WO2015029797A1 - 感放射線性組成物、カラーフィルタおよびその製造方法、ならびに、固体撮像素子 - Google Patents

感放射線性組成物、カラーフィルタおよびその製造方法、ならびに、固体撮像素子 Download PDF

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和敬 高橋
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富士フイルム株式会社
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    • G02B5/223Absorbing filters containing organic substances, e.g. dyes, inks or pigments

Definitions

  • the present invention relates to a radiation-sensitive composition, a color filter, a method for producing the same, and a solid-state imaging device.
  • one color of a plurality of color filters may be white (transparent).
  • white (transparent) pixels hereinafter referred to as “white filter pixels” as appropriate
  • a technique of applying a photosensitive resin composition containing a specific monomer such as a monomer having been proposed has been proposed.
  • a photosensitive resin composition that can be applied to a solid-state imaging device and includes titanium dioxide particles, a graft copolymer having a specific structure, a polymerizable compound, a polymerization initiator, and a solvent has been proposed (see Patent Document 1).
  • a photosensitive transparent composition for a color filter of a solid-state imaging device comprising a photopolymerization initiator, a polymerizable compound, and an alkali-soluble resin as the photosensitive transparent composition for a color filter, the photosensitive transparent composition
  • a photosensitive transparent composition having a refractive index of 1.60 to 1.90 with respect to light having a wavelength of 633 nm of a cured film obtained from the above has been proposed (see Patent Document 2).
  • a photosensitive resin composition containing titanium dioxide particles, oligoimine resin, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, and an organic solvent has been proposed (Patent Document 3). See).
  • an object of the present invention is to provide a radiation-sensitive composition having high transmittance in the visible light region and good heat resistance and exposure latitude.
  • the inventor includes high refractive index particles composed of a material having a refractive index of 1.80 to 2.80, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, and an organic solvent, and includes an oxime photopolymerization initiator and an ⁇ -aminoketone system. It has been found that the above problem can be solved by setting the mass ratio of the photopolymerization initiator to 1: 1.5 to 1: 4. Specifically, the above problem has been solved by the following means ⁇ 1>, preferably ⁇ 2> to ⁇ 14>.
  • ⁇ 1> A particle having a refractive index of 1.80 to 2.80, a polymerizable compound, an oxime photopolymerization initiator, an ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator, and an organic solvent, and comprising an oxime photopolymerization initiator and ⁇ - A radiation-sensitive composition having a mass ratio with an aminoketone-based photopolymerization initiator of 1: 1.5 to 1: 4.
  • R 1 represents any one of a hydrogen atom, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, and an aryloxycarbonyl group
  • R 2 represents a substituent, and forms a condensed ring with Ar 1.
  • R 3 represents any of a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkyloxy group, an aryloxy group, an aryloxycarbonyl group, an alkylthio group, an arylthio group, and an amino group
  • m1 is 0-4.
  • R 3 s may be the same or different from each other Ar 1 is an arylene group or a combination of an arylene group and —C ( ⁇ O) —. Represents a group.
  • Ar 1 is an arylene group or a combination of an arylene group and —C ( ⁇ O) —. Represents a group.
  • ⁇ 3> The radiation-sensitive composition according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the oxime photopolymerization initiator is represented by the following general formula (I-1).
  • Formula (I-1) (In the general formula (I-1), R 4 represents any of a hydrogen atom, an optionally substituted acyl group, an alkoxycarbonyl group, and an aryloxycarbonyl group, and R 5 represents a halogen atom, an alkyl group, or an alkyl group.
  • ⁇ 4> The radiation-sensitive composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator is represented by the following general formula (II-1).
  • R 11 represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • R 12 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 1 carbon atom.
  • ⁇ 6> The radiation-sensitive composition according to ⁇ 5>, wherein the ultraviolet absorber has an aminobutadiene skeleton.
  • ⁇ 7> The radiation-sensitive composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the particles having a refractive index of 1.80 to 2.80 are titanium dioxide particles.
  • ⁇ 8> The radiation-sensitive composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the polymerizable compound is (meth) acrylate.
  • ⁇ 9> The radiation-sensitive composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>, containing a dispersant having an acid value of 40 to 70 mg KOH / g.
  • ⁇ 10> The radiation-sensitive composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, which is used for forming a pixel of a color filter.
  • ⁇ 11> A color filter obtained using the radiation-sensitive composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>.
  • ⁇ 12> In order to obtain a patterned cured film, a step of forming a radiation-sensitive composition layer on a support using the radiation-sensitive composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9> A color filter produced by the color filter production method according to ⁇ 13> ⁇ 12>, wherein the radiation sensitive composition layer is exposed and developed to form a pattern.
  • ⁇ 14> A solid-state imaging device having the color filter according to ⁇ 11> or the color filter according to ⁇ 13>.
  • the description which does not describe substitution and non-substitution includes what does not have a substituent and what has a substituent.
  • the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
  • “radiation” in the present specification means, for example, an emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, electron beams, and the like. In the present invention, light means actinic rays or radiation.
  • exposure in this specification is not only exposure with far-ultraviolet rays such as mercury lamps and excimer lasers, X-rays, EUV light, but also drawing with particle beams such as electron beams and ion beams. Are also included in the exposure.
  • (meth) acrylate represents both and / or acrylate and methacrylate
  • (meth) acryl represents both and / or acryl and “(meth) acrylic”
  • Acryloyl represents both and / or acryloyl and methacryloyl.
  • “monomer” and “monomer” are synonymous.
  • the monomer in this specification is distinguished from an oligomer and a polymer, and refers to a compound having a weight average molecular weight of 2,000 or less.
  • the polymerizable compound means a compound having a polymerizable functional group, and may be a monomer or a polymer.
  • the polymerizable functional group refers to a group that participates in a polymerization reaction.
  • the weight average molecular weight and the number average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC).
  • GPC gel permeation chromatography
  • Me in the chemical formula represents a methyl group
  • Et represents an ethyl group
  • Pr represents a propyl group
  • Bu represents a butyl group
  • Ph represents a phenyl group.
  • the term “process” is not limited to an independent process, and is included in the term if the intended action of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. .
  • the radiation-sensitive composition of the present invention comprises high refractive index particles composed of a material having a refractive index of 1.80 to 2.80, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, and an organic solvent, and comprises an oxime photopolymerization initiator.
  • the mass ratio of the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator is 1: 1.5 to 1: 4.
  • the radiation-sensitive composition of the present invention has high transmittance in the visible light region, and good heat resistance and exposure latitude.
  • the radiation-sensitive composition of the present invention preferably has a refractive index of 1.80 to 2.80 with respect to light having a wavelength of 500 nm of a cured film obtained from the radiation-sensitive composition.
  • the radiation-sensitive composition of the present invention forms a cured film having a thickness of 0.6 ⁇ m by, for example, using an i-line stepper exposure apparatus and exposing a pattern through a mask under an exposure amount of 300 mJ / cm 2.
  • the light transmittance in the thickness direction of the cured film is preferably 85% or more over the entire wavelength region of 400 nm to 700 nm, more preferably 88% or more, and more preferably 89% or more. More preferably, it is particularly preferably 90% or more. It is preferable that the light transmittance is 85% or more over the entire wavelength region of 400 nm to 700 nm from the viewpoint that the white filter pixel included in the color filter performs a sufficient function as the white filter pixel.
  • the radiation-sensitive composition of the present invention does not substantially contain a colorant.
  • the content of the colorant is preferably 0.1% by mass or less with respect to the total solid content of the composition.
  • each component for example, high refractive index particle
  • the radiation-sensitive composition of the present invention can be preferably used as a radiation-sensitive composition for a solid-state image sensor, more preferably used for forming a pixel of a color filter included in the solid-state image sensor, and the color of the solid-state image sensor More preferably, the filter is used for white filter pixels.
  • Particles with a refractive index of 1.80 to 2.80 have a refractive index of a constituent material (substance) of 1.80 or more and 1.90 or more. Preferably, it is 2.0 or more. As an upper limit, it is 3.0 or less, it is preferable that it is 2.9 or less, and it is more preferable that it is 2.8 or less.
  • the refractive index of the high refractive index particles By setting the refractive index of the high refractive index particles to 2.8 or less, it is possible to increase the refractive index while keeping the transmittance of the cured film within a specific range by the amount of variation.
  • the refractive index measurement method of the high refractive index particles each obtained the projected area of the titanium dioxide particles using a transmission electron microscope, the value obtained by calculating the arithmetic mean value of the corresponding equivalent circle diameter To do.
  • the weight average particle diameter of the primary particles of the high refractive index particles is preferably 150 nm or less, more preferably 100 nm or less, and particularly preferably 80 nm or less. Although there is no lower limit in particular, it is practical that it is 1 nm or more.
  • the weight average particle diameter of the high refractive index particles in the layer is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, further preferably 100 nm or less, and particularly preferably 80 nm or less. Although there is no lower limit in particular, 1 nm or more is preferable, 5 nm or more is more preferable, and 10 nm or more is further more preferable.
  • the weight average particle diameter of the high refractive index particles unless otherwise specified, the liquid mixture or dispersion containing the particles is diluted 80 times with propylene glycol monomethyl ether acetate, and the resulting diluted liquid is subjected to dynamic light. It is obtained by measuring using a scattering method.
  • This measurement is a weight average particle diameter obtained by using Microtrack (trade name) UPA-EX150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
  • the specific surface area of the high refractive index particles is preferably 10 m 2 / g to 400 m 2 / g, more preferably 20 m 2 / g to 200 m 2 / g, and 30 m 2 / g to 150 m 2 / g. More preferably it is.
  • the high refractive index particles include at least one selected from Ti, Zr, Sn, Sb, Cu, Fe, Mn, Pb, Cd, As, Cr, Hg, Zn, Al, Mg, Si, P, and S.
  • particles containing a metal oxide having the above element include titanium dioxide, tin oxide, indium oxide, zinc oxide, or zirconium oxide particles. Among these, particles of titanium oxide, tin oxide, indium oxide, or zirconium oxide are particularly preferable.
  • the metal oxide particles can contain oxides of these metals as main components and further contain other elements.
  • the main component means a component having the largest content (mass%) among the components constituting the particles.
  • the crystal structure of the inorganic fine particles containing titanium dioxide as a main component is preferably a rutile, rutile / anatase mixed crystal, anatase or amorphous structure, particularly preferably a rutile structure.
  • the high refractive index particles are preferably surface-treated.
  • the surface treatment can be performed using an inorganic compound or an organic compound.
  • inorganic compounds used for the surface treatment include alumina, silica, zirconium oxide, and iron oxide. Of these, alumina and silica are preferable.
  • organic compound used for the surface treatment include polyols, alkanolamines, stearic acid, silane coupling agents, and titanate coupling agents.
  • one containing at least one element selected from Co (cobalt), Al (aluminum) and Zr (zirconium) in inorganic fine particles mainly composed of titanium dioxide can be mentioned.
  • the high refractive index particles may be treated by combining two or more kinds of surface treatments.
  • the shape of the metal oxide particles is preferably a rice grain shape, a spherical shape, a cubic shape, a spindle shape or an indefinite shape. Two or more kinds of metal oxide particles may be used in combination in the high refractive index layer and the middle refractive index layer.
  • TTO series TTO-51 (A), TTO-51 (C), TTO-55 (C), etc.
  • TTO-S V series
  • TTO-S-1, TTO TTO
  • -S-2, TTO-V-3, etc. above, trade names, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.
  • MT series MT-01, MT-05, etc.
  • Teika Teika
  • High refractive index particles may be used singly or in combination of two or more.
  • the content of the high refractive index particles in the composition is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and still more preferably 20% by mass or more in the total solid content.
  • As an upper limit 65 mass% or less is preferable, 60 mass% or less is more preferable, and 55 mass% or less is especially preferable.
  • a dispersant containing a structural unit represented by any of the following general formula (1) and the following general formula (2) is preferably used as a dispersant for high refractive index particles.
  • R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • X 1 and X 2 represent —CO—
  • L 1 and L 2 each represents a single bond or a divalent organic linking group
  • a 1 and A 2 Each represents a monovalent organic group
  • m and n each represents an integer of 2 to 8
  • p and q each represents an integer of 1 to 100.
  • R 1 to R 6 each represent a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • a substituted or unsubstituted alkyl group is preferable.
  • an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is preferable, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is more preferable, and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferable.
  • examples of the substituent include a hydroxy group and an alkoxy group (preferably having 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms), a methoxy group, an ethoxy group, Examples include a cyclohexyloxy group.
  • Specific examples of preferred alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, n-hexyl, cyclohexyl, 2-hydroxyethyl, Examples thereof include a 3-hydroxypropyl group, a 2-hydroxypropyl group, and a 2-methoxyethyl group.
  • R 1 , R 2 , R 4 , and R 5 are preferably hydrogen atoms, and R 3 and R 6 are each a hydrogen atom or a methyl group on the pigment surface. It is most preferable from the viewpoint of adsorption efficiency.
  • X 1 and X 2 each represent —CO—, —C ( ⁇ O) O—, —CONH—, —OC ( ⁇ O) —, or a phenylene group. . Among them, —C ( ⁇ O) O—, —CONH—, and a phenylene group are preferable from the viewpoint of adsorptivity to the pigment, and —C ( ⁇ O) O— is most preferable.
  • L 1 and L 2 each represent a single bond or a divalent organic linking group.
  • the divalent organic linking group is preferably a substituted or unsubstituted alkylene group or a divalent organic linking group comprising the alkylene group and a heteroatom or a partial structure containing a heteroatom.
  • the alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • hetero atom in the partial structure containing a hetero atom an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom are mentioned, for example, Among these, an oxygen atom and a nitrogen atom are preferable.
  • preferable alkylene groups include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a trimethylene group, and a tetramethylene group.
  • examples of the substituent include a hydroxy group.
  • the divalent organic linking group includes a heteroatom or a heteroatom selected from —C ( ⁇ O) —, —OC ( ⁇ O) —, and —NHC ( ⁇ O) — at the end of the above alkylene group.
  • the adjacent oxygen atom means an oxygen atom that binds to L 1 in the general formula (1) and L 2 in the general formula (2) on the side chain end side.
  • a 1 and A 2 each represent a monovalent organic group.
  • the monovalent organic group a hydroxyl group, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group is preferable.
  • preferable alkyl groups include linear, branched, and cyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms.
  • Specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, Butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, hexadecyl, octadecyl, eicosyl, isopropyl, isobutyl, s-butyl, Examples thereof include t-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1-methylbutyl group, isohexyl group, 2-ethylhexyl group, 2-methylhexyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group and 2-norbornyl group.
  • a monovalent non-metallic atomic group other than hydrogen is used as the substituent of the substituted alkyl group.
  • Preferred examples include halogen atoms (—F, —Br, —Cl, —I), hydroxyl groups, alkoxy groups.
  • aryloxy group mercapto group, alkylthio group, arylthio group, alkyldithio group, aryldithio group, amino group, N-alkylamino group, N, N-dialkylamino group, N-arylamino group, N, N-diaryl Amino group, N-alkyl-N-arylamino group, acyloxy group, carbamoyloxy group, N-alkylcarbamoyloxy group, N-arylcarbamoyloxy group, N, N-dialkylcarbamoyloxy group, N, N-diarylcarbamoyloxy Group, N-alkyl-N-arylcarbamoyloxy group, alkylsulfoxy Arylsulfoxy group, acyloxy group, acylthio group, acylamino group, N-alkylacylamino group, N-arylacylamino group, ure
  • substituents examples include alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, N, N-dialkylamino group, N, N-diarylamino group, N-alkyl-N-arylamino group, acyloxy group, aryl group, hetero
  • An aryl group, an alkenyl group, an alkynyl group, and a silyl group are preferable from the viewpoint of dispersion stability.
