JP6336092B2 - 組成物、硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置 - Google Patents

組成物、硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6336092B2
JP6336092B2 JP2016545430A JP2016545430A JP6336092B2 JP 6336092 B2 JP6336092 B2 JP 6336092B2 JP 2016545430 A JP2016545430 A JP 2016545430A JP 2016545430 A JP2016545430 A JP 2016545430A JP 6336092 B2 JP6336092 B2 JP 6336092B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
compound
preferable
dye
composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016545430A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2016031574A1 (ja
Inventor
金子 祐士
祐士 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of JPWO2016031574A1 publication Critical patent/JPWO2016031574A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6336092B2 publication Critical patent/JP6336092B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/105Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having substances, e.g. indicators, for forming visible images
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F12/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F12/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F12/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F12/14Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring substituted by hetero atoms or groups containing heteroatoms
    • C08F12/26Nitrogen
    • C08F12/28Amines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B11/00Diaryl- or thriarylmethane dyes
    • C09B11/04Diaryl- or thriarylmethane dyes derived from triarylmethanes, i.e. central C-atom is substituted by amino, cyano, alkyl
    • C09B11/10Amino derivatives of triarylmethanes
    • C09B11/12Amino derivatives of triarylmethanes without any OH group bound to an aryl nucleus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B57/00Other synthetic dyes of known constitution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B69/00Dyes not provided for by a single group of this subclass
    • C09B69/10Polymeric dyes; Reaction products of dyes with monomers or with macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D201/00Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B11/00Diaryl- or thriarylmethane dyes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B47/00Porphines; Azaporphines
    • C09B47/04Phthalocyanines abbreviation: Pc
    • C09B47/08Preparation from other phthalocyanine compounds, e.g. cobaltphthalocyanineamine complex
    • C09B47/18Obtaining compounds having oxygen atoms directly bound to the phthalocyanine skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B5/00Dyes with an anthracene nucleus condensed with one or more heterocyclic rings with or without carbocyclic rings
    • C09B5/24Dyes with an anthracene nucleus condensed with one or more heterocyclic rings with or without carbocyclic rings the heterocyclic rings being only condensed with an anthraquinone nucleus in 1-2 or 2-3 position

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

本発明は、組成物およびこれらを用いた硬化膜に関する。また、パターン形成方法、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタを有する固体撮像素子および画像表示装置に関する。
液晶表示装置や固体撮像素子等に用いられるカラーフィルタを製造する方法の1つに、顔料分散法がある。この顔料分散法は、顔料を種々の感光性組成物に分散させた着色感光性組成物を用い、フォトリソ法によってカラーフィルタを製造する方法である。すなわち、硬化性組成物を基板上にスピンコーターやロールコーター等を用いて塗布し、乾燥させて塗布膜を形成し、塗布膜をパターン露光し現像することによって、着色された画素を得る。この操作を所望の色相分だけ繰り返すことで、カラーフィルタを作製する。
上記の方法は、顔料を用いることから光や熱に対して安定であると共に、フォトリソ法によってパターニングを行うことから位置精度が充分に確保され、カラーディスプレー用カラーフィルタ等の製造に好適な方法として広く利用されてきた。
一方、CCD(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子用のカラーフィルタにおいては、近年、更なる高画質化・高感度化が求められている。青色画素にはピグメントブルー15:6、ピグメントバイオレット23を使用するが、これらの顔料の組み合わせは近年のイメージセンサに求められている400〜500nmの高光透過性は達成できず、新たな色材の適用が模索されている。
ピグメントブルー15:6、ピグメントバイオレット23の組み合わせに変わるものとして、トリアリールメタン化合物の適用が検討されている(例えば特許文献1参照)。
一方、特許文献2には、染料と重合性化合物とを含み、感光性を有する着色組成物において、さらに一重項酸素クエンチャーと酸化防止剤の双方を含むことを特徴とする感光性着色組成物について開示されており、上記染料として、トリアリールメタン系染料を用いることが記載されている。
また、特許文献3には、(A)光又は熱によりラジカルを発生する化合物、(B)ビニル基が置換したフェニル基を側鎖に有する重合体、(C)分子内にビニル基が置換したフェニル基を2個以上有するモノマー、(D)赤外線吸収剤、及び、(E)吸収極大を500nm〜700nmの範囲に有する染料を含有することを特徴とする感光性組成物について開示されており、上記染料として、トリアリールメタン系染料を用いることが記載されている。
特開2014−80584号 特開2011−141356号 特開2005−107389号
トリアリールメタン化合物は、波長400〜500nmの範囲における透過率が高く、かつ、550〜650nmに低透過率であるため、有用な着色剤として知られている。しかしながら、トリアリールメタン化合物は、通常、650nm付近から長波側に吸収がない。このため、特許文献1〜3に記載の組成物を、650nm付近から長波側に感光性を有する用途、例えば、固体撮像素子用途に用いることができない。さらに、トリアリールメタン化合物は、実用的な耐光性を有していない場合が多く、650nm付近から長波側に感光性を有する用途、例えば、固体撮像素子用途に用いることが困難な場合もある。
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、トリアリールメタン化合物を含む組成物であって、650nm付近から長波側に感光性を有する用途にも利用可能であり、現像性に優れた組成物を提供することを目的とする。また、この組成物を用いた硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明者らが詳細に検討した結果、トリアリールメタン化合物と、特定の吸収を有する色素を適切な比率で混合することで、良好な色相を有する着色パターン(硬化膜)を形成しうる組成物が提供できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
具体的には、下記手段<1>により、好ましくは、<2>〜<21>により、上記課題は解決された。
<1>トリアリールメタン化合物、極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素、および硬化性化合物を含み、
トリアリールメタン化合物に対する、極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素の質量比が0.2〜1.5である組成物。
<2>トリアリールメタン化合物が、580〜620nmの範囲に極大吸収波長を有する、<1>に記載の組成物。
<3>トリアリールメタン化合物と、極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素の極大吸収波長の差が100〜150nmである、<1>又は<2>に記載の組成物。
<4>トリアリールメタン化合物が、エチレン性不飽和結合性基を有する、<1>〜<3>のいずれかに記載の組成物。
<5>トリアリールメタン化合物が多量体である、<1>〜<4>のいずれかに組成物。
<6>極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素が、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、スクアリリウム化合物、ナフトキノン化合物及びアゾ化合物から選択される1種以上である、<1>〜<5>のいずれかに記載の組成物。
<7>極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素が、フタロシアニン化合物またはスクアリリウム化合物を含む、<1>〜<6>のいずれかに記載の組成物。
<8>極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素が、エチレン性不飽和結合性基を有する、<1>〜<7>のいずれかに記載の組成物。
<9>極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素が多量体である、<1>〜<8>のいずれかに記載の組成物。
<10>極大吸収波長を500〜600nmの範囲に有する色素をさらに含む、<1>〜<9>のいずれかに記載の組成物。
<11>カラーフィルタ用である、<1>〜<10>のいずれかに記載の組成物。
<12><1>〜<11>のいずれかに記載の組成物を硬化してなる硬化膜。
<13><1>〜<11>のいずれかに記載の組成物を支持体上に適用して組成物層を形成する工程と、組成物層をパターン状に露光する工程と、組成物層の未露光部を現像除去して着色パターンを形成する工程とを含むパターン形成方法。
<14><13>に記載のパターン形成方法を含む、カラーフィルタの製造方法。
<15><1>〜<11>のいずれかに記載の組成物を支持体上に適用して組成物層を形成し、硬化して着色層を形成する工程、
着色層上にフォトレジスト層を形成する工程、
フォトレジスト層を露光および現像することによりフォトレジスト層をパターニングしてレジストパターンを得る工程、および
レジストパターンをエッチングマスクとして着色層をドライエッチングする工程を含む、カラーフィルタの製造方法。
<16><1>〜<11>のいずれかに記載の組成物を用いて製造されたカラーフィルタまたは<14>または<15>に記載のカラーフィルタの製造方法により製造されたカラーフィルタ。
<17>トリアリールメタン化合物および極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素を含み、波長450〜500nmの範囲における厚み方向の透過率の最小値が80%以上で、かつ、波長650〜700nmの範囲における厚み方向の透過率の最大値が25%以下である、カラーフィルタ。
<18><16>または<17>に記載のカラーフィルタを有する固体撮像素子。
<19><16>または<17>に記載のカラーフィルタを有する画像表示装置。
<20>さらに、重合開始剤を含む、<1>〜<11>のいずれかに記載の組成物。
<21>上記重合開始剤がオキシム化合物である、<20>に記載の組成物。
<22>トリアリールメタン化合物に対する、極大吸収波長が650〜750nmである化合物の質量比が、0.3〜1.4である、<1>〜<11>、<20>および<21>のいずれかに記載の組成物。
本発明によれば、耐光性および耐熱性に優れた組成物の提供が可能になった。また、この組成物を用いた硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置の提供が可能になった。
本明細書における基(原子団)の表記に於いて、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書中における「活性光線」または「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線等を意味する。また、本発明において光とは、活性光線または放射線を意味する。本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、EUV光などによる露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、全固形分とは、組成物の全組成から溶剤を除いた成分の総質量をいう。本発明における濃度は、25℃における濃度をいう。
本明細書において「(メタ)アクリレート」はアクリレートおよびメタクリレートの双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アクリル」はアクリルおよびメタクリルの双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アクリロイル」はアクリロイルおよびメタクリロイルの双方、または、いずれかを表す。
本明細書において、「単量体」と「モノマー」とは同義である。本明細書における単量体は、オリゴマーおよびポリマーと区別され、重量平均分子量が2,000以下の化合物をいう。本明細書において、重合性化合物とは、重合性官能基を有する化合物のことをいい、単量体であっても、ポリマーであってもよい。重合性官能基とは、重合反応に関与する基を言う。
本明細書において、化学式中のMeはメチル基を、Etはエチル基を、Prはプロピル基を、Buはブチル基を、Phはフェニル基をそれぞれ示す。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
本明細書において、重量平均分子量および数平均分子量は、GPC測定によるポリスチレン換算値として定義される。本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、例えば、HLC−8220(東ソー製)を用い、カラムとしてTSKgel Super AWM―H(東ソー製、6.0mmID×15.0cm)を、溶離液として10mmol/L リチウムブロミドNMP(N−メチルピロリジノン)溶液を用いることによって求めることができる。
組成物
本発明の組成物は、トリアリールメタン化合物、極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素、および硬化性化合物を含み、トリアリールメタン化合物に対する、極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素の質量比が0.2〜1.5である。
上記構成とすることにより、耐光性に優れた組成物の提供が可能になる。このような効果が得られる理由については、未だ明確ではないが、耐光性が向上する効果は以下のように推定される。トリアリールメタン化合物は、光により励起し、基底状態に戻る際に自己分解又は一重項酸素による分解が生じる。しかし、トリアリールメタン化合物より長波側に吸収を有する化合物、すなわち、極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素をトリアリールメタン化合物と併用することにより、励起されたトリアリールメタン化合物が速やかに、極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素にエネルギーを供給し、トリアリールメタン化合物が基底状態に戻る。その結果、耐光性が向上する。
さらに本発明の組成物は、高い耐熱性も維持できる。
また、一般的に、トリアリールメタン化合物はイオン性を有しているため凝集しやすい傾向にあり、パターンサイズがより微小な固体撮像素子用のカラーフィルタが求められる現状にあっては、現像欠陥が生じたり、パターン欠損が生じやすくなる場合がある。
パターン形成性(現像性)が必ずしも十分とは言えない場合もある。これに対して、本発明の組成物は、現像欠陥やパターン欠陥が生じることを抑制できる。
<トリアリールメタン化合物>
トリアリールメタン化合物は、トリアリールメタン構造を一分子中に、少なくとも1つ含む化合物である。本発明におけるトリアリールメタン化合物は、トリアリールメタン構造を一分子中に1つ含むトリアリールメタン単量体であってもよいし、一分子中に2つ以上のトリアリールメタン構造を含むトリアリールメタン多量体であってもよいし、一分子中に3つ以上のトリアリールメタン構造を含むトリアリールメタン多量体であってもよい。トリアリールメタン化合物は、トリアリールメタン多量体が好ましい。トリアリールメタン化合物は、硬化性基を有することが好ましい。硬化性基としては、エチレン性不飽和結合性基、環状エーテル基(エポキシ基、オキセタニル基など)が挙げられ、エチレン性不飽和結合性基が好ましい。
特に、トリアリールメタン化合物は、多量体であるか、エチレン性不飽和結合性基を有する単量体であることが好ましく、多量体であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和結合性基を有する多量体であることがさらに好ましい。このような構成とすることにより、耐熱性をより向上させることができる。
本発明の組成物は、トリアリールメタン化合物を、1種のみ含んでいても良く、2種以上含んでいても良い。トリアリールメタン単量体とトリアリールメタン多量体を併用してもよい。
本発明におけるトリアリールメタン化合物は、通常、カチオンの形態をとる。カチオンは、通常、トリアリールメタン構造1つに対し、1価および/または2価のカチオンを1つまたは2つ有することが好ましく、1価のカチオンを1つ有することがより好ましい。
トリアリールメタン化合物は、染料であることが好ましい。顔料分散系では、顔料の粗大粒子による散乱の発生、分散安定性不良による粘度上昇等の問題が起きやすく、コントラスト、輝度をさらに向上させることが困難となる場合があるが、染料を用いるとこのような問題をより効果的に回避できる。
染料とは、溶剤に溶解しやすい可溶性の色素化合物を意味する。ここで、溶剤とは、任意の溶剤が挙げられ、例えば後述する溶剤の欄で例示する溶剤が挙げられる。本発明に用いられる溶剤は、例えば、25℃における溶剤へのトリアリールメタン化合物の溶解度が0.001g/100gSolventを超えるものが好ましい。
トリアリールメタン化合物の極大吸収波長は、560〜620nmの範囲にあることが好ましく、575〜610nmであることがより好ましい。さらに、上記極大吸収波長が、トリアリールメタンの可視域(例えば、380〜750nm)における最大吸収波長であることがより好ましい。さらに、本発明で用いるトリアリールメタン化合物は、通常、トリアールメタン化合物の波長450nm以上550nm未満および波長650nm〜700nmの範囲には、極大吸収波長を有さない。
トリアリールメタン化合物と、後述する極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素の極大吸収波長の差は、40〜150nmであることが好ましく、80〜120nmであることがより好ましい。
トリアリールメタン化合物の配合量は、組成物の固形分の10〜80質量%であることが好ましく、20〜75質量%であることがより好ましく、35〜60質量%であることがさらに好ましい。トリアリールメタン化合物を2種類以上配合する場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<トリアリールメタン単量体>>
トリアリールメタン化合物が単量体である場合、トリアリールメタン化合物はトリアリールメタン構造を1つ含む。トリアリールメタン構造は、メタンを中心として3つのアリール基を含むものである。3つのアリール基は、それぞれ、フェニル基、ナフチル基、及び、アリール基と複素環とが縮合した環、のいずれかであることが好ましい。この場合の複素環としては、含窒素5員環または6員環が例示される。
トリアリールメタン化合物は、一般式(TP1)で表されるカチオンおよび/または一般式(TP2)で表されるカチオンであることが好ましく、一般式(TP1)で表されるカチオンがより好ましい。

一般式(TP1)および(TP2)中、Rtp〜Rtpは、それぞれ独立して水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。Rtp、Rtp、Rtp、RtpおよびRtp11は、それぞれ独立して置換基を表す。Rtpは、水素原子、アルキル基、アリール基またはNRtp71Rtp72を表す。Rtp71及びRtp72は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。Rtp10は、水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。a、b及びcは、それぞれ独立して0〜4の整数を表す。a、b及びcが2以上の場合、Rtp、Rtp、RtpおよびRtpのうち2つは、互いに、連結して環を形成してもよい。Rtp〜Rtp11、Rtp71及びRtp72の少なくとも1つは、アニオンを含んでいてもよい。
一般式(TP1)中、Rtp〜Rtpは、それぞれ独立して水素原子、アルキル基またはアリール基を表し、水素原子またはアルキル基が好ましい。
アルキル基の炭素数は、1〜10が好ましく、1〜5がより好ましく、1〜3がさらに好ましい。アルキル基は、直鎖状、分岐状および環状のいずれであってもよいが、直鎖状または分岐状が好ましい。アルキル基は、無置換が好ましい。後述する置換基群Aの項で挙げる置換基が挙げられる。
アリール基の炭素数は、6〜18が好ましく、6〜12がより好ましく、6がさらに好ましい。アリール基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Aの項で挙げた置換基が挙げられる。
一般式(TP1)中、Rtpは、水素原子、アルキル基、アリール基またはNRtp71Rtp72を表し、水素原子またはNRtp71Rtp72が好ましく、NRtp71Rtp72がより好ましい。
Rtpがアルキル基を表す場合、アルキル基の炭素数は、1〜10が好ましく、1〜5がより好ましく、1〜3がさらに好ましい。アルキル基は、直鎖状、分岐状および環状のいずれであってもよいが、直鎖状が好ましい。アルキル基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Aの項で挙げた置換基が挙げられる。アリール基の炭素数は、6〜18が好ましく、6〜12がより好ましく、6がさらに好ましい。
Rtp71およびRtp72は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基またはアリール基を表し、水素原子またはアルキル基が好ましい。アルキル基の炭素数は、1〜10が好ましく、1〜8がより好ましく、1〜6がさらに好ましく、1〜3が特に好ましい。アルキル基は、直鎖状、分岐状および環状のいずれであってもよいが、直鎖状または分岐状が好ましい。アルキル基は、置換されていてもよいが、無置換が好ましい。アルキル基が有していてもよい置換基としては、後述する置換基群Aの項で挙げた置換基が挙げられる。アリール基の炭素数は、6〜18が好ましく、6〜12がより好ましく、6がさらに好ましい。アリール基が有していてもよい置換基は、後述する置換基群Aの項で挙げる置換基が挙げられる。
一般式(TP1)中、Rtp、RtpおよびRtpは、それぞれ独立して置換基を表す。置換基としては、後述する置換基群Aの項で挙げる置換基が挙げられる。特に、炭素数1〜5の直鎖若しくは分岐のアルキル基、炭素数1〜5のアルケニル基、炭素数6〜15のアリール基、カルボキシル基またはスルホ基が好ましく、炭素数1〜5の直鎖若しくは分岐のアルキル基、炭素数1〜5のアルケニル基、フェニル基またはカルボキシル基がさらに好ましい。特に、RtpおよびRtpは、それぞれ独立して炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。
Rtpは、2つのアルケニル基が互いに結合して、環を形成していることが好ましい。環は、ベンゼン環が好ましい。
一般式(TP1)中、a、bおよびcは、それぞれ独立して0〜4の整数を表し、特にaおよびbは、0または1を表すことが好ましく、0を表すことがより好ましい。cは、0〜2を表すことが好ましく、0または1を表すことがより好ましい。
一般式(TP2)中、Rtp〜Rtpは、それぞれ独立して水素原子、アルキル基またはアリール基を表し、一般式(TP1)中のRtp〜Rtpと同義であり、好ましい範囲も同様である。
一般式(TP2)中、RtpおよびRtpは、それぞれ独立して置換基を表し、一般式(TP1)中のRtpおよびRtpと同義であり、好ましい範囲も同様である。
一般式(TP2)中、RtpおよびRtp11は、それぞれ独立して置換基を表し、後述する置換基群Aの項で挙げた置換基を用いることができる。
Rtpは、アリール基が好ましく、炭素数6〜12のアリール基がより好ましく、フェニル基がより好ましい。
Rtp11は、アルキル基が好ましく、炭素数1〜5のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜3のアルキル基がさらに好ましい。アルキル基は、直鎖状または分岐状が好ましく、直鎖状がより好ましい。
一般式(TP2)中、Rtp10は、置換基を表し、後述する置換基群Aの項で挙げた置換基を用いることができる。特に、Rtp10は、炭素数6〜12のアリール基がより好ましく、フェニル基がより好ましい。
一般式(TP2)中、a、bおよびcは、それぞれ独立して0〜4の整数を表し、特にaおよびbは、0または1を表すことが好ましく、0を表すことがより好ましい。cは、0〜2を表すことが好ましく、0を表すことがより好ましい。
染料カチオンは、カチオンが以下のように非局在化して存在しており、下記2種の構造はそれぞれ、トリアリールメタン化合物に含まれるものとする。なお、カチオン部位は、分子中のどの位置にあってもよい。

