shielding / electromagnetic shield 50 Lens holder 60 Solder ball 70 Circuit board 100 Solid-state imaging device substrate 200 Camera module hν Incident light S Gap

Claims (16)

(A)チタンブラック粒子、(B)分散剤、及び(C)有機溶媒を含有し、
前記(A)チタンブラック粒子からなる被分散体の90%以上が30nm以下の粒径を有し、
一方の面に撮像素子部を有し他方の面に前記撮像素子部と電気的に接続された金属電極を有するシリコン基板の他方の面に、前記金属電極の少なくとも1部が露出するようにパターニングされて設けられ赤外光を遮光する遮光膜の形成に用いられるチタンブラック分散物。
(A) titanium black particles, (B) a dispersant, and (C) an organic solvent,
90% or more of the dispersion of (A) titanium black particles has a particle size of 30 nm or less,
On the other surface of the silicon substrate having the image pickup device unit and electrically connected to the metal electrodes have a image sensor portion to one surface to the other surface, patterned such that at least a portion of the metal electrode is exposed A titanium black dispersion used for forming a light-shielding film that is provided and shields infrared light.
前記(A)チタンブラック粒子からなる被分散体の95%以上が30nm以下の粒径を有する請求項1に記載のチタンブラック分散物。The titanium black dispersion according to claim 1, wherein 95% or more of the dispersion (A) made of titanium black particles has a particle size of 30 nm or less. 前記金属電極が、Cu、Au、Al、Ni、W、Pt、Mo、Cu化合物、W化合物、又はMo化合物からなる請求項1又は請求項2に記載のチタンブラック分散物。The titanium black dispersion according to claim 1 or 2, wherein the metal electrode is made of Cu, Au, Al, Ni, W, Pt, Mo, a Cu compound, a W compound, or a Mo compound. 前記分散剤が、水素原子を除いた原子数が40〜10000の範囲であるグラフト鎖を有するグラフト共重合体である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のチタンブラック分散物。 The titanium black dispersion according to any one of claims 1 to 3, wherein the dispersant is a graft copolymer having a graft chain in which the number of atoms excluding hydrogen atoms is in the range of 40 to 10,000. 前記グラフト共重合体が、下記式(1)〜式(4)のいずれかで表される構造単位を少なくとも含む請求項に記載のチタンブラック分散物。

〔式(1)〜式(4)において、W、W、W、及びWはそれぞれ独立に酸素原子或いはNHを表し、X、X、X、X、及びXはそれぞれ独立に水素原子或いは1価の有機基を表し、Y、Y、Y、及びYはそれぞれ独立に2価の連結基を表し、Z、Z、Z、及びZはそれぞれ独立に1価の有機基を表す。Rは分岐又は直鎖のアルキレン基を表す。Rは水素原子又は1価の有機基を表し、Rとしては共重合体中に構造の異なるRを混合して用いても良い。n、m、p、及びqはそれぞれ独立に1から500の整数である。j及びkはそれぞれ独立に2〜8の整数を表す。〕
The titanium black dispersion according to claim 4 , wherein the graft copolymer includes at least a structural unit represented by any one of the following formulas (1) to (4).