  • aryl group examples include phenyl, biphenyl, naphthyl, tolyl, xylyl, mesityl, cumenyl, chlorophenyl, bromophenyl, chloromethylphenyl, hydroxyphenyl, methoxyphenyl, ethoxy Phenyl group, phenoxyphenyl group, acetoxyphenyl group, benzoyloxyphenyl group, methylthiophenyl group, phenylthiophenyl group, methylaminophenyl group, dimethylaminophenyl group, acetylaminophenyl group, carboxyphenyl group, methoxycarbonylphenyl group, Ethoxyphenylcarbonyl group, phenoxycarbonylphenyl group, N-phenylcarbamoylphenyl group, phenyl group, cyanophenyl group, sulfophenyl group, sulfonatophen
  • a 1 and A 2 from the viewpoint of dispersion stability and developability, a straight chain having 1 to 20 carbon atoms, a branched structure having 3 to 20 carbon atoms, and a number having 5 to 20 carbon atoms Cyclic alkyl groups are preferable, linear alkyl groups having 4 to 15 carbon atoms, branched alkyl groups having 4 to 15 carbon atoms, and cyclic alkyl groups having 6 to 10 carbon atoms are more preferable.
  • a linear alkyl group having 6 to 10 and a branched alkyl group having 6 to 12 carbon atoms is more preferable.
  • n and n each represent an integer of 2 to 8. From the viewpoint of dispersion stability and developability, 4 to 6 is preferable, and 5 is most preferable.
  • p and q each represent an integer of 1 to 100. Two or more different p and different q may be mixed. p and q are preferably 5 to 60, more preferably 5 to 40, and still more preferably 5 to 20 from the viewpoints of dispersion stability and developability.
  • the copolymer containing the structural unit represented by any one of the general formula (1) and the following general formula (2) includes the repeating unit represented by the general formula (1) from the viewpoint of dispersion stability. Those are preferred.
  • the repeating unit represented by the general formula (1) is more preferably a repeating unit represented by the following general formula (1) -2.
  • R 1 to R 3 each represents a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • La represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms
  • Lb represents —C ( ⁇ O) — or NHC ( ⁇ O) —
  • a 1 represents a monovalent organic group
  • m represents an integer of 2 to 8
  • p represents an integer of 1 to 100.
  • the repeating unit represented by the general formula (1), (2), or (1) -2 is a simple unit represented by the following general formula (i), (ii), or (i) -2, respectively.
  • the polymer is introduced as a repeating unit of the polymer compound by polymerization or copolymerization.
  • R 1 to R 6 each represent a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • X 1 and X 2 are each — CO—, —C ( ⁇ O) O—, —CONH—, —OC ( ⁇ O) —, or a phenylene group
  • L 1 and L 2 each represents a single bond or a divalent organic linking group
  • La represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms
  • Lb represents —C ( ⁇ O) — or NHC ( ⁇ O) —
  • a 1 and A 2 are each a monovalent organic group.
  • m and n each represent an integer of 2 to 8, and p and q each represent an integer of 1 to 100.
  • copolymer containing the structural unit represented by any one of the general formula (1) and the following general formula (2) is selected from the repeating units represented by either the general formula (1) or (2). It is sufficient that at least one type of repeating unit is included, and only one type may be included, or two or more types may be included.
  • the inclusion of the repeating unit represented by any of the general formulas (1) and (2) is not particularly limited, but when the total repeating unit contained in the polymer is 100% by mass, the repeating unit represented by any one of the general formulas (1) and (2) is 5% by mass or more.
  • the content is preferably 50% by mass, more preferably 50% by mass to 80% by mass.
  • the copolymer containing the structural unit represented by any one of the above general formula (1) and the following general formula (2) is a monomer having a functional group capable of adsorbing to the pigment for the purpose of enhancing adsorption to the pigment And a polymer compound obtained by copolymerizing the above-described monomers represented by the general formulas (i), (ii), and (i) -2.
  • Specific examples of the monomer having a functional group capable of adsorbing to the pigment include a monomer having an acidic group, a monomer having an organic dye structure or a heterocyclic structure, a monomer having a basic nitrogen atom, and an ionic group. A monomer etc. can be mentioned. Of these, monomers having an acidic group, and monomers having an organic dye structure or a heterocyclic structure are preferable from the viewpoint of adsorption to the pigment.
  • Examples of the monomer having an acidic group include a vinyl monomer having a carboxyl group and a vinyl monomer having a sulfonic acid group.
  • Examples of the vinyl monomer having a carboxyl group include (meth) acrylic acid, vinyl benzoic acid, maleic acid, maleic acid monoalkyl ester, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, cinnamic acid, and acrylic acid dimer.
  • an addition reaction product of a monomer having a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and a cyclic anhydride such as maleic anhydride, phthalic anhydride, succinic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, ⁇ - Carboxy-polycaprolactone mono (meth) acrylate and the like can also be used.
  • a cyclic anhydride such as maleic anhydride, phthalic anhydride, succinic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, ⁇ - Carboxy-polycaprolactone mono (meth) acrylate and the like
  • anhydride containing monomers such as maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride, as a precursor of a carboxyl group.
  • Examples of the vinyl monomer having a sulfonic acid group include 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and examples of the vinyl monomer having a phosphoric acid group include phosphoric acid mono (2-acryloyloxyethyl ester) and phosphoric acid mono (1-methyl-2-acryloyloxyethyl ester) and the like.
  • the copolymer containing a structural unit represented by any one of the general formula (1) and the following general formula (2) preferably contains a repeating unit derived from a monomer having an acidic group as described above.
  • the copolymer containing the structural unit represented by any of the general formula (1) and the following general formula (2) may contain only one type of repeating unit derived from a monomer having an acidic group. And two or more types may be included.
  • Examples of the monomer having an organic dye structure or a heterocyclic structure include specific monomers, maleimides, and maleimide derivatives described in paragraph Nos. 0048 to 0070 of JP-A-2009-256572. 1 type selected from a group is mentioned.
  • Examples of the monomer having a basic nitrogen atom include (meth) acrylic acid ester, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid.
  • N'-dimethylaminoethyl) methacrylamide N- (N ', N'-diethylaminoethyl) acrylamide, N- (N', N'-diethylaminoethyl) methacrylamide, N- (N ', N'-dimethylamino) Propyl) acrylamide, N- (N ′, N′-dimethylaminopropyl) methacrylamide, N- (N ′, N′-diethylaminopropyl) acrylamide, N- (N ′, N′-diethylaminopropyl) methacrylamide, 2 -(N, N-dimethylamino) ethyl (meth) acrylamide, 2- (N, N-diethylamino) ethyl (methyl) ) Acrylamide, 3- (N, N-diethylamino) propyl (meth) acrylamide, 3- (N, N-di
  • a monomer having a urea group, a urethane group, a coordinating oxygen atom, a hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms, an alkoxysilyl group, an epoxy group, an isocyanate group, or a hydroxyl group include the monomers described in paragraph No. 0095 of JP2012-173356A, the contents of which are incorporated herein.
  • Examples of the monomer having an ionic group include vinyl monomers having an ionic group (anionic vinyl monomers and cationic vinyl monomers).
  • Examples of the anionic vinyl monomer include alkali metal salts of vinyl monomers having the above acidic groups and salts of organic amines (eg, tertiary amines such as triethylamine and dimethylaminoethanol).
  • the above nitrogen-containing vinyl monomer is an alkyl halide (alkyl group: C1-18, halogen atom: chlorine atom, bromine atom or iodine atom); benzyl halide such as benzyl chloride or benzyl bromide; methanesulfonic acid Alkyl sulfonic acid ester (alkyl group: C1-18); aryl sulfonic acid alkyl ester such as benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid (alkyl group: C1-18); dialkyl sulfate (alkyl group: C1-4), etc. Quaternized, dialkyl diallyl Such as salt, and the like.
  • alkyl halide alkyl group: C1-18, halogen atom: chlorine atom, bromine atom or iodine atom
  • benzyl halide such as benzyl chloride or benzyl bromide
  • the copolymer including the structural unit represented by any one of the general formula (1) and the following general formula (2) further includes a repeating unit derived from a copolymerizable vinyl monomer as long as the effect is not impaired. May be included.
  • vinyl monomer which can be used here, For example, (meth) acrylic acid esters, crotonic acid esters, vinyl esters, maleic acid diesters, fumaric acid diesters, itaconic acid diesters, ( Preference is given to meth) acrylamides, vinyl ethers, esters of vinyl alcohol, styrenes, (meth) acrylonitrile and the like. Specific examples of such vinyl monomers include the following compounds. In addition, in this specification, when showing either or both of "acryl and methacryl", it may describe as "(meth) acryl".
  • Examples of (meth) acrylates include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate , Isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, 2- (meth) acrylic acid 2- Ethylhexyl, t-octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, acetoxyethyl (meth) acrylate, acetoacetoxyethyl (meth) acrylate, phenyl
  • Examples of crotonic acid esters include butyl crotonate and hexyl crotonate.
  • Examples of vinyl esters include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl methoxyacetate, vinyl benzoate, and the like.
  • Examples of maleic acid diesters include dimethyl maleate, diethyl maleate, and dibutyl maleate.
  • Examples of the fumaric acid diesters include dimethyl fumarate, diethyl fumarate, and dibutyl fumarate.
  • Examples of itaconic acid diesters include dimethyl itaconate, diethyl itaconate, and dibutyl itaconate.
  • (Meth) acrylamides include (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, Nn-butyl (Meth) acrylamide, Nt-butyl (meth) acrylamide, N-cyclohexyl (meth) acrylamide, N- (2-methoxyethyl) (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N- Examples include diethyl (meth) acrylamide, N-phenyl (meth) acrylamide, N-benzyl (meth) acrylamide, (meth) acryloylmorpholine, diacetone acrylamide, and the like.
  • Examples of vinyl ethers include methyl vinyl ether, butyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, and methoxyethyl vinyl ether.
  • Examples of styrenes include styrene, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, isopropyl styrene, butyl styrene, hydroxy styrene, methoxy styrene, butoxy styrene, acetoxy styrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, bromostyrene, chloromethyl
  • Examples thereof include styrene, hydroxystyrene protected with a group that can be deprotected by an acidic substance (for example, t-Boc and the like), methyl vinylbenzoate, and ⁇ -methylstyrene.
  • a preferred embodiment of the copolymer containing the structural unit represented by any one of the general formula (1) and the following general formula (2) is represented by at least the general formula (i), (ii), or (i) -2. And a monomer having an acidic group, or a monomer having an organic dye structure or a heterocyclic structure, and more preferably represented by at least the general formula (i) -2. And a monomer having an acid group are copolymerized.
  • benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid copolymer or a multi-component copolymer composed of benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / other monomers.
  • 2-hydroxyethyl methacrylate copolymerized 2-hydroxypropyl (meth) acrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer described in JP-A-7-140654, 2-hydroxy- 3-phenoxypropyl acrylate / polymethyl methacrylate macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / polystyrene macromonomer / methyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / polystyrene macromonomer / Examples thereof include benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer.
  • the dispersants shown below are particularly preferable.
  • the acid value of the dispersing agent is preferably 10 to 400 mgKOH / g, more preferably 20 to 200 mgKOH / g, and still more preferably 40 to 70 mgKOH / g.
  • the acid value of the dispersant can be calculated, for example, from the average content of acid groups in the dispersant.
  • the molecular weight of the dispersant used in the present invention is preferably 2,000 to 50,000, more preferably 5,000 to 30,000 in terms of weight average molecular weight (Mw).
  • the content of the dispersant is preferably 5 to 60 parts by mass and more preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the high refractive index particles.
  • Only 1 type of dispersing agent may be contained in the composition of this invention, and may be contained 2 or more types. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the radiation-sensitive composition of the present invention contains, as a photopolymerization initiator, an oxime photopolymerization initiator and an ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator, and includes an oxime photopolymerization initiator, an ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator,
  • the mass ratio is 1: 1.5 to 1: 4.
  • the mass ratio of the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator to the oxime photopolymerization initiator is less than 1.5, the amount of the oxime photopolymerization initiator is relatively increased, which is attributed to the oxime photopolymerization initiator.
  • the mass ratio of the oxime photopolymerization initiator and the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator is preferably 1: 1.8 to 1: 1.35, and is 1: 2.0 to 1: 3.0. More preferably. By setting it as such a range, the effect of this invention can be achieved more effectively.
  • the total content of the photopolymerization initiator based on the total solid content of the radiation-sensitive composition of the present invention is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, More preferably, the content is 1.0 to 5% by mass.
  • the oxime photopolymerization initiator used in the present invention may be used alone or in combination of two or more.
  • the oxime photopolymerization initiator preferably has a maximum absorption wavelength in a wavelength region of 350 nm to 500 nm, more preferably has an absorption wavelength in a wavelength region of 360 nm to 480 nm, and has a high absorbance at 365 nm. Particularly preferred.
  • the oxime photopolymerization initiator has a molar extinction coefficient at 365 nm or 405 nm of preferably 1,000 to 300,000, more preferably 2,000 to 300,000, and 5,000 to 200,000. 000 is particularly preferred.
  • the molar extinction coefficient of the oxime-based photopolymerization initiator can be measured using a known method. It is preferable to measure at a concentration of 0.01 g / L.
  • the oxime photopolymerization initiator used in the present invention is preferably represented by the following general formula (I).
  • R 1 represents any one of a hydrogen atom, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, and an aryloxycarbonyl group
  • R 2 represents a substituent, and forms a condensed ring with Ar 1.
  • R 3 represents any of a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkyloxy group, an aryloxy group, an aryloxycarbonyl group, an alkylthio group, an arylthio group, and an amino group
  • m1 is 0-4.
  • R 3 s may be the same or different from each other Ar 1 is an arylene group or a combination of an arylene group and —C ( ⁇ O) —. Represents a group.
  • R 1 represents any of a hydrogen atom, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, and an aryloxycarbonyl group.
  • the acyl group may be any of aliphatic, aromatic and heterocyclic rings. Those having 2 to 30 carbon atoms are preferred, those having 2 to 20 carbon atoms are more preferred, and those having 2 to 16 carbon atoms are particularly preferred.
  • Examples of the substituent that the acyl group may have include an acetyl group, an n-propanoyl group, an i-propanoyl group, a methylpropanoyl group, a butanoyl group, a pivaloyl group, a hexanoyl group, a cyclohexanecarbonyl group, an octanoyl group, and a decanoyl group.
  • the alkyloxycarbonyl group preferably has a total carbon number of 2 to 30, more preferably a total carbon number of 2 to 20, and particularly preferably a total carbon number of 2 to 16.
  • alkoxycarbonyl groups include methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, isopropoxycarbonylbutoxycarbonyl group, isobutyloxycarbonyl group, allyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, ethoxyethoxycarbonyl group. Is mentioned.
  • the aryloxycarbonyl group is preferably an aryloxycarbonyl group having a total carbon number of 7 to 30, more preferably a total carbon number of 7 to 20, and particularly preferably a total carbon number of 7 to 16.
  • aryloxycarbonyl groups include phenoxycarbonyl group, 2-naphthoxycarbonyl group, paramethoxyphenoxycarbonyl group, 2,5-diethoxyphenoxycarbonyl group, parachlorophenoxycarbonyl group, paranitrophenoxycarbonyl group. And paracyanophenoxycarbonyl group.
  • the acyl group, alkyloxycarbonyl group and aryloxycarbonyl group may further have a substituent, but are preferably unsubstituted. As the substituent, any of an alkoxy group, an aryloxy group, and a halogen atom is preferable.