トリアリールメタン化合物は、エチレン性不飽和結合性基を含むことが好ましい。このようなエチレン性不飽和結合性基は、例えば、ラジカル重合によって、光または熱の照射により、多量体化したり、他の基と架橋反応をする。そのため、エチレン性不飽和結合性基を含むと、耐熱性がより向上する傾向にある。
エチレン性不飽和結合性基は、エチレン性不飽和結合のみからなってもよいし、エチレン性不飽和結合の他に連結基を含んでいてもよい。特に、エチレン性不飽和結合性基は、−L−Pで表される基が好ましい。ここで、Lは、単結合または2価の連結基を表し、Pは、エチレン性不飽和結合を表す。
2価の連結基は、アルキレン基、アリーレン基、ヘテロ環連結基、−CH=CH−、−O−、−S−、−C(=O)−、−CO−、−NR−、−CONR−、−OC−、−SO−、−SO−およびこれらを2以上組み合わせた基が好ましい。ここで、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロ環基を表す。
特に、2価の連結基は、アリーレン基が好ましい。
アルキレン基は、直鎖状、分岐状および環状のいずれであってもよい。アルキレン基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜20がより好ましく、5〜20がさらに好ましく、5〜10が特に好ましい。具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、シクロペンテニレン基、シクロへキシレン基等が好ましい。
アリーレン基の炭素数は、6〜30が好ましく、6〜18がより好ましく、6〜12がさらに好ましい。具体的に、アリーレン基は、フェニレン基、ナフチレン基等が好ましく、フェニレン基がより好ましい。
エチレン性不飽和結合性基としては、具体的には、(メタ)アクリル基を含む基、ビニル基を含む基、アリル基を含む基、メタリル基を含む基等が挙げられ、(メタ)アクリル基を含む基、アリル基を含む基およびメタリル基を含む基から選択される少なくとも1種がより好ましい。なかでも、(メタ)アクリル基、アリル基およびメタリル基から選択される少なくとも1種が好ましい。
トリアリールメタン化合物は、上述の一般式(TP1)または(TP2)において、Rtp〜Rtp11、Rtp71及びRtp72の少なくとも1つがエチレン性不飽和結合性基を含むことが好ましく、Rtpが、エチレン性不飽和結合性基を含むことがより好ましく、Rtp71またはRtp72がエチレン性不飽和結合性基であることがさらに好ましい。
置換基群A:
置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アミノ基(アルキルアミノ基、アニリノ基を含む)、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキルまたはアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキルまたはアリールスルフィニル基、アルキルまたはアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリールまたはヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基などが挙げられる。以下詳細に記述する。
ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、直鎖もしくは分岐のアルキル基(直鎖または分岐の置換もしくは無置換のアルキル基で、好ましくは炭素数1〜30のアルキル基であり、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、tert−ブチル、n−オクチル、2−クロロエチル、2−シアノエチル、2−エチルヘキシル)、シクロアルキル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換または無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル、シクロペンチルが挙げられ、多シクロアルキル基、例えば、ビシクロアルキル基(好ましくは、炭素数5〜30の置換もしくは無置換のビシクロアルキル基で、例えば、ビシクロ[1,2,2]ヘプタン−2−イル、ビシクロ[2,2,2]オクタン−3−イル)やトリシクロアルキル基等の多環構造の基が挙げられる。好ましくは単環のシクロアルキル基、ビシクロアルキル基であり、単環のシクロアルキル基が特に好ましい。)、
直鎖もしくは分岐のアルケニル基(直鎖または分岐の置換もしくは無置換のアルケニル基で、好ましくは炭素数2〜30のアルケニル基であり、例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル)、シクロアルケニル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換もしくは無置換のシクロアルケニル基で、例えば、2−シクロペンテン−1−イル、2−シクロヘキセン−1−イルが挙げられ、多シクロアルケニル基、例えば、ビシクロアルケニル基(好ましくは、炭素数5〜30の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基で、例えば、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−1−イル、ビシクロ[2,2,2]オクト−2−エン−4−イル)やトリシクロアルケニル基であり、単環のシクロアルケニル基が特に好ましい。)、アルキニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換または無置換のアルキニル基、例えば、エチニル、プロパルギル、トリメチルシリルエチニル基)、
アリール基(好ましくは炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリール基で、例えばフェニル、p−トリル、ナフチル、m−クロロフェニル、o−ヘキサデカノイルアミノフェニル)、ヘテロ環基(好ましくは5〜7員の置換もしくは無置換、飽和もしくは不飽和、芳香族もしくは非芳香族、単環もしくは縮環のヘテロ環基であり、より好ましくは、環構成原子が炭素原子、窒素原子および硫黄原子から選択され、かつ窒素原子、酸素原子および硫黄原子のいずれかのヘテロ原子を少なくとも一個有するヘテロ環基であり、さらに好ましくは、炭素数3〜30の5もしくは6員の芳香族のヘテロ環基である。例えば、2−フリル、2−チエニル、2−ピリジル、4−ピリジル、2−ピリミジニル、2−ベンゾチアゾリル)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、
アルコキシ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルコキシ基で、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、tert−ブトキシ、n−オクチルオキシ、2−メトキシエトキシ)、アリールオキシ基(好ましくは、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールオキシ基で、例えば、フェノキシ、2−メチルフェノキシ、2,4−ジ−tert−アミルフェノキシ、4−tert−ブチルフェノキシ、3−ニトロフェノキシ、2−テトラデカノイルアミノフェノキシ)、シリルオキシ基(好ましくは、炭素数3〜20のシリルオキシ基で、例えば、トリメチルシリルオキシ、tert−ブチルジメチルシリルオキシ)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のヘテロ環オキシ基で、ヘテロ環部は前述のヘテロ環基で説明されたヘテロ環部が好ましく、例えば、1−フェニルテトラゾール−5−オキシ、2−テトラヒドロピラニルオキシ)、
アシルオキシ基(好ましくはホルミルオキシ基、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルオキシ基であり、例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、ピバロイルオキシ、ステアロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、p−メトキシフェニルカルボニルオキシ)、カルバモイルオキシ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のカルバモイルオキシ基で、例えば、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ、N,N−ジエチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルボニルオキシ、N,N−ジ−n−オクチルアミノカルボニルオキシ、N−n−オクチルカルバモイルオキシ)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルオキシ基で、例えばメトキシカルボニルオキシ、エトキシカルボニルオキシ、tert−ブトキシカルボニルオキシ、n−オクチルカルボニルオキシ)、アリールオキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数7〜30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基で、例えば、フェノキシカルボニルオキシ、p−メトキシフェノキシカルボニルオキシ、p−n−ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ)、
アミノ基(好ましくは、アミノ基、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールアミノ基、炭素数0〜30のヘテロ環アミノ基であり、例えば、アミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ、N−メチル−アニリノ、ジフェニルアミノ、N−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ)、アシルアミノ基(好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基であり、例えば、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ、3,4,5−トリ−n−オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ)、アミノカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ基、例えば、カルバモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基で、例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、tert−ブトキシカルボニルアミノ、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ、N−メチル−メトキシカルボニルアミノ)、
アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数7〜30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基で、例えば、フェノキシカルボニルアミノ、p−クロロフェノキシカルボニルアミノ、m−n−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ)、スルファモイルアミノ基(好ましくは、炭素数0〜30の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基で、例えば、スルファモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ、N−n−オクチルアミノスルホニルアミノ)、アルキルまたはアリールスルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールスルホニルアミノ基であり、例えば、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ、2,3,5−トリクロロフェニルスルホニルアミノ、p−メチルフェニルスルホニルアミノ)、メルカプト基、
アルキルチオ基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキルチオ基で、例えばメチルチオ、エチルチオ、n−ヘキサデシルチオ)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールチオ基で、例えば、フェニルチオ、p−クロロフェニルチオ、m−メトキシフェニルチオ)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数2〜30の置換または無置換のヘテロ環チオ基で、ヘテロ環部は前述のヘテロ環基で説明されたヘテロ環部が好ましく、例えば、2−ベンゾチアゾリルチオ、1−フェニルテトラゾール−5−イルチオ)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜30の置換もしくは無置換のスルファモイル基で、例えば、N−エチルスルファモイル、N−(3−ドデシルオキシプロピル)スルファモイル、N,N−ジメチルスルファモイル、N−アセチルスルファモイル、N−ベンゾイルスルファモイル、N−(N’−フェニルカルバモイル)スルファモイル)、スルホ基、
アルキルまたはアリールスルフィニル基(好ましくは、炭素数1〜30の置換または無置換のアルキルスルフィニル基、炭素数6〜30の置換または無置換のアリールスルフィニル基であり、例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、フェニルスルフィニル、p−メチルフェニルスルフィニル)、アルキルまたはアリールスルホニル基(好ましくは、炭素数1〜30の置換または無置換のアルキルスルホニル基、6〜30の置換または無置換のアリールスルホニル基であり、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、フェニルスルホニル、p−メチルフェニルスルホニル)、アシル基(好ましくはホルミル基、炭素数2〜30の置換または無置換のアルキルカルボニル基、炭素数7〜30の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基であり、例えば、アセチル、ピバロイル、2−クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル、p−n−オクチルオキシフェニルカルボニル)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは、炭素数7〜30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基で、例えば、フェノキシカルボニル、o−クロロフェノキシカルボニル、m−ニトロフェノキシカルボニル、p−tert−ブチルフェノキシカルボニル)、
アルコキシカルボニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニル基で、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、tert−ブトキシカルボニル、n−オクタデシルオキシカルボニル)、カルバモイル基(好ましくは、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のカルバモイル、例えば、カルバモイル、N−メチルカルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル、N,N−ジ−n−オクチルカルバモイル、N−(メチルスルホニル)カルバモイル)、アリールまたはヘテロ環アゾ基(好ましくは炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリールアゾ基、炭素数3〜30の置換もしくは無置換のヘテロ環アゾ基(ヘテロ環部は前述のヘテロ環基で説明されたヘテロ環部が好ましい)、例えば、フェニルアゾ基、p−クロロフェニルアゾ基、5−エチルチオ−1,3,4−チアジアゾール−2−イルアゾ基)、イミド基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のイミド基で、例えばN−スクシンイミド基、N−フタルイミド基)、ホスフィノ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノ)、ホスフィニル基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のホスフィニル基で、例えば、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニル)、
ホスフィニルオキシ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のホスフィニルオキシ基で、例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ)、ホスフィニルアミノ基(好ましくは、炭素数2〜30の置換もしくは無置換のホスフィニルアミノ基で、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノ)、シリル基(好ましくは、炭素数3〜30の置換もしくは無置換のシリル基で、例えば、トリメチルシリル、tert−ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル)が挙げられる。
Rtp〜Rtp11、Rtp71及びRtp72の少なくとも1つは、アニオンを含んでいてもよい。これらの基がアニオンを含む場合、アニオンとしては、−SO 、−COO、−PO 、ビス(スルホニル)イミドアニオン、トリス(スルホニル)メチドアニオンおよびテトラアリールボレートアニオンが好ましく、ビス(スルホニル)イミドアニオン、トリス(スルホニル)メチドアニオンおよびテトラアリールボレートアニオンがより好ましく、ビス(スルホニル)イミドアニオンおよびトリス(スルホニル)メチドアニオンが更に好ましい。
具体的には、Rtp〜Rtp11、Rtp71及びRtp72の少なくとも1つが、一般式(P)で置換された構造が挙げられる。
一般式(P)

一般式(P)中、Lは単結合または2価の連結基を表し、Xは、アニオンを表す。
一般式(P)中、Lは単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、−NR10−、−O−、−SO−、フッ素原子を含むアルキレン基、フッ素原子を含むアリーレン基またはこれらの組み合わせからなる基を表すことが好ましい。特に、−NR10−と−SOとフッ素原子を含むアルキレン基との組み合わせからなる基、−O−とフッ素原子を含むアリーレン基との組み合わせからなる基が好ましい。
−NR10−において、R10は、水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、水素原子が好ましい。
フッ素原子を含むアルキレン基の炭素数は、1〜10が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3がさらに好ましい。これらのアルキレン基は、パーフルオロアルキレン基がより好ましい。フッ素置換アルキレン基の具体例としては、ジフルオロメチレン基、テトラフルオロエチレン基、ヘキサフルオロプロピレン基などが挙げられる。
フッ素原子を含むアリーレン基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜14がより好ましく、6〜10がさらに好ましい。フッ素原子を含むアリーレン基の具体例としては、テトラフルオロフェニレン基、ヘキサフルオロ−1−ナフチレン基、ヘキサフルオロ−2−ナフチレン基などが挙げられる。
一般式(P)中、Xは、アニオンを表し、−SO 、−COO、−PO 、ビス(スルホニル)イミドアニオン、トリス(スルホニル)メチドアニオンおよびテトラアリールボレートアニオンから選ばれる1種が好ましく、ビス(スルホニル)イミドアニオン、トリス(スルホニル)メチドアニオンおよびテトラアリールボレートアニオンから選ばれる1種がより好ましく、ビス(スルホニル)イミドアニオンまたはトリス(スルホニル)メチドアニオンが更に好ましい。
Rtp〜Rtp11、Rtp71及びRtp72の少なくとも1つがアニオンを含む場合、Rtp〜Rtp11、Rtp71及びRtp72の少なくとも1つが、一般式(P−1)で置換された構造を有することも好ましい。
一般式(P−1)

一般式(P−1)中、Lは、単結合または2価の連結基を表し、単結合であることが好ましい。Lが表す2価の連結基としては、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数6〜12のアリーレン基、−O−、−S−、またはこれらの組み合わせからなる基等が挙げられる。
は、−SO−または−CO−を表す。
Gは、炭素原子または窒素原子を表す。
n1は、Gが炭素原子の場合2を表し、Gが窒素原子の場合1を表す。
は、フッ素原子を含むアルキル基またはフッ素原子を含むアリール基を表す。n1が2の場合、2つのRはそれぞれ同一でも異なっていても良い。
が表すフッ素原子を含むアルキル基の炭素数は、1〜10が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3がさらに好ましい。
が表すフッ素原子を含むアリール基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜14がより好ましく、6〜10がさらに好ましい。
トリアリールメタン単量体の場合、トリアリールメタン化合物の分子量は、300〜1,000が好ましく、500〜1,000がより好ましい。
以下に、トリアリールメタン単量体の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。

<<トリアリールメタン多量体>>
トリアリールメタン化合物が多量体(トリアリールメタン多量体ともいう)である場合、トリアリールメタン構造を2つ以上含み、好ましくはトリアリールメタン構造を3つ以上有する化合物である。トリアリールメタン多量体は、後述する一般式(A)及び一般式(C)で表される繰り返し単位の少なくとも一つを含んでなるか、対アニオンが、対アニオンを有する繰り返し単位を含んでなるか、又は後述する一般式(D)で表されることが好ましい。
トリアリールメタン多量体は、下記一般式(A)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。
一般式(A)

(一般式(A)中、Xは、繰り返し単位の主鎖を表す。Lは単結合または2価の連結基を表す。Dyeは、トリアリールメタン構造を表す。)
一般式(A)中、Xは繰り返し単位の主鎖を表す。2つの*で表された部位が繰り返し単位となる。Xは、−CH−CH−または−CH−C(CH)−であることが好ましい。
が2価の連結基を表す場合、炭素数1〜30のアルキレン基(メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基など)、炭素数6〜30のアリーレン基(フェニレン基、ナフタレン基等)、ヘテロ環連結基、−CH=CH−、−O−、−S−、−C(=O)−、−CO−、−NR−、−CONR−、−OC−、−SO−、−SO−およびこれらを2以上組み合わせた連結基、下式(L−1)で表される基が挙げられる。ここで、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。

式中、*1で示された部位で式(A)のXと連結し、*2で示された部位で、式(A)のDyeと連結する。
11は、単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数6〜18のアリーレン基、−O−、−CO−、−S−、−SO−、−NR−またはこれらの組み合わせからなる基等が挙げられる。アルキレン基は、直鎖状、分岐状または環状のいずれであってもよい。アリーレン基は、単環であっても多環であってもよい。−NR−において、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、RおよびRが互いに結合して環を形成していてもよい。
12は、−SO−または−CO−を表す。
13は、2価の連結基を表す。2価の連結基としては、L11で説明した基が挙げられ、炭素数6〜18のアリーレン基(好ましくはフェニレン基)、−O−、−CO−、−S−、−NR−またはこれらの組み合わせからなる基が好ましく、フェニレン基と−O−と−CO−との組み合わせからなる基がより好ましい。
Gは、炭素原子または窒素原子を表す。
n2は、Gが炭素原子の場合1を表し、Gが窒素原子の場合0を表す。
7Aは、フッ素原子を含むアルキレン基またはフッ素原子を含むアリーレン基を表す。アルキレン基の炭素数は、1〜10が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3がさらに好ましい。アリーレン基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜14がより好ましく、6〜10がさらに好ましい。
7Bは、フッ素原子を含むアルキル基またはフッ素原子を含むアリール基を表す。アルキル基の炭素数は、1〜10が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3がさらに好ましい。アリール基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜14がより好ましく、6〜10がさらに好ましい。
は、単結合、または、炭素数1〜30のアルキレン基(好ましくは、炭素数1〜10のアルキレン基であり、より好ましくは炭素数5〜20のアルキレン基であり、さらに好ましくは、−(CH−(nは1〜10の整数))、炭素数6〜12のアリーレン基(好ましくはフェニレン基、ナフチレン基)、−NH−、−CO−、−O−および−SO−を2以上組み合わせた2価の連結基が好ましい。また、上記(L−1)で表される基も好ましい。特に、Lは、−(CH−(nは5〜10の整数)または炭素数6〜12のアリーレン基(好ましくはフェニレン基、ナフチレン基)が好ましく、−COO−またはフェニレン基を含む連結基であることがより好ましい。
が単結合を表す場合、Xは、一般式(TP1)および(TP2)中のRtp〜Rtp11、Rtp71及びRtp72のいずれかと結合していることが好ましく、Rtp71またはRtp72と結合していることがより好ましい。
が2価の連結基を表す場合、Lは、一般式(TP1)および(TP2)中のRtp〜Rtp11、Rtp71及びRtp72のいずれかと結合していることが好ましく、Rtp71またはRtp72と結合していることがより好ましい。
以下に、XおよびLの組み合わせの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
特に、(XX−1)、(XX−2)、(XX−25)および(XX−26)で表される(メタ)アクリル系連結鎖、(XX−10)〜(XX−17)、(XX−27)および(XX−28)で表されるスチレン系連結鎖、および(XX−24)で表されるビニル系連結鎖から選択されることがより好ましく、スチレン系連結鎖がより好ましい。
(XX−1)〜(XX−24)中、*で示された部位で上記トリアリールメタン構造と連結していることを表す。Meは、メチル基を表す。また、(XX−18)および(XX−19)中のRは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基またはフェニル基を表す。
また、XおよびLの組み合わせの具体例としては以下も好ましい。下記具体例中、nは、1〜9の整数を表す。また、*で示された部位でトリアリールメタン構造と連結していることを表す。

Dyeは、トリアリールメタン構造を表し、一般式(TP1)で表されるカチオンまたは一般式(TP2)で表されるカチオンが好ましく、一般式(TP1)で表されるカチオンがより好ましい。Dyeは、上述の一般式(TP1)または(TP2)において、Rtp〜Rtp11、Rtp71及びRtp72の少なくとも1つを介して、Lと結合していることが好ましく、Rtpを介して、Lと結合していることがより好ましく、Rtp71またはRtp72を介してLと結合していることがさらに好ましい。
トリアリールメタン構造を含む繰り返し単位の具体例として以下の構造を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
トリアリールメタン多量体は、トリアリールメタンを有する繰り返し単位のみからなっていても良いが、他の繰り返し単位を含んでいても良い。具体的には、トリアリールメタン多量体が含んでいても良い他の繰り返し単位としては、酸基等のアルカリ可溶性基を含む繰り返し単位、重合性基を含む繰り返し単位等が例示され、トリアリールメタン多量体は、酸基等のアルカリ可溶性基を含む繰り返し単位を少なくとも含むことが好ましい。トリアリールメタン多量体は、これらの繰り返し単位を、それぞれ、1種類のみ含んでいても良いし、2種類以上含んでいても良い。以下、これらの繰り返し単位について詳細に説明する。
<<<重合性基を含む繰り返し単位>>>
重合性基を含む繰り返し単位に含まれる重合性基としては、ラジカル、酸、熱により架橋可能な公知の重合性基を用いることができ、例えば、エチレン性不飽和結合を含む基、環状エーテル基(エポキシ基、オキセタン基)、メチロール基等が挙げられるが、特にエチレン性不飽和結合を含む基が好ましく、(メタ)アクリロイル基がさらに好ましく、(メタ)アクリル酸グリシジルおよび3,4−エポキシーシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート由来の(メタ)アクリロイル基がさらに好ましい。
重合性基の導入方法としては、(1)繰り返し単位を重合性基含有化合物で変性して導入する方法、(2)繰り返し単位と重合性基含有化合物とを共重合して導入する方法等がある。これらの詳細は、特開2013−225112号公報の段落0334〜0342の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
トリアリールメタン多量体が重合性基を含む繰り返し単位を含む場合、その重合性基量は、色素構造1gに対し0.1〜2.0mmolであることが好ましく、0.2〜1.5mmolであることがさらに好ましく、0.3〜1.0mmolであることが特に好ましい。
また、トリアリールメタン多量体が重合性基を含む繰り返し単位を含む場合、その量は、全繰り返し単位に対し、例えば、5〜40モル%が好ましく、5〜35モル%がより好ましい。
上記重合性基を含む繰り返し単位としては、以下のような具体例が挙げられる。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。

<<<酸基を含む繰り返し単位>>>
酸基を含む繰り返し単位の酸基としては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基が例示され、カルボン酸基、スルホン酸基が好ましく、カルボン酸基がより好ましい。酸基を含む繰り返し単位に含まれる酸基は1種類のみであっても良いし、2種類以上であっても良い。
トリアリールメタン多量体が、酸基を含む繰り返し単位を含有する場合、酸基を有する繰り返し単位を含有する繰り返し単位の割合は、全繰り返し単位に対し、1〜80モル%が好ましく、10〜65%モルがより好ましい。
<<<他のアルカリ可溶性基を含む繰り返し単位>>>
上記酸基以外のアルカリ可溶性基を含む繰り返し単位としては、フェノール性水酸基等を含む繰り返し単位が例示される。
トリアリールメタン多量体は、2〜20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を側鎖に有する繰り返し単位(以下、「(b)繰り返し単位」ということがある)を含んでいることも好ましい。
(b)繰り返し単位が有するアルキレンオキシ鎖の繰り返しの数は、2〜10個が好ましく、2〜15個がより好ましく、2〜10個がさらに好ましい。
1つのアルキレンオキシ鎖は、−(CHO−で表され、nは整数であるが、nは1〜10が好ましく、1〜5がより好ましく、2または3がさらに好ましい。
2〜20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基は、アルキレンオキシ鎖が1種類のみが含まれていても良いし、2種類以上含まれていても良い。
(b)繰り返し単位は、下記一般式で表されることが好ましい。

(式中、Xは重合によって形成される連結基を表し、Lは単結合または2価の連結基を表す。Pはアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を含む基を表す。)
一般式(P)におけるXおよびLはそれぞれ、一般式(A)におけるXおよびLと同義であり、好ましい範囲も同様である。
Pは、アルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を含む基を表し、−アルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基−末端原子または末端基からなることがより好ましい。
末端原子または末端基としては、水素原子、アルキル基、アリール基、水酸基が好ましく、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、フェニル基、水酸基がより好ましく、水素原子、メチル基、フェニル基および水酸基がさらに好ましく、水素原子が特に好ましい。
色素多量体へのアルカリ可溶性基の導入方法としては、特開2013−225112号公報の段落0351の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
トリアリールメタン多量体が他のアルカリ可溶性基を含む繰り返し単位を含む場合、全繰り返し単位に対し、例えば、1〜80モル%が好ましく、10〜65モル%がより好ましい。
また、酸基または他のアルカリ可溶性基を含む、全アルカリ可溶性基を含む繰り返し単位の割合は、全繰り返し単位に対し、例えば、1〜80モル%が好ましく、10〜65モル%がより好ましい。
色素が有するアルカリ可溶性基量は、色素1gに対し0.3mmol〜2.0mmolであることが好ましく、0.4mmol〜1.5mmolであることがさらに好ましく、0.5mmol〜1.0mmolであることが特に好ましい。
<<<他の繰り返し単位>>>
トリアリールメタン多量体は、上述した繰り返し単位以外の繰り返し単位を有していても良い。具体的には、ラクトン、酸無水物、アミド、−COCH2CO−、シアノ基等の現像促進基、長鎖および環状のアルキル基、アラルキル基、アリール基、ポリアルキレンオキシド基、ヒドロキシル基、マレイミド基、アミノ基等の親疏水性調整基等から選択される少なくとも1種を含む繰り返し単位が例示される。
これらは、1種類のみ含まれていても良いし、2種類以上含まれていても良い。
導入方法として、色素構造にあらかじめ導入しておく方法、および上記の基を有するモノマーを共重合する方法が挙げられる。
トリアリールメタン多量体が、他の繰り返し単位を含む場合、その割合は、全繰り返し単位の40〜80モル%が好ましい。
上述した酸基を含む繰り返し単位等、または、他の繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。

トリアリールメタン多量体は、下式一般式(C)で表される繰り返し単位を含むことも好ましい。

一般式(C)中、Lは単結合または2価の連結基を表す。DyeIIIは、トリアリールメタン構造を表す。mは0または1を表す。
一般式(C)中、Lは単結合または2価の連結基を表す。Lで表される2価の連結基としては、炭素数1〜30のアルキレン基、炭素数6〜30のアリーレン基、ヘテロ環連結基、−CH=CH−、−O−、−S−、−C(=O)−、−CO−、−NR−、−CONR−、−OC−、−SO−、−SO−およびこれらを2個以上連結して形成される連結基が好適に挙げられる。ここで、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。
mは0または1を表すが、1であることが好ましい。
アルキル基およびアルキレン基の炭素数は、1〜30が好ましい。上限は、25以下がより好ましく、20以下が更に好ましい。下限は、2以上がより好ましく、3以上が更に好ましい。アルキル基およびアルキレン基は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよい。
アリール基およびアリーレン基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜12がより好ましい。
ヘテロ環連結基およびヘテロ環基は、5員環または6員環が好ましい。ヘテロ環連結基およびヘテロ環基が有するヘテロ原子は、酸素原子、窒素原子および硫黄原子が好ましい。ヘテロ環連結基およびヘテロ環基が有するヘテロ原子の数は、1〜3個が好ましい。
一般式(C)で表される繰り返し単位を有する色素多量体は、上述した他の繰り返し単位を含んでいてもよい。また、上述した一般式(A)で表される繰り返し単位を更に含んでいてもよい。
一般式(C)で表される繰り返し単位を有する色素多量体は、逐次重合により合成できる。逐次重合とは、重付加(例えば、ジイソシアナート化合物とジオールとの反応、ジエポキシ化合物とジカルボン酸との反応、テトラカルボン酸二無水物とジオールとの反応等)および重縮合(例えば、ジカルボン酸とジオールとの反応、ジカルボン酸とジアミンとの反応等)が挙げられる。このうち、特に重付加反応により合成することが反応条件を穏和化でき、色素骨格を分解させないため好ましい。逐次重合には、公知の反応条件を適用することができる。
トリアリールメタン多量体は、一般式(D)で表されることも好ましい。

一般式(D)中、Lは(n+k)価の連結基を表す。nは2〜20の整数を表し、kは0〜20の整数を表す。DyeIVは、トリアリールメタン構造を表し、Pは、置換基を表す。nが2以上の場合、複数のDyeIVは互いに異なっていても良く、kが2以上の場合、複数のPは互いに異なっていても良い。n+kは、2〜20の整数を表す。
一般式(D)中、nは2〜15が好ましく、2〜14がより好ましく、2〜8がさらにより好ましく、2〜7が特に好ましく、2〜6が一層好ましい。
nとkとの合計は、2〜20が好ましく、2〜15がより好ましく、2〜14が更に好ましく、2〜8がさらにより好ましく、2〜7が特に好ましく、2〜6が一層好ましい。
なお、1つの多量体における、nおよびkは、それぞれ整数であるが、本発明においては、一般式(D)におけるn、kが異なる多量体を複数含んでいてもよい。従って、本発明の組成物中の、nおよびkの平均値は整数にならない場合がある。
(n+k)価の連結基としては、1から100個までの炭素原子、0個から10個までの窒素原子、0個から50個までの酸素原子、1個から200個までの水素原子、および0個から20個までの硫黄原子から成り立つ基が含まれる。
(n+k)価の連結基は、具体的な例として、下記の構造単位または以下の構造単位が2以上組み合わさって構成される基(環構造を形成していてもよい)を挙げることができる。
(n+k)価の連結基の具体的な例を以下に示す。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。また、特開2008−222950号公報の段落番号0071〜0072に記載された連結基、特開2013−029760号公報の段落番号0176に記載された連結基も挙げられる。