In [Equation (1) to (4), W 1, W 2, W 3, and W 4 each independently represent an oxygen atom or NH, X 1, X 2, X 3, X 4, and X 5 Each independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, Y 1 , Y 2 , Y 3 , and Y 4 each independently represent a divalent linking group, and Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 each independently represents a monovalent organic group. R 3 represents a branched or straight chain alkylene group. R 4 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, the R 4 may be mixed different structures R 4 in the copolymer. n, m, p, and q are each independently an integer of 1 to 500. j and k each independently represent an integer of 2 to 8. ]
前記グラフト共重合体が、前記式(1)〜式(4)のいずれかで表される構造単位を、該グラフト共重合体の総質量に対し質量換算で、10%〜90%の範囲で含む請求項に記載のチタンブラック分散物。 In the graft copolymer, the structural unit represented by any one of the formulas (1) to (4) is in a range of 10% to 90% in terms of mass with respect to the total mass of the graft copolymer. The titanium black dispersion according to claim 5 . 請求項1〜請求項のいずれか1項に記載のチタンブラック分散物、(D)光重合性化合物、及び(E)光重合開始剤を含有し、
一方の面に撮像素子部を有し他方の面に前記撮像素子部と電気的に接続された金属電極を有するシリコン基板の他方の面に、前記金属電極の少なくとも1部が露出するようにパターニングされて設けられ赤外光を遮光する遮光膜の形成に用いられる感光性樹脂組成物。
The titanium black dispersion according to any one of claims 1 to 6 , (D) a photopolymerizable compound, and (E) a photopolymerization initiator,
On the other surface of the silicon substrate having the image pickup device unit and electrically connected to the metal electrodes have a image sensor portion to one surface to the other surface, patterned such that at least a portion of the metal electrode is exposed A photosensitive resin composition used for forming a light-shielding film that is provided and shields infrared light.
前記金属電極が、Cu、Au、Al、Ni、W、Pt、Mo、Cu化合物、W化合物、又はMo化合物からなる請求項7に記載の感光性樹脂組成物。The photosensitive resin composition according to claim 7, wherein the metal electrode is made of Cu, Au, Al, Ni, W, Pt, Mo, a Cu compound, a W compound, or a Mo compound. 一方の面に撮像素子部を有し他方の面に前記撮像素子部と電気的に接続された金属電極を有するシリコン基板の他方の面に、請求項に記載の感光性樹脂組成物を用い、前記金属電極の少なくとも1部が露出するようにパターニングされて形成された遮光膜。 On the other surface of the silicon substrate having one possess an imaging device unit on the surface the image pickup device unit and electrically connected to the metal electrodes on the other surface, using a photosensitive resin composition according to claim 7 A light-shielding film formed by patterning so that at least a part of the metal electrode is exposed . 前記金属電極が、Cu、Au、Al、Ni、W、Pt、Mo、Cu化合物、W化合物、又はMo化合物からなる請求項9に記載の遮光膜。The light shielding film according to claim 9, wherein the metal electrode is made of Cu, Au, Al, Ni, W, Pt, Mo, a Cu compound, a W compound, or a Mo compound. 請求項に記載の感光性樹脂組成物を、一方の面に撮像素子部を有し他方の面に前記撮像素子部と電気的に接続された金属電極を有するシリコン基板の他方の面に塗布して感光性層を形成する工程と、前記感光性層をパターン状に露光する工程と、露光後の前記感光性層を現像して前記金属電極の少なくとも1部が露出するパターンを形成する工程と、を有する遮光膜の製造方法。 Applying a photosensitive resin composition according to claim 7, on the other surface of the silicon substrate having the image pickup device unit and electrically connected to the metal electrodes on the surface of the have a image sensor portion on one side the other Forming a photosensitive layer, exposing the photosensitive layer in a pattern, and developing the exposed photosensitive layer to form a pattern in which at least a part of the metal electrode is exposed. And a method for producing a light shielding film. 前記金属電極が、Cu、Au、Al、Ni、W、Pt、Mo、Cu化合物、W化合物、又はMo化合物からなる請求項11に記載の遮光膜の製造方法。The method for producing a light-shielding film according to claim 11, wherein the metal electrode is made of Cu, Au, Al, Ni, W, Pt, Mo, a Cu compound, a W compound, or a Mo compound. 前記金属電極が、Cu又はCu化合物からなる請求項11に記載の遮光膜の製造方法。The method for producing a light-shielding film according to claim 11, wherein the metal electrode is made of Cu or a Cu compound. 一方の面に撮像素子部を有するシリコン基板と、
前記シリコン基板の他方の面に設けられ、前記撮像素子部と電気的に接続された金属電極と、
前記シリコン基板の前記金属電極が設けられた面に設けられ、前記金属電極の少なくとも1部が露出するようにパターニングされた請求項に記載の遮光膜と、
を有する固体撮像素子。
A silicon substrate having an image sensor portion on one surface;
A metal electrode provided on the other surface of the silicon substrate and electrically connected to the imaging element unit;
The light-shielding film according to claim 9 , wherein the light-shielding film is provided on a surface of the silicon substrate on which the metal electrode is provided, and is patterned so that at least a part of the metal electrode is exposed
Solid-state image pickup device that have a.
前記金属電極が、Cu、Au、Al、Ni、W、Pt、Mo、Cu化合物、W化合物、又はMo化合物からなる請求項14に記載の固体撮像素子。The solid-state imaging device according to claim 14, wherein the metal electrode is made of Cu, Au, Al, Ni, W, Pt, Mo, a Cu compound, a W compound, or a Mo compound. 前記金属電極が、Cu又はCu化合物からなる請求項14に記載の固体撮像素子。The solid-state imaging device according to claim 14, wherein the metal electrode is made of Cu or a Cu compound.
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