  • R 2 represents a substituent.
  • R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a group comprising a combination of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and —O—.
  • R 2 preferably forms a ring.
  • any of 4, 5, 6, and 7-membered rings are preferred, and 5- or 6-membered rings are preferred.
  • Ar 1 may form a condensed ring.
  • the condensed ring formed by bonding to Ar 1 is preferably a condensed ring in which two or three rings are condensed.
  • R 2 forms a ring it is preferably a heterocycle, more preferably one to three of oxygen atoms and sulfur atoms in the ring structure, and one oxygen atom More preferably, it has.
  • each R 3 independently represents any of a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkyloxy group, an aryloxy group, an aryloxycarbonyl group, an alkylthio group, an arylthio group, and an amino group.
  • m1 is 2 or more, when they form a ring are linked to each other, independent R 3 is preferable to form a ring with each other, independent R 3 together with an aryl group having 6 to 12 carbon atoms It is more preferable to form
  • m1 represents an integer of 0 to 4, preferably 0 or 1.
  • Ar 1 represents an arylene group or a group composed of an arylene group and —C ( ⁇ O) —.
  • the carbon number of the arylene group is preferably 6 to 24, more preferably 6 to 12.
  • a phenylene group or a group comprising a combination of a phenylene group and —C ( ⁇ O) — is preferable, and a phenylene group is more preferable.
  • the oxime photopolymerization initiator used in the present invention is more preferably represented by the following general formula (I-1).
  • Formula (I-1) (In the general formula (I-1), R 4 represents any of a hydrogen atom, an optionally substituted acyl group, an alkoxycarbonyl group, and an aryloxycarbonyl group, and R 5 represents a halogen atom, an alkyl group, or an alkyl group. Represents any one of a group, an aryl group, an alkyloxy group, an aryloxy group, an aryloxycarbonyl group, an alkylthio group, an arylthio group, and an amino group, m2 represents an integer of 0 to 4.
  • A represents one ring Or, a condensed ring in which two rings are condensed represents a structure in which an adjacent benzene ring is condensed, and each ring represents any of 4, 5, 6 and 7-membered rings.
  • R 4 has the same meaning as R 1 in general formula (I) described above, and the preferred range is also the same.
  • R 5 has the same meaning as R 3 in general formula (I) described above, and the preferred range is also the same.
  • m2 has the same meaning as m1 in general formula (I) described above, and the preferred range is also the same.
  • A represents a structure in which a condensed ring in which one ring or two rings are condensed with an adjacent benzene ring, and each ring has 4, 5, 6 and 7 members Represents one of the rings. Each ring is preferably a 5- or 6-membered ring.
  • A is preferably a heterocyclic ring, more preferably 1 to 3 of oxygen atoms and sulfur atoms, and still more preferably 1 of oxygen atoms in the ring structure.
  • the oxime photopolymerization initiator used in the present invention is more preferably represented by the following general formula (I-2) or (I-3).
  • Formula (I-2) (In the general formula (I-2), R 4 represents any one of a hydrogen atom, an optionally substituted acyl group, an alkoxycarbonyl group, and an aryloxycarbonyl group, and R 5 represents a halogen atom, an alkyl group, or an alkyl group.
  • m2 represents an integer of 0 to 4
  • X represents —CH 2.
  • l represents an integer of 1 to 3.
  • R 4 represents any one of a hydrogen atom, an optionally substituted acyl group, an alkoxycarbonyl group, and an aryloxycarbonyl group
  • R 5 represents a halogen atom, an alkyl group, or an alkyl group.
  • m2 represents an integer of 0 to 4
  • X represents —CH 2.
  • l represents an integer of 1 to 3.
  • R 4 has the same meaning as R 1 in general formula (I) described above, and the preferred range is also the same.
  • R 5 has the same meaning as R 3 in general formula (I) described above, and the preferred range is also the same.
  • m2 has the same meaning as m1 in general formula (I) described above, and the preferred range is also the same.
  • X represents —CH 2 —, an oxygen atom or a sulfur atom, and preferably an oxygen atom.
  • l represents an integer of 1 to 3, and is preferably 1.
  • Examples of the oxime-based photopolymerization initiator that can be used in the present invention include 3-benzoyloxyiminobutan-2-one, 3-acetoxyiminobutan-2-one, 3-propionyloxyimibutan-2-one, -Acetoxyiminopentan-3-one, 2-acetoxyimino-1-phenylpropan-1-one, 2-benzoyloxyimino-1-phenylpropan-1-one, 3- (4-toluenesulfonyloxy) iminobutane- Examples include 2-one and 2-ethoxycarbonyloxyimino-1-phenylpropan-1-one.
  • oxime compounds include IRGACURE-OXE01 (trade name: manufactured by BASF), IRGACURE-OXE02 (trade name: manufactured by BASF), TRONLY TR-PBG-304, TRONLY TR-PBG-309, TRONLY TR-PBG. -305 (manufactured by CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALS CO., LTD), Adeka Arkles NCI-831, Adeka Arkles NCI-930 (made by ADEKA) are also preferably used.
  • the total content of the oxime polymerization initiator based on the total solid content of the radiation-sensitive composition of the present invention is preferably 0.05 to 8% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass. More preferably, the content is 0.2 to 4% by mass.
  • the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator used in the present invention may be used alone or in combination of two or more.
  • the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator preferably has a maximum absorption wavelength in the wavelength region of 350 nm to 500 nm, more preferably has an absorption wavelength in the wavelength region of 360 nm to 480 nm, and absorbances of 365 nm and 455 nm. Particularly high are preferred.
  • the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator preferably has a molar extinction coefficient at 365 nm or 405 nm of 1,000 to 300,000, more preferably 2,000 to 300,000. Particularly preferred is 200,000.
  • a compound represented by the following general formula (II) can be preferably used as the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator.
  • Formula (II) (In general formula (II), X 1 and X 2 each independently represent an alkyl group, an aryl group, or a group comprising a combination of an alkylene group and an aryl group.
  • X 3 and X 4 are each independently Represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 3 to 5 carbon atoms, or a phenylalkyl group having 7 to 9 carbon atoms, and X 3 and X 4 are bonded to each other to form a ring.
  • X 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 8 carbon atoms, a dimethylamino group or a morpholino group.
  • X 1 and X 2 each independently represents an alkyl group, an aryl group, or a group comprising a combination of an alkylene group and an aryl group, and any one of X 1 and X 2 represents an alkylene group It is a group consisting of a combination with an aryl group, and the other is preferably an alkyl group.
  • the alkyl group preferably has 1 to 3 carbon atoms, more preferably 1 or 2.
  • the aryl group preferably has 6 to 12 carbon atoms, more preferably 6 carbon atoms.
  • the alkylene group preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3, and still more preferably a methylene group.
  • the aryl group may have a substituent, but preferably does not have a substituent.
  • X 3 and X 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 3 to 5 carbon atoms, or a phenylalkyl group having 7 to 9 carbon atoms.
  • X 3 and X 4 may be bonded to each other to form a ring.
  • the alkyl group may be linear, branched or cyclic.
  • the alkyl group, alkenyl group and phenylalkyl group may have a substituent.
  • substituents examples include an OH group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, —CN or —COOR (R represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms).
  • R represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • —NX 3 X 4 preferably represents a dimethylamino group, a diethylamino group or a morpholino group, more preferably a dimethylamino group or a morpholino group, and even more preferably a dimethylamino group.
  • X 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 8 carbon atoms, a dimethylamino group or a morpholino group, A morpholino group is preferred.
  • the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator is more preferably represented by the following general formula (II-1).
  • Formula (II-1) (In the general formula (II-1), R 11 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and R 12 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 1 carbon atom.
  • Ar 2 represents an arylene group
  • X 3 and X 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a carbon number of 3
  • X 3 and X 4 may be bonded to each other to form a ring.
  • R 11 represents a hydrogen atom or an alkyl group, preferably a hydrogen atom.
  • the alkyl group preferably has 1 to 3 carbon atoms, more preferably 1 or 2.
  • R 12 has the same meaning as X 5 in general formula (II), and the preferred range is also the same.
  • Ar 2 represents an arylene group. The carbon number of the arylene group is preferably 6 to 12, and more preferably 6.
  • X 3 and X 4 has the same meaning as X 3 and X 4 in the above-mentioned formula (II), and preferred ranges are also the same.
  • ⁇ -aminoketone-based photopolymerization initiator that can be used in the present invention
  • commercially available products such as IRGACURE-819 and DAROCUR-TPO (trade names: both manufactured by BASF) can be used.
  • Specific examples of the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator include the following compounds.
  • the radiation sensitive composition of the present invention contains a polymerizable compound.
  • the polymerizable compound is a compound that causes polymerization by an active species.
  • the active species include radicals, acids, and bases.
  • the radical is an active species, a compound having a terminal ethylenically unsaturated bond as a polymerizable group is usually used as the polymerizable compound.
  • the active species is an acid such as sulfonic acid, phosphoric acid, sulfinic acid, carboxylic acid, sulfuric acid, and sulfuric monoester
  • examples of the polymerizable compound include cyclic groups such as an epoxy group, an oxetanyl group, and a tetrahydrofuranyl group.
  • a compound having an ether group or a vinylbenzene group is used.
  • the polymerizable compound is, for example, a compound having a cyclic ether group such as an epoxy group, oxetanyl group or tetrahydrofuranyl group, or a vinylbenzene group.
  • the polymerizable compound is preferably selected from compounds having at least one terminal ethylenically unsaturated bond, more preferably two or more.
  • a compound group is widely known in the industrial field, and can be used without any particular limitation in the present invention. These may be in any chemical form such as, for example, monomers, prepolymers, ie dimers, trimers and oligomers, or mixtures thereof and multimers thereof.
  • the polymeric compound in this invention may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • examples of monomers and prepolymers thereof include unsaturated carboxylic acids (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.), esters thereof, amides, And multimers thereof, preferably, esters of unsaturated carboxylic acids and aliphatic polyhydric alcohol compounds, amides of unsaturated carboxylic acids and aliphatic polyhydric amine compounds, and multimers thereof. is there.
  • unsaturated carboxylic acids for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.
  • esters thereof for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.
  • esters thereof for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc
  • a dehydration condensation reaction product with a functional carboxylic acid is also preferably used.
  • a substituted reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having a detachable substituent such as a tosyloxy group and a monofunctional or polyfunctional alcohol, amine or thiol is also suitable.
  • the compounds described in paragraphs 0095 to 0108 of JP-A-2009-288705 can be preferably used in the present invention.
  • the polymerizable compound is also preferably a compound having at least one addition-polymerizable ethylene group as a polymerizable monomer and having an ethylenically unsaturated group having a boiling point of 100 ° C. or higher under normal pressure.
  • Examples include monofunctional acrylates and methacrylates such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, and phenoxyethyl (meth) acrylate; polyethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolethanetri (Meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ethyleneoxy Modified dipentaerythritol hexaacrylate (commercially available product is A-DPH-12E; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), hexanediol (medium ) After adding ethylene oxide or propy
  • polyfunctional acrylates and methacrylates such as polyester acrylates and epoxy acrylates which are reaction products of epoxy resin and (meth) acrylic acid; Mixing these It can be mentioned.
  • a polyfunctional (meth) acrylate obtained by reacting a polyfunctional carboxylic acid with a compound having a cyclic ether group such as glycidyl (meth) acrylate and an ethylenically unsaturated group can also be used.
  • Suitable polymerizable compounds in the present invention include polymerizable compounds having two or more terminal ethylenically unsaturated bonds.
  • radically polymerizable monomers represented by the following general formulas (MO-1) to (MO-5) can also be suitably used.
  • T is an oxyalkylene group
  • the terminal on the carbon atom side is bonded to R.
  • n 0 to 14 and m is 1 to 8.
  • a plurality of R and T present in one molecule may be the same or different.
  • Specific examples of the radical polymerizable monomer represented by the general formulas (MO-1) to (MO-5) include compounds described in paragraph numbers 0248 to 0251 of JP-A No. 2007-26979. It can be suitably used in the present invention.
  • JP-A-10-62986 as general formulas (1) and (2) together with specific examples thereof are compounds that are (meth) acrylated after addition of ethylene oxide or propylene oxide to the polyfunctional alcohol. Can be used as a polymerizable compound.
  • dipentaerythritol triacrylate (commercially available KAYARAD D-330; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol tetraacrylate (commercially available KAYARAD D-320; Nippon Kayaku Co., Ltd.) Company-made) dipentaerythritol penta (meth) acrylate (commercially available KAYARAD D-310; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (commercially available KAYARAD DPHA; Nippon Kayaku Co., Ltd.) And a structure in which these (meth) acryloyl groups are interposed via ethylene glycol and propylene glycol residues. These oligomer types can also be used.
  • Ethylenically unsaturated compounds having an acid group can be obtained by, for example, converting a part of hydroxy groups of the polyfunctional alcohol into (meth) acrylate and adding an acid anhydride to the remaining hydroxy group to form a carboxy group. can get. If the ethylenic compound has an unreacted carboxyl group as in the case of a mixture as described above, this can be used as it is.
  • Non-aromatic carboxylic acid anhydrides may be reacted to introduce acid groups.
  • specific examples of the non-aromatic carboxylic acid anhydride used include tetrahydrophthalic anhydride, alkylated tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, alkylated hexahydrophthalic anhydride, succinic anhydride, anhydrous Maleic acid is mentioned.
  • the monomer having an acid group is an ester of an aliphatic polyhydroxy compound and an unsaturated carboxylic acid, and a non-aromatic carboxylic acid anhydride is reacted with an unreacted hydroxyl group of the aliphatic polyhydroxy compound.
  • a polyfunctional monomer having an acid group is preferable, and in this ester, the aliphatic polyhydroxy compound is pentaerythritol and / or dipentaerythritol.
  • Examples of commercially available products include M-510 and M-520 as polybasic acid-modified acrylic oligomers manufactured by Toagosei Co., Ltd.
  • a preferable acid value of the polyfunctional monomer having an acid group is 0.1 to 40 mg-KOH / g, and particularly preferably 5 to 30 mg-KOH / g. If the acid value of the polyfunctional monomer is too low, the development and dissolution properties are lowered, and if it is too high, the production and handling are difficult, the photopolymerization performance is lowered, and the curability such as the surface smoothness of the pixel tends to be inferior. Therefore, when two or more polyfunctional monomers having different acid groups are used in combination, or when a polyfunctional monomer having no acid group is used in combination, the acid value of the entire polyfunctional monomer should be adjusted to be within the above range. Is preferred.
  • the polymerizable compound in the present invention is preferably at least one selected from the group of compounds represented by the following general formula (i) or (ii).
  • each E independently represents-((CH 2 ) y CH 2 O)-or ((CH 2 ) y CH (CH 3 ) O)-
  • each X independently represents an acryloyl group, a methacryloyl group, a hydrogen atom, or a carboxyl group.
  • the total number of acryloyl groups and methacryloyl groups is 3 or 4
  • each m independently represents an integer of 0 to 10
  • the total of each m is an integer of 0 to 40.
  • any one of X is a carboxyl group.
  • the total number of acryloyl groups and methacryloyl groups is 5 or 6, each n independently represents an integer of 0 to 10, and the total of each n is an integer of 0 to 60. However, when the total of each n is 0, any one of X is a carboxyl group.
  • m is preferably an integer of 0 to 6, and more preferably an integer of 0 to 4.
  • the total of each m is preferably an integer of 2 to 40, more preferably an integer of 2 to 16, and particularly preferably an integer of 4 to 8.