一般式(D)中、Pは、置換基を表す。置換基としては、酸基、硬化性基等が挙げられる。硬化性基としては、エチレン性不飽和結合を含む基等のラジカル重合性基、環状エーテル基(エポキシ基、オキセタニル基)、オキサゾリン基、メチロール基等が挙げられる。エチレン性不飽和結合を含む基としては、ビニル基、(メタ)アリル基、(メタ)アクリロイル基等などが挙げられる。酸基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等が挙げられる。
また、Pが表す置換基は、繰り返し単位を有する1価のポリマー鎖であってもよい。繰り返し単位を有する1価のポリマー鎖は、ビニル化合物由来の繰り返し単位を有する1価のポリマー鎖が好ましい。kが2以上の場合、k個のPは、同一であっても、異なっていてもよい。
Pが繰り返し単位を有する1価のポリマー鎖であり、かつ、kが1の場合、Pはビニル化合物由来の繰り返し単位を2〜20個(好ましくは、2〜15個、更に好ましくは2〜10個)有する1価のポリマー鎖が好ましい。また、Pが繰り返し単位を有する1価のポリマー鎖であり、かつ、kが2以上の場合、k個のPのビニル化合物由来の繰り返し単位の個数の平均値は、2〜20個(好ましくは、2〜15個、更に好ましくは2〜10個)であることが好ましい。
Pが繰り返し単位を有する1価のポリマー鎖の場合、kが1の場合におけるPの繰り返し単位の数、kが2以上の場合におけるk個のPの繰り返し単位の個数の平均値は、核磁気共鳴(NMR)により求めることができる。
Pが繰り返し単位を有する1価のポリマー鎖の場合、Pを構成する繰り返し単位としては、上述した他の繰り返し単位が挙げられる。他の繰り返し単位は、上述した酸基を有する繰り返し単位および硬化性基を有する繰り返し単位から選ばれる1種以上を有することが好ましい。酸基を有する繰り返し単位を含む場合は、現像性を向上できる。硬化性基を有する繰り返し単位を含む場合は、他色との混色や現像後の分光変動をより抑制できる。
Pが、酸基を含む繰り返し単位を含む場合、酸基を含む繰り返し単位の割合は、Pの全繰り返し単位に対して、10〜80モル%が好ましく、10〜65モル%がより好ましい。
Pが、硬化性基を有する繰り返し単位を含む場合、硬化性基を有する繰り返し単位の割合は、Pの全繰り返し単位に対して、10〜80モル%が好ましく、10〜65モル%がより好ましい。
一般式(D)中、DyeIVは、トリアリールメタン構造を表す。
一般式(D)において、DyeIVが表すトリアリールメタン構造は、トリアリールメタン単量体が有する任意の水素原子を1個以上取り除いた構造であって、トリアリールメタン単量体の一部がLに結合してなるものであってもよい。また、主鎖または側鎖にトリアリールメタン構造を有する繰り返し単位を含むポリマー鎖であってもよい。上記ポリマー鎖は、トリアリールメタン構造を含んでいれば特に定めるものではないが、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、および、(メタ)アクリル/スチレン系樹脂から選ばれる1種であるであることが好ましい。ポリマー鎖の繰り返し単位としては、特に定めるものではないが、上述した一般式(A)で表される繰り返し単位、上述した一般式(C)で表される繰り返し単位などが挙げられる。また、ポリマー鎖を構成する全繰り返し単位中における、トリアリールメタン構造を有する繰り返し単位の合計は、5〜60モル%であることが好ましく、10〜50モル%がより好ましく、20〜40モル%がさらに好ましい。
上記ポリマー鎖は、トリアリールメタン構造を有する繰り返し単位の他に、上述した他の繰り返し単位などを含んでいてもよい。他の繰り返し単位として、酸基を有する繰り返し単位および硬化性基を有する繰り返し単位から選ばれる1種以上を有することが好ましい。
上記ポリマー鎖が硬化性基を有する繰り返し単位を含む場合、硬化性基を有する繰り返し単位の割合は、ポリマー鎖の全繰り返し単位100モルに対し、例えば、5〜50モルが好ましく、10〜40モルがより好ましい。
上記ポリマー鎖が酸基を有する繰り返し単位を含む場合、酸基を有する繰り返し単位の割合は、ポリマー鎖の全繰り返し単位100モルに対し、例えば、5〜50モルが好ましく、10〜40モルがより好ましい。
上記一般式(D)で表される多量体は、下記方法などにより合成することができる。
(1)カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基等から選択される官能基を末端に導入した化合物と、トリアリールメタン構造を有する酸ハライド、トリアリールメタン構造を有するアルキルハライド、あるいはトリアリールメタン構造を有するイソシアネート等と、を高分子反応させる方法。
(2)末端に炭素−炭素二重結合を導入した化合物と、トリアリールメタン構造を有するチオール化合物と、をマイケル付加反応させる方法。
(3)末端に炭素−炭素二重結合を導入した化合物と、トリアリールメタン構造を有するチオール化合物と、をラジカル発生剤存在下で反応させる方法。
(4)末端に複数のチオール基を導入した多官能チオール化合物と、炭素−炭素二重結合およびトリアリールメタン構造とを有する化合物と、をラジカル発生剤存在下で反応させる方法。
(5)トリアリールメタン構造を有するチオール化合物の存在下で、ビニル化合物をラジカル重合する方法。
トリアリールメタン化合物が多量体である場合、重量平均分子量は、1,000〜100,000が好ましく、5,000〜50,000がより好ましい。
トリアリールメタン化合物は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて含有することができる。
<<対アニオン>>
トリアリールメタン化合物がカチオンの形態をとる場合、対アニオンを含む。対アニオンとしては、特に定めるものではなく、公知の対アニオンを採用できる。対アニオンは、トリアリールメタン化合物が有するカチオンの数に応じて定められる。
対アニオンは、トリアリールメタン化合物と同一分子内にあってもよいし、同一分子外にあってもよい。対アニオンが同一分子内にあるとは、カチオンと対アニオンが共有結合を介して結合している場合をいう。
対アニオンは、トリアリールメタン化合物のカチオン部と対となるアニオン部のみからなっていてもよいし、アニオン部に加え、他の部位を有していても良い。対アニオンは多量体(以下、アニオン多量体ともいう)であってもよい。トリアリールメタン化合物が多量体の場合、対アニオンも、対アニオンを有する繰り返し単位として、トリアリールメタン化合物多量体に含まれていてもよい。
以下、本発明で用いられる対アニオンの例について説明する。
対アニオンのみからなる場合としては、フッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、シアン化物イオン、過塩素酸アニオン、ボレートアニオン(BF4−等)、PF6−およびSbF6−等が挙げられる。
ボレートアニオンとしては、B(R104−で表される基であり、R10は、フッ素原子、シアノ基、フッ化アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基等が例示される。
対アニオンは、また、−SO 、−COO、−PO 、下記一般式(A1)で表される構造および下記一般式(A2)で表される構造から選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。
一般式(A1)

(一般式(A1)中、RおよびRはそれぞれ独立して−SO−または−CO−を表す。)
一般式(A1)中、RおよびRの少なくとも1つが−SO−を表すことが好ましく、RおよびRの両方が−SO−を表すことがより好ましい。
上記一般式(A1)は、下記一般式(A1−1)で表されることがより好ましい。
一般式(A1−1)

(一般式(A1−1)中、RおよびRはそれぞれ独立して−SO−または−CO−を表す。XおよびXは、それぞれ独立してアルキレン基またはアリーレン基を表す。)
一般式(A1−1)中、RおよびRは、一般式(A1)中のRおよびRと同義であり、好ましい範囲も同様である。
がアルキレン基を表す場合、アルキレン基の炭素数は、1〜8が好ましく、1〜6がより好ましい。Xがアリーレン基を表す場合、アリーレン基の炭素数は、6〜18が好ましく、6〜12がより好ましく、6がさらに好ましい。Xが置換基を有する場合、フッ素原子で置換されていることが好ましい。
は、アルキレン基またはアリーレン基を表し、アルキレン基が好ましい。アルキレン基の炭素数は、1〜8が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3がさらに好ましく、1が特に好ましい。Xが置換基を有する場合、フッ素原子で置換されていることが好ましい。
一般式(A2)

(一般式(A2)中、Rは、−SO−または−CO−を表す。RおよびRはそれぞれ独立して−SO−、−CO−または−CNを表す。)
一般式(A2)中、R〜Rの少なくとも1つが−SO−を表すことが好ましく、R〜Rの少なくとも2つが−SO−を表すことがより好ましい。
対アニオンの具体例としては、R−SO 、R−COOまたはR−PO であって、Rが、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよいアリール基である場合も例示される。
上記一般式(A1)で表される基を含む対アニオンの具体例としては、Rがハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよいアリール基と結合している場合が例示される。
上記一般式(A2)で表される基を含む対アニオンの具体例としては、RおよびRが、それぞれ、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよいアリール基である場合が例示される。
その他の対アニオンの具体例としては、以下が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
対アニオンは、ラジカル重合性基を含んでいてもよい。
対アニオンが含んでいてもよいラジカル重合性基としては、ラジカル、酸、熱により架橋可能な公知の重合性基が挙げられる。具体的には、(メタ)アクリル基、スチレン基、ビニル基、環状エーテル基およびメチロール基が挙げられ、(メタ)アクリル基、スチレン基、ビニル基および環状エーテル基から選択される少なくとも1種が好ましく、(メタ)アクリル基、スチレン基およびビニル基から選択される1種がより好ましく、(メタ)アクリル基またはスチレン基がさらに好ましい。
対アニオンが含んでいてもよいラジカル重合性基の数は、1〜3が好ましく、1がより好ましい。
また、ラジカル重合性基と、上述した−SO 、−COO、−PO 、一般式(A1)で表される構造および一般式(A2)で表される構造との間は、直接結合していてもよいし、連結基を介して結合していてもよいが、連結基を介して結合していることが好ましい。
ラジカル重合性基を含む対アニオンは、例えば、下記一般式(b)で表されることが好ましい。
一般式(b)

(一般式(B)中、Pはラジカル重合性基を表す。Lは単結合または2価の連結基を表す。anionは、−SO 、−COO、−PO 、上記一般式(A1)で表される構造および上記一般式(A2)で表される構造を表す。)
一般式(b)中、Pはラジカル重合性基を表し、上述したラジカル重合性基が挙げられる。
一般式(b)中、Lが2価の連結基を表す場合、炭素数1〜30のアルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基等)、炭素数6〜30のアリーレン基、ヘテロ環連結基、−CH=CH−、−O−、−S−、−C(=O)−、−CO−、−NR−、−CONR−、−OC−、−SO−、−SO−およびこれらを2以上組み合わせた連結基が好ましい。ここで、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロ環基を表す。
特に、連結基は、炭素数1〜10のアルキレン基(好ましくは、−(CH−(nは1〜10の整数))、炭素数6〜12のアリーレン基(好ましくはフェニレン基、ナフチレン基)、−NH−、−CO−、−O−および−SO−を2以上組み合わせた連結基が好ましい。
ラジカル重合性基を含む対アニオンの具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。

ラジカル重合性基を含む対アニオンの分子量は、300〜1,000が好ましく、500〜1,000がより好ましい。
対アニオンが多量体である場合、対アニオンは、オリゴマーを含む趣旨であり、好ましくは、アニオン部を含む繰り返し単位を含む多量体である。対アニオンが多量体である場合の実施形態としては、トリアリールメタン構造を含む繰り返し単位と対アニオンを有する繰り返し単位を含む多量体である態様、および/または、トリアリールメタン化合物とは別に、対アニオンを有する繰り返し単位を含む多量体である態様が挙げられる。なお、対アニオンが多量体である場合のトリアリールメタン化合物は、トリアリールメタン多量体に該当する。
多量体構造を含む対アニオンは、下記一般式(c)および/または下記一般式(d)で表される構造を有することが好ましい。
一般式(c)

(一般式(c)中、Xは、繰り返し単位の主鎖を表す。Lは単結合または2価の連結基を表す。anionは、−SO 、−COO、−PO 、上記一般式(A1)で表される構造および上記一般式(A2)で表される構造を表す。)
一般式(c)中、Xは、繰り返し単位の主鎖を表し、通常、重合反応で形成される連結基を表し、例えば、(メタ)アクリル系、スチレン系、ビニル系等が好ましい。なお、2つの*で表された部位が繰り返し単位となる。
が2価の連結基を表す場合、炭素数1〜30のアルキレン基(メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基など)、炭素数6〜30のアリーレン基(フェニレン基、ナフチレン基等)、ヘテロ環連結基、−CH=CH−、−O−、−S−、−C(=O)−、−CO−、−NR−、−CONR−、−OC−、−SO−、−SO−およびこれらを2以上組み合わせた連結基が好ましい。ここで、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。
特に、Lは、単結合、または、炭素数1〜10のアルキレン基(好ましくは、−(CH−(nは1〜10の整数))、炭素数6〜12のアリーレン基(好ましくはフェニレン基、ナフチレン基)、−NH−、−CO−、−O−および−SO−を2以上組み合わせた2価の連結基が好ましい。
およびLの組み合わせの具体例としては、上述した(XX−1)〜(XX−24)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、アニオン多量体は、(XX−1)〜(XX−24)中の*で示された部位で上記anionと連結している。
一般式(d)

(一般式(d)中、LおよびLは、それぞれ独立して単結合または2価の連結基を表す。anionは、−SO 、−COO、−PO 、上記一般式(A1)で表される構造および上記一般式(A2)で表される構造を表す。)
一般式(d)中、LおよびLが2価の連結基を表す場合、炭素数1〜30のアルキレン基、炭素数6〜30のアリーレン基、ヘテロ環連結基、−CH=CH−、−O−、−S−、−C(=O)−、−CO−、−NR−、−CONR−、−OC−、−SO−、−SO−およびこれらを2以上組み合わせた連結基が好ましい。ここで、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。
は、炭素数6〜12のアリーレン基(特にフェニレン基)が好ましい。炭素数6〜30のアリーレン基は、フッ素原子で置換されていることが好ましい。
は、炭素数6〜12のアリーレン基(特にフェニレン基)と−O−との組み合わせからなる基が好ましく、少なくとも1種の炭素数6〜12のアリーレン基がフッ素原子で置換されていることが好ましい。
アニオン多量体の分子量としては、重量平均分子量が3,000〜30,000かつ、分子量分布がMw/Mnで0.8〜3.0であることが好ましく、より好ましくは重量平均分子量が5,000〜20,000かつ、分子量分布がMw/Mnで1〜2.5である。
アニオン多量体を形成する場合、連鎖移動剤を添加してもよい。連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタンが好ましく、炭素数10以下のアルキルメルカプタンまたはエーテル基・エステル基で置換されたアルキルメルカプタンがより好ましい。特に、logP値が5以下のアルキルメルカプタンがより好ましい。
アニオン多量体に含まれるアニオン多量体の原料であるラジカル重合性基を有するアニオンモノマー化合物の量は、5%以下が好ましく、より好ましくは、1%以下である。
アニオン多量体に含まれるハロゲンイオン含有量としては、10〜3000ppm以下が好ましく、10〜2000ppmがより好ましく、10〜1000ppmがさらに好ましい。
アニオン多量体の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。


以下の具体例は、対アニオンが解離していない状態を示しているが、対アニオンが解離している状態も本発明の範囲内であることは言うまでもない。




対アニオンが多量体である場合、対アニオンを有する繰り返し単位に加え、他の繰り返し単位を含んでいても良い。他の繰り返し単位としては、上述した、トリアリールメタン化合物が多量体の場合に含まれていても良い、他の繰り返し単位が例示され、好ましい範囲も同義である。
<(B)極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素>
極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素(以下、色素(B)ともいう)は、最大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する。また、色素(B)は、波長450〜500nmの範囲に極大吸収波長を有さないことが好ましい。
色素(B)の構造は、特に制限なく公知のものが使用できるが、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、スクアリリウム化合物、ナフトキノン化合物及びアゾ化合物が好ましく、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、スクアリリウム化合物及びアゾ化合物がより好ましく、フタロシアニン化合物、シアニン化合物及びスクアリリウム化合物がさらに好ましく、フタロシアニン化合物及びはスクアリリウム化合物が特に好ましく、フタロシアニン色素が一層好ましい。
特にイオン性を有する化合物(フタロシアニン化合物等)を添加した場合、現像不良や硬化不良によるパターン欠損をより抑制できる。この理由は推定であるが、イオン性を有するトリアリールメタン化合物と、イオン性を有する化合物が相互作用することにより、同一分子での凝集がより抑制でき、パターン欠損を抑制できると推定される。
トリアリールメタン化合物に対する、色素(B)の質量比(極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素の質量/トリアリールメタン化合物の質量)は、0.2〜1.5であり、0.3〜1.4であることがより好ましく、0.4〜1.2であることがさらに好ましく、0.5〜0.8であることが特に好ましい。色素(B)を2種類以上配合する場合は、上記の合計量が上記範囲となる。このような構成とすることにより、パターン欠損をより抑制することができる。
また、トリアリールメタン化合物と極大吸収波長が650〜750nmである化合物の極大吸収波長の差は、50〜200nmが好ましく、70〜180nmがより好ましく、100〜150nmがさらに好ましい。
<<フタロシアニン化合物>>
フタロシアニン化合物としては下記一般式(PC)で表わされる化合物が好ましい。
一般式(PC)
一般式(PC)中、Mは金属類を表す。R〜R16は水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールアルコキシ基、ヘテロ環アルコキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基及びヘテロ環チオ基を表す。ただし、R〜R16のうち、少なくとも一つがアルキルアルコキシ基、アリールアルコキシ基、ヘテロ環アルコキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基及びヘテロ環チオ基である。
Mで表される金属類としては、例えば、Zn、Mg、Si、Sn、Rh、Pt、Pd、Mo、Mn、Pb、Cu、Ni、Co、及びFe等の金属原子、AlCl、InCl、FeCl、TiCl、SnCl、SiCl、GeClなどの金属塩化物、TiO、VO等の金属酸化物、並びにSi(OH)等の金属水酸化物が含まれるが、特にCu、VO、Znが好ましく、Cuがより好ましい。
〜R16がハロゲン原子を表す場合、ハロゲン原子は、塩素原子、フッ素原子が好ましい。
〜R16がアルコキシ基を表す場合、アルコキシ基の炭素数は、1〜18が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜12がさらに好ましい。アルコキシ基のアルキル鎖の部分は、直鎖または分岐鎖が好ましい。アルコキシ基は置換基を有していても良く、置換基は、エチレン性不飽和結合性基が好ましく、ビニル基がより好ましい。
〜R16がアリールアルコキシ基を表す場合、アリールアルコキシ基の炭素数は、7〜18が好ましく、7〜12がより好ましい。
〜R16がヘテロ環アルコキシ基を表す場合、ヘテロ環は、単環であっても多環であってもよく、また、芳香族であっても非芳香族であってもよい。ヘテロ環を構成するヘテロ原子の数は1〜3が好ましい。ヘテロ原子は窒素原子が好ましい。
〜R16がアルキルチオ基を表す場合、アルキルチオ基の炭素数は、1〜18が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜12がさらに好ましい。
〜R16がアリールチオ基を表す場合、アリールチオ基の炭素数は、6〜18が好ましく、6〜12がより好ましい。
〜R16がヘテロ環チオ基を表す場合、ヘテロ環は上記ヘテロ環アルコキシ基で説明したヘテロ環と同義である。
〜R16は、R〜Rの1つまたは2つ、R〜Rの1つまたは2つ、R〜R12の1つまたは2つ、R13〜R16の一つまたは2つがそれぞれ独立してアルコキシ基、アリールアルコキシ基、ヘテロ環アルコキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基及びヘテロ環チオ基であり、残りが水素原子またはハロゲン原子であることが好ましい。R、R、R12及びR16がアルコキシ基、アリールアルコキシ基、ヘテロ環アルコキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基またはヘテロ環チオ基であり、残りが水素原子またはハロゲン原子であることが好ましい。特に、R、R、R12及びR16がアルコキシ基であり、残りが水素原子であることが好ましい。
また、R、R、R11及びR15がアルコキシ基、アリールアルコキシ基、ヘテロ環アルコキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基またはヘテロ環チオ基であり、残りが水素原子またはハロゲン原子であることも好ましい。
また、R、R、R、R、R、R12、R13及びR16がアルコキシ基、アリールアルコキシ基、ヘテロ環アルコキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基またはヘテロ環チオ基であり、残りが水素原子またはハロゲン原子であることも好ましい。
また、R、R、R、及びR13がアルコキシ基、アリールアルコキシ基、ヘテロ環アルコキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基またはヘテロ環チオ基であり、残りが水素原子またはハロゲン原子であることも好ましい。
また、R、R、R10、及びR14がアルコキシ基、アリールアルコキシ基、ヘテロ環アルコキシ基、アミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基またはヘテロ環チオ基であり、残りが水素原子またはハロゲン原子であることも好ましい。
本発明で用いられるフタロシアニン化合物の例を下記に示すが本発明はこれらに限定されるものでは無いことは言うまでもない。


<<シアニン化合物>>
シアニン化合物としては下記一般式(PM)で表わされる化合物が好ましい。
一般式(PM)
一般式(PM)中、環Z1及び環Z2は、それぞれ独立して置換基を有していても良い複素環を表す。lは0以上3以下の整数を表す。Xは対アニオンを表す。
環Z1及び環Z2は、それぞれ独立に、置換基を有する含窒素複素環が好ましく、置換基を有する含窒素縮合複合環がより好ましく、置換基を有するインドール環がより好ましい。
環Z1及び環Z2は、オキサゾール、ベンゾオキサゾール、オキサゾリン、チアゾール、チアゾリン、ベンゾチアゾール、インドレニン、ベンゾインドレニン、1,3−チアジアジン等が挙げられ、ベンゾインドレニンが好ましい。環Z1及び環Z2が有していてもよい置換基は、上記置換基群Aで挙げた置換基と同様であり、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数2〜6のアルケニル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基または炭素数2〜4のアルケニル基がより好ましい。
lは0以上3以下の整数を表し、1または2が好ましく、1がより好ましい。
は上記トリアリールメタン化合物で挙げた対アニオンが挙げられ、好ましい範囲も同様である。Xは、シアニン化合物の色素骨格と連結していても良く、又は色素多量体の一部(高分子鎖等)と連結しても良い。
一般式(PM)は、下記一般式(PM−2)で表されることが好ましい。
一般式(PM−2)
式中、環Z及び環Zは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいベンゼン環又は置換基を有していてもよいナフタレン環を表し、無置換のベンゼン環がより好ましい。
は、対アニオンを表す。対アニオンは上述した、アニオンから好ましく選択される。
nは、0以上3以下の整数を表し、一般式(PM−1)中のlと好ましい範囲が同様である。
及びAは、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、炭素原子又は窒素原子を表す。炭素原子、窒素原子または硫黄原子が好ましく、炭素原子がより好ましい。
及びRは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい1価の炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を表し、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数2〜6のアルケニル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基または炭素数2〜4のアルケニル基がより好ましい。
及びRは、それぞれ独立に1価の炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基を表すか、1個のRと1個のRとが一緒になって形成された2価の炭素数2〜6の脂肪族炭化水素基を表し、1価の炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基が好ましい。炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基は、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
aおよびbは、それぞれ独立に、0以上2以下の整数を表し。1または2が好ましく、2がより好ましい。
本発明で用いられるシアニン化合物の例を下記に示すが本発明はこれらに限定されるものでは無いことは言うまでもない。
<<スクアリリウム化合物>>
スクアリリウム化合物として、一般式(K)で表わされる化合物が好ましい。
一般式(K)
上記一般式(K)中、A及びBは、それぞれ独立に、アリール基又はヘテロ環基を表す。アリール基としては、好ましくは炭素数6〜48、より好ましくは6〜24のアリール基で、例えば、フェニル、ナフチル等が挙げられる。ヘテロ環基としては五員環又は六員環のへテロ環基が好ましく、例えばピロイル、イミダゾイル、ピラゾイル、チエニル、ピリジル、ピリミジル、ピリダジル、トリアゾール−1−イル、チエニル、フリル、チアジアゾイル等が挙げられる。
特に、A及びBは、置換基を有するアリール基が好ましく、置換基を有するフェニル基がより好ましい。置換基は、水酸基および−NRが好ましい。−NRにおけるRおよびRは、炭素数6〜12のアリール基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
本発明で用いられるスクアリリウム化合物の例を下記に示すが本発明はこれらに限定されるものでは無いことは言うまでもない。