  • n is preferably an integer of 0 to 6, more preferably an integer of 0 to 4.
  • the total of each n is preferably an integer of 3 to 60, more preferably an integer of 3 to 24, and particularly preferably an integer of 6 to 12.
  • — ((CH 2 ) y CH 2 O) — or ((CH 2 ) y CH (CH 3 ) O) — in the general formula (i) or the general formula (ii) has a terminal on the oxygen atom side. A form bonded to X is preferred.
  • the compounds represented by the general formula (i) or (ii) may be used alone or in combination of two or more.
  • a form in which all six Xs are acryloyl groups is preferable.
  • the total content of the compound represented by the general formula (i) or (ii) in the polymerizable compound is preferably 20% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more.
  • the compound represented by the general formula (i) or (ii) has a ring-opening skeleton by a ring-opening addition reaction of pentaerythritol or dipentaerythritol with ethylene oxide or propylene oxide, which is a conventionally known process. It can be synthesized from the step of bonding and the step of introducing a (meth) acryloyl group by reacting, for example, (meth) acryloyl chloride with the terminal hydroxyl group of the ring-opening skeleton. Each step is a well-known step, and a person skilled in the art can easily synthesize a compound represented by the general formula (i) or (ii).
  • pentaerythritol derivatives and / or dipentaerythritol derivatives are more preferable.
  • Specific examples include compounds represented by the following formulas (a) to (f) (hereinafter also referred to as “exemplary compounds (a) to (f)”).
  • exemplary compounds (a), (f) b), (e) and (f) are preferred.
  • Examples of commercially available polymerizable compounds represented by the general formula (i) or (ii) include SR-494, a tetrafunctional acrylate having four ethyleneoxy chains manufactured by Sartomer, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. DPCA-60, which is a hexafunctional acrylate having six pentyleneoxy chains, and TPA-330, which is a trifunctional acrylate having three isobutyleneoxy chains.
  • polymerizable compound examples include urethane acrylates as described in JP-B-48-41708, JP-A-51-37193, JP-B-2-32293, and JP-B-2-16765, Also suitable are urethane compounds having an ethylene oxide skeleton as described in 58-49860, JP-B-56-17654, JP-B-62-39417, and JP-B-62-39418. Further, as polymerizable compounds, addition polymerizable compounds having an amino structure or a sulfide structure in the molecule described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909, and JP-A-1-105238 are exemplified.
  • polymerizable compounds include urethane oligomers UAS-10, UAB-140 (Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd.), UA-7200 (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd., DPHA-40H (Nippon Kayaku Co., Ltd.), UA- 306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, AI-600 (manufactured by Kyoeisha) and the like.
  • the details of usage such as the structure, single use or combination, addition amount and the like can be arbitrarily set according to the final performance design of the radiation-sensitive composition.
  • a structure having a high unsaturated group content per molecule is preferable, and in many cases, a bifunctional or higher functionality is preferable.
  • those having three or more functionalities are preferable, and those having different functional numbers and different polymerizable groups (for example, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, styrene compound, vinyl ether compound).
  • a method of adjusting both sensitivity and intensity by using them together is also effective.
  • a trifunctional or higher functional polymerizable compound having a different ethylene oxide chain length in that the developability of the radiation-sensitive composition can be adjusted and an excellent pattern can be obtained.
  • selection and use of polymerizable compounds are important for compatibility and dispersibility with other components (eg, photopolymerization initiator, alkali-soluble resin, etc.) contained in the radiation-sensitive composition.
  • compatibility may be improved by the use of a low-purity compound or a combination of two or more.
  • a specific structure may be selected from the viewpoint of improving adhesion to a hard surface such as a support.
  • a polymeric compound may be used by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
  • the content of the polymerizable compound in the radiation-sensitive composition of the present invention is preferably 0.1 to 90% by mass, more preferably 1.0 to 80% by mass with respect to the total solid content in the radiation-sensitive composition. Preferably, 10% by mass to 40% by mass is particularly preferable.
  • the radiation sensitive composition of the present invention may contain a polyfunctional thiol compound having two or more mercapto groups in the molecule for the purpose of accelerating the reaction of the polymerizable compound.
  • the polyfunctional thiol compound is preferably a secondary alkanethiol, and particularly preferably a compound having a structure represented by the following general formula (I).
  • n represents an integer of 2 to 4
  • L represents a divalent to tetravalent linking group.
  • the linking group L is preferably an aliphatic group having 2 to 12 carbon atoms, particularly preferably n is 2 and L is an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms.
  • Specific examples of the polyfunctional thiol compound include compounds represented by the following structural formulas (II) to (IV), and a compound represented by (II) is particularly preferable. These polyfunctional thiols can be used alone or in combination.
  • the blending amount of the polyfunctional thiol compound in the radiation-sensitive composition of the present invention is preferably 0.3 to 8.9% by mass, and preferably 0.8 to 6.4% by mass with respect to the total solid content excluding the solvent. % Is more preferable.
  • the polyfunctional thiol compound may contain only 1 type, and may contain 2 or more types. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range. Polyfunctional thiols may be added for the purpose of improving stability, odor, resolution, developability, adhesion and the like.
  • the radiation sensitive composition of the present invention contains an organic solvent.
  • the organic solvent is basically not particularly limited as long as the solubility of each component and the coating property of the radiation-sensitive composition are satisfied.
  • an alkali-soluble resin described later is contained, it is preferably selected in consideration of its solubility, applicability, and safety.
  • organic solvents examples include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, and ethyl lactate.
  • Alkyl oxyacetates eg, methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, butyl oxyacetate (eg, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate)
  • alkyl 3-oxypropionate Esters eg, methyl 3-oxypropionate, ethyl 3-oxypropionate, etc.
  • Oxypropionic acid alkyl esters eg, methyl 2-oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, propyl 2-oxypropionate, etc.
  • ethers For example, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl Ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate and the like, and ketones, for example, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, 3-heptanone and the like, and aromatic hydrocarbons, for example, Preferable examples include toluene, xylene, cyclopentanone and the like.
  • organic solvents are also preferably in the form of a mixture of two or more thereof from the viewpoints of solubility of the alkali-soluble resin, improvement of the coated surface state, and the like.
  • It is a mixed solvent composed of two or more selected from carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol methyl ether, and propylene glycol methyl ether acetate.
  • a mixed solvent of ethers and ketones is preferable from the viewpoint of preventing the precipitation of the radiation-sensitive composition during refrigeration.
  • Particularly preferred as a mixed solution of ethers and ketones is a mixed solvent composed of propylene glycol monomethyl ether acetate and cyclohexanone.
  • the content ratio of cyclohexanone in the mixed solvent contained in the radiation-sensitive composition is preferably 5 to 90% by mass. More preferably, it is -85 mass%, and 15-80 mass% is further more preferable.
  • the total content of the organic solvent in the radiation-sensitive composition is preferably such that the total solid concentration of the composition is 5 to 80% by mass from the viewpoint of applicability, and is further 5 to 60% by mass. 10 to 50% by mass is preferable.
  • the radiation-sensitive composition of the present invention preferably contains an ultraviolet absorber, whereby the shape of the pattern to be formed can be made more excellent (fine).
  • an ultraviolet absorber salicylate-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, substituted acrylonitrile-based, and triazine-based ultraviolet absorbers can be used.
  • an ultraviolet absorber having an aminobutadiene skeleton it is particularly preferable to use an ultraviolet absorber having an aminobutadiene skeleton.
  • salicylate-based UV absorbers include phenyl salicylate, p-octylphenyl salicylate, pt-butylphenyl salicylate, and the like.
  • benzophenone-based UV absorbers examples include 2,2′-dihydroxy-4- Methoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone, 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2- And hydroxy-4-octoxybenzophenone.
  • benzotriazole ultraviolet absorbers examples include 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3) '-Tert-butyl-5'-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3'-tert-amyl-5'-isobutylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- ( 2'-hydroxy-3'-isobutyl-5'-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3'-isobutyl-5'-propylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2 -(2'-hydroxy-3 ', 5'-di-tert-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-5'-methylphenyl) benzoto Azole, 2- [2'-hydroxy-5 '
  • substituted acrylonitrile ultraviolet absorbers examples include ethyl 2-cyano-3,3-diphenyl acrylate, 2-ethylhexyl 2-cyano-3,3-diphenyl acrylate, and the like.
  • triazine ultraviolet absorbers examples include 2- [4-[(2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl) oxy] -2-hydroxyphenyl] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl).
  • the ultraviolet absorber may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the ultraviolet absorber is preferably 0.001 to 15% by mass with respect to the total solid content of the radiation-sensitive composition, The content is more preferably 1 to 8% by mass, and further preferably 2 to 6% by mass.
  • the radiation sensitive composition of the present invention may further contain a binder polymer.
  • the binder polymer is a linear organic polymer, and is a group that promotes at least one alkali solubility in a molecule (preferably a molecule having an acrylic copolymer or a styrene copolymer as a main chain). It can be suitably selected from alkali-soluble resins having From the viewpoint of heat resistance, polyhydroxystyrene resins, polysiloxane resins, acrylic resins, acrylamide resins, and acryl / acrylamide copolymer resins are preferable. From the viewpoint of development control, acrylic resins and acrylamide resins are preferable. Resins and acrylic / acrylamide copolymer resins are preferred.
  • Examples of the group that promotes alkali solubility include an acid group, an alcoholic hydroxyl group, a pyrrolidone group, and an alkylene oxide group, and an acid group is more preferable.
  • the acid group is not particularly limited, and examples thereof include a carboxyl group, an active methylene group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, a phenolic hydroxyl group, and a carboxylic acid anhydride group. Those that can be developed with an aqueous solution are preferred, and carboxyl groups are particularly preferred. These acid groups may be used alone or in combination of two or more.
  • a known radical polymerization method can be applied.
  • Polymerization conditions such as temperature, pressure, type and amount of radical initiator, type of solvent, etc. when producing an alkali-soluble resin by radical polymerization can be easily set by those skilled in the art, and the conditions are determined experimentally. It can also be done.
  • a polymer having a carboxylic acid in the side chain is preferable, such as a methacrylic acid copolymer, an acrylic acid copolymer, an itaconic acid copolymer, and a crotonic acid copolymer.
  • a copolymer of (meth) acrylic acid and another monomer copolymerizable therewith is suitable as the alkali-soluble resin.
  • examples of other monomers copolymerizable with (meth) acrylic acid include alkyl (meth) acrylates, aryl (meth) acrylates, and vinyl compounds.
  • alkyl (meth) acrylate and aryl (meth) acrylate methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate,
  • vinyl compounds such as hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, tolyl (meth) acrylate, naphthyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, styrene, ⁇ -methylstyrene, vinyltoluene, glycidyl methacrylate, acrylonitrile, vinyl acetate, N-vinylpyrrolidone, tetrahydrofurfury
  • the alkali-soluble resin is preferably an alkali-soluble resin having a compound represented by the following general formula (ED) (hereinafter sometimes referred to as “ether dimer”) as a monomer component.
  • ED general formula
  • R ⁇ 1 > and R ⁇ 2 > represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group each independently.
  • the hydrocarbon group as R 1 and R 2 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms, and may further have a substituent.
  • the radiation sensitive composition of this invention can form the cured coating film which was extremely excellent also in heat resistance and transparency.
  • the hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms which may have a substituent represented by R 1 and R 2 is not particularly limited, and examples thereof include methyl, ethyl, n Linear or branched alkyl groups such as -propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, t-butyl, t-amyl, stearyl, lauryl, 2-ethylhexyl; aryl groups such as phenyl; cyclohexyl, t-butylcyclohexyl Alicyclic groups such as dicyclopentadienyl, tricyclodecanyl, isobornyl, adamantyl and 2-methyl-2-adamantyl; alkyl groups substituted with alkoxy such as 1-methoxyethyl and 1-ethoxye
  • ether dimer examples include dimethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, diethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, (N-propyl) -2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (isopropyl) -2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (n-butyl) ) -2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (isobutyl) -2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (t-butyl) -2, 2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (t-butyl) -2, 2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (t-amyl) -2,
  • dimethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, diethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, dicyclohexyl-2,2′- [Oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, dibenzyl-2,2 ′-[oxybis (methylene) Bis-2-propenoate is preferred.
  • These ether dimers may be only one kind or two or more kinds.
  • the structure derived from the compound represented by the general formula (ED) may be copolymerized with other monomers.
  • an ethylenically unsaturated monomer (a) represented by the following formula (X) as a monomer to be copolymerized with the alkali-soluble resin.
  • Formula (X) (In Formula (X), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, and R 3 represents a hydrogen atom or a benzene ring which may contain a benzene ring. And represents an alkyl group of 20. n represents an integer of 1 to 15.)
  • the alkylene group of R 2 preferably has 2 to 3 carbon atoms.
  • the alkyl group of R 3 has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10, and the alkyl group of R 3 may contain a benzene ring.
  • Examples of the alkyl group containing a benzene ring represented by R 3 include a benzyl group and a 2-phenyl (iso) propyl group.
  • Examples of the ethylenically unsaturated monomer (a) include phenol ethylene oxide (EO) modified (meth) acrylate, paracumylphenol EO or propylene oxide (PO) modified (meth) acrylate, and nonylphenol EO modified (meth). Examples thereof include acrylate, PO-modified (meth) acrylate of nonylphenol, and the like. Of these compounds, EO or PO-modified (meth) acrylate of paracumylphenol has a higher dispersion effect.
  • an alkali-soluble resin having a polymerizable group may be used.
  • an alkali-soluble resin having a polymerizable group an alkali-soluble resin containing an allyl group, a (meth) acryl group, an allyloxyalkyl group or the like in the side chain is useful.
  • Examples of the above-described polymer containing a polymerizable group include a dial NR series (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), Photomer 6173 (COOH-containing polyurethane acrylic oligomer. Diamond Shamrock Co.
  • KS resist 106 all manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.
  • Cyclomer P series all manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
  • Ebecryl 3800 manufactured by Daicel UCB Co., Ltd.
  • an alkali-soluble resin containing these polymerizable groups an isocyanate group and an OH group are reacted in advance to leave one unreacted isocyanate group and a compound containing a (meth) acryloyl group and an acrylic resin containing a carboxyl group; Urethane-modified polymerizable double bond-containing acrylic resin obtained by the above reaction, unsaturated group-containing acrylic obtained by reaction of an acrylic resin containing a carboxyl group and a compound having both an epoxy group and a polymerizable double bond in the molecule Resin, acid pendant type epoxy acrylate resin, OH group-containing acrylic resin and polymerizable double bond-containing acrylic resin obtained by reacting a polymerizable double bond, OH group-containing acrylic resin and isocyanate Resin obtained by reacting a compound having a polymerizable group, JP 2002-229207 A Resin obtained by performing a basic treatment on a resin having an ester group having a leaving group such as a halogen atom
  • alkali-soluble resin in particular, a benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid copolymer and a multi-component copolymer composed of benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / other monomers are suitable.
  • 2-hydroxyethyl methacrylate copolymerized 2-hydroxypropyl (meth) acrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer described in JP-A-7-140654, 2-hydroxy -3-phenoxypropyl acrylate / polymethyl methacrylate macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / polystyrene macromonomer / methyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / polystyrene macromonomer / Benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer.
  • polymer compounds C-1 to C-57 described in paragraphs 0317 to 0348 of JP-A-2007-277514 can be used, the contents of which are incorporated herein.
  • these polymer compounds C-1 to C-57 may be used as the dispersant described above.