<<ナフトキノン化合物>>
ナフトキノン化合物としては一般式(NQ)で表わされる化合物が好ましい。

一般式(NQ)
一般式(NQ)中、Ra〜Rhはそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基及びアミノ基を表す。RaとRb、ReとRf、RdとRe及びRfとRgは、互いに連結して環を形成しても良い。RaとRbは、特に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基及びアルコキシ基が好ましく、水素原子、ハロゲン原子及びアルケニル基がさらに好ましい。RfとReは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールチオ基及びカルバモイル基が好ましく、水素原子、ハロゲン原子、アリールチオ基及びカルバモイル基がさらに好ましい。Rc、Rd、Rg、Rhは水素原子、アルキル基及びアリール基が好ましく、Rc及びRhが水素原子で、Rd及びRgは水素原子、アルキル基及びアリール基が好ましい。
本発明で用いられるナフトキノン化合物の例を下記に示すが本発明はこれらに限定されるものでは無いことは言うまでもない。
<<アゾ化合物>>
アゾ化合物としては、特に定めるものでは無いが、下記一般式(Az)で表される化合物が例示される。
一般式(Az)
一般式(Az)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、又はアリールスルホニル基を表し、Aは、アリール基、又はへテロ環基を表すが、特にアミノ基を有するアリール基が好ましく、アミノ基を有するフェニル基及びナフチル基がさらに好ましい。
本発明で用いられるアゾ化合物の例を下記に示すが本発明はこれらに限定されるものでは無いことは言うまでもない。また、特開2013−225112号公報の段落番号0142〜0183に記載の化合物うち、所定の範囲に極大吸収波長を有する化合物も好ましく採用できる。
(B)極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素は、エチレン性不飽和結合性基を有することが好ましい。エチレン性不飽和結合性基を有することにより硬化性が増し、耐久性(耐光性、耐熱性、耐溶剤性、耐現像液性等)をより向上させることができる。エチレン性不飽和結合性基としては、上述のトリアリールメタン化合物におけるエチレン性不飽和結合性基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
<<色素(B)が多量体である場合>>
色素(B)は、多量体であることも好ましい。色素(B)が多量体である場合、重量平均分子量としては、2,000〜20,000が好ましく、6,000〜15,000がより好ましい。
また、色素(B)の重量平均分子量(Mw)と、数平均分子量(Mn)との比〔(Mw)/(Mn)〕は1.0〜3.0であることが好ましく、1.6〜2.5であることがさらに好ましく、1.6〜2.0であることが特に好ましい。
色素(B)のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましい。また、熱重量分析(TGA測定)による5%重量減少温度が、120℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがさらに好ましい。この領域にあることで、本発明の組成物をカラーフィルタ等の作製に適用する際に、加熱プロセスに起因する濃度変化を低減する事ができるようになる。
色素(B)が多量体である場合、一般式(A−1)で表される繰り返し単位または一般式(C−1)で表される繰り返し単位を含む色素多量体や、一般式(D−1)で表わされる色素多量体が例示され、一般式(D−1)で表わされる構造がより好ましい。
<<<一般式(A−1)で表される繰り返し単位>>>
一般式(A−1)

(一般式(A−1)中、X1は主鎖を形成する基を表し、L1は単結合または2価の連結基を表す。DyeIは色素(B)の色素構造を表す。)
以下、一般式(A−1)について詳細に説明する。
一般式(A−1)中、X1は主鎖を形成する基を表す。すなわち重合反応で形成される主鎖に相当する繰り返し単位を形成する部分を指す。X1としては、上述したトリアリールメタン化合物の一般式(A)中のX1と同義であり、上記(XX−1)〜(XX−24)で表される連結基が好ましく、(XX−1)および(XX−2)で表される(メタ)アクリル系連結鎖、(XX−10)〜(XX−17)で表されるスチレン系連結鎖、および(XX−24)で表されるビニル系連結鎖から選択されることがより好ましく、(XX−1)および(XX−2)で表される(メタ)アクリル系連結鎖および(XX−11)で表されるスチレン系連結鎖がより好ましい。
一般式(A−1)中、L1は単結合または2価の連結基を表す。L1が2価の連結基を表す場合、上記2価の連結基としては、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基など)、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリーレン基(例えば、フェニレン基、ナフチレン基等)、置換もしくは無置換のヘテロ環連結基、−CH=CH−、−O−、−S−、−C(=O)−、−CO2−、−NR−、−CONR−、−O2C−、−SO−、−SO2−およびこれらを2個以上連結して形成される連結基を表す。L1は、単結合またはアルキレン基がより好ましく、単結合または−(CH2−(nは1〜5の整数)がより好ましい。ここで、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。
が表わす2価の連結基としては、DyeIとイオン結合または配位結合可能な基であってもよい。この場合、アニオン性基またはカチオン性基のどちらでもよい。
アニオン性基としては、−COO-、−PO3-、−SO3 -、−SO3NH-、−SO3-CO−等が挙げられ、−COO-、−PO3-、−SO3 -が好ましい。
カチオン性基としては、置換または無置換のオニウムカチオン(例えば、アンモニウム、ピリジニウム、イミダゾリウムおよびホスホニウム等)が挙げられ、特にアンモニウムカチオンが好ましい。
がDyeIとイオン結合または配位結合可能な基を有する場合、Lは、DyeIが有しているアニオン部(−COO-、−SO3 -、−O-等)やカチオン部(上記オニウムカチオンや金属カチオン等)と結合することができる。
一般式(A−1)中、DyeIは上述した色素(B)の色素構造を表す。
一般式(A−1)で表される繰り返し単位を有する色素多量体は、例えば、(1)色素構造を有するモノマーを付加重合により合成する方法、(2)イソシアネート基、酸無水物基またはエポキシ基等の高反応性官能基を有するポリマーと、この高反応性官能基と反応可能な官能基(ヒドロキシル基、一級または二級アミノ基、カルボキシル基等)を有する色素とを反応させる方法により合成できる。
付加重合には公知の付加重合(ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合)が適用できるが、このうち、特にラジカル重合により合成することが反応条件を穏和化でき、色素構造を分解させないため好ましい。ラジカル重合には、公知の反応条件を適用することができる。
中でも、一般式(A−1)で表される繰り返し単位を有する色素多量体は、耐熱性の観点から、エチレン性不飽和結合性基を有する色素単量体を用いてラジカル重合して得られたラジカル重合体であることが好ましい。
<<<一般式(C−1)で表される繰り返し単位>>>
次に、一般式(C−1)で表される色素多量体について詳細を説明する。
一般式(C−1)

(一般式(C−1)中、L3は単結合または2価の連結基を表す。DyeIIIは、色素(B)の色素構造を表す。mは0または1を表す。)
上記一般式(C−1)中、L3は単結合または2価の連結基を表す。L3で表される2価の連結基としては、炭素数1〜30の置換もしくは無置換の直鎖、分岐もしくは環状アルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基など)、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリーレン基(例えば、フェニレン基、ナフチレン基等)、置換もしくは無置換のヘテロ環連結基、−CH=CH−、−O−、−S−、−NR−(Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。)、−C(=O)−、−SO−、−SO2−、および、これらを2個以上連結して形成される連結基が好適に挙げられる。
mは0または1を表すが、1であることが好ましい。
以下に一般式(C−1)中のL3で表される2価の連結基として好適に使用される具体例を記載するが、本発明のL3としてはこれらに限定されるものではない。なお、*で示された部位は、DyeIII等との連結部位を表す。

一般式(C−1)で表される繰り返し単位を有する色素多量体は、逐次重合により合成される。逐次重合とは、重付加(例えば、ジイソシアナート化合物とジオールとの反応、ジエポキシ化合物とジカルボン酸との反応、テトラカルボン酸二無水物とジオールとの反応等)および重縮合(例えば、ジカルボン酸とジオールとの反応、ジカルボン酸とジアミンとの反応等)が挙げられる。このうち、特に重付加反応により合成することが反応条件を穏和化でき、色素構造を分解させないため好ましい。逐次重合には、公知の反応条件を適用することができる。
<<<他の繰り返し単位>>>
色素(B)は、上記一般式(A−1)または一般式(C−1)を含む多量体である場合、さらに、他の繰り返し単位を含んでいても良い。
他の繰り返し単位としては、酸基等のアルカリ可溶性基を含む繰り返し単位、重合性基を含む繰り返し単位等が例示され、酸基等のアルカリ可溶性基を含む繰り返し単位を少なくとも含むことが好ましい。これらの繰り返し単位は、それぞれ、1種類のみ含んでいても良いし、2種類以上含んでいても良い。以下、これらの繰り返し単位の詳細は、上述のトリアリールメタン多量体で述べたものと同義であり、好ましい範囲も同様である。
色素(B)における、酸基または他のアルカリ可溶性基を含む、全アルカリ可溶性基を含む繰り返し単位の割合は、全繰り返し単位に対し、例えば、1〜80モル%が好ましく、10〜65モル%がより好ましい。
また、色素(B)が有する酸基を含むアルカリ可溶性基量は、色素1gに対し0.3mmol〜2.0mmolであることが好ましく、0.4mmol〜1.5mmolであることがさらに好ましく、0.5mmol〜1.0mmolであることが特に好ましい。
色素(B)が有する重合性基量は、色素(B)1gに対し0.1〜2.0mmolであることが好ましく、0.2〜1.5mmolであることがさらに好ましく、0.3〜1.0mmolであることが特に好ましい。
また、色素(B)が重合性基を有する繰り返し単位を含有する繰り返し単位の割合は、全繰り返し単位100モルに対し、例えば、5〜50モルが好ましく、10〜20モルがより好ましい。
<<<一般式(D−1)で表される色素多量体>>>
次に、一般式(D−1)で表される色素多量体について詳細を説明する。
一般式(D−1)

(一般式(D−1)中、L4は(n+m)価の連結基を表す。nは2〜20の整数を表す。mは0〜20の整数を表す。DyeIVは、色素構造を表す。Wは酸基又は酸基を有する基である。)
一般式(D−1)中、nは好ましくは2〜15であり、より好ましくは3〜15であり、特に好ましくは3〜6である。
nが2以上の場合、それぞれのDyeIVは、同一でも異なっていてもよい。
一般式(D−1)中、mは好ましくは1〜15であり、特に好ましくは2〜6である。
Wは酸基又は酸基を有する基であり、例えばカルボキシル基、スルホ基、ホスフォノ基、ホスフォノキシ基、カルボキシメチル基、1−カルボキシエチル基、2−カルボキシエチル基、1−カルボキシプロピル基、3−カルボキシプロピル基、4−カルボキシブチル基、5−カルボキシペンチル基、6−カルボキシヘキシル基、1,2−ジカルボキシエチル基、1,3−ジカルボキシプロピル基、2,3−ジカルボキシプロピル基、2−カルボキシフェニル基、3−カルボキシフェニル基、4−カルボキシフェニル基、2,4−ジカルボキシフェニル基、2,5−ジカルボキシフェニル基、2−カルボキシナフチル基、スルホメチル基、4−スルホブチル基、2−スルホフェニル基、3−スルホフェニル基、ホスフォノメチル基、ホスフォノキシメチル基、ポリメタクリル酸基、ポリ(メタクリル酸基・メタクリル酸メチル基)等が挙げられるが、特にカルボキシル基を有する基であることが好ましい。
mが2以上の場合、Wは1種であっても2種以上であっても良い。
一般式(D−1)において、nが2の場合、L4で表される2価の連結基としては、炭素数1〜30の置換もしくは無置換のアルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基など)、炭素数6〜30の置換もしくは無置換のアリーレン基(例えば、フェニレン基、ナフチレン基等)、置換もしくは無置換のヘテロ環連結基、−CH=CH−、−O−、−S−、−NR−(Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。)、−C(=O)−、−SO−、−SO2−、およびこれらを2個以上連結して形成される連結基が好適に挙げられる。
(n+m)が3以上の(n+m)価の連結基は、置換もしくは無置換のアリーレン基(1,3,5−フェニレン基、1,2,4−フェニレン基、1,4,5,8−ナフチレン基など)、へテロ環連結基(例えば、1,3,5−トリアジン基など)、アルキレン連結基等を中心母核とし、上記2価の連結基が置換して形成される連結基が挙げられる。
特に、炭素数1〜6の無置換のアルキレン基、−O−、−C(=O)−、−S−の組み合わせからなる基が好ましい。
以下、L4で表される(n+m)価の連結基の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。
<<<その他の色素多量体>>>
また、特開2007−277514号公報の請求項1に記載の一般式(1)で表される高分子化合物であって、Aが極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素である化合物も好ましく用いることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。より具体的には、特開2007−277514号公報の請求項1に記載の一般式(1)で表される高分子化合物であって、Aがフタロシアニン化合物、シアニン化合物、スクアリリウム化合物及びアゾ化合物から選択される化合物の水素原子を1つ抜いた基であることが好ましい。
<硬化性化合物>
本発明の組成物は硬化性化合物を含有する。硬化性化合物としては、重合性化合物、熱硬化性化合物、アルカリ可溶性樹脂等が例示される。これらの硬化性化合物の合計量は、本発明の組成物の固形分の1〜80質量%が好ましく、2〜30質量%がより好ましい。
<重合性化合物>
本発明の組成物は、重合性化合物を含有することが好ましい。
重合性化合物としては、ラジカル、酸、熱により架橋可能な公知の重合性化合物を用いることができ、例えば、エチレン性不飽和結合性基、環状エーテル(エポキシ、オキセタン)、メチロール等を含む重合性化合物が挙げられる。重合性化合物は、感度の観点から、末端エチレン性不飽和結合性基を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物から好適に選ばれる。中でも、4官能以上の多官能重合性化合物が好ましく、5官能以上の多官能重合性化合物がさらに好ましい。重合性化合物はラジカル重合性化合物が好ましい。
このような化合物群はこの産業分野において広く知られているものであり、本発明においてはこれらを特に限定なく用いることができる。これらは、例えば、モノマー、プレポリマー、すなわち2量体、3量体およびオリゴマーまたはそれらの混合物並びにそれらの多量体などの化学的形態のいずれであってもよい。本発明における重合性化合物は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。重合性化合物はモノマーであることが好ましい。重合性化合物の分子量は、100〜3000が好ましく、200〜2000がより好ましい。
より具体的には、モノマーおよびそのプレポリマーの例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類、並びにこれらの多量体が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、および不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類、並びにこれらの多量体である。また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能イソシアネート類或いはエポキシ類との付加反応物や、単官能若しくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、さらに、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン等のビニルベンゼン誘導体、ビニルエーテル、アリルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
これらの具体的な化合物としては、特開2009−288705号公報の段落番号〔0095〕〜〔0108〕に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
また、上記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基を有する、常圧下で100℃以上の沸点を持つエチレン性不飽和基を持つ化合物も好ましい。その例としては、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、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、特公昭48−41708号公報、特公昭50−6034号公報、特開昭51−37193号公報に記載されているようなウレタン(メタ)アクリレート類、特開昭48−64183号公報、特公昭49−43191号公報、特公昭52−30490号公報に記載されている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およびこれらの混合物を挙げることができる。
多官能カルボン酸にグリシジル(メタ)アクリレート等の環状エーテル基とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させ得られる多官能(メタ)アクリレートなども挙げることができる。
また、その他の好ましい重合性化合物として、特開2010−160418号公報、特開2010−129825号公報、特許第4364216号明細書等に記載される、フルオレン環を有し、エチレン性不飽和基を2官能以上有する化合物、カルド樹脂も使用することが可能である。
また、常圧下で100℃以上の沸点を有し、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持つ化合物としては、特開2008−292970号公報の段落番号[0254]〜[0257]に記載の化合物も好適である。
上記のほか、下記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される、ラジカル重合性モノマーも好適に用いることができる。なお、式中、Tがオキシアルキレン基の場合には、炭素原子側の末端がRに結合する。
上記一般式において、nは0〜14であり、mは1〜8である。一分子内に複数存在するR、T、は、各々同一であっても、異なっていてもよい。
上記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される重合性化合物の各々において、複数存在するRの少なくとも1つは、−OC(=O)CH=CH2、または、−OC(=O)C(CH3)=CH2で表される基を表す。
上記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される重合性化合物の具体例としては、特開2007−269779号公報の段落番号0248〜段落番号0251に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
また、特開平10−62986号公報において一般式(1)および(2)としてその具体例と共に記載の上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、重合性化合物として用いることができる。
中でも、重合性化合物としては、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としてはKAYARAD D−330;日本化薬製)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としてはKAYARAD D−320;日本化薬製)、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としてはKAYARAD D−310;日本化薬製)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としてはKAYARAD DPHA;日本化薬製)、エチレンオキシ変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(市販品としてはA−DPH−12E;新中村化学製)およびこれらの(メタ)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。
重合性化合物としては、多官能モノマーであって、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等の酸基を有していてもよい。エチレン性化合物が、上記のように混合物である場合のように未反応のカルボキシル基を有するものであれば、これをそのまま利用することができるが、必要において、上述のエチレン性化合物のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を導入してもよい。この場合、使用される非芳香族カルボン酸無水物の具体例としては、無水テトラヒドロフタル酸、アルキル化無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、アルキル化無水ヘキサヒドロフタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸が挙げられる。
本発明において、酸基を有するモノマーとしては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルであり、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせた多官能モノマーが好ましく、特に好ましくは、このエステルにおいて、脂肪族ポリヒドロキシ化合物がペンタエリスリトールおよび/またはジペンタエリスリトールであるものである。市販品としては、例えば、東亞合成製の多塩基酸変性アクリルオリゴマーとして、M−510、M−520などが挙げられる。
これらのモノマーは1種を単独で用いてもよいが、製造上、単一の化合物を用いることは難しいことから、2種以上を混合して用いてもよい。また、必要に応じてモノマーとして酸基を有しない多官能モノマーと酸基を有する多官能モノマーを併用してもよい。
酸基を有する多官能モノマーの好ましい酸価としては、0.1mgKOH/g〜40mgKOH/gであり、特に好ましくは5mgKOH/g〜30mgKOH/gである。多官能モノマーの酸価が低すぎると現像溶解特性が落ち、高すぎると製造や取扱いが困難になり光重合性能が落ち、画素の表面平滑性等の硬化性が劣るものとなる。従って、異なる酸基の多官能モノマーを2種以上併用する場合、或いは酸基を有しない多官能モノマーを併用する場合、全体の多官能モノマーとしての酸価が上記範囲に入るように調整することが好ましい。
また、重合性化合物として、カプロラクトンを由来とする直鎖エステル構造を有する多官能性単量体を含有することも好ましい態様である。
カプロラクトンを由来とする直鎖エステル構造を有する多官能性単量体としては、その分子内にカプロラクトンを由来とする直鎖エステル構造を有する限り特に限定されるものではないが、例えば、トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、ジグリセロール、トリメチロールメラミン等の多価アルコールと、(メタ)アクリル酸およびε−カプロラクトンをエステル化することにより得られる、ε−カプロラクトン変性多官能(メタ)アクリレートを挙げることができる。なかでも下記一般式(Z−1)で表されるカプロラクトンを由来とする直鎖エステル構造を有する多官能性単量体が好ましい。
一般式(Z−1)中、6個のRは全てが下記一般式(Z−2)で表される基であるか、または6個のRのうち1〜5個が下記一般式(Z−2)で表される基であり、残余が下記一般式(Z−3)で表される基である。
一般式(Z−2)中、R1は水素原子またはメチル基を示し、mは1または2の数を示し、「*」は結合手であることを示す。
一般式(Z−3)中、R1は水素原子またはメチル基を示し、「*」は結合手であることを示す。
このようなカプロラクトンを由来とする直鎖エステル構造を有する多官能性単量体は、例えば、日本化薬からKAYARAD DPCAシリーズとして市販されており、DPCA−20(上記式(Z−1)〜(Z−3)においてm=1、式(Z−2)で表される基の数=2、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−30(同式、m=1、式(Z−2)で表される基の数=3、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−60(同式、m=1、式(Z−2)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−120(同式においてm=2、式(Z−2)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)等を挙げることができる。
本発明において、カプロラクトンを由来とする直鎖エステル構造を有する多官能性単量体は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
また、本発明における特定モノマーとしては、下記一般式(Z−4)または(Z−5)で表される化合物の群から選択される少なくとも1種であることも好ましい。
上記一般式(Z−4)および(Z−5)中、Eは、各々独立に、−((CH2)yCH2O)−、または−((CH2)yCH(CH3)O)−を表し、yは、各々独立に0〜10の整数を表し、Xは、各々独立に、アクリロイル基、メタクリロイル基、水素原子、またはカルボキシル基を表す。
上記一般式(Z−4)中、アクリロイル基およびメタクリロイル基の合計は3個または4個であり、mは各々独立に0〜10の整数を表し、各mの合計は0〜40の整数である。但し、各mの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
上記一般式(Z−5)中、アクリロイル基およびメタクリロイル基の合計は5個または6個であり、nは各々独立に0〜10の整数を表し、各nの合計は0〜60の整数である。但し、各nの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
上記一般式(Z−4)中、mは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。また、各mの合計は、2〜40の整数が好ましく、2〜16の整数がより好ましく、4〜8の整数が特に好ましい。
上記一般式(Z−5)中、nは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。
また、各nの合計は、3〜60の整数が好ましく、3〜24の整数がより好ましく、6〜12の整数が特に好ましい。
また、一般式(Z−4)または一般式(Z−5)中の−((CH2)yCH2O)−または−((CH2)yCH(CH3)O)−は、酸素原子側の末端がXに結合する形態が好ましい。
上記一般式(Z−4)または一般式(Z−5)で表される化合物は1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。特に、一般式(Z−5)において、6個のX全てがアクリロイル基である形態が好ましい。
また、一般式(Z−4)または一般式(Z−5)で表される化合物の重合性化合物中における全含有量としては、20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。
上記一般式(Z−4)または一般式(Z−5)で表される化合物は、従来公知の工程である、ペンタエリスリト−ルまたはジペンタエリスリト−ルにエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを開環付加反応により開環骨格を結合する工程と、開環骨格の末端水酸基に、例えば(メタ)アクリロイルクロライドを反応させて(メタ)アクリロイル基を導入する工程と、から合成することができる。各工程は良く知られた工程であり、当業者は容易に一般式(Z−4)または(Z−5)で表される化合物を合成することができる。
上記一般式(Z−4)または一般式(Z−5)で表される化合物の中でも、ペンタエリスリトール誘導体および/またはジペンタエリスリトール誘導体がより好ましい。
具体的には、下記式(a)〜(f)で表される化合物(以下、「例示化合物(a)〜(f)」ともいう。)が挙げられ、中でも、例示化合物(a)、(b)、(e)、(f)が好ましい。
一般式(Z−4)または(Z−5)で表される重合性化合物の市販品としては、例えばサートマー製のエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR−494、日本化薬製のペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA−60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA−330などが挙げられる。
また、重合性化合物としては、特公昭48−41708号公報、特開昭51−37193号公報、特公平2−32293号公報、特公平2−16765号公報に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58−49860号公報、特公昭56−17654号公報、特公昭62−39417号公報、特公昭62−39418号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。さらに、重合性化合物として、特開昭63−277653号公報、特開昭63−260909号公報、特開平1−105238号公報に記載される、分子内にアミノ構造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、非常に感光スピードに優れた硬化性組成物を得ることができる。
重合性化合物の市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS−10、UAB−140(山陽国策パルプ製)、UA−7200(新中村化学製)、DPHA−40H(日本化薬製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600(共栄製)などが挙げられる。
環状エーテル(エポキシ、オキセタン)としては、例えば、エポキシ基を有するものとしては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂として、JER−827、JER−828、JER−834、JER−1001、JER−1002、JER−1003、JER−1055、JER−1007、JER−1009、JER−1010(以上、ジャパンエポキシレジン製)、EPICLON860、EPICLON1050、EPICLON1051、EPICLON1055(以上、DIC製)等であり、ビスフェノールF型エポキシ樹脂として、JER−806、JER−807、JER−4004、JER−4005、JER−4007、JER−4010(以上、ジャパンエポキシレジン製)、EPICLON830、EPICLON835(以上、DIC製)、LCE−21、RE−602S(以上、日本化薬製)等であり、フェノールノボラック型エポキシ樹脂として、JER−152、JER−154、JER−157S70、JER−157S65(以上、ジャパンエポキシレジン製)、EPICLON N−740、EPICLON N−770、EPICLON N−775(以上、DIC製)等であり、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂として、EPICLON N−660、EPICLON N−665、EPICLON N−670、EPICLON N−673、EPICLON N−680、EPICLON N−690、EPICLON N−695(以上、DIC製)、EOCN−1020(以上、日本化薬製)、脂肪族エポキシ樹脂として、ADEKA RESIN EP−4080S、同EP−4085S、同EP−4088S(以上、ADEKA製)、セロキサイド2021P、セロキサイド2081、セロキサイド2083、セロキサイド2085、EHPE−3150(2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物)、EPOLEAD PB 3600、同PB 4700(以上、ダイセル化学工業製)、デナコール EX−211L、EX−212L、EX−214L、EX−216L、EX−321L、EX−850L(以上、ナガセケムテックス製)、ADEKA RESIN EP−4000S、同EP−4003S、同EP−4010S、同EP−4011S(以上、ADEKA製)、NC−2000、NC−3000、NC−7300、XD−1000、EPPN−501、EPPN−502(以上、ADEKA製)、JER−1031S(ジャパンエポキシレジン製)等が挙げられる。このような重合性化合物は、ドライエッチング法でパターンを形成する場合に好適である。
これらの重合性化合物について、その構造、単独使用か併用か、添加量等の使用方法の詳細は、組成物の最終的な性能設計にあわせて任意に設定できる。例えば、感度の観点では、1分子あたりの不飽和基含量が多い構造が好ましく、多くの場合は2官能以上が好ましい。また、組成物により形成された硬化膜の強度を高める観点では、3官能以上のものがよく、さらに、異なる官能基数・異なる重合性基(例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。さらに、3官能以上のものでエチレンオキサイド鎖長の異なる重合性化合物を併用することが、組成物の現像性を調節することができ、優れたパターン形成能が得られるという点で好ましい。
また、組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、被分散体、アルカリ可溶性樹脂等)との相溶性、分散性に対しても、重合性化合物の選択・使用法は重要な要因であり、例えば、低純度化合物の使用や2種以上の併用により相溶性を向上させうることがある。また、支持体などの硬質表面との密着性を向上させる観点で特定の構造を選択することもあり得る。
本発明の組成物中における重合性化合物の含有量は、組成物中の全固形分に対して0.1〜70質量%が好ましく、1〜50質量%がより好ましく、2〜30質量%がさらに好ましい。
本発明の組成物は、重合性化合物を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<光重合開始剤>
本発明の組成物は、重合性化合物を含有する場合、更に光重合開始剤を含有することが好ましい。
上記光重合開始剤としては、上記重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましい。また、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、上記光重合開始剤は、約300nm〜800nm(330nm〜500nmがより好ましい。)の範囲内に少なくとも約50の分子吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。
上記光重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの、など)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノン化合物、ヒドロキシアセトフェノンなどが挙げられ、オキシム化合物が好ましい。
また、露光感度の観点から、トリハロメチルトリアジン化合物、ベンジルジメチルケタール化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、フォスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、オニウム化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物およびその誘導体、シクロペンタジエン−ベンゼン−鉄錯体およびその塩、ハロメチルオキサジアゾール化合物、3−アリール置換クマリン化合物からなる群より選択される化合物が好ましい。
さらに好ましくは、トリハロメチルトリアジン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、フォスフィンオキサイド化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、トリアリールイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、オニウム化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物であり、トリハロメチルトリアジン化合物、α−アミノケトン化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、トリアリールイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物が特に好ましい。また、トリアリールイミダゾール化合物は、ベンゾイミダゾールとの混合物であってもよい。
具体的には、トリハロメチルトリアジン化合物としては、以下の化合物が例示される。なお、Phはフェニル基である。


トリアリールイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物としては、以下の化合物が例示される。
トリハロメチルトリアジン化合物としては、市販品も使用でき、例えば、TAZ−107(みどり化学製)を用いることもできる。
特に、本発明の組成物を固体撮像素子が備えるカラーフィルタの作製に使用する場合には、微細なパターンをシャープな形状で形成する必要があるために、硬化性とともに未露光部に残渣がなく現像されることが重要である。このような観点からは、光重合開始剤としてはオキシム化合物を使用することが特に好ましい。特に、固体撮像素子において微細なパターンを形成する場合、硬化用露光にステッパー露光を用いるが、この露光機はハロゲンにより損傷される場合があり、光重合開始剤の添加量も低く抑える必要があるため、これらの点を考慮すれば、固体撮像素子の如き微細パターンを形成するには光重合開始剤としては、オキシム化合物を用いるのが特に好ましい。
上記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素系化合物としては、例えば、若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan,42、2924(1969)記載の化合物、英国特許第1388492号明細書記載の化合物、特開昭53−133428号公報記載の化合物、独国特許第3337024号明細書記載の化合物、F.C.SchaeferなどによるJ.Org.Chem.;29、1527(1964)記載の化合物、特開昭62−58241号公報記載の化合物、特開平5−281728号公報記載の化合物、特開平5−34920号公報記載の化合物、米国特許第4212976号明細書に記載されている化合物、特に、特開2013−077009号公報の段落番号0075に記載の化合物などが挙げられる。
また、上記以外の光重合開始剤として、アクリジン誘導体が例示される。具体的には、特開2013−077009号公報の段落番号0076に記載の化合物などが挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
上記ケトン化合物としては、例えば、特開2013−077009号公報の段落番号0077に記載の化合物などが挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
光重合開始剤としては、ヒドロキシアセトフェノン化合物、アミノアセトフェノン化合物、および、アシルホスフィン化合物も好適に用いることができる。より具体的には、例えば、特開平10−291969号公報に記載のアミノアセトフェノン系開始剤、特許第4225898号公報に記載のアシルホスフィンオキシド系開始剤も用いることができる。
ヒドロキシアセトフェノン系開始剤としては、IRGACURE(登録商標)−184、DAROCUR(登録商標)−1173、IRGACURE(登録商標)−500、IRGACURE(登録商標)−2959、IRGACURE(登録商標)−127(商品名:いずれもBASF製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE(登録商標)−907、IRGACURE(登録商標)−369、および、IRGACURE(登録商標)−379(商品名:いずれもBASF製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤として、365nmまたは405nm等の長波光源に吸収波長がマッチングされた特開2009−191179号公報に記載の化合物も用いることができる。また、アシルホスフィン系開始剤としては市販品であるIRGACURE(登録商標)−819やDAROCUR(登録商標)−TPO(商品名:いずれもBASF製)を用いることができる。
光重合開始剤として、より好ましくはオキシム化合物が挙げられる。オキシム化合物の具体例としては、特開2001−233842号公報記載の化合物、特開2000−80068号公報記載の化合物、特開2006−342166号公報記載の化合物を用いることができる。
本発明における光重合開始剤として好適に用いられるオキシム誘導体等のオキシム化合物としては、例えば、3−ベンゾイロキシイミノブタン−2−オン、3−アセトキシイミノブタン−2−オン、3−プロピオニルオキシイミノブタン−2−オン、2−アセトキシイミノペンタン−3−オン、2−アセトキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ベンゾイロキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、3−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン−2−オン、および2−エトキシカルボニルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オンなどが挙げられる。
オキシム化合物としては、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.1653−1660、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.156−162、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年)pp.202−232、特開2000−66385号公報記載の化合物、特開2000−80068号公報、特表2004−534797号公報、特開2006−342166号公報の各公報に記載の化合物等が挙げられる。
市販品ではIRGACURE(登録商標)−OXE01(BASF製)、IRGACURE(登録商標)−OXE02(BASF製)も好適に用いられる。
オキシム化合物としては、TRONLY TR−PBG−304、TRONLY TR−PBG−309、TRONLY TR−PBG−305(常州強力電子新材料有限公司(CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALS CO.,LTD)製)、アデカアークルズNCI−831、アデカアークルズNCI−930(ADEKA製)などの市販品も使用できる。
また上記記載以外のオキシム化合物として、カルバゾールN位にオキシムが連結した特表2009−519904号公報に記載の化合物、ベンゾフェノン部位にヘテロ置換基が導入された米国特許第7626957号公報に記載の化合物、色素部位にニトロ基が導入された特開2010−15025号公報および米国特許公開2009−292039号記載の化合物、国際公開特許2009−131189号公報に記載のケトオキシム化合物、トリアジン骨格とオキシム骨格を同一分子内に含有する米国特許7556910号公報に記載の化合物、405nmに吸収極大を有しg線光源に対して良好な感度を有する特開2009−221114号公報記載の化合物、などを用いてもよい。
好ましくはさらに、特開2007−231000号公報、および、特開2007−322744号公報に記載される環状オキシム化合物に対しても好適に用いることができる。環状オキシム化合物の中でも、特に特開2010−32985号公報、特開2010−185072号公報に記載されるカルバゾール色素に縮環した環状オキシム化合物は、高い光吸収性を有し高感度化の観点から好ましい。
また、オキシム化合物の特定部位に不飽和結合を有する特開2009−242469号公報に記載の化合物も、重合不活性ラジカルから活性ラジカルを再生することで高感度化を達成でき好適に使用することができる。
特に好ましくは、特開2007−269779号公報に示される特定置換基を有するオキシム化合物や、特開2009−191061号公報に示されるチオアリール基を有するオキシム化合物が挙げられる。
具体的には、光重合開始剤であるオキシム化合物としては、下記一般式(OX−1)で表される化合物が好ましい。なお、オキシムのN−O結合が(E)体のオキシム化合物であっても、(Z)体のオキシム化合物であっても、(E)体と(Z)体との混合物であってもよい。
一般式(OX−1)中、RおよびBは各々独立に一価の置換基を表し、Aは二価の有機基を表し、Arはアリール基を表す。
一般式(OX−1)中、Rで表される一価の置換基としては、一価の非金属原子団であることが好ましい。
一価の非金属原子団としては、アルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環基、アルキルチオカルボニル基、アリールチオカルボニル基等が挙げられる。また、これらの基は、1以上の置換基を有していてもよい。また、前述した置換基は、さらに他の置換基で置換されていてもよい。
置換基としてはハロゲン原子、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基またはアリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキル基、アリール基等が挙げられる。
オキシム化合物は、350nm〜500nmの波長領域に極大吸収波長を有するものであり、360nm〜480nmの波長領域に極大吸収波長を有するものであることが好ましく、365nmおよび405nmの吸光度が高いものが特に好ましい。
オキシム化合物は、365nmまたは405nmにおけるモル吸光係数は、感度の観点から、1,000〜300,000であることが好ましく、2,000〜300,000であることがより好ましく、5,000〜200,000であることが特に好ましい。
化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いることができるが、具体的には、例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Carry−5 spectrophotometer)にて、酢酸エチル溶媒を用い、0.01g/Lの濃度で測定することが好ましい。
好適に用いられるオキシム化合物の具体例(C−4)〜(C−13)を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明は、光重合開始剤として、フッ素原子を有するオキシム化合物を用いることもできる。フッ素原子を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2010−262028号公報記載の化合物、特表2014−500852号公報記載の化合物24、36〜40、特開2013−164471号公報記載の化合物(C−3)などが挙げられる。この内容は本明細書に組み込まれることとする。
オキシム化合物は、350nm〜500nmの波長領域に極大吸収波長を有するものであり、360nm〜480nmの波長領域に極大吸収波長を有するものであることが好ましく、365nmおよび405nmの吸光度が高いものが特に好ましい。
本発明の組成物が光重合開始剤を含有する場合、光重合開始剤の含有量は、組成物の全固形分に対し0.1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上30質量%以下、さらに好ましくは1質量%以上20質量%以下である。この範囲で、より良好な感度とパターン形成性が得られる。
本発明の組成物は、光重合開始剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<熱硬化性化合物>
熱硬化性化合物としては、例えば、熱硬化性官能基を有する化合物を用いることができる。熱硬化性化合物とは、加熱により膜硬化を行えるものをいい、通常、180℃以上の加熱で硬化する化合物をいう。
熱硬化性官能基としては、例えば、エポキシ基、メチロール基、アルコキシメチル基、アシルオキシメチル基、イソシアネート基、ビニルエーテル基、およびメルカプト基から選ばれる少なくとも1つの基を有するものが好ましい。熱硬化性化合物としては、一分子内に熱硬化性官能基を2つ以上で有するものがより好ましく、1分子内にエポキシ基を2つ以上有する化合物がさらに好ましい。
また、熱硬化性化合物は、エポキシ系化合物、メラミン系化合物(例えば、アルコキシメチル化、アシルオキシメチル化メラミン化合物)、ウレア系化合物(例えば、アルコキシメチル化、アシルオキシメチル化ウレア化合物)、フェノール系化合物(例えば、ヒドロキシメチル化またはアルコキシメチル化フェノール系化合物または樹脂、およびアルコキシメチルエーテル化フェノール化合物)等が好ましい例として挙げられ、エポキシ系化合物、メラミン系化合物がより好ましく、エポキシ系化合物がさらに好ましい。
本熱硬化性化合物は、低分子化合物(例えば、分子量2000未満、さらには、分子量1000未満)でもよいし、高分子化合物(例えば、分子量1000以上、ポリマーの場合は、重量平均分子量が1000以上)のいずれでもよい。本発明では、分子量1000以上のものが好ましく、2000〜100000のものがより好ましい。本発明では、特に、1分子中に2つ以上のエポキシ基を有し、分子量が1000以上の化合物が好ましい。
これらの化合物の具体例としては、特開2014−089408号公報の段落0085〜0125に記載の化合物が例示され、これらの内容は本明細書に組み込まれる。また、上記重合性化合物のうち、熱硬化性化合物に該当するものも、本発明の熱硬化性化合物の好ましい例として例示される。
<トリアリールメタン化合物および色素(B)以外の他の着色剤>
本発明の組成物は、トリアリールメタン化合物および色素(B)以外の他の着色剤を含んでいてもよい。他の着色剤としては、極大吸収波長を500〜600nmの範囲に有する色素(以下、色素(C)ともいう。)が好ましい。490〜510nmの透過率を調整でき、画質が向上する。
色素(C)としては、キサンテン色素、ジピロメテン色素、アントラキノン色素、が例示され、キサンテン色素が好ましい。これらの色素は、単量体であってもよく、多量体であってもよい。
キサンテン色素は、下記式(J)で表されるキサンテン化合物で表されることが好ましい。
式(J)中、R81、R82、R83およびR84は、各々独立に、1価の置換基を表し、R85は、各々独立に1価の置換基を表し、mは、0〜5の整数を表す。Xは、対アニオンを表す。Xが存在しない場合は、R81〜R85の少なくとも1つがアニオンを含む。
式(J)中、R81〜R85は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基またはアリール基が好ましく、水素原子またはアルキル基がより好ましく、アルキル基がさらに好ましい。Xが存在しない場合は、R81〜R85の少なくとも1つがアニオンを含む。R81〜R85の少なくとも1つがアニオンを含む場合、アニオンとしては、上述したトリアリールメタン化合物で説明した構造が挙げられ、好ましい範囲も同様である。
アルキル基の炭素数は、1〜10が好ましく、1〜5がより好ましく、1〜3がさらに好ましい。アルキル基は、直鎖状、分岐状および環状のいずれであってもよいが、直鎖状または分岐状が好ましい。アルキル基は、無置換が好ましい。
アリール基の炭素数は、6〜18が好ましく、6〜12がより好ましく、6がさらに好ましい。
式(J)中、mは1〜3の整数が好ましく、1または2がより好ましい。
式(J)中、Xは、対アニオンを表す。対アニオンは、上述したトリアリールメタン化合物で説明した対アニオンと同義であり、好ましい範囲も同様である。
キサンテン色素が多量体である場合、R81〜R85のいずれかが、多量体の他の部位と結合していることが好ましく、より好ましくは、R85を介して多量体の他の部位と結合している。
以下にキサンテン化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。

ジピロメテン色素としては、下記一般式(I)で表されるジピロメテン色素が好ましい。

一般式(I)中、R、R、R、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、又は1価の置換基を表し、Rは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基を表す。これらの置換基の説明は、特開2014−132348号公報の段落0047〜0056の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
ジピロメテン色素が多量体である場合、R〜Rのいずれかが、多量体の他の部位と結合していることが好ましく、より好ましくは、Rを介して多量体の他の部位と結合している。
次に、ジピロメテン系金属錯体化合物を形成する金属原子又は金属化合物について説明する。
金属又は金属化合物としては、錯体を形成可能な金属原子又は金属化合物であればいずれであってもよく、2価の金属原子、2価の金属酸化物、2価の金属水酸化物、又は2価の金属塩化物が含まれる。例えば、Zn、Mg、Si、Sn、Rh、Pt、Pd、Mo、Mn、Pb、Cu、Ni、Co、Fe、B等の他に、AlCl、InCl、FeCl、TiCl、SnCl、SiCl、GeClなどの金属塩化物、TiO、VO等の金属酸化物、Si(OH)等の金属水酸化物も含まれる。
これらの中でも、錯体の安定性、分光特性、耐熱性、耐光性、及び製造適性等の観点から、Fe、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Mo、Mn、Cu、Ni、Co、TiO、B、又はVOが好ましく、Fe、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Cu、Ni、Co、B、又はVOが更に好ましく、Fe、Zn、Cu、Co、B、又はVO(V=O)が最も好ましい。これらの中でも、特にZnが好ましい。
ジピロメテン色素は、例えば下記化合物が挙げられる。ジピロメテン色素の詳細は、特開2014−132348号公報の段落0045〜0095の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
色素(C)は、エチレン性不飽和基を含む、及び/又は、多量体であることが好ましい。
色素(C)がエチレン性不飽和基を含む場合、その詳細は、上述のトリアリールメタン単量体がエチレン性不飽和基を有する場合の記載において、トリアリールメタンを極大吸収波長を500〜600nmの範囲に有する色素構造に置き換えた化合物が好ましい例として例示される。例えば、上記一般式(I)で表されるジピロメテン色素の場合、Rがエチレン性不飽和基を含むことが好ましい。
色素(C)が多量体である場合、色素構造を含む繰り返し単位を含む多量体であることが好ましく、上述したトリアリールメタン多量体で説明した一般式(A)で表される繰り返し単位において、Dyeとして、極大吸収波長を500〜600nmの範囲に有する色素構造を有する多量体がより好ましい。
また、上述したトリアリールメタン多量体で説明した一般式(D)において、DyeIVとして、極大吸収波長を500〜600nmの範囲に有する色素構造を有する多量体であることも好ましい。
上記色素構造としては、キサンテン化合物由来の色素構造またはジピロメテン化合物由来の色素構造が好ましく、一般式(J)で表されるキサンテン化合物由来の色素構造がより好ましく、一般式(J)におけるR85または一般式(I)におけるRを介して、上述したトリアリールメタン多量体で説明した一般式(A)で表される繰り返し単位のLまたは、上述したトリアリールメタン多量体で説明した一般式(D)のLに結合していることが好ましい。
色素(C)が多量体である場合、色素構造を含む繰り返し単位に加え、他の繰り返し単位を含んでいても良い。具体的には、酸基等のアルカリ可溶性基を含む繰り返し単位、重合性基を含む繰り返し単位等が例示され、酸基等のアルカリ可溶性基を含む繰り返し単位を少なくとも含むことが好ましい。これらの繰り返し単位は、それぞれ、1種類のみ含んでいても良いし、2種類以上含んでいても良い。これらの繰り返し単位の詳細は、上述のトリアリールメタン多量体で述べた酸基等のアルカリ可溶性基を含む繰り返し単位、重合性基を含む繰り返し単位等の記載と同義であり、好ましい範囲も同義である。
色素(C)が多量体である場合の具体例としては、以下が挙げられる。
本発明の組成物中における色素(C)の含有量は、トリアリールメタン化合物に対して5〜100質量%が好ましく、20〜60質量%がより好ましい。
本発明の組成物中における色素(C)の含有量は、色素(B)に対して5〜100質量%が好ましく、10〜80質量%がより好ましい。
本発明の組成物は、色素(C)を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<トリアリールメタン化合物、色素(B)および色素(C)、以外の他の着色剤>
本発明の組成物は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、トリアリールメタン化合物、色素(B)および色素(C)以外の他の着色剤として、他の顔料および/または染料を含んでいてもよい。しかしながら、トリアリールメタン化合物、色素(B)および色素(C)以外の他の着色剤を実質的に含まない構成とすることもできる。実質的に含まないとは、例えば、全着色剤の1質量%以下であることをいう。
顔料としては、従来公知の種々の無機顔料または有機顔料を用いることができ、有機顔料を用いることが好ましい。上記顔料としては、高透過率であることが好ましい。
無機顔料としては、カーボンブラック、チタンブラック等の黒色顔料、金属酸化物、金属錯塩等で示される金属化合物を挙げることができ、具体的には、鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属酸化物、および上記金属の複合酸化物を挙げることができる。
有機顔料としては、例えば、
C.I.ピグメントイエロー11,24,31,53,83,93,99,108,109,110,138,139,147,150,151,154,155,167,180,185,199;
C.I.ピグメントオレンジ36,38,43,71;
C.I.ピグメントレッド81,105,122,149,150,155,171,175,176,177,179,209,220,224,242,254,255,264,270;
C.I.ピグメントバイオレット19,23,32,39;
C.I.ピグメントブルー1,2,15,15:1,15:3,15:6,16,22,60,66;
C.I.ピグメントグリーン7,36,37,58,59;
C.I.ピグメントブラウン25,28;
C.I.ピグメントブラック1;
等を挙げることができる。
本発明において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。但し本発明は、これらに限定されるものではない。
C.I.ピグメントイエロー11,24,108,109,110,138,139,150,151,154,167,180,185;
C.I.ピグメントオレンジ36,71;
C.I.ピグメントレッド122,150,171,175,177,209,224,242,254,255,264;
C.I.ピグメントバイオレット19,23,32;
C.I.ピグメントブルー15:1,15:3,15:6,16,22,60,66;
C.I.ピグメントグリーン7,36,37,58,59;
C.I.ピグメントブラック1。
これら有機顔料は、単独もしくは、分光の調整や色純度を上げるために種々組合せて用いることができる。
上記組合せの具体例を以下に示す。例えば、赤の顔料として、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料単独またはそれらの少なくとも一種と、ジスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料またはペリレン系赤色顔料と、の混合などを用いることができる。例えば、アントラキノン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド177が挙げられ、ペリレン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド155、C.I.ピグメントレッド224が挙げられ、ジケトピロロピロール系顔料としては、C.I.ピグメントレッド254が挙げられ、色分解性の点でC.I.ピグメントイエロー139との混合が好ましい。また、赤色顔料と黄色顔料との質量比は、100:5〜100:50が好ましい。100:4以下では400nmから500nmの光透過率を抑えることが困難であり、また100:51以上では主波長が短波長寄りになり、色分解能を上げることができない場合がある。特に、上記質量比としては、100:10〜100:30の範囲が最適である。尚、赤色顔料同士の組み合わせの場合は、求める分光に併せて調整することができる。
また、緑の顔料としては、ハロゲン化フタロシアニン系顔料を単独で、または、これとジスアゾ系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、アゾメチン系黄色顔料若しくはイソインドリン系黄色顔料との混合を用いることができる。例えば、このような例としては、C.I.ピグメントグリーン7、36、37とC.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー180またはC.I.ピグメントイエロー185との混合が好ましい。緑顔料と黄色顔料との質量比は、100:5〜100:150が好ましい。上記質量比としては100:30〜100:120の範囲が特に好ましい。
青の顔料としては、フタロシアニン系顔料を単独で、若しくはこれとジオキサジン系紫色顔料との混合を用いることができる。例えばC.I.ピグメントブルー15:6とC.I.ピグメントバイオレット23との混合が好ましい。青色顔料と紫色顔料との質量比は、100:0〜100:100が好ましく、より好ましくは100:10以下である。
また、ブラックマトリックス用の顔料としては、カーボン、チタンブラック、酸化鉄、酸化チタン単独または混合が用いられ、カーボンとチタンブラックとの組合せが好ましい。また、カーボンとチタンブラックとの質量比は、100:0〜100:60の範囲が好ましい。
本発明の組成物は、黒以外の着色剤を配合することが好ましく、青色の着色剤を配合することがより好ましい。黒以外の着色剤は顔料であることが好ましく、青色顔料であることがより好ましい。
顔料の一次粒子サイズは、カラーフィルタ用として用いる場合には、色ムラやコントラストの観点から、100nm以下であることが好ましく、また、分散安定性の観点から5nm以上であることが好ましい。顔料の一次粒子サイズとしてより好ましくは、5〜75nmであり、さらに好ましくは5〜55nmであり、特に好ましくは5〜35nmである。
顔料の一次粒子サイズは、電子顕微鏡等の公知の方法で測定することができる。
中でも、顔料としては、アントラキノン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、フタロシアニン系顔料、キノフタロン系顔料、イソインドリン系顔料、アゾメチン系顔料、およびジオキサジン系顔料から選ばれる顔料であることが好ましい。特に、C.I.ピグメントレッド177(アントラキノン系顔料),C.I.ピグメントレッド254(ジケトピロロピロール系顔料)、C.I.ピグメントグリーン7,36,58、C.I.ピグメントブルー15:6(フタロシアニン系顔料)、C.I.ピグメントイエロー138(キノフタロン系顔料)、C.I.ピグメントイエロー139,185(イソインドリン顔料)、C.I.ピグメントイエロー150(アゾメチン系顔料)、C.I.ピグメントバイオレット23(ジオキサジン系顔料)が特に好ましい。
他の染料としては、例えば特開昭64−90403号公報、特開昭64−91102号公報、特開平1−94301号公報、特開平6−11614号公報、特登2592207号、米国特許4808501号明細書、米国特許5667920号明細書、米国特許505950号明細書、米国特許5667920号明細書、特開平5−333207号公報、特開平6−35183号公報、特開平6−51115号公報、特開平6−194828号公報等に開示されている色素を使用できる。化学構造としては、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、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等の染料を使用できる。
他の染料は色素多量体を用いてもよい。色素多量体としては、特開2011−213925号公報、特開2013−041097号公報等に記載されている化合物が挙げられる。
本発明の組成物が他の顔料および/または染料を含有する場合、組成物に含有される溶剤を除いた全成分に対して、10質量%〜70質量%が好ましく、より好ましくは20質量%〜60質量%であり、さらに好ましくは25質量%〜50質量%である。
本発明の組成物は、他の顔料および/または染料を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<アルカリ可溶性樹脂>
本発明の組成物は、さらに、アルカリ可溶性樹脂を含有することが好ましい。
アルカリ可溶性樹脂の分子量としては、特に定めるものではないが、Mwが5000〜100,000であることが好ましい。また、Mnは1000〜20,000であることが好ましい。
アルカリ可溶性樹脂としては、線状有機高分子重合体であって、分子(好ましくは、アクリル系共重合体、スチレン系共重合体を主鎖とする分子)中に少なくとも1つのアルカリ可溶性を促進する基を有するアルカリ可溶性樹脂の中から適宜選択することができる。耐熱性の観点からは、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましく、現像性制御の観点からは、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましい。
アルカリ可溶性を促進する基(以下、酸基ともいう)としては、例えば、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、フェノール性水酸基などが挙げられるが、溶剤に可溶で弱アルカリ性水溶液により現像可能なものが好ましく、(メタ)アクリル酸が特に好ましいものとして挙げられる。これら酸基は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
上記重合後に酸基を付与しうるモノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するモノマー、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有するモノマー、2−イソシアナートエチル(メタ)アクリレート等のイソシアネート基を有するモノマー等が挙げられる。これら酸基を導入するための単量体は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。アルカリ可溶性樹脂に酸基を導入するには、例えば、酸基を有するモノマーおよび/または重合後に酸基を付与しうるモノマー(以下「酸基を導入するための単量体」と称することもある。)を、単量体成分として重合するようにすればよい。
なお、重合後に酸基を付与しうるモノマーを単量体成分として酸基を導入する場合には、重合後に例えば後述するような酸基を付与するための処理が必要となる。
アルカリ可溶性樹脂の製造には、例えば、公知のラジカル重合法による方法を適用することができる。ラジカル重合法でアルカリ可溶性樹脂を製造する際の温度、圧力、ラジカル開始剤の種類およびその量、溶剤の種類等々の重合条件は、当業者において容易に設定可能であり、実験的に条件を定めるようにすることもできる。
アルカリ可溶性樹脂として用いられる線状有機高分子重合体としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマーが好ましく、メタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体、ノボラック型樹脂などのアルカリ可溶性フェノール樹脂等、並びに側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの挙げられる。特に、(メタ)アクリル酸と、これと共重合可能な他の単量体との共重合体が、アルカリ可溶性樹脂として好適である。(メタ)アクリル酸と共重合可能な他の単量体としては、アルキル(メタ)アクリレート、アリール(メタ)アクリレート、ビニル化合物などが挙げられる。アルキル(メタ)アクリレートおよびアリール(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、トリル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等、ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、グリシジルメタクリレート、アクリロニトリル、ビニルアセテート、N−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ポリスチレンマクロモノマー、ポリメチルメタクリレートマクロモノマー等、特開平10−300922号公報に記載のN位置換マレイミドモノマーとして、N―フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等を挙げることができる。なお、これらの(メタ)アクリル酸と共重合可能な他の単量体は1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
アルカリ可溶性樹脂としては、下記一般式(ED)で示される化合物および/または下記一般式(ED2)で表される化合物(以下、これらの化合物を「エーテルダイマー」と称することもある。)を必須とする単量体成分を重合してなるポリマー(a)を含むことも好ましい。
一般式(ED)中、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1〜25の炭化水素基を表す。
一般式(ED2)