  • the acid value of the alkali-soluble resin is preferably 30 mgKOH / g to 200 mgKOH / g, more preferably 50 mgKOH / g to 150 mgKOH / g, and most preferably 70 to 120 mgKOH / g.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the alkali-soluble resin is preferably 2,000 to 50,000, more preferably 5,000 to 30,000, and most preferably 7,000 to 20,000.
  • the method for measuring the molecular weight of the compound used in the present invention can be measured by gel permeation chromatography (GPC), and is defined as a polystyrene equivalent value by GPC measurement.
  • HSK-8220 manufactured by Tosoh Corporation
  • TSKgel Super is used as a column.
  • AWM-H manufactured by Tosoh Corporation, 6.0 mm ID ⁇ 15.0 cm
  • AWM-H manufactured by Tosoh Corporation, 6.0 mm ID ⁇ 15.0 cm
  • a 10 mmol / L lithium bromide NMP (N-methylpyrrolidinone) solution can be determined by using a 10 mmol / L lithium bromide NMP (N-methylpyrrolidinone) solution as an eluent.
  • the content of the binder polymer in the radiation-sensitive composition is preferably 1 to 60% by mass, more preferably 2 to 40% by mass, and particularly preferably 3% by mass with respect to the total solid content of the composition. To 15% by mass.
  • alkali-soluble resin used as the binder polymer include the following compounds, but the present invention is not particularly limited thereto.
  • the numerical value shown in each unit represents each unit molar fraction in the resin molecule.
  • ⁇ Polymerization inhibitor During the production or storage of the composition of the present invention, it is desirable to add a small amount of a polymerization inhibitor in order to prevent unnecessary thermal polymerization of the polymerizable compound.
  • a polymerization inhibitor known thermal polymerization inhibitors can be used. Specifically, hydroquinone, p-methoxyphenol, di-t-butyl-p-cresol, pyrogallol, t-butylcatechol, benzoquinone, 4 , 4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), N-nitrosophenylhydroxyamine primary cerium salt and the like.
  • the amount of the thermal polymerization inhibitor added is preferably about 0.001 to about 5% by mass with respect to the total solid content of the composition.
  • surfactant Various surfactants may be added to the composition of the present invention from the viewpoint of further improving coatability.
  • various surfactants such as a fluorine-based surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a silicone-based surfactant can be used.
  • the composition according to a preferred embodiment of the present invention contains a fluorosurfactant, so that liquid properties (particularly fluidity) when prepared as a coating solution are further improved. Uniformity and liquid-saving properties can be further improved. That is, when a film is formed using a coating liquid to which a composition containing a fluorosurfactant is applied, the wettability to the coated surface is reduced by reducing the interfacial tension between the coated surface and the coating liquid. Is improved, and the coating property to the coated surface is improved. For this reason, even when a thin film of about several ⁇ m is formed with a small amount of liquid, it is effective in that it is possible to more suitably form a film having a uniform thickness with small thickness unevenness.
  • the fluorine content in the fluorosurfactant is preferably 3% by mass to 40% by mass, more preferably 5% by mass to 30% by mass, and particularly preferably 7% by mass to 25% by mass.
  • a fluorine-based surfactant having a fluorine content within this range is effective in terms of uniformity of coating film thickness and liquid-saving properties, and has good solubility in the composition.
  • fluorosurfactant those containing at least one of a structural unit represented by the following general formula (I) and a structural unit represented by the following general formula (II) as a copolymerization component may be used. .
  • R 01 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a plurality of R 01 may be the same or different from each other.
  • R 1 represents a single bond or a linking group containing at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom.
  • n represents an integer of 1 to 10
  • m represents an integer of 2 to 14
  • l represents an integer of 0 to 10.
  • a represents a mole percentage representing a polymerization ratio of the structural unit, and represents an integer of 0 to 100.
  • R 01 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a plurality of R 01 may be the same or different from each other.
  • p is an integer from 0 to 20
  • q is an integer from 0 to 20
  • r is an integer from 0 to 20, and p, q, and r are not 0 at the same time.
  • b represents a mass percentage representing a polymerization ratio of the structural unit, and represents an integer of 0 to 100.
  • EO represents an ethyleneoxy group
  • PO represents a propyleneoxy group.
  • fluorosurfactant examples include Megafac F171, F172, F173, F176, F176, F177, F141, F142, F143, F144, R30, F437, F475, F479, F482, F554, F780, F780, F781 (above DIC Corporation), Florard FC430, FC431, FC171 (above, Sumitomo 3M Limited), Surflon S-382, SC-101, Same SC-103, Same SC-104, Same SC-105, Same SC1068, Same SC-381, Same SC-383, Same S393, Same KH-40 (above made by Asahi Glass Co., Ltd.), Solsperse 20000 Zole Co., Ltd.). Also, the following compounds can be used. In the following structure, EO represents an ethyleneoxy group and PO represents a propyleneoxy group.
  • nonionic surfactant examples include glycerol, trimethylolpropane, trimethylolethane and ethoxylates and propoxylates thereof (for example, glycerol propoxylate, glycerin ethoxylate, etc.), polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene Stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, sorbitan fatty acid ester (Pluronic L10, L31, L61, L62 manufactured by BASF, 10R5, 17R2, 25R2, Tetronic 304, 701, 704, 901, 904, 150R1 And the like.
  • cationic surfactant examples include phthalocyanine derivatives (trade name: EFKA-745, manufactured by Morishita Sangyo Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), (meth) acrylic acid ( Co) polymer polyflow no. 75, no. 90, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and W001 (manufactured by Yusho Co., Ltd.).
  • phthalocyanine derivatives trade name: EFKA-745, manufactured by Morishita Sangyo Co., Ltd.
  • organosiloxane polymer KP341 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • (meth) acrylic acid ( Co) polymer polyflow no. 75, no. 90, no. 95 manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
  • W001 manufactured by Yusho Co., Ltd.
  • anionic surfactants include W004, W005, W017 (manufactured by Yusho Co., Ltd.) and the like.
  • silicone surfactant examples include “Toray Silicone DC3PA”, “Toray Silicone SH7PA”, “Toray Silicone DC11PA”, “Tore Silicone SH21PA”, “Tore Silicone SH28PA”, “Toray Silicone” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.
  • the addition amount of the surfactant is preferably 0.001 to 2.0% by mass, and more preferably 0.01% to 1.0% by mass with respect to the total solid mass of the composition.
  • the method for producing the radiation-sensitive composition is not particularly limited, and can be obtained, for example, by adding each component contained in the composition to an organic solvent and stirring.
  • the radiation-sensitive composition is preferably filtered with a filter for the purpose of removing foreign substances or reducing defects.
  • a filter used for filter filtration if it is a filter conventionally used for the filtration use etc., it can use without being specifically limited.
  • the filter material include: a fluororesin such as PTFE (polytetrafluoroethylene); a polyamide resin such as nylon-6 and nylon-6, 6; a polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene (PP) (high density, Including ultra high molecular weight); Among these materials, polypropylene (including high density polypropylene) is preferable.
  • the pore size of the filter is not particularly limited, but is, for example, about 0.01 to 20.0 ⁇ m, preferably about 0.01 to 5 ⁇ m, and more preferably about 0.01 to 2.0 ⁇ m.
  • the pore size of the filter can refer to the nominal value of the filter manufacturer.
  • a commercially available filter for example, it can be selected from various filters provided by Nippon Pole Co., Ltd., Advantech Toyo Co., Ltd., Japan Entegris Co., Ltd. (formerly Japan Microlith Co., Ltd.) or KITZ Micro Filter Co., Ltd. .
  • two or more filters may be used in combination. For example, filtration can be performed first using a first filter, and then using a second filter having a pore diameter different from that of the first filter. At that time, the filtering by the first filter and the filtering by the second filter may be performed only once or may be performed twice or more, respectively.
  • a filter formed of the same material as the first filter described above can be used.
  • the pattern forming method, color filter, and manufacturing method thereof of the present invention will be described.
  • the radiation-sensitive composition of the present invention described above is applied on a support to form a coating layer (radiation-sensitive composition layer) (hereinafter referred to as “radiation-sensitive composition”).
  • the layer is also referred to as a “layer forming step”, and the coating layer is exposed (hereinafter also referred to as “exposure step”) and developed to form a pattern (hereinafter also referred to as “development step”). Including getting.
  • the pattern forming method of the present invention can be suitably applied to pixel formation included in a color filter included in a solid-state imaging device.
  • the support for forming a pattern by the pattern forming method of the present invention is not particularly limited as long as it is a support applicable to pattern formation in addition to a plate-like material such as a substrate.
  • the color filter manufacturing method of the present invention applies the pattern forming method of the present invention, and includes forming a patterned cured film on a substrate using the pattern forming method of the present invention.
  • the method for producing a color filter for a solid-state image sensor of the present invention (hereinafter also referred to as a color filter for a solid-state image sensor) is obtained by applying the radiation-sensitive composition of the present invention described above and applying a coating layer (radiation-sensitive composition layer ) (Hereinafter also referred to as “radiation-sensitive composition layer forming step”), the coating layer is exposed (hereinafter also referred to as “exposure step”), and developed to form a pattern, whereby a solid-state imaging device Obtaining a cured film as a white filter pixel in the color filter.
  • the method for producing a color filter of the present invention (hereinafter also referred to as the production method of the present invention) (radiation-sensitive composition layer forming step) is applied by applying the radiation-sensitive composition of the present invention onto a substrate. Forming a layer (radiation-sensitive composition layer), exposing the coating layer (exposure process), and developing to form a pattern (development process) to obtain a patterned cured film.
  • the color filter of the present invention is obtained by the above production method.
  • the color filter of this invention should just have at least the transparent (white) pattern (white filter pixel) which is a pixel formed using the radiation sensitive composition of this invention.
  • the color filter of the present invention for example, a form of a multicolored color filter (for example, a transparent pattern, a red pattern, a blue pattern, and a combination of a transparent pattern (white filter pixel) and another colored pattern, and A color filter having four or more colors having at least a green pattern is preferable.
  • the color filter of the present invention may be simply referred to as “color filter”.
  • the radiation sensitive composition layer forming step it is preferable to form a radiation sensitive composition layer on the substrate using the radiation sensitive composition of the present invention.
  • a substrate that can be used in this step, for example, for a solid-state imaging device in which an imaging device (light receiving device) such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) is provided on a substrate (for example, a silicon substrate).
  • a substrate can be used.
  • the transparent pattern in the present invention may be formed on the image sensor formation surface side (front surface) of the solid-state image sensor substrate, or may be formed on the image sensor non-formation surface side (back surface).
  • a light-shielding film may be provided between the image sensors on the solid-state image sensor substrate or on the back surface of the solid-state image sensor substrate. Further, if necessary, an undercoat layer may be provided on the substrate in order to improve adhesion to the upper layer, prevent diffusion of substances, or planarize the substrate surface.
  • Examples of the method for forming the radiation-sensitive composition layer of the present invention on a substrate include a method by coating or printing, and various methods such as slit coating, ink jet method, spin coating, cast coating, roll coating, screen printing method and the like.
  • the coating method can be used.
  • the film thickness of the radiation-sensitive composition layer is preferably 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m, preferably 0.2 ⁇ m to 5 ⁇ m is more preferable, and 0.2 ⁇ m to 3 ⁇ m is even more preferable.
  • the radiation-sensitive composition layer applied on the substrate can be dried (prebaked) at a temperature of 50 ° C. to 140 ° C. for 10 seconds to 300 seconds using a hot plate, oven, or the like.
  • the radiation-sensitive composition layer formed in the radiation-sensitive composition layer forming step is subjected to pattern exposure through a mask having a predetermined mask pattern using an exposure apparatus such as a stepper, for example.
  • the radiation (light) that can be used for the exposure means visible light, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, X-rays and the like, and ultraviolet rays such as g rays and i rays are particularly preferred (particularly preferred).
  • i line Irradiation dose (exposure dose) is more preferably 30 ⁇ 1500mJ / cm 2 is preferably 50 ⁇ 1000mJ / cm 2, and most preferably 80 ⁇ 500mJ / cm 2.
  • the radiation-sensitive composition layer in the light-irradiated part in the exposure process is eluted in the aqueous alkali solution, and only the photocured part remains.
  • the developer is preferably an organic alkali developer that does not cause damage to the underlying image sensor or circuit.
  • the development temperature is usually 20 ° C. to 30 ° C., and the development time is conventionally 20 seconds to 90 seconds. In order to remove the residue more, in recent years, it may be carried out for 120 seconds to 180 seconds. Furthermore, in order to further improve residue removability, the process of shaking off the developer every 60 seconds and further supplying a new developer may be repeated several times.
  • alkaline agent used in the developer examples include ammonia water, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide.
  • Organic alkaline compounds such as choline, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene, and the concentration of these alkaline agents is 0.001 to 10% by mass, preferably An alkaline aqueous solution diluted with pure water so as to be 0.01 to 1% by mass is preferably used as the developer.
  • an inorganic alkali may be used for the developer, and as the inorganic alkali, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, sodium oxalate, sodium metaoxalate and the like are preferable.
  • a developer composed of such an alkaline aqueous solution it is generally washed (rinsed) with pure water after development.
  • a cured film can be produced by sequentially repeating the above steps for each color. Thereby, a color filter is obtained.
  • the post-baking is a heat treatment after development for complete curing, and a heat curing treatment is usually performed at 100 ° C. to 240 ° C., preferably 200 ° C. to 240 ° C.
  • This post-bake treatment is performed continuously or batchwise using a heating means such as a hot plate, a convection oven (hot air circulation dryer), a high-frequency heater, or the like so that the coating film after development is in the above-described condition. be able to.
  • the manufacturing method of this invention may have a well-known process as a manufacturing method of the color filter for solid-state image sensors as a process other than the above as needed.
  • a curing step of curing the formed transparent pattern by heating and / or exposure may be included as necessary.
  • the radiation-sensitive composition of the present invention for example, clogging of nozzles and piping parts of the coating apparatus discharge unit, contamination due to the deposition, sedimentation, and drying of the radiation-sensitive composition and inorganic particles in the coating machine, etc. May occur. Therefore, in order to efficiently clean the contamination caused by the radiation-sensitive composition of the present invention, it is preferable to use the solvent relating to the present composition as the cleaning liquid.
  • the cleaning liquids described in JP 2007-2101 A, JP 2007-2102 A, JP 2007-281523 A and the like can also be suitably used as cleaning liquids for cleaning and removing the radiation-sensitive composition of the present invention.
  • alkylene glycol monoalkyl ether carboxylates and alkylene glycol monoalkyl ethers are preferred. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the mass ratio of the solvent having a hydroxyl group and the solvent having no hydroxyl group is from 1/99 to 99/1, preferably from 10/90 to 90/10, more preferably from 20/80 to 80/20.
  • a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PGME) the ratio is particularly preferably 60/40.
  • a surfactant related to the present composition described above may be added to the cleaning liquid.
  • the color filter for a solid-state imaging device of the present invention can be suitably used for a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS, and is particularly suitable for a CCD or CMOS having a high resolution exceeding 1 million pixels.
  • the color filter of the present invention can be used as, for example, a color filter disposed between a light receiving portion of each pixel constituting a CCD or CMOS and a microlens for condensing light.
  • the film thickness of the colored pattern (colored pixel) in the color filter for a solid-state imaging device of the present invention is preferably 2.0 ⁇ m or less, and more preferably 1.0 ⁇ m or less.
  • “coloring” of the coloring pattern (colored pixel) is a concept including transparency (white).
  • the size (pattern width) of the colored pattern (colored pixel) is preferably 2.5 ⁇ m or less, more preferably 2.0 ⁇ m or less, and particularly preferably 1.7 ⁇ m or less.
  • the solid-state imaging device of the present invention includes the above-described color filter of the present invention.