一般式(ED2)中、Rは、水素原子または炭素数1〜30の有機基を表す。一般式(ED2)の具体例としては、特開2010−168539号公報の記載を参酌できる。
これにより、本発明の組成物は、耐熱性とともに透明性にも極めて優れた硬化塗膜を形成しうる。上記エーテルダイマーを示す上記一般式(ED)中、R1およびR2で表される置換基を有していてもよい炭素数1〜25の炭化水素基としては、特に制限はないが、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、tert−アミル、ステアリル、ラウリル、2−エチルヘキシル等の直鎖状または分岐状のアルキル基;フェニル等のアリール基;シクロヘキシル、tert−ブチルシクロヘキシル、ジシクロペンタジエニル、トリシクロデカニル、イソボルニル、アダマンチル、2−メチル−2−アダマンチル等の脂環式基;1−メトキシエチル、1−エトキシエチル等のアルコキシで置換されたアルキル基;ベンジル等のアリール基で置換されたアルキル基;等が挙げられる。これらの中でも特に、メチル、エチル、シクロヘキシル、ベンジル等のような酸や熱で脱離しにくい1級または2級炭素の置換基が耐熱性の点で好ましい。
上記エーテルダイマーの具体例としては、例えば、ジメチル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジエチル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(n−プロピル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(イソプロピル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(n−ブチル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(イソブチル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(tert−ブチル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(tert−アミル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(ステアリル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(ラウリル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(2−エチルヘキシル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(1−メトキシエチル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(1−エトキシエチル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジベンジル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジフェニル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジシクロヘキシル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(tert−ブチルシクロヘキシル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(ジシクロペンタジエニル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(トリシクロデカニル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(イソボルニル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジアダマンチル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジ(2−メチル−2−アダマンチル)−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート等が挙げられる。これらの中でも特に、ジメチル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジエチル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジシクロヘキシル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエート、ジベンジル−2,2'−[オキシビス(メチレン)]ビス−2−プロペノエートが好ましい。これらエーテルダイマーは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。上記一般式(ED)で示される化合物由来の構造体は、その他の単量体を共重合させてもよい。
また、本発明における組成物の架橋効率を向上させるために、重合性基を有したアルカリ可溶性樹脂を使用してもよい。重合性基を有することにより、耐熱性や耐光性がより向上する傾向にある。重合性基を有したアルカリ可溶性樹脂としては、アリル基、(メタ)アクリル基、アリルオキシアルキル基等を側鎖に含有したアルカリ可溶性樹脂等が有用である。上述の重合性基を含有するポリマーの例としては、ダイヤナ−ルNRシリーズ(三菱レイヨン製)、Photomer6173(COOH含有 polyurethane acrylic oligomer. Diamond Shamrock Co.Ltd.,製)、ビスコートR−264、KSレジスト106(いずれも大阪有機化学工業製)、サイクロマーPシリーズ、プラクセル CF200シリーズ(いずれもダイセル化学工業製)、Ebecryl3800(ダイセルユーシービー製)などが挙げられる。これら重合性基を含有するアルカリ可溶性樹脂としては、予めイソシアネート基とOH基を反応させ、未反応のイソシアネート基を1つ残し、かつ(メタ)アクリロイル基を含む化合物とカルボキシル基を含むアクリル系樹脂との反応によって得られるウレタン変性した重合性二重結合含有アクリル系樹脂、カルボキシル基を含むアクリル系樹脂と分子内にエポキシ基および重合性二重結合を共に有する化合物との反応によって得られる不飽和基含有アクリル系樹脂、酸ペンダント型エポキシアクリレート系樹脂、OH基を含むアクリル系樹脂と重合性二重結合を有する2塩基酸無水物を反応させた重合性二重結合含有アクリル系樹脂、OH基を含むアクリル系樹脂とイソシアネートと重合性基を有する化合物を反応させた樹脂、特開2002−229207号公報および特開2003−335814号公報に記載されるα位またはβ位にハロゲン原子或いはスルホネート基などの脱離基を有するエステル基を側鎖に有する樹脂を、塩基性処理することで得られる樹脂などが好ましい。
また、アルカリ可溶性樹脂は、下記式(X)で示されるエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を含んでいてもよい。
一般式(X)

(式(X)において、R1は、水素原子またはメチル基を表し、R2は炭素数2〜10のアルキレン基を表し、R3は、水素原子またはベンゼン環を含んでもよい炭素数1〜20のアルキル基を表す。nは1〜15の整数を表す。)
上記式(X)において、R2のアルキレン基の炭素数は、2〜3であることが好ましい。また、R3のアルキル基の炭素数は1〜20であるが、より好ましくは1〜10であり、R3のアルキル基はベンゼン環を含んでもよい。R3で表されるベンゼン環を含むアルキル基としては、ベンジル基、2−フェニル(イソ)プロピル基等を挙げることができる。
アルカリ可溶性樹脂としては、特に、(メタ)アクリル酸ベンジル/(メタ)アクリル酸共重合体や(メタ)アクリル酸ベンジル/(メタ)アクリル酸/他のモノマーからなる多元共重合体が好適である。この他、2−ヒドロキシエチルメタクリレートを共重合した(メタ)アクリル酸ベンジル/(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル共重合体、特開平7−140654号公報に記載の2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体などが挙げられ、特に好ましくはメタクリル酸ベンジル/メタクリル酸の共重合体等が挙げられる。
アルカリ可溶性樹脂としては、特開2012−208494号公報段落0558〜0571(対応する米国特許出願公開第2012/0235099号明細書の[0685]〜[0700])以降の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
さらに、特開2012−32767号公報に記載の段落番号0029〜0063に記載の共重合体(B)および実施例で用いられているアルカリ可溶性樹脂、特開2012−208474号公報の段落番号0088〜0098に記載のバインダー樹脂および実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2012−137531号公報の段落番号0022〜0032に記載のバインダー樹脂および実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2013−024934号公報の段落番号0132〜0143に記載のバインダー樹脂および実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2011−242752号公報の段落番号0092〜0098および実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2012−032770号公報の段落番号0030〜0072に記載のバインダー樹脂を用いること好ましい。これらの内容は本明細書に組み込まれる。より具体的には、下記の樹脂が好ましい。
アルカリ可溶性樹脂の酸価としては好ましくは30mgKOH/g〜200mgKOH/g、より好ましくは50mgKOH/g〜150mgKOH/g、70mgKOH/g〜120mgKOH/gであることが特に好ましい。
また、アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量(Mw)としては、2,000〜50,000が好ましく、5,000〜30,000がさらに好ましく、7,000〜20,000が特に好ましい。
組成物中にアルカリ可溶性樹脂を含有する場合、アルカリ可溶性樹脂の含有量としては、組成物の全固形分に対して、0.1質量%〜15質量%が好ましく、より好ましくは、0.1質量%〜12質量%であり、特に好ましくは、1質量%〜10質量%である。
本発明の組成物は、アルカリ可溶性樹脂を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<溶剤>
本発明の組成物は、溶剤を含有してもよい。
溶剤は、各成分の溶解性や組成物の塗布性を満足すれば基本的には特に制限はないが、特に紫外線吸収剤、アルカリ可溶性樹脂や分散剤等の溶解性、塗布性、安全性を考慮して選ばれることが好ましい。また、本発明における組成物を調製する際には、少なくとも2種類の溶剤を含むことが好ましい。
溶剤としては、エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸アルキル(例:オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチル等(例えば、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等))、2−オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル))、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチルおよび2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル(例えば、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等、並びに、エーテル類として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等、並びに、ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等、並びに、芳香族炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン等が好適に挙げられる。
これらの溶剤は、紫外線吸収剤およびアルカリ可溶性樹脂の溶解性、塗布面状の改良などの観点から、2種以上を混合することも好ましい。この場合、特に好ましくは、上記の3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、およ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。
溶剤の組成物中における含有量は、塗布性の観点から、組成物の全固形分濃度が5質量%〜80質量%になる量が好ましく、5質量%〜60質量%になる量がより好ましく、10質量%〜60質量%になる量がさらに好ましい。
本発明の組成物は、溶剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<多官能チオール化合物>
本発明の組成物は、重合性化合物の反応を促進させることなどを目的として、分子内に2個以上のメルカプト基を有する多官能チオール化合物を含んでいてもよい。多官能チオール化合物は、2級のアルカンチオール類であることが好ましく、特に下記一般式(T1)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
一般式(T1)

(式(T1)中、nは2〜4の整数を表し、Lは2〜4価の連結基を表す。)
上記一般式(T1)において、連結基Lは炭素数2〜12の脂肪族基であることが好ましく、nが2であり、Lが炭素数2〜12のアルキレン基であることが特に好ましい。多官能チオール化合物の具体例としては、下記の構造式(T2)〜(T4)で表される化合物が挙げられ、式(T2)で表される化合物が特に好ましい。これらの多官能チオールは1種または複数組み合わせて使用することが可能である。
本発明の組成物が多官能チオール化合物を含有する場合、溶剤を除いた全固形分に対して0.3〜8.9質量%が好ましく、0.8〜6.4質量%がより好ましい。
<界面活性剤>
本発明の組成物には、塗布性をより向上させる観点から、各種の界面活性剤を添加してもよい。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。
特に、本発明の組成物は、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。
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、組成物中における溶解性も良好である。
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(以上、DIC製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171(以上、住友スリーエム製)、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、旭硝子製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(OMNOVA製)等が挙げられる。フッ素系界面活性剤としてブロックポリマーを用いることもでき、具体例としては、例えば特開2011−89090号公報に記載された化合物が挙げられる。
フッ素系界面活性剤は、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、アルキレンオキシ基(好ましくはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基)を2以上(好ましくは5以上)有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、を含む含フッ素高分子化合物も好ましく用いることができ、下記化合物も本発明で用いられるフッ素系界面活性剤として例示される。