  • the configuration of the solid-state imaging device of the present invention is a configuration provided with the color filter of the present invention, and is not particularly limited as long as it is a configuration that functions as a solid-state imaging device. .
  • a transfer electrode made of a plurality of photodiodes and polysilicon constituting a light receiving area of a solid-state imaging device (CCD image sensor, CMOS image sensor, etc.) is provided on a support, and the photodiode and the transfer electrode are provided on the support.
  • light collecting means for example, a microlens, etc., the same shall apply hereinafter
  • Example 1 (1) Preparation of High Refractive Index Particle Dispersion 1-1
  • a mixed solution having the following composition A as a circulation type dispersion device (bead mill), an ultra apex mill (trade name) manufactured by Kotobuki Industries Co., Ltd. was used. Dispersion treatment was performed under conditions to obtain a high refractive index particle dispersion 1-1 as a dispersion composition.
  • the dispersing device was operated under the following conditions. ⁇ Bead diameter: ⁇ 0.05mm ⁇ Bead filling rate: 75% by volume ⁇ Peripheral speed: 8m / sec ⁇ Pump supply amount: 10Kg / hour ⁇ Cooling water: Tap water ⁇ Bead mill annular passage volume: 0.15L ⁇ Amount of liquid mixture to be dispersed: 0.44 kg
  • the projected area of the titanium dioxide particles was obtained using a transmission electron microscope, and the arithmetic mean value of the corresponding equivalent circle diameter was calculated. When determined, it was 40 nm.
  • Polymerizable compound (A) 55 to 63% by mass of triacrylate
  • Resin (A) Weight average molecular weight 11,000
  • UV absorber (A) UV absorber having a butadiene skeleton (UV-503, manufactured by Daito Chemical Co., Ltd.)
  • EO represents an ethyleneoxy group
  • PO represents a propyleneoxy group
  • p is an integer from 0 to 20
  • q is an integer from 0 to 20
  • r is an integer from 0 to 20
  • p, q, and r are not 0 at the same time.
  • High-refractive-index particle dispersions 1-2 to 3 were obtained in the same manner except that the specific dispersion resin of the high-refractive-index particle dispersion 1-1 of Example 1 described above was changed as described in the table. .
  • Polymerizable compound (B): (Nippon Kayaku Co., Ltd., brand name: KAYARAD DPHA, a: b 3: 7 (molar ratio) in the following structure)
  • Oxime-based photopolymerization initiator (B) manufactured by BASF, trade name: IRGACURE OXE-01
  • Oxime-based photopolymerization initiator (C) manufactured by BASF, trade name: IRGACURE OXE-02 Oxime-based photopolymerization initiator (D)
  • ⁇ -Aminoketone photopolymerization initiator (B): Trade name: IIRGACURE 907, manufactured by BASF)
  • Resin (B) Weight average molecular weight 14,000
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • the radiation-sensitive composition layer obtained separately from the above was exposed at an exposure amount 200 mJ / cm 2 higher than the exposure amount.
  • development was performed in the same manner as described above to obtain a pattern. For each of the patterns obtained with an exposure amount of 300 mJ / cm 2 and a higher exposure amount, the line width within one pixel was measured at any 10 points within the wafer, and the average value was obtained.
  • the line width of the pattern was observed using a length measurement SEM (trade name: S-7800H, manufactured by Hitachi, Ltd.). And the difference of the average value of the line width of each pattern was calculated
  • Residue amount is less than 1% of the total base area 2: Residue amount is 1% or more and 3% or less of the total base area 1: Residue amount exceeds 3% of the total base area
  • the total content of the photopolymerization initiator is 1.4% by mass of the total solid content.
  • the mass ratio of the oxime photopolymerization initiator and the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator is 1: 1.5 to 1: 4, the transmittance in the visible light region. It was found that the heat resistance and the exposure latitude were good. In particular, it was found that the effect of the present invention was better when the oxime photopolymerization initiator represented by the general formula (I) was used. Further, it was found that the effect of the present invention is further improved when the oxime photopolymerization initiator represented by the general formula (I-1) is used.
  • the comparative example does not contain at least one of the oxime photopolymerization initiator and the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator, and the mass ratio of the oxime photopolymerization initiator and the ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator is 1:
  • the comparative example not satisfying 1.5 to 1: 4 it was found that at least one of the transmittance in the visible light region, the heat resistance and the exposure latitude was not good.

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Abstract

本発明は、可視光域での透過率が高く、耐熱性および露光ラチチュードが良好な感放射線性組成物、カラーフィルタおよびその製造方法、ならびに、固体撮像素子を提供する。本発明の感放射線性組成物は、屈折率が1.80~2.80の粒子、重合性化合物、オキシム系光重合開始剤、α-アミノケトン系光重合開始剤および有機溶剤を含み、オキシム系光重合開始剤とα-アミノケトン系光重合開始剤との質量比が1:1.5~1:4である。

Description

感放射線性組成物、カラーフィルタおよびその製造方法、ならびに、固体撮像素子
 本発明は、感放射線性組成物、カラーフィルタおよびその製造方法、ならびに、固体撮像素子に関する。
 最近、イメージセンサ(CCD,CMOS)の解像度の向上を目的として、イメージセンサの画素数の拡大とともに画素の微細化が進展しているが、その反面、開口部が小さくなり感度低下に繋がっている。そこで、感度の向上を目的に、複数色のカラーフィルタの1色を白(透明)にする場合がある。
 このようなカラーフィルタが有する白(透明)画素(以下、適宜「白色フィルタ画素」と称する。)に関しては、オキシム系光重合開始剤と、紫外線吸収剤と、芳香環を有するモノマーまたは水素結合を有するモノマーなどの特定のモノマーとを含有する感光性樹脂組成物を適用する技術が提案されている。
 また、固体撮像素子に適用でき、二酸化チタン粒子、特定構造のグラフト共重合体、重合性化合物、重合開始剤、および溶媒を含む感光性樹脂組成物が提案されている(特許文献1を参照)。
 また、カラーフィルタ用感光性透明組成物として、光重合開始剤、重合性化合物、およびアルカリ可溶性樹脂を含有する、固体撮像素子のカラーフィルタ用感光性透明組成物であって、感光性透明組成物から得られる硬化膜の波長633nmの光に対する屈折率が1.60~1.90である感光性透明組成物が提案されている(特許文献2を参照)。
 また、感放射線性組成物として、二酸化チタン粒子、オリゴイミン系樹脂、重合性化合物、光重合開始剤、および有機溶剤を含む感光性樹脂組成物が提案されているが提案されている(特許文献3を参照)。
特開2011-127096号公報 特開2012-137564号公報 特開2013-64979号公報
 しかしながら、近年、特許文献1~3に記載の組成物よりも、可視光域での透過率が高く、耐熱性および露光ラチチュードが良好な感放射線性組成物が求められている。
 本発明はかかる課題を解決するものであって、可視光域での透過率が高く、耐熱性および露光ラチチュードが良好な感放射線性組成物を提供することを目的とする。
 本発明者は、屈折率1.80~2.80の物質から構成される高屈折率粒子、重合性化合物、光重合開始剤および有機溶剤を含み、オキシム系光重合開始剤とα-アミノケトン系光重合開始剤との質量比を1:1.5~1:4とすることにより、上記課題を解決しうることを見出した。
 具体的には、以下の手段<1>により、好ましくは、<2>~<14>により、上記課題は解決された。
<1>屈折率が1.80~2.80の粒子、重合性化合物、オキシム系光重合開始剤、α-アミノケトン系光重合開始剤および有機溶剤を含み、オキシム系光重合開始剤とα-アミノケトン系光重合開始剤との質量比が1:1.5~1:4である、感放射線性組成物。
<2>オキシム系光重合開始剤が下記一般式(I)で表される、<1>に記載の感放射線性組成物。
一般式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(一般式(I)中、R1は、水素原子、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のいずれかを表し、R2は、置換基を表し、Ar1と縮合環を形成してもよく、R3は、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、およびアミノ基のいずれかを表す。m1は、0~4の整数を表す。m1が2以上のとき、R3は、それぞれ同一であっても異なっていても良い。Ar1は、アリーレン基またはアリーレン基と-C(=O)-との組み合わせからなる基を表す。)
<3>オキシム系光重合開始剤が下記一般式(I-1)で表される、<1>または<2>に記載の感放射線性組成物。
一般式(I-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(一般式(I-1)中、R4は、水素原子、置換基を有してもよいアシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基のいずれかを表し、R5は、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、およびアミノ基のいずれかを表す。m2は、0~4の整数を表す。Aは、1つの環または2つの環が縮合した縮合環が、隣接するベンゼン環と縮合した構造を表し、それぞれの環は、4、5、6および7員環のいずれかを表す。)
<4>α-アミノケトン系光重合開始剤が下記一般式(II-1)で表される、<1>~<3>のいずれかに記載の感放射線性組成物。
一般式(II-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(一般式(II-1)中、R11は、水素原子またはアルキル基を表し、R12は、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数1~8のアルキルチオ基、ジメチルアミノ基またはモルホリノ基を表し、Ar2は、アリーレン基を表し、X3およびX4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~5のアルケニル基または炭素数7~9のフェニルアルキル基を表し、X3とX4が互いに結合して環を形成していてもよい。)
<5>さらに、紫外線吸収剤を感放射線性組成物の全固形分に対して1~8質量%含有する、<1>~<4>のいずれかに記載の感放射線性組成物。
<6>紫外線吸収剤がアミノブタジエン骨格を有する、<5>に記載の感放射線性組成物。
<7>屈折率が1.80~2.80の粒子が二酸化チタン粒子である、<1>~<6>のいずれかに記載の感放射線性組成物。
<8>重合性化合物が、(メタ)アクリレートである、<1>~<7>のいずれかに記載の感放射線性組成物。
<9>酸価が40~70mgKOH/gの分散剤を含有する、<1>~<8>のいずれかに記載の感放射線性組成物。
<10>カラーフィルタの画素形成に用いられる<1>~<9>のいずれかに記載の感放射線性組成物。
<11><1>~<9>のいずれかに記載の感放射線性組成物を用いて得られたカラーフィルタ。
<12><1>~<9>のいずれかに記載の感放射線性組成物を用いて支持体上に感放射線性組成物層を形成する工程と、パターン状の硬化膜を得るために、上記感放射線性組成物層を露光し、現像することにより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
<13><12>に記載のカラーフィルタの製造方法により作製されたカラーフィルタ。<14><11>に記載のカラーフィルタ、または、<13>に記載のカラーフィルタを有する固体撮像素子。
 本発明によれば、可視光域での透過率が高く、耐熱性および露光ラチチュードが良好な感放射線性組成物を提供することが可能となった。
 本明細書における基(原子団)の表記において、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。
 また、本明細書中における「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。
 また、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。
 また、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。
 重量平均分子量および数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により求めることができる。
 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。
<感放射線性組成物>
 本発明の感放射線性組成物は、屈折率1.80~2.80の物質から構成される高屈折率粒子、重合性化合物、光重合開始剤および有機溶剤を含み、オキシム系光重合開始剤とα-アミノケトン系光重合開始剤との質量比が1:1.5~1:4であることを特徴とする。
 本発明の感放射線性組成物は、可視光域での透過率が高く、耐熱性および露光ラチチュードが良好である。このメカニズムは推定であるが、感放射線性組成物中のオキシム系光重合開始剤とα-アミノケトン系光重合開始剤との質量比を1:1.5~1:4の範囲にすることにより、オキシム系光重合開始剤の使用量を相対的に少なくしても、重合性化合物の重合を開始させることができる。この結果として、オキシム系光重合開始剤の分解物を減少させることができるため、着色の原因となる副生成物を減らすことにより可視光域での透過率が高くでき、耐熱性も向上すると考えられる。
 本発明の感放射線性組成物は、感放射線性組成物から得られる硬化膜の波長500nmの光に対する屈折率が1.80~2.80であることが好ましい。
 また、本発明の感放射線性組成物は、例えば、i線ステッパー露光装置を用い、パターンをマスクを介して露光量300mJ/cm2の条件で露光して膜厚0.6μmの硬化膜を形成した時、硬化膜の厚み方向に対する光透過率が、400nm~700nmの波長領域全域に渡って85%以上であることが好ましく、88%以上であることがより好ましく、89%以上であることがさらに好ましく、90%以上であることが特に好ましい。光透過率が、400nm~700nmの波長領域全域に渡って85%以上であることは、カラーフィルタに含まれる白色フィルタ画素が、白色フィルタ画素として充分な機能を果たす観点から好ましい。
 また、本発明の感放射線性組成物は、実質的には、着色剤を含有しないことが好ましい。着色剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.1質量%以下であることが好ましい。なお、上記着色剤には、後述する各成分(例えば高屈折率粒子や紫外線吸収剤)は包含されない。
 本発明の感放射線性組成物は、固体撮像素子用の感放射線性組成物として好ましく用いることができ、固体撮像素子が有するカラーフィルタの画素形成に用いられることがより好ましく、固体撮像素子のカラーフィルタにおける白色フィルタ画素用として用いられることがさらに好ましい。
<<屈折率が1.80~2.80の粒子>>
 屈折率が1.80~2.80の粒子(以下、高屈折率粒子ともいう。)は、その構成材料(物質)の屈折率が1.80以上であり、1.90以上であることが好ましく、2.0以上であることがより好ましい。上限としては、3.0以下であり、2.9以下であることが好ましく、2.8以下であることがより好ましい。高屈折率粒子の屈折率を2.8以下とすることにより、硬化膜の透過率を変動量で特定の範囲内に保ちつつ、屈折率増加することができ好ましい。一方、その下限値を1.80以上にすることで、本発明の感放射線性組成物を用いてカラーフィルタを形成した場合に、導波路効果による他の画素との干渉を抑制、防止することができる。なお、高屈折率粒子の屈折率の測定方法は、特に断らない限り、透過型電子顕微鏡を用いて二酸化チタン粒子の投影面積をそれぞれ求め、対応する円相当径の算術平均値を求めた値とする。
 高屈折率粒子の1次粒子の重量平均粒径は、150nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがさらに好ましく、80nm以下であることが特に好ましい。下限値は特にないが、1nm以上であることが実際的である。層中での高屈折率粒子の重量平均粒径は、200nm以下であることが好ましく、150nm以下であることがより好ましく、100nm以下であることがさらに好ましく、80nm以下であることが特に好ましい。下限は特にないが、1nm以上が好ましく、5nm以上がより好ましく、10nm以上がさらに好ましい。なお、高屈折率粒子の重量平均粒径については、特に断らない限り、粒子を含む混合液または分散液を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで80倍に希釈し、得られた希釈液について動的光散乱法を用いて測定することにより得られる。この測定は、日機装株式会社製マイクロトラック(商品名)UPA-EX150を用いて行って得られた重量平均粒径のこととする。
 高屈折率粒子の比表面積は、10m2/gから400m2/gであることが好ましく、20m2/gから200m2/gであることがより好ましく、30m2/gから150m2/gであることがさらに好ましい。
 高屈折率粒子の例としては、Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、PおよびSから選択される少なくとも一種の元素を有する金属酸化物を含む粒子が挙げられる。具体的には二酸化チタン、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛、または酸化ジルコニウムの粒子が挙げられる。中でも、酸化チタン、酸化錫、酸化インジウム、または酸化ジルコニウムの粒子が特に好ましい。金属酸化物粒子は、これらの金属の酸化物を主成分とし、さらに他の元素を含むことができる。主成分とは、粒子を構成する成分の中で最も含有量(質量%)が多い成分を意味する。他の元素の例としては、Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、PおよびS等が挙げられる。二酸化チタンを主成分とする無機微粒子の結晶構造は、ルチル、ルチル/アナターゼの混晶、アナターゼ、アモルファス構造が主成分であることが好ましく、特にルチル構造が主成分であることが好ましい。
 高屈折率粒子は表面処理されていることが好ましい。表面処理は、無機化合物または有機化合物を用いて実施することができる。表面処理に用いる無機化合物の例としては、アルミナ、シリカ、酸化ジルコニウムおよび酸化鉄が挙げられる。中でもアルミナおよびシリカが好ましい。表面処理に用いる有機化合物の例としては、ポリオール、アルカノールアミン、ステアリン酸、シランカップリング剤およびチタネートカップリング剤が挙げられる。
 本発明の好ましい実施形態として、二酸化チタンを主成分とする無機微粒子に、Co(コバルト)、Al(アルミニウム)およびZr(ジルコニウム)から選ばれる少なくとも1つの元素を含有するものが挙げられる。これにより、二酸化チタンが有する光触媒活性を抑えることができ、高屈折率層の耐候性を改良することができる。
 高屈折率粒子は二種類以上の表面処理を組み合わせて処理されていても構わない。金属酸化物粒子の形状は、米粒状、球形状、立方体状、紡錘形状或いは不定形状であることが好ましい。二種類以上の金属酸化物粒子を高屈折率層および中屈折率層に併用してもよい。
 二酸化チタンとしては、市販品を用いてもよい。市販品として具体的には、例えば、TTOシリーズ(TTO-51(A)、TTO-51(C)、TTO-55(C)など)、TTO-S、Vシリーズ(TTO-S-1、TTO-S-2、TTO-V-3など)(以上、商品名、石原産業(株)製)、MTシリーズ(MT-01、MT-05など)(テイカ(株)製、商品名)などが挙げられる。
 高屈折率粒子は、1種単独でも、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 高屈折率粒子の組成物中の含有量は、全固形分中で、10質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましく、20質量%以上がさらに好ましい。上限としては、65質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、55質量%以下が特に好ましい。
<<分散剤>>
 本発明の組成物は、下記一般式(1)および下記一般式(2)のいずれかで表される構造単位を含む分散剤を高屈折率粒子用分散剤として用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 上記一般式(1)および(2)中、R1~R6は、それぞれ、水素原子、または1価の有機基を表し、X1およびX2は、それぞれ、-CO-、-C(=O)O-、-CONH-、-OC(=O)-、またはフェニレン基を表し、L1およびL2は、それぞれ、単結合、または2価の有機連結基を表し、A1およびA2は、それぞれ、1価の有機基を表し、mおよびnは、それぞれ、2~8の整数を表し、pおよびqは、それぞれ、1~100の整数を表す。
 一般式(1)および(2)中、R1~R6は、それぞれ、水素原子、または1価の有機基を表す。1価の有機基としては、置換もしくは無置換のアルキル基が好ましい。アルキル基としては、炭素数1~12のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましく、炭素数1~4のアルキル基が特に好ましい。
 アルキル基が置換基を有する場合、上記置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~5、より好ましくは炭素数1~3がより好ましい。)メトキシ基、エトキシ基、シクロヘキシロキシ基等が挙げられる。
 好ましいアルキル基として、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、2-ヒドロキシエチル基、3-ヒドロキシプロピル基、2-ヒドロキシプロピル基、2-メトキシエチル基が挙げられる。
一般式(1)および(2)中、R1、R2、R4、およびR5としては、水素原子が好ましく、R3およびR6としては、水素原子またはメチル基が、顔料表面への吸着効率の点からも最も好ましい。
 一般式(1)および(2)中、X1およびX2は、それぞれ、-CO-、-C(=O)O-、-CONH-、-OC(=O)-、またはフェニレン基を表す。中でも、-C(=O)O-、-CONH-、フェニレン基が、顔料への吸着性の観点で好ましく、-C(=O)O-が最も好ましい。
 一般式(1)および(2)中、L1およびL2は、それぞれ、単結合、または2価の有機連結基を表す。2価の有機連結基としては、置換もしくは無置換のアルキレン基や、上記アルキレン基とヘテロ原子またはヘテロ原子を含む部分構造とからなる2価の有機連結基が好ましい。ここで、アルキレン基としては、炭素数1~12のアルキレン基が好ましく、炭素数1~8のアルキレン基がさらに好ましく、炭素数1~4のアルキレン基が特に好ましい。また、ヘテロ原子を含む部分構造におけるヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子が挙げられ、中でも、酸素原子、窒素原子が好ましい。
 好ましいアルキレン基として、具体的には、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基が挙げられる。
 アルキレン基が置換基を有する場合、上記置換基としては、例えば、ヒドロキシ基等が挙げられる。
 2価の有機連結基としては、上記のアルキレン基の末端に、-C(=O)-、-OC(=O)-、-NHC(=O)-から選ばれるヘテロ原子またはヘテロ原子を含む部分構造を有し、上記ヘテロ原子またはヘテロ原子を含む部分構造を介して、隣接した酸素原子と連結したものが、顔料への吸着性の点から好ましい。ここで、隣接した酸素原子とは、一般式(1)におけるL1、および一般式(2)におけるL2に対し、側鎖末端側で結合する酸素原子を意味する。
 一般式(1)および(2)中、A1およびA2は、それぞれ、1価の有機基を表す。1価の有機基としては、ヒドロキシル基、置換もしくは非置換のアルキル基、または、置換もしくは非置換のアリール基が好ましい。
 好ましいアルキル基の例としては、炭素原子数が1から20までの直鎖状、分岐状、および環状のアルキル基を挙げることができ、その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、イソプロピル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1-メチルブチル基、イソヘキシル基、2-エチルヘキシル基、2-メチルヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、2-ノルボルニル基を挙げることができる。
 置換アルキル基の置換基としては、水素を除く1価の非金属原子団の基が用いられ、好ましい例としては、ハロゲン原子(-F、-Br、-Cl、-I)、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルジチオ基、アリールジチオ基、アミノ基、N-アルキルアミノ基、N,N-ジアルキルアミノ基、N-アリールアミノ基、N,N-ジアリールアミノ基、N-アルキル-N-アリールアミノ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、N-アルキルカルバモイルオキシ基、N-アリールカルバモイルオキシ基、N,N-ジアルキルカルバモイルオキシ基、N,N-ジアリールカルバモイルオキシ基、N-アルキル-N-アリールカルバモイルオキシ基、アルキルスルホキシ基、アリールスルホキシ基、アシルオキシ基、アシルチオ基、アシルアミノ基、N-アルキルアシルアミノ基、N-アリールアシルアミノ基、ウレイド基、N'-アルキルウレイド基、N',N'-ジアルキルウレイド基、N'-アリールウレイド基、N',N'-ジアリールウレイド基、N'-アルキル-N'-アリールウレイド基、N-アルキルウレイド基、N-アリールウレイド基、N'-アルキル-N-アルキルウレイド基、N'-アルキル-N-アリールウレイド基、N',N'-ジアルキル-N-アルキルウレイド基、N',N'-ジアルキル-N-アリールウレイド基、N'-アリール-N-アルキルウレイド基、N'-アリール-N-アリールウレイド基、N',N'-ジアリール-N-アルキルウレイド基、N',N'-ジアリール-N-アリールウレイド基、N'-アルキル-N'-アリール-N-アルキルウレイド基、N'-アルキル-N'-アリール-N-アリールウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリーロキシカルボニルアミノ基、N-アルキル-N-アルコキシカルボニルアミノ基、N-アルキル-N-アリーロキシカルボニルアミノ基、N-アリール-N-アルコキシカルボニルアミノ基、N-アリール-N-アリーロキシカルボニルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、カルバモイル基、N-アルキルカルバモイル基、N,N-ジアルキルカルバモイル基、N-アリールカルバモイル基、N,N-ジアリールカルバモイル基、N-アルキル-N-アリールカルバモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルホ基(-SO3H)およびその共役塩基基(以下、スルホナト基と称す)、アルコキシスルホニル基、アリーロキシスルホニル基、スルフィナモイル基、N-アルキルスルフィナモイル基、N,N-ジアルキルスルフィナモイル基、N-アリールスルフィナモイル基、N,N-ジアリールスルフィナモイル基、N-アルキル-N-アリールスルフィナモイル基、スルファモイル基、N-アルキルスルファモイル基、N,N-ジアルキルスルファモイル基、N-アリールスルファモイル基、N,N-ジアリールスルファモイル基、N-アルキル-N-アリールスルファモイル基、ホスホノ基(-PO32)およびその共役塩基基(以下、ホスホナト基と称す)、ジアルキルホスホノ基(-PO3(alkyl)2)、ジアリールホスホノ基(-PO3(aryl)2)、アルキルアリールホスホノ基(-PO3(alkyl)(aryl))、モノアルキルホスホノ基(-PO3H(alkyl))およびその共役塩基基(以後、アルキルホスホナト基と称す)、モノアリールホスホノ基(-PO3H(aryl))およびその共役塩基基(以後、アリールホスホナト基と称す)、ホスホノオキシ基(-OPO32)およびその共役塩基基(以後、ホスホナトオキシ基と称す)、ジアルキルホスホノオキシ基(-OPO3(alkyl)2)、ジアリールホスホノオキシ基(-OPO3(aryl)2)、アルキルアリールホスホノオキシ基(-OPO3(alkyl)(aryl))、モノアルキルホスホノオキシ基(-OPO3H(alkyl))およびその共役塩基基(以後、アルキルホスホナトオキシ基と称す)、モノアリールホスホノオキシ基(-OPO3H(aryl))およびその共役塩基基(以後、アリールホスホナトオキシ基と称す)、シアノ基、ニトロ基、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、アルキニル基、シリル基が挙げられる。
 これらの置換基における、アルキル基の具体例としては、前述のアルキル基が挙げられ、これらはさらに置換基を有していてもよい。
 置換基としては、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、N,N-ジアルキルアミノ基、N,N-ジアリールアミノ基、N-アルキル-N-アリールアミノ基、アシルオキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、アルケニル基、アルキニル基、シリル基が、分散安定性の点から好ましい。
 アリール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、クロロメチルフェニル基、ヒドロキシフェニル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、フェノキシフェニル基、アセトキシフェニル基、ベンゾイロキシフェニル基、メチルチオフェニル基、フェニルチオフェニル基、メチルアミノフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、アセチルアミノフェニル基、カルボキシフェニル基、メトキシカルボニルフェニル基、エトキシフェニルカルボニル基、フェノキシカルボニルフェニル基、N-フェニルカルバモイルフェニル基、フェニル基、シアノフェニル基、スルホフェニル基、スルホナトフェニル基、ホスフォノフェニル基、ホスフォナトフェニル基等を挙げることができる。
 A1およびA2としては、分散安定性、現像性の点から、炭素原子数1から20までの直鎖状、炭素原子数3から20までの分岐状、ならびに炭素原子数5から20までの環状のアルキル基が好ましく、炭素原子数4から15までの直鎖状、炭素原子数4から15までの分岐状、ならびに炭素原子数6から10までの環状のアルキル基がより好ましく、炭素原子数6から10までの直鎖状、炭素原子数6から12までの分岐状のアルキル基がさらに好ましい。
 一般式(1)および(2)中、mおよびnは、それぞれ、2~8の整数を表す。分散安定性、現像性の点から、4~6が好ましく、5が最も好ましい。
 一般式(1)および(2)中、pおよびqは、それぞれ、1~100の整数を表す。pの異なるもの、qの異なるものが2種以上、混合されてもよい。pおよびqは、分散安定性、現像性の点から、5~60が好ましく、5~40がより好ましく、5~20がさらに好ましい。
 一般式(1)および下記一般式(2)のいずれかで表される構造単位を含む共重合体としては、分散安定性の点から、上記一般式(1)で表される繰り返し単位を含むものが好ましい。
 また、一般式(1)で表される繰り返し単位としては、下記一般式(1)-2で表される繰り返し単位であることがより好ましい。
一般式(1)-2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 上記一般式(1)-2中、R1~R3は、それぞれ、水素原子、または1価の有機基を表し、Laは、炭素数2~10のアルキレン基を表し、Lbは、-C(=O)-、またはNHC(=O)-を表し、A1は、1価の有機基を表し、mは、2~8の整数を表し、pは、1~100の整数を表す。
 一般式(1)、(2)、または、(1)-2で表される繰り返し単位は、それぞれ、下記一般式(i)、(ii)、または、(i)-2で表される単量体を、重合或いは共重合することにより、高分子化合物の繰り返し単位として導入される。
 上記一般式(i)、(ii)、および(i)-2中、R1~R6は、それぞれ、水素原子、または1価の有機基を表し、X1およびX2は、それぞれ、-CO-、-C(=O)O-、-CONH-、-OC(=O)-、またはフェニレン基を表し、L1およびL2は、それぞれ、単結合、または2価の有機連結基を表し、Laは、炭素数2~10のアルキレン基を表し、Lbは、-C(=O)-、またはNHC(=O)-を表し、A1およびA2は、それぞれ、1価の有機基を表し、mおよびnは、それぞれ、2~8の整数を表し、pおよびqは、それぞれ、1~100の整数を表す。
 以下に、一般式(i)、(ii)、または(i)-2で表される単量体の好ましい具体例としては、特開2012-173356号公報の段落番号0081~0084に記載の単量体(XA-1)~(XA-23)が例示されるが、本発明はこれらに制限されるものではない。
 一般式(1)および下記一般式(2)のいずれかで表される構造単位を含む共重合体は、一般式(1)および(2)のいずれかで表される繰り返し単位から選択される少なくとも1種の繰り返し単位を含んでいればよく、1種のみ含むものであってもよいし、2種以上を含んでもよい。
 また、一般式(1)および下記一般式(2)のいずれかで表される構造単位を含む共重合体において、一般式(1)および(2)のいずれかで表される繰り返し単位の含有量は、特に制限はないが、重合体に含有される全繰り返し単位を100質量%とした場合に、一般式(1)および(2)のいずれかで表される繰り返し単位を5質量%以上含有することが好ましく、50質量%含有することがより好ましく、50質量%~80質量%含有することがさらに好ましい。
 上記一般式(1)および下記一般式(2)のいずれかで表される構造単位を含む共重合体は、顔料への吸着を高める目的で、顔料に吸着し得る官能基を有する単量体と、前述の一般式(i)、(ii)、(i)-2で表される単量体と、を共重合した高分子化合物であることが好ましい。
 顔料に吸着し得る官能基を有する単量体としては、具体的には、酸性基を有するモノマー、有機色素構造或いは複素環構造を有するモノマー、塩基性窒素原子を有するモノマー、イオン性基を有するモノマーなどを挙げることができる。中でも、顔料への吸着力の点で、酸性基を有するモノマー、有機色素構造或いは複素環構造を有するモノマー、が好ましい。
 酸性基を有するモノマーの例としては、カルボキシル基を有するビニルモノマーやスルホン酸基を有するビニルモノマーが挙げられる。
 カルボキシル基を有するビニルモノマーとして、(メタ)アクリル酸、ビニル安息香酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸、アクリル酸ダイマーなどが挙げられる。また、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの水酸基を有する単量体と無水マレイン酸、無水フタル酸、無水コハク酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物のような環状無水物との付加反応物、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートなども利用できる。また、カルボキシル基の前駆体として無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などの無水物含有モノマーを用いてもよい。なおこれらの内では、未露光部の現像除去性の観点から2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの水酸基を有する単量体と無水マレイン酸、無水フタル酸、無水コハク酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物のような環状無水物との付加反応物が好ましい。
 また、スルホン酸基を有するビニルモノマーとして、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸などが挙げられ、リン酸基を有するビニルモノマーとして、リン酸モノ(2-アクリロイルオキシエチルエステル)、リン酸モノ(1-メチル-2-アクリロイルオキシエチルエステル)などが挙げられる。
 一般式(1)および下記一般式(2)のいずれかで表される構造単位を含む共重合体は、上述のような酸性基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含むことが好ましい。
 一般式(1)および下記一般式(2)のいずれかで表される構造単位を含む共重合体は、酸性基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を、1種のみ含むものであってもよいし、2種以上を含んでもよい。