上記の化合物の重量平均分子量は、好ましくは3,000〜50,000であり、例えば、14,000である。また、エチレン性不飽和基を側鎖に有する含フッ素重合体をフッ素系界面活性剤として用いることもできる。具体例としては、特開2010−164965号公報0050〜0090段落および0289〜0295段落に記載された化合物、例えばDIC社製のメガファックRS−101、RS−102、RS−718K等が挙げられる。
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およ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)等が挙げられる。また、和光純薬工業社製の、NCW−101、NCW−1001、NCW−1002を使用することもできる。
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、森下産業製)、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社化学製)、W001(裕商製)等が挙げられる。
アニオン系界面活性剤として具体的には、W004、W005、W017(裕商製)等が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、東レ・ダウコーニング製「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・マテリアルズ製「TSF−4440」、「TSF−4300」、「TSF−4445」、「TSF−4460」、「TSF−4452」、信越シリコーン製「KP341」、「KF6001」、「KF6002」、ビックケミー製「BYK307」、「BYK323」、「BYK330」等が挙げられる。
本発明の組成物に界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の添加量は、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。
本発明の組成物は、界面活性剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<他の成分>
本発明の組成物は、上述の各成分に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに、顔料分散剤、架橋剤、重合禁止剤、有機カルボン酸、有機カルボン酸無水物などの他の成分を含んでいてもよい。
<<顔料分散剤>>
本発明の組成物が顔料を有する場合は、顔料分散剤を、所望により併用することができる。
本発明に用いうる顔料分散剤としては、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〕、および、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等の界面活性剤、および、顔料誘導体等を挙げることができる。
高分子分散剤は、その構造からさらに直鎖状高分子、末端変性型高分子、グラフト型高分子、ブロック型高分子に分類することができる。
分散剤の詳細としては、特開2014−130344号公報の段落0098〜0102の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
これらの顔料分散剤は、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。本発明においては、特に、顔料誘導体と高分子分散剤とを組み合わせて使用することが好ましい。また、顔料分散剤は、上記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、ブロック型高分子と伴に、アルカリ可溶性樹脂と併用して用いても良い。アルカリ可溶性樹脂としては、(メタ)アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等、並びに側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体、が挙げられるが、特に(メタ)アクリル酸共重合体が好ましい。また、特開平10−300922号公報に記載のN位置換マレイミドモノマー共重合体、特開2004−300204号公報に記載のエーテルダイマー共重合体、特開平7−319161号公報に記載の重合性基を含有するアルカリ可溶性樹脂も好ましい。具体的には、アルカリ可溶性樹脂:メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル共重合体が例示される。
組成物において、顔料分散剤を含有する場合、顔料分散剤の総含有量としては、顔料100質量部に対して、1質量部〜80質量部であることが好ましく、5質量部〜70質量部がより好ましく、10質量部〜60質量部であることがさらに好ましい。特定分散樹脂は、組成物に含有される分散剤成分のうち、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。
本発明の組成物は、顔料分散剤を、それぞれ、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
具体的には、高分子分散剤を用いる場合であれば、その使用量としては、顔料100質量部に対して、質量換算で5質量部〜100質量部の範囲が好ましく、10質量部〜80質量部の範囲であることがより好ましい。
また、顔料誘導体を併用する場合、顔料誘導体の使用量としては、顔料100質量部に対し、質量換算で1質量部〜30質量部の範囲にあることが好ましく、3質量部〜20質量部の範囲にあることがより好ましく、5質量部〜15質量部の範囲にあることが特に好ましい。
組成物において、硬化感度、色濃度の観点から、着色剤および分散剤成分の含有量の総和が、組成物を構成する全固形分に対して50質量%以上90質量%以下であることが好ましく、55質量%以上85質量%以下であることがより好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがさらに好ましい。
<<架橋剤>>
本発明の組成物に補足的に架橋剤を用い、組成物を硬化させてなる硬化膜の硬度をより高めることもできる。
架橋剤としては、架橋反応により膜硬化を行なえるものであれば、特に限定はなく、例えば、(a)エポキシ樹脂、(b)メチロール基、アルコキシメチル基、およびアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換された、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物またはウレア化合物、(c)メチロール基、アルコキシメチル基、およびアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換された、フェノール化合物、ナフトール化合物またはヒドロキシアントラセン化合物、が挙げられる。中でも、多官能エポキシ樹脂が好ましい。
架橋剤の具体例などの詳細については、特開2004−295116号公報の段落0134〜0147の記載を参照することができる。
本発明の組成物中に架橋剤を含有する場合、架橋剤の配合量は、特に定めるものではないが、組成物の全固形分の2〜30質量%が好ましく、3〜20質量%がより好ましい。
本発明の組成物は、架橋剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<重合禁止剤>>
本発明の組成物においては、上記組成物の製造中または保存中において、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添加することが望ましい。
本発明に用いうる重合禁止剤としては、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、tert−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−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−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。
本発明の組成物中に重合禁止剤を含有する場合、重合禁止剤の添加量は、全組成物の質量に対して、約0.01質量%〜約5質量%が好ましい。
本発明の組成物は、重合禁止剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<有機カルボン酸、有機カルボン酸無水物>>
本発明の組成物は、分子量1000以下の有機カルボン酸、および/または有機カルボン酸無水物を含有していてもよい。
有機カルボン酸化合物としては、具体的には、脂肪族カルボン酸または芳香族カルボン酸が挙げられる。脂肪族カルボン酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、グリコール酸、アクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセンジカルボン酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル酸等のジカルボン酸、トリカルバリル酸、アコニット酸等のトリカルボン酸等が挙げられる。また、芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、フタル酸等のフェニル基に直接カルボキシル基が結合したカルボン酸、およびフェニル基から炭素結合を介してカルボキシル基が結合したカルボン酸類が挙げられる。これらの中では、特に分子量600以下、とりわけ分子量50〜500のもの、具体的には、例えば、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、イタコン酸が好ましい。
有機カルボン酸無水物としては、例えば、脂肪族カルボン酸無水物、芳香族カルボン酸無水物が挙げられ、具体的には、例えば、無水酢酸、無水トリクロロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、無水グルタル酸、無水1,2−シクロヘキセンジカルボン酸、無水n−オクタデシルコハク酸、無水5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸等の脂肪族カルボン酸無水物が挙げられる。芳香族カルボン酸無水物としては、例えば、無水フタル酸、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、無水ナフタル酸等が挙げられる。これらの中では、特に分子量600以下、とりわけ分子量50〜500のもの、具体的には、例えば、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸が好ましい。
本発明の組成物に有機カルボン酸、有機カルボン酸無水物を含有する場合、有機カルボン酸および/または有機カルボン酸無水物の添加量は、通常、全固形分中0.01〜10重量%、好ましくは0.03〜5重量%、より好ましくは0.05〜3重量%の範囲である。
本発明の組成物は、有機カルボン酸および/または有機カルボン酸無水物を、それぞれ、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
これら分子量1000以下の有機カルボン酸、および/または有機カルボン酸無水物を添加することによって、高いパターン密着性を保ちながら、組成物の未溶解物の残存をより一層低減することが可能である。
上記のほか、組成物には、必要に応じて、各種添加物、例えば、充填剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することができる。これらの添加物としては、特開2004−295116号公報の段落0155〜0156に記載のものを挙げることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
本発明の組成物においては、特開2004−295116号公報の段落0078に記載の増感剤や光安定剤、同公報の段落0081に記載の熱重合防止剤を含有することができる。
本発明の組成物は、上記成分を、それぞれ、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<組成物の調製方法>
本発明の組成物は、前述の成分を混合することで調製される。
なお、組成物の調製に際しては、組成物を構成する各成分を一括配合してもよいし、各成分を溶剤に溶解・分散した後に逐次配合してもよい。また、配合する際の投入順序や作業条件は特に制約を受けない。例えば、全成分を同時に溶剤に溶解・分散して組成物を調製してもよいし、必要に応じては、各成分を適宜2つ以上の溶液・分散液としておいて、使用時(塗布時)にこれらを混合して組成物として調製してもよい。
上記のようにして調製された組成物は、フィルタなどを用いて濾別した後、使用に供することができる。
本発明の組成物は、異物の除去や欠陥の低減などの目的で、フィルタで濾過することが好ましい。従来からろ過用途等に用いられているものであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂、ナイロン(例えばナイロン−6、ナイロン−6,6)等のポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂(高密度、超高分子量を含む)等によるフィルタが挙げられる。これら素材の中でもポリプロピレン(高密度ポリプロピレンを含む)およびナイロンが好ましい。
フィルタの孔径は、0.01〜7.0μm程度が適しており、好ましくは0.01〜2.5μm程度、さらに好ましくは0.01〜2.0μm程度である。この範囲とすることにより、後工程において均一及び平滑な組成物の調製を阻害する、微細な異物を確実に除去することが可能となる。また、ファイバ状のろ材を用いることも好ましく、ろ材としては例えばポリプロピレンファイバ、ナイロンファイバ、グラスファイバ等が挙げられ、具体的にはロキテクノ社製のSBPタイプシリーズ(SBP008など)、TPRタイプシリーズ(TPR002、TPR005など)、SHPXタイプシリーズ(SHPX003など)のフィルタカートリッジを用いることができる。
フィルタを使用する際、異なるフィルタを組み合わせてもよい。その際、第1のフィルタでのフィルタリングは、1回のみでもよいし、2回以上行ってもよい。
また、上述した範囲内で異なる孔径の第1のフィルタを組み合わせてもよい。ここでの孔径は、フィルタメーカーの公称値を参照することができる。市販のフィルタとしては、例えば、日本ポール、アドバンテック東洋、日本インテグリス(旧日本マイクロリス)又はキッツマイクロフィルタ等が提供する各種フィルタの中から選択することができる。
第2のフィルタは、上述した第1のフィルタと同様の材料等で形成されたものを使用することができる。
例えば、第1のフィルタでのフィルタリングは、分散液のみで行い、他の成分を混合した後で、第2のフィルタリングを行ってもよい。
本発明の組成物は、カラーフィルタ用の組成物として好ましく用いられる。すなわち、カラーフィルタの着色層形成用として好ましく用いられる。より具体的には、本発明の組成物は、耐熱性および色特性に優れた硬化膜を形成することができるため、カラーフィルタの着色パターン(着色層)を形成するために好適に用いられる。また、本発明の組成物は、固体撮像素子(例えば、CCD、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等)や、液晶表示装置(LCD)などの画像表示装置に用いられるカラーフィルタなどの着色パターン形成用として好適に用いることができる。さらに、印刷インキ、インクジェットインキおよび塗料などの作製用途としても好適に用いることができる。なかでも、CCDおよびCMOS等の固体撮像素子用のカラーフィルタの作製用途として好適に用いることができる。
<硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタおよびカラーフィルタの製造方法>
次に、本発明における硬化膜、パターン形成方法およびカラーフィルタについて、その製造方法を通じて詳述する。
本発明の硬化膜は、本発明の組成物を硬化してなる。かかる硬化膜はカラーフィルタに好ましく用いられる。
本発明のパターン形成方法は、本発明の組成物を支持体上に適用して組成物層を形成する工程と、組成物層をパターン状に露光する工程と、組成物層の未露光部を現像除去して着色パターンを形成する工程とを含むパターン形成方法を含む。本発明のパターン形成方法は、カラーフィルタが有する着色パターン(画素)の形成に好適に適用することができる。
本発明のカラーフィルタの製造方法は、本発明のパターン形成方法を含む。
本発明の組成物は、いわゆるフォトリソグラフィ法でパターン形成によって、カラーフィルタを製造してもよいし、ドライエッチング法によってパターンを形成してもよい。
すなわち、本発明のカラーフィルタの第一の製造方法として、組成物を支持体上に適用して組成物層を形成する工程と、上記組成物層をパターン状に露光する工程と、組成物層の未露光部を現像除去して着色パターンを形成する工程とを含むカラーフィルタの製造方法が例示される。
また、本発明のカラーフィルタの第二の製造方法として、本発明の組成物を支持体上に適用して組成物層を形成し、硬化して着色層を形成する工程、着色層上にフォトレジスト層を形成する工程、フォトレジスト層を露光および現像することによりフォトレジスト層をパターニングしてレジストパターンを得る工程、およびレジストパターンをエッチングマスクとして着色層をドライエッチングする工程を含む方法が例示される。
本発明では、フォトリソグラフィ法で製造することがより好ましい。
以下これらの詳細を述べる。
以下、本発明のパターン形成方法における各工程については、固体撮像素子用カラーフィルタの製造方法を通じて詳細に説明するが、本発明はこの方法に限定されるものではない。以下、固体撮像素子用カラーフィルタを単に「カラーフィルタ」ということがある。
<<組成物層を形成する工程>>
組成物層を形成する工程では、支持体上に、本発明の組成物を適用して組成物層を形成する。
本工程に用いうる支持体としては、例えば、基板(例えば、シリコン基板)上にCCD(Charge Coupled Device)やCMOS等の撮像素子(受光素子)が設けられた固体撮像素子用基板を用いることができる。
本発明における着色パターンは、固体撮像素子用基板の撮像素子形成面側(おもて面)に形成されてもよいし、撮像素子非形成面側(裏面)に形成されてもよい。
固体撮像素子における着色パターンの間や、固体撮像素子用基板の裏面には、遮光膜が設けられていてもよい。
また、支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止或いは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。下塗り層には、溶剤、アルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、重合禁止剤、界面活性剤、光重合開始剤等を配合でき、これらの各成分は、上述の本発明の組成物に配合する成分から適宜選択されることが好ましい。
支持体上への本発明の組成物の付与方法としては、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。
支持体上に塗布された組成物層の乾燥(プリベーク)は、ホットプレート、オーブン等で50℃〜140℃の温度で10秒〜300秒で行うことができる。
<<フォトリソグラフィ法でパターン形成する工程>>
<<<露光する工程>>>
露光工程では、組成物層形成工程において形成された組成物層を、パターン状に露光する。例えば、支持体上に形成した組成物層に対し、ステッパー等の露光装置を用いて、所定のマスクパターンを有するマスクを介して露光することで、パターン露光することができる。これにより、露光部分を硬化することができる。
露光に際して用いることができる放射線(光)としては、g線、i線等の紫外線が好ましく(特に好ましくはi線)用いられる。照射量(露光量)は、例えば、0.03〜2.5J/cmが好ましく、0.05〜1.0J/cmがより好ましく、0.08〜0.5J/cmが最も好ましい。
露光時における酸素濃度については適宜選択することができ、大気下で行う他に、例えば酸素濃度が19体積%以下の低酸素雰囲気下(例えば、15体積%、5体積%、実質的に無酸素)で露光してもよく、酸素濃度が21体積%を超える高酸素雰囲気下(例えば、22体積%、30体積%、50体積%)で露光してもよい。また、露光照度は適宜設定することが可能であり、通常1000W/m〜100000W/m(例えば、5000W/m、15000W/m、35000W/m)の範囲から選択することができる。酸素濃度と露光照度は適宜条件を組み合わせてよく、例えば、酸素濃度10体積%で照度10000W/m、酸素濃度35体積%で照度20000W/mなどとすることができる。
硬化膜(着色膜)の膜厚は1.0μm以下であることが好ましく、0.1μm〜0.9μmであることがより好ましく、0.2μm〜0.8μmであることがさらに好ましい。
膜厚を、1.0μm以下とすることにより、高解像性、高密着性を得られるため、好ましい。
また、本工程においては、0.7μm以下の薄い膜厚を有する硬化膜も好適に形成することができ、得られた硬化膜を、後述するパターン形成工程にて現像処理することで、薄膜でありながらも、現像性、表面荒れ抑制、およびパターン形状に優れた着色パターンを得ることができる。
<<<現像工程>>>
次いでアルカリ現像処理を行うことにより、露光工程における光未照射部分の組成物層がアルカリ性水溶液に溶出し、光硬化した部分だけが残る。
現像液としては、下地の撮像素子や回路などにダメージを起さない、有機アルカリ現像液が望ましい。現像温度としては通常20℃〜30℃であり、現像時間は、従来20秒〜90秒であった。より残渣を除去するため、近年では120秒〜180秒実施する場合もある。さらには、より残渣除去性を向上するため、現像液を60秒ごとに振り切り、さらに新たに現像液を供給する工程を数回繰り返す場合もある。
現像液に用いるアルカリ剤としては、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、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメ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−ウンデセンなどの有機アルカリ性化合物が挙げられ、これらのアルカリ剤を濃度が0.001質量%〜10質量%、好ましくは0.01質量%〜1質量%となるように純水で希釈したアルカリ性水溶液が現像液として好ましく使用される。
また、現像液には無機アルカリを用いてもよく、無機アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウムなどが好ましい。
また、現像液には、界面活性剤を用いてもよい。界面活性剤の例としては、前述した組成物で説明した界面活性剤が挙げられ、ノニオン系界面活性剤が好ましい。現像液が界面活性剤を含有する場合、現像液の全質量に対して、0.001〜2.0質量%が好ましく、より好ましくは0.01〜1.0質量%である。
なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合には、一般に現像後純水で洗浄(リンス)することが好ましい。
次いで、乾燥を施した後に加熱処理(ポストベーク)を行うことが好ましい。多色の着色パターンを形成するのであれば、色ごとに上記工程を順次繰り返して硬化皮膜を製造することができる。これによりカラーフィルタが得られる。
ポストベークは、硬化を完全なものとするための現像後の加熱処理であり、通常100℃〜240℃、好ましくは200℃〜240℃の熱硬化処理を行う。
このポストベーク処理は、現像後の塗布膜を、上記条件になるようにホットプレートやコンベクションオーブン(熱風循環式乾燥機)、高周波加熱機等の加熱手段を用いて、連続式あるいはバッチ式で行うことができる。
<<ドライエッチング法でパターン形成する場合>>
ドライエッチングは、着色層を、パターニングされたフォトレジスト層をマスクとしてエッチングガスを用いて行うことができる。具体的には、着色層上にポジ型またはネガ型の感放射線性組成物を塗布し、これを乾燥させることによりフォトレジスト層を形成する。フォトレジスト層の形成においては、さらにプリベーク処理を施すことが好ましい。特に、フォトレジスト層の形成プロセスとしては、露光後の加熱処理(PEB)、現像後の加熱処理(ポストベーク処理)を実施する形態が望ましい。
フォトレジストとしては、例えば、ポジ型の感放射線性組成物が用いられる。このポジ型の感放射線性組成物としては、紫外線(g線、h線、i線)、エキシマー・レーザ等を含む遠紫外線、電子線、イオンビームおよびX線等の放射線に感応するポジ型フォトレジスト用に好適なポジ型レジスト組成物が使用できる。放射線のうち、g線、h線、i線が好ましく、中でもi線が好ましい。
具体的には、ポジ型の感放射線性組成物として、キノンジアジド化合物およびアルカリ可溶性樹脂を含有する組成物が好ましい。キノンジアジド化合物およびアルカリ可溶性樹脂を含有するポジ型の感放射線性組成物は、500nm以下の波長の光照射によりキノンジアジド基が分解してカルボキシル基を生じ、結果としてアルカリ不溶状態からアルカリ可溶性になることを利用するものである。このポジ型フォトレジストは解像力が著しく優れているので、IC(integrated circuit)やLSI(Large Scale Iintegration)等の集積回路の作製に用いられている。キノンジアジド化合物としては、ナフトキノンジアジド化合物が挙げられる。市販品としては例えば「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製)などが挙げられる。
フォトレジスト層の厚みとしては、0.1〜3μmが好ましく、0.2〜2.5μmが好ましく、0.3〜2μmがさらに好ましい。なお、フォトレジスト層の塗布は、既述の着色層における塗布方法を用いて好適に行なえる。
次いで、フォトレジスト層を露光、現像することにより、レジスト貫通孔群が設けられたレジストパターン(パターニングされたフォトレジスト層)を形成する。レジストパターンの形成は、特に制限なく、従来公知のフォトリソグラフィの技術を適宜最適化して行なうことができる。露光、現像によりフォトレジスト層に、レジスト貫通孔群が設けられることによって、次のエッチングで用いられるエッチングマスクとしてのレジストパターンが、着色層上に設けられる。
フォトレジスト層の露光は、所定のマスクパターンを介して、ポジ型またはネガ型の感放射線性組成物に、g線、h線、i線等、好ましくはi線で露光を施すことにより行なうことができる。露光後は、現像液で現像処理することにより、着色パターンを形成しようとする領域に合わせてフォトレジストが除去される。
上記現像液としては、着色剤を含む着色層には影響を与えず、ポジレジストの露光部およびネガレジストの未硬化部を溶解するものであればいずれも使用可能であり、例えば、種々の溶剤の組み合わせやアルカリ性の水溶液を用いることができる。アルカリ性の水溶液としては、アルカリ性化合物を濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%となるように溶解して調製されたアルカリ性水溶液が好適である。アルカリ性化合物は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン等が挙げられる。尚、アルカリ性水溶液を現像液として用いた場合は、一般に現像後に水で洗浄処理が施される。
次に、レジストパターンをエッチングマスクとして、着色層に貫通孔群が形成されるようにドライエッチングによりパターニングする。これにより、着色パターンが形成される。貫通孔群は、着色層に、市松状に設けられている。よって、着色層に貫通孔群が設けられてなる第1着色パターンは、複数の四角形状の第1着色画素を市松状に有している。
具体的には、ドライエッチングは、レジストパターンをエッチングマスクとして、着色層をドライエッチングする。ドライエッチングの代表的な例としては、特開昭59−126506号、特開昭59−46628号、同58−9108号、同58−2809号、同57−148706号、同61−41102号などの各公報に記載の方法がある。
ドライエッチングとしては、パターン断面をより矩形に近く形成する観点や支持体へのダメージをより低減する観点から、以下の形態で行なうのが好ましい。
フッ素系ガスと酸素ガス(O2)との混合ガスを用い、支持体が露出しない領域(深さ)までエッチングを行なう第1段階のエッチングと、この第1段階のエッチングの後に、窒素ガス(N2)と酸素ガス(O2)との混合ガスを用い、好ましくは支持体が露出する領域(深さ)付近までエッチングを行なう第2段階のエッチングと、支持体が露出した後に行なうオーバーエッチングとを含む形態が好ましい。以下、ドライエッチングの具体的手法、並びに第1段階のエッチング、第2段階のエッチング、およびオーバーエッチングについて説明する。
ドライエッチングは、下記手法により事前にエッチング条件を求めて行なう。
(1)第1段階のエッチングにおけるエッチングレート(nm/min)と、第2段階のエッチングにおけるエッチングレート(nm/min)とをそれぞれ算出する。(2)第1段階のエッチングで所望の厚さをエッチングする時間と、第2段階のエッチングで所望の厚さをエッチングする時間とをそれぞれ算出する。(3)上記(2)で算出したエッチング時間に従って第1段階のエッチングを実施する。(4)上記(2)で算出したエッチング時間に従って第2段階のエッチングを実施する。あるいはエンドポイント検出でエッチング時間を決定し、決定したエッチング時間に従って第2段階のエッチングを実施してもよい。(5)上記(3)、(4)の合計時間に対してオーバーエッチング時間を算出し、オーバーエッチングを実施する。
上記第1段階のエッチング工程で用いる混合ガスとしては、被エッチング膜である有機材料を矩形に加工する観点から、フッ素系ガスおよび酸素ガス(O)を含むことが好ましい。また、第1段階のエッチング工程は、支持体が露出しない領域までエッチングする形態にすることで、支持体のダメージを回避することができる。また、上記第2段階のエッチング工程および上記オーバーエッチング工程は、第1段階のエッチング工程でフッ素系ガスおよび酸素ガスの混合ガスにより支持体が露出しない領域までエッチングを実施した後、支持体のダメージ回避の観点から、窒素ガスおよび酸素ガスの混合ガスを用いてエッチング処理を行なうのが好ましい。
第1段階のエッチング工程でのエッチング量と、第2段階のエッチング工程でのエッチング量との比率は、第1段階のエッチング工程でのエッチング処理による矩形性を損なわないように決定することが重要である。なお、全エッチング量(第1段階のエッチング工程でのエッチング量と第2段階のエッチング工程でのエッチング量との総和)中における後者の比率は、0%より大きく50%以下である範囲が好ましく、10〜20%がより好ましい。エッチング量とは、被エッチング膜の残存する膜厚とエッチング前の膜厚との差から算出される量のことをいう。
また、エッチングは、オーバーエッチング処理を含むことが好ましい。オーバーエッチング処理は、オーバーエッチング比率を設定して行なうことが好ましい。また、オーバーエッチング比率は、初めに行なうエッチング処理時間より算出することが好ましい。オーバーエッチング比率は任意に設定できるが、フォトレジストのエッチング耐性と被エッチングパターンの矩形性維持の点で、エッチング工程におけるエッチング処理時間の30%以下であることが好ましく、5〜25%であることがより好ましく、10〜15%であることが特に好ましい。
次いで、エッチング後に残存するレジストパターン(すなわちエッチングマスク)を除去する。レジストパターンの除去は、レジストパターン上に剥離液または溶剤を付与して、レジストパターンを除去可能な状態にする工程と、レジストパターンを洗浄水を用いて除去する工程とを含むことが好ましい。
レジストパターン上に剥離液または溶剤を付与し、レジストパターンを除去可能な状態にする工程としては、例えば、剥離液または溶剤を少なくともレジストパターン上に付与し、所定の時間停滞させてパドル現像する工程を挙げることができる。剥離液または溶剤を停滞させる時間としては、特に制限はないが、数十秒から数分であることが好ましい。
また、レジストパターンを洗浄水を用いて除去する工程としては、例えば、スプレー式またはシャワー式の噴射ノズルからレジストパターンに洗浄水を噴射して、レジストパターンを除去する工程を挙げることができる。洗浄水としては、純水を好ましく用いることができる。また、噴射ノズルとしては、その噴射範囲内に支持体全体が包含される噴射ノズルや、可動式の噴射ノズルであってその可動範囲が支持体全体を包含する噴射ノズルを挙げることができる。噴射ノズルが可動式の場合、レジストパターンを除去する工程中に支持体中心部から支持体端部までを2回以上移動して洗浄水を噴射することで、より効果的にレジストパターンを除去することができる。
剥離液は、一般には溶剤を含有するが、無機溶剤をさらに含有してもよい。溶剤としては、例えば、1)炭化水素系化合物、2)ハロゲン化炭化水素系化合物、3)アルコール系化合物、4)エーテルまたはアセタール系化合物、5)ケトンまたはアルデヒド系化合物、6)エステル系化合物、7)多価アルコール系化合物、8)カルボン酸またはその酸無水物系化合物、9)フェノール系化合物、10)含窒素化合物、11)含硫黄化合物、12)含フッ素化合物が挙げられる。剥離液としては、含窒素化合物を含有することが好ましく、非環状含窒素化合物と環状含窒素化合物とを含むことがより好ましい。
非環状含窒素化合物としては、水酸基を有する非環状含窒素化合物であることが好ましい。具体的には、例えば、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられ、好ましくはモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンであり、より好ましくはモノエタノールアミン(HNCHCHOH)である。また、環状含窒素化合物としては、イソキノリン、イミダゾール、N−エチルモルホリン、ε−カプロラクタム、キノリン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、2−ピペコリン、3−ピペコリン、4−ピペコリン、ピペラジン、ピペリジン、ピラジン、ピリジン、ピロリジン、N−メチル−2−ピロリドン、N−フェニルモルホリン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジンなどが挙げられ、好ましくは、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチルモルホリンであり、より好ましくはN−メチル−2−ピロリドン(NMP)である。
剥離液は、非環状含窒素化合物と環状含窒素化合物とを含むことが好ましいが、中でも、非環状含窒素化合物として、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、およびトリエタノールアミンから選ばれる少なくとも1種と、環状含窒素化合物として、N−メチル−2−ピロリドンおよびN−エチルモルホリンから選ばれる少なくとも1種とを含むことがより好ましく、モノエタノールアミンとN−メチル−2−ピロリドンとを含むことがさらに好ましい。
剥離液で除去するときには、第1着色パターン12の上に形成されたレジストパターン52が除去されていればよく、第1着色パターン12の側壁にエッチング生成物であるデポ物が付着している場合でも、上記デポ物が完全に除去されていなくてもよい。デポ物とは、エッチング生成物が着色層の側壁に付着し堆積したものをいう。
剥離液としては、非環状含窒素化合物の含有量が、剥離液100質量部に対して9質量部以上11質量部以下であって、環状含窒素化合物の含有量が、剥離液100質量部に対して65質量部以上70質量部以下であるものが望ましい。また、剥離液は、非環状含窒素化合物と環状含窒素化合物との混合物を純水で希釈したものが好ましい。
なお、本発明の製造方法は、必要に応じ、上記以外の工程として、固体撮像素子用カラーフィルタの製造方法として公知の工程を有していてもよい。例えば、上述した、組成物層形成工程、露光工程およびパターン形成工程を行った後に、必要により、形成された着色パターンを加熱および/または露光により硬化する硬化工程を含んでいてもよい。
また、本発明に係る組成物を用いる場合、例えば、塗布装置吐出部のノズルや配管部の目詰まりや塗布機内への組成物や顔料の付着・沈降・乾燥による汚染等が生じる場合がある。そこで、本発明の組成物によってもたらされた汚染を効率よく洗浄するためには、前掲の本組成物に関する溶剤を洗浄液として用いることが好ましい。また、特開平7−128867号公報、特開平7−146562号公報、特開平8−278637号公報、特開2000−273370号公報、特開2006−85140号公報、特開2006−291191号公報、特開2007−2101号公報、特開2007−2102号公報、特開2007−281523号公報などに記載の洗浄液も本発明に係る組成物の洗浄除去として好適に用いることができる。
上記のうち、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートおよびアルキレングリコールモノアルキルエーテルが好ましい。
これら溶剤は、単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を混合する場合、水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤とを混合することが好ましい。水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤との質量比は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、さらに好ましくは20/80〜80/20である。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)とプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)の混合溶剤で、その比率が60/40であることが特に好ましい。なお、汚染物に対する洗浄液の浸透性を向上させるために、洗浄液には前掲の本組成物に関する界面活性剤を添加してもよい。
<カラーフィルタ>
本発明のカラーフィルタは、本発明の組成物を用いているため、露光マージンに優れた露光ができる共に、形成された着色パターン(着色画素)は、パターン形状に優れ、パターン表面の荒れや現像部における残渣が抑制されていることから、色特性に優れたものとなる。
本発明のカラーフィルタは、CCD、CMOS等の固体撮像素子に好適に用いることができ、特に100万画素を超えるような高解像度のCCDやCMOS等に好適である。本発明の固体撮像素子用カラーフィルタは、例えば、CCDまたはCMOSを構成する各画素の受光部と、集光するためのマイクロレンズと、の間に配置されるカラーフィルタとして用いることができる。
なお、本発明のカラーフィルタにおける着色パターン(着色画素)の膜厚としては、2.0μm以下が好ましく、1.0μm以下がより好ましく、0.7μm以下がさらに好ましい。
また、着色パターン(着色画素)のサイズ(パターン幅)としては、2.5μm以下が好ましく、2.0μm以下がより好ましく、1.7μm以下が特に好ましい。
本発明のカラーフィルタは、トリアリールメタン化合物、極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素、および硬化性化合物を含み、波長450〜500nmの範囲における厚み方向の透過率の最小値が80%以上で、かつ、波長650〜700nmの範囲における厚み方向の透過率の最大値が25%以下であることが好ましい。
本発明のカラーフィルタは、波長450〜500nmの範囲における厚み方向の透過率の最小値が84%以上であることが好ましく、90%以上がより好ましい。
本発明のカラーフィルタは、波長650〜700nmの範囲における厚み方向の透過率の最大値が20%以下であることが好ましく、15%以下がより好ましい。
本発明のカラーフィルタは、トリアリールメタン化合物に対する、極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素の質量比が0.2〜1.5であることが好ましい。
ここで、カラーフィルタの透過率とは、上記本発明の組成物を乾燥膜厚が0.6μmとなるように塗布されたガラス基板を、紫外可視近赤外分光光度計(島津製作所製、UV3600)の分光光度計(ref.ガラス基板)で測定した値をいう。
<固体撮像素子>
本発明の固体撮像素子は、既述の本発明のカラーフィルタを有する。本発明の固体撮像素子の構成としては、本発明におけるカラーフィルタが備えられた構成であり、固体撮像素子として機能する構成であれば特に限定はないが、例えば、以下のような構成が挙げられる。
支持体上に、固体撮像素子(CCDイメージセンサ、CMOSイメージセンサ、等)の受光エリアを構成する複数のフォトダイオードおよびポリシリコン等からなる転送電極を有し、上記フォトダイオードおよび上記転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口したタングステン等からなる遮光膜を有し、遮光膜上に遮光膜全面およびフォトダイオード受光部を覆うように形成された窒化シリコン等からなるデバイス保護膜を有し、上記デバイス保護膜上に、本発明の固体撮像素子用カラーフィルタを有する構成である。
さらに、上記デバイス保護膜上であってカラーフィルタの下(支持体に近い側)に集光手段(例えば、マイクロレンズ等。以下同じ)を有する構成や、カラーフィルタ上に集光手段を有する構成等であってもよい。
<画像表示装置>
本発明のカラーフィルタは、上記固体撮像素子のみならず、液晶表示装置や有機EL表示装置などの、画像表示装置に用いることができ、特に液晶表示装置の用途に好適である。本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置は、表示画像の色合いが良好で表示特性に優れた高画質画像を表示することができる。
表示装置の定義や各表示装置の詳細については、例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに記載されている。また、液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば、上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。
本発明のカラーフィルタは、カラーTFT(thin film transistor)方式の液晶表示装置に用いてもよい。カラーTFT方式の液晶表示装置については、例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ(共立出版(株)1996年発行)」に記載されている。さらに、本発明はIPS(In-Place-Switching)などの横電界駆動方式、MVAなどの画素分割方式などの視野角が拡大された液晶表示装置や、STN(Super-twisted nematic)、TN(Twisted Nematic)、VA(Virtical Alignment)、OCS(Optically Compensated. Splay)、FFS(fringe field switching)、およびR−OCB(R-Optically Compensated Bend)等にも適用できる。
また、本発明におけるカラーフィルタは、明るく高精細なCOA(Color-filter On Array)方式にも供することが可能である。COA方式の液晶表示装置にあっては、カラーフィルタ層に対する要求特性は、前述のような通常の要求特性に加えて、層間絶縁膜に対する要求特性、すなわち低誘電率および剥離液耐性が必要とされることがある。本発明のカラーフィルタにおいては、色相に優れた色素多量体を用いることから、色純度、光透過性などが良好で着色パターン(画素)の色合いに優れるので、解像度が高く長期耐久性に優れたCOA方式の液晶表示装置を提供することができる。なお、低誘電率の要求特性を満足するためには、カラーフィルタ層の上に樹脂被膜を設けてもよい。
これらの画像表示方式については、例えば、「EL、PDP、LCDディスプレイ−技術と市場の最新動向−(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページなどに記載されている。
また、本発明では、マイクロオーレッド方式(マイクロOLED)のディスプレイにも好ましく用いることができる。これらの画像表示方式については、例えば、「EL、PDP、LCDディスプレイ−技術と市場の最新動向−(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページなどに記載されている。
本発明におけるカラーフィルタを備えた液晶表示装置は、本発明におけるカラーフィルタ以外に、電極基板、偏光フィルム、位相差フィルム、バックライト、スペーサ、視野角保障フィルムなど様々な部材から構成される。本発明のカラーフィルタは、これらの公知の部材で構成される液晶表示装置に適用することができる。これらの部材については、例えば、「'94液晶ディスプレイ周辺材料・ケミカルズの市場(島 健太郎 (株)シーエムシー 1994年発行)」、「2003液晶関連市場の現状と将来展望(下巻)(表良吉(株)富士キメラ総研、2003年発行)」に記載されている。
バックライトに関しては、SID meeting Digest 1380(2005)(A.Konno et.al)や、月刊ディスプレイ 2005年12月号の18〜24ページ(島 康裕)、同25〜30ページ(八木隆明)などに記載されている。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその趣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、「%」および「部」は質量基準である。
<合成例>
<<トリアリールメタン(T−1)の合成>>
5.15g(10mmol)のC.I.Basic Blue7を、塩化メチレン50mL及び水10mLの混合液に添加し攪拌した。次に、ここにカリウム=ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド3.19g(10mmol)を添加し、2時間攪拌した。その後、この溶液から水層を除去し、塩化メチレン層を濃縮することで(T−1)7.2gを得た。
<<トリアリールメタン(T−2)の合成>>
特開2000−162429号の合成例1に従い、(T−2a)を合成した。(T−2a)6.0g(10mmol)を塩化メチレン50mL及び水10mLの混合液に添加し、攪拌した。次に、ここにカリウム=ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド3.19g(10mmol)を添加し、2時間攪拌した。その後、この溶液から水層を除去し、塩化メチレン層を濃縮することで(T−2)8.2gを得た。
<<トリアリールメタン(T−3)の合成>>
(T−2)10.0g、メタクリル酸2.1g、2,2’−アゾビス(イソ酪酸メチル)0.5g、及び1−ドデカンチオール0.8gをシクロヘキサノン28.2gに溶解させた。この溶液を、窒素気流下で75℃に加熱したシクロヘキサノン10.0gに2時間かけて滴下し、さらに2時間攪拌後、90℃で2時間加熱した。50℃に放冷後、この溶液に、メタクリル酸グリシジル1.4g、テトラブチルアンモニウムブロミド0.01g、及びp−メトキシフェノール0.01gを添加し、空気雰囲気下、100℃で24時間加熱した。放冷後、この溶液を、メタノール50mL及びイオン交換水250mLの混合液に滴下した。得られた固体をろ過で採取し、40℃で乾燥することで(T−3)12.5gを得た。得られた(T−3)の重量平均分子量は9,000で、酸価は65mgKOH/gであった。
<<トリアリールメタン(T−4)の合成>>
(T−2)8.47g(10mmol)、イタコン酸1.30g(10mmol)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2−メルカプトプロピオネート)(DPMP)2.61g(3.3mmol)及び1−メトキシ−2−プロパノール22.1gを窒素気流下、90℃に加熱した。次に、2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.10gを2時間毎に計3回添加した。放冷後、メタノール50mL、イオン交換水250mLの溶液に反応液を滴下し、得られた固体をろ過で採取し、40℃で乾燥することで(T−4)8.5gを得た。得られた(T−4)の重量平均分子量は4,800で、酸価は89mgKOH/gであった。
上記化合物(T−4)中、Aは下記構造(L4−11)を表す。下記構造中、*は連結部位を表す。
<<トリアリールメタン(T−5)の合成>>

(T−2)8.47g(10mmol)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2−メルカプトプロピオネート)(DPMP)2.61g(3.3mmol)及び1−メトキシ−2−プロパノール22.1gを窒素気流下、90℃に加熱した。次に、2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.10gを2時間毎に計3回添加し、100℃で3時間加熱することで(t−1)を含む1−メトキシ−2−プロパノール溶液を得た。放冷後、メタクリル酸1.72g(20mmol)を添加し、窒素気流下で80℃に加熱した。次に、2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.10gを2時間毎に計3回添加し、100℃で3時間加熱することで(t−2)を含む1−メトキシ−2−プロパノール溶液を得た。放冷後、メタクリル酸グリシジル1.42g(10mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド0.01g、p−メトキシフェノール0.01g添加し、空気雰囲気下、100℃で24時間加熱した。放冷後、メタノール50mL、イオン交換水250mLの溶液に滴下し、得られた固体をろ過で採取し、40℃で乾燥することで(T−5)13.2gを得た。得られた(T−5)の重量平均分子量は7,200で、酸価は40mgKOH/gであった。なお、上記化合物(T−5)中、Aは上記構造(L4−11)を表す。
<<トリアリールメタン(T−6)の合成>>
(T−2)8.47g(10mmol)、3−メルカプト―1,2−プロパンジオール0.24g(20mmol)及び1−メトキシ−2−プロパノール22.1gを窒素気流下、90℃に加熱した。次に、2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.10gを2時間毎に計3回添加し、100℃で3時間加熱した。放冷後、得られた反応液をエバポレーターを用いて濃縮した。濃縮物をクロロホルムと5質量%の重曹水溶液で分液した後、有機層をエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物をカラム精製(充填剤:シリカゲル、溶離液:クロロホルムとメタノールの混合用液)し、(t−3)を7.12g得た。(t−3)6.71g(7mmol)、ピロメリット酸無水物2.18g(10mmol)、メタクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピル3mmol(0.48g)及びN−メチルピロリドン18.1gを加え、窒素気流下100℃に加熱した。次にモノブチルスズオキシド0.010g添加し24時間攪拌した。放冷後、1mol/l塩酸水200mLに滴下し、ろ過した。得られたろ物をメタノール50質量%水溶液200mLで洗浄し、乾燥することで(T−6)6.33gを得た。得られた(T−6)の重量平均分子量は9,600で、酸価は120mgKOH/gであった。
<<色素(D−5)の合成>>
(D−2)8.15g(10mmol)、イタコン酸1.30g(10mmol)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2−メルカプトプロピオネート)(DPMP)2.61g(3.3mmol)及び1−メトキシ−2−プロパノール22.1gを混合し、この溶液を窒素気流下、90℃に加熱した。次に、この溶液に、2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.10gを2時間毎に計3回添加した。放冷後、この溶液を、メタノール50mL及びイオン交換水250mLの混合液に滴下した。得られた固体をろ過で採取し、40℃で乾燥することで(D−5)8.5gを得た。得られた(D−5)の重量平均分子量は4,200で、酸価は92mgKOH/gであった。
上記化合物(D−5)中、Aは上記構造(L4−11)を表す。
<<色素(A−1)の合成>>
モノマー(X−1)16.4g、メタクリル酸1.60g、ドデシルメルカプタン0.51g、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセテート(以下、「PGMEA」とも称する。)46.6gを混合し、この溶液の半量を三口フラスコに添加し、窒素雰囲気下で80℃に加熱した。残りの溶液に2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル0.58gを添加して溶解させ、これを上述の三口フラスコに2時間かけて滴下した。その後3時間攪拌した後、90℃に昇温し、2時間加熱攪拌した。次に、この反応液に、メタクリル酸グリシジル1.60g及びテトラブチルアンモニウムブロミド0.10gを添加し、90℃で10時間加熱した。室温まで冷却後、この反応液を、メタノール/イオン交換水=100mL/10mLの混合溶媒に滴下して再沈した。ろ過後、40℃で送風乾燥を2日行った後、色素多量体(A−1)を15.6g得た。得られた(A−1)の重量平均分子量は7,500で、酸価は30mgKOH/gであった。
<極大吸収波長の測定方法>
色素100mgをテトラヒドロフラン200mLに溶解させ、この溶液2mLにテトラヒドロフランを加え、200mLにした。この溶液をCary5000 UV−Vis−NIR分光光度計(アジレント・テクノロジー製)で400〜800nmまで測定し極大吸収波長を測定した。
1.レジスト液の調製
下記組成の成分を混合して溶解し、下塗り層用レジスト液を調製した。
<下塗り層用レジスト液の組成>
・溶剤: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) 19.20部
・溶剤:乳酸エチル 36.67部
・アルカリ可溶性樹脂:メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル共重合体(モル比=60/22/18、重量平均分子量15,000、数平均分子量9,000)の40%PGMEA溶液
30.51部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(KAYARAD DPHA(日本化薬製)) 12.20部
・重合禁止剤:p−メトキシフェノール 0.0061部
・フッ素系界面活性剤:F−475、DIC製 0.83部
・光重合開始剤:トリハロメチルトリアジン系の光重合開始剤
(TAZ−107、みどり化学製) 0.586部
2.下塗り層付シリコンウエハ基板の作製
6インチのシリコンウエハをオーブン中で200℃のもと30分加熱処理した。次いで、このシリコンウエハ上に、上記レジスト液を乾燥膜厚が1.5μmになるように塗布し、さらに220℃のオーブン中で1時間加熱乾燥させて下塗り層を形成し、下塗り層付シリコンウエハ基板を得た。
3.組成物の調製
<実施例1〜33、比較例1〜3の組成物>
下記の各成分を混合して分散、溶解し、0.45μmナイロンフィルタでろ過することにより、実施例1〜33、比較例1〜3の各組成物を得た。
・トリアリールメタン化合物(トリアリールメタン(A)) 表4に記載
・色素(B) 表4に記載
トリアリールメタン化合物と色素(B)の合計は、60部である。
・色素(C) 配合する場合は、10部
・シクロヘキサノン 100部
・アルカリ可溶性樹脂(下記J1またはJ2:下記表に記載の化合物)5部
・ソルスパース20000
(1%シクロヘキサン溶液、日本ルーブリゾール製) 1部
・光重合開始剤(下記(I−1)〜(I−8):下記に記載の化合物)1部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(KAYARAD DPHA(日本化薬製)) 10部
・グリセロールプロポキシレート(1%シクロヘキサン溶液) 0.1部
下記(I−1)はIRGACURE(登録商標)−OXE01、(I−2)はIRGACURE(登録商標)−OXE02(BASF製)、(I−3)はIRGACURE(登録商標)−379、(I−4)はDAROCUR(登録商標)−TPO(以上、いずれもBASF製)である。
アルカリ可溶性樹脂

上記化合物(D−5)中、Aは下記構造(L4−11)を表す。下記構造中、*は連結部位を表す。
色素(A−2)、色素(A−3)

上記(A−2)において、色素構造を含む繰り返し単位、酸基を含む繰り返し単位、重合性基を含む繰り返し単位のモル比は、51:19:30であり、Mwは8500である。
色素(A−4)
特開2014−199436に記載の方法で合成した。
酸価=1.01mmol/g
a/b/c/d=36/12/32/20(mol%)
Mw=13,000
色素(A−5)
特開2014−199436に記載の方法で合成した。
4.組成物によるカラーフィルタの作製
<パターン形成>
上記のように調製した実施例および比較例の組成物の各々を、上記「2.下塗り層付シリコンウエハ基板の作製」で得られた下塗り層付シリコンウエハ基板の下塗り層上に塗布し、組成物層(塗布膜)を形成した。そして、この塗布膜の乾燥膜厚が0.6μmになるように、100℃のホットプレートを用いて120秒間加熱処理(プリベーク)を行なった。
次いで、i線ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon製)を使用して365nmの波長でパターンが1.0μm四方のIslandパターンマスクを通して50〜1200mJ/cm2の種々の露光量で露光した。
その後、照射された塗布膜が形成されているシリコンウエハ基板をスピン・シャワー現像機(DW−30型、ケミトロニクス製)の水平回転テーブル上に載置し、CD−2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製)を用いて23℃で60秒間パドル現像を行ない、シリコンウエハ基板に着色パターンを形成した。
着色パターンが形成されたシリコンウエハを、真空チャック方式で上記水平回転テーブルに固定し、回転装置によって上記シリコンウエハ基板を回転数50r.p.m.で回転させつつ、その回転中心の上方より純水を噴射ノズルからシャワー状に供給してリンス処理を行ない、その後スプレー乾燥した。
以上のようにして、実施例または比較例の組成物により形成された着色パターンを有する単色のカラーフィルタを作製した。
その後、測長SEM(scanning electron microscope)「S−9260A」(日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、着色パターンのサイズを測定した。パターンサイズが1.0μmとなる露光量を最適露光量とした。
5.性能評価
5−1.耐光性
耐光性(光堅牢性)を評価する指標として、光照射前後における色差(ΔE*ab値)を測定した。具体的には、上記で得た組成物を、ガラス基板上に、乾燥膜厚が0.6μmとなるように塗布し、塗布膜を形成した。この塗布膜に、キセノンランプを10万luxで20時間照射(200万lux・h相当)し、照射前後についての色差(ΔE*ab値)を測定した。色差(ΔE*ab値)の測定には、色度計MCPD−1000(大塚電子製)を用いた。ΔE*ab値は、値の小さい方が、耐光性が良好なことを示す。なお、ΔE*ab値は、CIE1976(L*,a*,b*)空間表色系による以下の色差公式から求められる値である(日本色彩学会編 新編色彩科学ハンドブック(昭和60年)p.266)。
ΔE*ab={(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2}1/2
5−2.耐熱性
耐熱性(熱堅牢性)を評価する指標として、加熱前後における色差(ΔE*ab値)を測定した。具体的には、上記で得た組成物を、ガラス基板上に、乾燥膜厚が0.6μmとなるように塗布し、塗布膜を形成した。この塗布膜を、ガラス基板面で接するように200℃のホットプレートに載置して1時間加熱し、加熱前後についての色差(ΔE*ab値)を測定した。色差(ΔE*ab値)の測定には、色度計MCPD−1000(大塚電子製)を用いた。ΔE*ab値は、値の小さい方が、耐熱性が良好なことを示す。
5−3.透過率
上記で得た組成物を、ガラス基板上に、乾燥膜厚が0.6μmとなるように塗布し、塗布膜を形成した。紫外可視近赤外分光光度計UV3600(島津製作所製)の分光光度計(ref.ガラス基板)を用いて、400nm〜450nm、500nm、650nm〜700nmの波長域で、この塗布膜の透過率を測定した。400nm〜450nm及び650nm〜700nmの波長域の透過率は、5nm毎の透過率の平均値を透過率とした。
5−4.現像欠陥
上記パターン形成で得られた着色パターン200個をSEMにより観察し、現像欠陥の有無を確認した。現像欠陥が多いほど歩留まりに悪影響を及ぼす。
上記表から明らかなとおり、本発明の組成物を用いてフォトレジストによってカラーフィルタを作製した場合、耐光性、耐熱性、分光特性、現像欠陥抑制に優れていることが分かった。
上記「3.組成物の調製」において、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを、同質量のA−DPH−12E(新中村化学工業製)に変更して組成物を調製し、この組成物を用いて性能評価したところ同様の結果が得られた。
6.ドライエッチング法を適用したパターン形成
組成物の調製
下記成分を混合・溶解して、実施例34〜60、比較例4〜6の各組成物を得た。
・トリアリールメタン化合物 表5に記載
・色素(B) 表5に記載
トリアリールメタン化合物と色素(B)の合計は、60部である。
・色素(C) 配合する場合は10部
・シクロヘキサノン 100部
・ソルスパース20000
(1%シクロヘキサン溶液、日本ルーブリゾール製 1部
・熱硬化性化合物(EHPE−3150(ダイセル化学製、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物)) 15部
・グリセロールプロポキシレート(1%シクロヘキサン溶液)0.048部
7.性能評価
下記のように着色パターンを形成し、この着色パターンについてパターン欠損を評価した。ガラス基板上に、上記組成物を乾燥後の膜厚が0.6μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、100℃のホットプレートを用いて120秒間加熱処理(プリベーク)を行った。次いで、220℃のホットプレートを用いて300秒間加熱処理(ポストベーク)を行い、着色膜を作製した。
この着色膜上にポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製)を塗布し、プリベークを実施し、膜厚0.8μmのフォトレジスト層を形成した。続いて、フォトレジスト層を、i線ステッパー(キャノン製)を用い、350mJ/cm2の露光量でパターン露光し、フォトレジスト層の温度または雰囲気温度が90℃となる温度で1分間、加熱処理を行なった。その後、現像液「FHD−5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理を行ない、さらに110℃で1分間のポストベーク処理を実施して、レジストパターンを形成した。このレジストパターンのサイズは、エッチング変換差(エッチングによるパターン幅の縮小)を考慮して、一辺1.0μmで形成した。
次に、ドライエッチングを以下の手順で行った。
ドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ製、U−621)にて、RFパワー:800W、アンテナバイアス:400W、ウエハバイアス:200W、エッチングチャンバーの内部圧力:4.0Pa、基板温度:50℃、混合ガスのガス種及び流量をCF:80mL/min.、O:40mL/min.、Ar:800mL/min.として、80秒の第1段階のエッチング処理を実施した。
次いで、同一のエッチングチャンバーにて、RFパワー:600W、アンテナバイアス:100W、ウエハバイアス:250W、チャンバーの内部圧力:2.0Pa、基板温度:50℃、混合ガスのガス種及び流量をN:500mL/min.、O:50mL/min.、Ar:500mL/min.とし(N/O/Ar=10/1/10)、28秒の第2段階のエッチング処理を実施した。
上記条件でドライエッチングを行った後、フォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製)を使用して120秒間、剥離処理を実施してレジストを除去し、更に純水による洗浄、スピン乾燥を実施した。その後、100℃で2分間の脱水ベーク処理を行った。このようにして、ガラス基板上に着色パターンを形成した。
上述のようにして形成された着色パターン200個をSEMにより観察し、現像欠陥の有無を確認した。現像欠陥が多いほど歩留まりに悪影響を及ぼす。
上記表から明らかなとおり、本発明の組成物を用いてドライエッチングによってカラーフィルタを作製した場合パターン欠損抑制に優れていることが分かった。さらに、実施例34〜60について、耐光性、耐熱性、及び透過率を上述の方法に従って測定したところ、実施例1〜33と同様の傾向が見られた。また、比較例4〜6について、耐光性、耐熱性、及び透過率を上述の方法に従って測定したところ、比較例4〜6と同様の傾向が見られた。

Claims (21)

  1. トリアリールメタン化合物、
    極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素、および
    硬化性化合物、
    を含み、
    前記極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素がフタロシアニン化合物であり、
    前記トリアリールメタン化合物と、前記極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素の極大吸収波長の差が100〜150nmであり、
    前記トリアリールメタン化合物に対する、前記極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素の質量比が0.5〜0.8である組成物。
  2. トリアリールメタン化合物、
    極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素、および
    硬化性化合物、
    を含み、
    前記トリアリールメタン化合物が多量体であり、
    前記トリアリールメタン化合物と、前記極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素の極大吸収波長の差が100〜150nmであり、
    前記トリアリールメタン化合物に対する、前記極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素の質量比が0.5〜0.8である組成物。
  3. 前記トリアリールメタン化合物は、カチオンの形態のトリアリールメタン化合物と、対アニオンとを含み、前記対アニオンが、一般式(A1)で表される構造を含む対アニオンである、請求項1または2に記載の組成物
    一般式(A1)
    (一般式(A1)中、R 1 およびR 2 はそれぞれ独立して−SO 2 −または−CO−を表す。)
  4. 前記トリアリールメタン化合物が、580〜620nmの範囲に極大吸収波長を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
  5. 前記トリアリールメタン化合物が、エチレン性不飽和結合性基を有する、請求項1〜のいずれか1項に記載の組成物。
  6. 前記トリアリールメタン化合物が多量体である、請求項に記載の組成物。
  7. 前記極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素が、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、スクアリリウム化合物、ナフトキノン化合物及びアゾ化合物から選択される1種以上である、請求項に記載の組成物。
  8. 前記極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素が、フタロシアニン化合物またはスクアリリウム化合物を含む、請求項に記載の組成物。
  9. 前記極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素が、エチレン性不飽和結合性基を有する、請求項1〜のいずれか1項に記載の組成物。
  10. 前記極大吸収波長を650〜750nmの範囲に有する色素が多量体である、請求項1〜のいずれか1項に記載の組成物。
  11. 極大吸収波長を500〜600nmの範囲に有する色素をさらに含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の組成物。
  12. 更に、重合性基を有するアルカリ可溶性樹脂を含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の組成物。
  13. カラーフィルタ用である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の組成物。
  14. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の組成物を硬化してなる硬化膜。
  15. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の組成物を支持体上に適用して組成物層を形成する工程と、
    前記組成物層をパターン状に露光する工程と、
    露光された前記組成物層の未露光部を現像除去して着色パターンを形成する工程と、
    を含むパターン形成方法。
  16. 請求項15に記載のパターン形成方法を含む、カラーフィルタの製造方法。
  17. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の組成物を支持体上に適用して組成物層を形成し、硬化して着色層を形成する工程と、
    前記着色層上にフォトレジスト層を形成する工程と、
    前記フォトレジスト層を露光および現像することにより前記フォトレジスト層をパターニングしてレジストパターンを得る工程と、
    前記レジストパターンをエッチングマスクとして前記着色層をドライエッチングする工程と、
    を含む、カラーフィルタの製造方法。
  18. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の組成物を用いて製造されたカラーフィルタ
  19. 波長450〜500nmの範囲における厚み方向の透過率の最小値が80%以上であり、かつ、波長650〜700nmの範囲における厚み方向の透過率の最大値が25%以下である、請求項18に記載のカラーフィルタ。
  20. 請求項18または19に記載のカラーフィルタを有する固体撮像素子。
  21. 請求項18または19に記載のカラーフィルタを有する画像表示装置。
JP2016545430A 2014-08-29 2015-08-12 組成物、硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置 Active JP6336092B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014176488 2014-08-29
JP2014176488 2014-08-29
JP2015137117 2015-07-08
JP2015137117 2015-07-08
PCT/JP2015/072820 WO2016031574A1 (ja) 2014-08-29 2015-08-12 組成物、硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016031574A1 JPWO2016031574A1 (ja) 2017-07-27
JP6336092B2 true JP6336092B2 (ja) 2018-06-06

Family

ID=55399471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016545430A Active JP6336092B2 (ja) 2014-08-29 2015-08-12 組成物、硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6336092B2 (ja)
KR (1) KR101924825B1 (ja)
CN (1) CN106661342B (ja)
TW (1) TWI663473B (ja)
WO (1) WO2016031574A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6457413B2 (ja) 2015-08-13 2019-01-23 富士フイルム株式会社 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置およびポリマー
WO2017026473A1 (ja) * 2015-08-13 2017-02-16 富士フイルム株式会社 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置およびポリマー
US20190214578A1 (en) * 2016-07-08 2019-07-11 Konica Minolta, Inc. Organic electroluminescent element, display device, and illumination device
JP2018053215A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 太陽インキ製造株式会社 光硬化性熱硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物およびプリント配線板
WO2018107425A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 Dow Global Technologies Llc Composition comprising resin and dye mixture used for color filter of lcd
CN107469514B (zh) * 2017-08-01 2019-12-31 武汉华星光电技术有限公司 一种干法蚀刻设备的尾气处理装置
WO2020001864A1 (en) * 2018-06-26 2020-01-02 Unilever N.V. A novel polymer, a composition, a method and a kit for whitening teeth
JP2020111627A (ja) * 2019-01-08 2020-07-27 日本化薬株式会社 着色樹脂組成物
WO2020184244A1 (ja) * 2019-03-11 2020-09-17 富士フイルム株式会社 着色組成物、硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタ、固体撮像素子および画像表示装置
KR20200137641A (ko) 2019-05-31 2020-12-09 삼성전자주식회사 복합 구조체, 광학 필터, 이미지 센서, 카메라 모듈 및 전자 장치
KR102664603B1 (ko) * 2019-06-28 2024-05-08 엘지디스플레이 주식회사 비반사필름 및 이를 포함하는 표시장치
KR20210027928A (ko) 2019-09-03 2021-03-11 삼성전자주식회사 복합 구조체, 광학 필터, 이미지 센서, 카메라 모듈 및 전자 장치
KR20210030764A (ko) 2019-09-10 2021-03-18 삼성전자주식회사 복합 구조체, 광학 필터, 이미지 센서, 카메라 모듈 및 전자 장치
WO2023149406A1 (ja) * 2022-02-07 2023-08-10 Agc株式会社 硬化性樹脂組成物、樹脂硬化膜、隔壁及び光学素子

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4266627B2 (ja) * 2001-12-06 2009-05-20 凸版印刷株式会社 感光性着色組成物並びにカラーフィルタ
JP4199632B2 (ja) 2003-10-01 2008-12-17 富士フイルム株式会社 平版印刷版原版
WO2008035554A1 (fr) * 2006-09-20 2008-03-27 Konica Minolta Holdings, Inc. Nouveau composé complexe squarylium-métal, colorant et composition, toner de couleur, encre, support d'enregistrement optique, filtre de couleur et filtre avant pour dispositif d'affichage contenant le colorant
JP5581566B2 (ja) * 2007-08-24 2014-09-03 住友化学株式会社 着色硬化性組成物
JP2009235354A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Toyo Ink Mfg Co Ltd 顔料組成物
JP5493576B2 (ja) * 2009-08-11 2014-05-14 東洋インキScホールディングス株式会社 カラーフィルタ用着色組成物、カラーフィルタおよびカラー表示装置
JP5493877B2 (ja) 2010-01-06 2014-05-14 凸版印刷株式会社 染料を含有する着色組成物、カラーフィルタ及びその製造方法、それを具備する液晶表示装置並びに有機el表示装置
JP5988630B2 (ja) * 2012-03-16 2016-09-07 富士フイルム株式会社 赤外線吸収性組成物および赤外線カットフィルタ
JP2014028950A (ja) * 2012-07-04 2014-02-13 Nippon Shokubai Co Ltd 組成物およびカラーフィルタ
JP5914223B2 (ja) * 2012-07-09 2016-05-11 株式会社日本触媒 フタロシアニン化合物
JP5836326B2 (ja) * 2012-07-30 2015-12-24 富士フイルム株式会社 着色硬化性組成物およびカラーフィルタ
JP2014080584A (ja) 2012-09-28 2014-05-08 Jsr Corp 着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子
JP6064598B2 (ja) * 2012-12-28 2017-01-25 Jsr株式会社 着色組成物、カラーフィルタ及び表示素子

Also Published As

Publication number Publication date
CN106661342B (zh) 2019-07-16
CN106661342A (zh) 2017-05-10
TW201608338A (zh) 2016-03-01
JPWO2016031574A1 (ja) 2017-07-27
KR101924825B1 (ko) 2018-12-04
TWI663473B (zh) 2019-06-21
WO2016031574A1 (ja) 2016-03-03
KR20170023160A (ko) 2017-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6336092B2 (ja) 組成物、硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置
KR101755422B1 (ko) 착색 조성물, 경화막, 컬러 필터, 컬러 필터의 제조 방법, 고체 촬상 소자 및 화상 표시 장치
JP6339208B2 (ja) 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、および画像表示装置
KR101938600B1 (ko) 착색 조성물, 경화막, 컬러 필터, 컬러 필터의 제조 방법, 고체 촬상 소자, 및 화상 표시 장치
JP6147134B2 (ja) 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置
JP6054824B2 (ja) 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置
JP6082705B2 (ja) 着色組成物、およびこれを用いた硬化膜、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置
KR20170134667A (ko) 적외선 흡수 조성물, 적외선 차단 필터, 적층체, 패턴 형성 방법, 및 고체 촬상 소자
JP6147133B2 (ja) 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置
JP6251067B2 (ja) 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、固体撮像素子および画像表示装置
WO2014181834A1 (ja) 着色組成物、着色硬化膜、カラーフィルタ、固体撮像素子および画像表示装置
JP6691134B2 (ja) 硬化性組成物、光学フィルタ、カラーフィルタ、パターン形成方法、固体撮像素子および画像表示装置
JP6837988B2 (ja) 着色組成物、カラーフィルタ、パターン形成方法、固体撮像素子、画像表示装置および色素多量体
JP6226820B2 (ja) 色素多量体の製造方法、および着色組成物の製造方法
JP6054894B2 (ja) 着色組成物、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、固体撮像素子、画像表示装置および着色組成物の製造方法
JP6496350B2 (ja) 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置、ポリマー、キサンテン色素

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180424

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180501

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6336092

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250