 上記有機色素構造或いは複素環構造を有するモノマーとしては、例えば、特開2009-256572号公報の段落番号0048~段落番号0070に記載されている、特定の単量体、マレイミド、およびマレイミド誘導体からなる群より選択される1種が挙げられる。
 上記塩基性窒素原子を有するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸エステルとして、(メタ)アクリル酸N,N-ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N-ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸1-(N,N-ジメチルアミノ)-1,1-ジメチルメチル、(メタ)アクリル酸N,N-ジメチルアミノヘキシル、(メタ)アクリル酸N,N-ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N-ジイソプロピルアミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N-ジ-n-ブチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N-ジ-i-ブチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モルホリノエチル、(メタ)アクリル酸ピペリジノエチル、(メタ)アクリル酸1-ピロリジノエチル、(メタ)アクリル酸N,N-メチル-2-ピロリジルアミノエチルおよび(メタ)アクリル酸N,N-メチルフェニルアミノエチルなどが挙げられ、(メタ)アクリルアミド類として、N-(N',N'-ジメチルアミノエチル)アクリルアミド、N-(N',N'-ジメチルアミノエチル)メタクリルアミド、N-(N',N'-ジエチルアミノエチル)アクリルアミド、N-(N',N'-ジエチルアミノエチル)メタクリルアミド、N-(N',N'-ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド、N-(N',N'-ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミド、N-(N',N'-ジエチルアミノプロピル)アクリルアミド、N-(N',N'-ジエチルアミノプロピル)メタクリルアミド、2-(N,N-ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、2-(N,N-ジエチルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、3-(N,N-ジエチルアミノ)プロピル(メタ)アクリルアミド、3-(N,N-ジメチルアミノ)プロピル(メタ)アクリルアミド、1-(N,N-ジメチルアミノ)-1,1-ジメチルメチル(メタ)アクリルアミドおよび6-(N,N-ジエチルアミノ)ヘキシル(メタ)アクリルアミド、モルホリノ(メタ)アクリルアミド、ピペリジノ(メタ)アクリルアミド、N-メチル-2-ピロリジル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられ、スチレン類として、N,N-ジメチルアミノスチレン、N,N-ジメチルアミノメチルスチレン等、が挙げられる。
 また、ウレア基、ウレタン基、配位性酸素原子を有する、炭素数4以上の炭化水素基、アルコキシシリル基、エポキシ基、イソシアネート基、水酸基を有するモノマーを用いることも可能である。具体的には、特開2012-173356号公報の段落番号0095に記載のモノマーを挙げることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 イオン性基を有するモノマーとしては、イオン性基を有するビニルモノマー(アニオン性ビニルモノマー、カチオン性ビニルモノマー)が挙げられる。この例としては、アニオン性ビニルモノマーとして、上記酸性基を有するビニルモノマーのアルカリ金属塩や、有機アミン(例えば、トリエチルアミン、ジメチルアミノエタノール等の3級アミン)の塩などが挙げられ、カチオン性ビニルモノマーとしては、上記含窒素ビニルモノマーを、ハロゲン化アルキル(アルキル基:C1~18、ハロゲン原子:塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子);塩化ベンジル、臭化ベンジル等のハロゲン化ベンジル;メタンスルホン酸等のアルキルスルホン酸エステル(アルキル基:C1~18);ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等のアリールスルホン酸アルキルエステル(アルキル基:C1~18);硫酸ジアルキル(アルキル基:C1~4)等で4級化させたもの、ジアルキルジアリルアンモニウム塩などが挙げられる。
 一般式(1)および下記一般式(2)のいずれかで表される構造単位を含む共重合体は、その効果を損なわない範囲において、さらに、共重合可能なビニルモノマーに由来する繰り返し単位を含んでいてもよい。
 ここで使用可能なビニルモノマーとしては、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステル類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルアルコールのエステル類、スチレン類、(メタ)アクリロニトリルなどが好ましい。このようなビニルモノマーの具体例としては、例えば以下のような化合物が挙げられる。なお、本明細書において「アクリル、メタクリル」のいずれか或いは双方を示す場合「(メタ)アクリル」と記載することがある。
 (メタ)アクリル酸エステル類の例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t-ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸t-オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸アセトキシエチル、(メタ)アクリル酸アセトアセトキシエチル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-(2-メトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸3-フェノキシ-2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸トリエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸トリエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸β-フェノキシエトキシエチル、(メタ)アクリル酸ノニルフェノキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸トリフロロエチル、(メタ)アクリル酸オクタフロロペンチル、(メタ)アクリル酸パーフロロオクチルエチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸トリブロモフェニル、(メタ)アクリル酸トリブロモフェニルオキシエチルなどが挙げられる。
 クロトン酸エステル類の例としては、クロトン酸ブチル、およびクロトン酸ヘキシル等が挙げられる。
 ビニルエステル類の例としては、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、および安息香酸ビニルなどが挙げられる。
マレイン酸ジエステル類の例としては、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、およびマレイン酸ジブチルなどが挙げられる。
 フマル酸ジエステル類の例としては、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、およびフマル酸ジブチルなどが挙げられる。
 イタコン酸ジエステル類の例としては、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、およびイタコン酸ジブチルなどが挙げられる。
 (メタ)アクリルアミド類としては、(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-n-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-t-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N-(2-メトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-フェニル(メタ)アクリルアミド、N-ベンジル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジアセトンアクリルアミドなどが挙げられる。
 ビニルエーテル類の例としては、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、およびメトキシエチルビニルエーテルなどが挙げられる。
 スチレン類の例としては、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、酸性物質により脱保護可能な基(例えばt-Bocなど)で保護されたヒドロキシスチレン、ビニル安息香酸メチル、およびα-メチルスチレンなどが挙げられる。
 一般式(1)および下記一般式(2)のいずれかで表される構造単位を含む共重合体の好ましい態様は、少なくとも一般式(i)、(ii)、または(i)-2で表される単量体と、酸性基を有するモノマー、または有機色素構造或いは複素環構造を有するモノマーと、を共重合したもので、さらに好ましくは、少なくとも前述の一般式(i)-2で表される単量体と、酸基を有するモノマーと、を共重合したものである。
 その他の分散剤としては、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体やベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/他ノモノマーからなる多元共重合体を用いることも好ましい。また、2-ヒドロキシエチルメタクリレートを共重合したもの、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る。
 本発明においては、分散剤として、以下に示すものが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 分散剤の酸価は、10~400mgKOH/gであることが好ましく、20~200mgKOH/gであることがより好ましく、40~70mgKOH/gであることがさらに好ましい。分散剤の酸価を40mgKOH/g以上にすることにより、パターンを形成したときに、パターンの下地上に残る残渣をより減らすことができる。また、分散剤の酸価を70mgKOH/g以下にすることにより、感放射線性組成物層の形成後、露光前に感放射線性組成物層を長時間放置した場合にも、パターン歪の発生をより効果的に抑制することができる。分散剤の酸価は、例えば、分散剤中における酸基の平均含有量から算出することができる。
 本発明で用いる分散剤の分子量は、重量平均分子量(Mw)で2、000~50,000が好ましく、5,000~30,000がより好ましい。
 分散剤の含有量は、高屈折率粒子100質量部に対して、5~60質量部であることが好ましく、10~30質量部であることがより好ましい。
 分散剤は、本発明の組成物中に1種のみ含まれていても良いし、2種以上含まれていても良い。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>>
 本発明の感放射線性組成物は、光重合開始剤として、オキシム系光重合開始剤およびα-アミノケトン系光重合開始剤を含み、オキシム系光重合開始剤とα-アミノケトン系光重合開始剤との質量比が1:1.5~1:4である。オキシム系光重合開始剤に対するα-アミノケトン系光重合開始剤との質量比が1.5未満となると、相対的にオキシム系光重合開始剤の量が多くなり、オキシム系光重合開始剤に起因する分解物が発生しやすくなり、可視光域での透過率が低下してしまう。また、耐熱性および露光ラチチュードも劣る。
 また、オキシム系光重合開始剤に対するα-アミノケトン系光重合開始剤の質量比が4を超えると、光重合開始剤中のオキシム系光重合開始剤の量が相対的に少なくなり、感度低下という問題が起こる。
 オキシム系光重合開始剤とα-アミノケトン系光重合開始剤との質量比は、1:1.8~1:1.35であることが好ましく、1:2.0~1:3.0であることがより好ましい。このような範囲にすることにより、本発明の効果をより効果的に達成することができる。
 本発明の感放射線性組成物の全固形分に対する光重合開始剤の合計含有量は、0.1~10質量%であることが好ましく、0.5~10質量%であることがより好ましく、1.0~5質量%であることがさらに好ましい。
<<<オキシム系光重合開始剤>>>
 本発明で用いられるオキシム系光重合開始剤は、1種で使用しても、2種以上を併用して使用してもよい。
 オキシム系光重合開始剤は、350nm~500nmの波長領域に極大吸収波長を有するものが好ましく、360nm~480nmの波長領域に吸収波長を有するものであることがより好ましく、365nmの吸光度が高いものが特に好ましい。
 オキシム系光重合開始剤は、365nmまたは405nmにおけるモル吸光係数が、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。
 オキシム系光重合開始剤のモル吸光係数は、公知の方法を用いて測定することができるが、例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Carry-5 spctrophotometer)にて、酢酸エチル溶媒を用い、0.01g/Lの濃度で測定することが好ましい。
 本発明で用いられるオキシム系光重合開始剤は、下記一般式(I)で表されることが好ましい。一般式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(一般式(I)中、R1は、水素原子、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のいずれかを表し、R2は、置換基を表し、Ar1と縮合環を形成してもよく、R3は、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、およびアミノ基のいずれかを表す。m1は、0~4の整数を表す。m1が2以上のとき、R3は、それぞれ同一であっても異なっていても良い。Ar1は、アリーレン基またはアリーレン基と-C(=O)-との組み合わせからなる基を表す。)
 一般式(I)中、R1は、水素原子、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のいずれかを表す。
 アシル基としては、脂肪族、芳香族、および複素環のいずれでもよい。総炭素数2~30のものが好ましく、総炭素数2~20のものがより好ましく、総炭素数2~16のものが特に好ましい。 アシル基が有していてもよい置換基は、例えば、アセチル基、n-プロパノイル基、i-プロパノイル基、メチルプロパノイル基、ブタノイル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、シクロヘキサンカルボニル基、オクタノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、オクタデカノイル基、ベンジルカルボニル基、フェノキシアセチル基、2-エチルヘキサノイル基、クロロアセチル基、ベンゾイル基、トルエンカルボニル基、パラメトキシベンゾイル基、2,5-ジブトキシベンゾイル基、1-ナフトイル基、2-ナフトイル基、ピリジルカルボニル基、メタクリロイル基、アクリロイル基等が挙げられる。
 アルキルオキシカルボニル基は、総炭素数が2~30のものが好ましく、総炭素数2~20のものがより好ましく、総炭素数2~16のものが特に好ましい。このようなアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニルブトキシカルボニル基、イソブチルオキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基、エトキシエトキシカルボニル基が挙げられる。
 アリールオキシカルボニル基は、総炭素数7~30のアリールオキシカルボニル基が好ましく、総炭素数7~20のものがより好ましく、総炭素数7~16のものが特に好ましい。このようなアリールオキシカルボニル基としては、例えば、フェノキシカルボニル基、2-ナフトキシカルボニル基、パラメトキシフェノキシカルボニル基、2,5-ジエトキシフェノキシカルボニル基、パラクロロフェノキシカルボニル基、パラニトロフェノキシカルボニル基、パラシアノフェノキシカルボニル基が挙げられる。
 上記アシル基、アルキルオキシカルボニル基およびアリールオキシカルボニル基は、さらに置換基を有してもよいが、無置換であることが好ましい。置換基としては、アルコキシ基、アリールオキシ基、およびハロゲン原子のいずれかが好ましい。
 一般式(I)中、R2は、置換基を表す。R2は、炭素数1~10のアルキル基または、炭素数1~10のアルキル基と-O-との組み合わせからなる基が好ましい。R2は、環を形成していることが好ましい。R2が環を形成している場合、4、5、6、および7員環のいずれかが好ましく、5または6員環が好ましい。また、R2が環を形成している場合、Ar1と縮合環を形成していてもよい。また、Ar1と結合して形成される縮合環は、2つまたは3つの環が縮合した縮合環であることが好ましい。また、R2が環を形成している場合、ヘテロ環であることが好ましく、環構造中に、酸素原子および硫黄原子のいずれかを1~3つ有することがより好ましく、酸素原子を1つ有することがさらに好ましい。
 一般式(I)中、R3は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、およびアミノ基のいずれかを表す。m1が2以上であり、互いに連結して環を形成する場合は、それぞれ独立したR3同士で環を形成していることが好ましく、それぞれ独立したR3同士で炭素数6~12のアリール基を形成することがより好ましい。
 一般式(I)中、m1は、0~4の整数を表し、0または1が好ましい。
 一般式(I)中、Ar1は、アリーレン基またはアリーレン基と-C(=O)-との組み合わせからなる基を表す。アリーレン基の炭素数は、6~24が好ましく、6~12がより好ましい。特に、フェニレン基またはフェニレン基と-C(=O)-との組み合わせからなる基が好ましく、フェニレン基がより好ましい。
 本発明で用いられるオキシム系光重合開始剤は、下記一般式(I-1)で表されることがより好ましい。
一般式(I-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(一般式(I-1)中、R4は、水素原子、置換基を有してもよいアシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基のいずれかを表し、R5は、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、およびアミノ基のいずれかを表す。m2は、0~4の整数を表す。Aは、1つの環または2つの環が縮合した縮合環が、隣接するベンゼン環と縮合した構造を表し、それぞれの環は、4、5、6および7員環のいずれかを表す。)
 一般式(I-1)中、R4は、上述した一般式(I)中のR1と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(I-1)中、R5は、上述した一般式(I)中のR3と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(I-1)中、m2は、上述した一般式(I)中のm1と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(I-1)中、Aは、1つの環または2つの環が縮合した縮合環が、隣接するベンゼン環と縮合した構造を表し、それぞれの環は、4、5、6および7員環のいずれかを表す。それぞれの環は、5または6員環が好ましい。Aは、ヘテロ環であることが好ましく、環構造中に、酸素原子および硫黄原子のいずれかを1~3つ有することがより好ましく、酸素原子を1つ有することがさらに好ましい。
 本発明で用いられるオキシム系光重合開始剤は、下記一般式(I-2)または(I-3)で表されることがさらに好ましい。
一般式(I-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(一般式(I-2)中、R4は、水素原子、置換基を有してもよいアシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基のいずれかを表し、R5は、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、およびアミノ基のいずれかを表す。m2は、0~4の整数を表す。Xは、-CH2-、酸素原子および硫黄原子のいずれかを表す。lは、1~3の整数を表す。)
一般式(I-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(一般式(I-3)中、R4は、水素原子、置換基を有してもよいアシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基のいずれかを表し、R5は、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、およびアミノ基のいずれかを表す。m2は、0~4の整数を表す。Xは、-CH2-、酸素原子および硫黄原子のいずれかを表す。lは、1~3の整数を表す。)
 一般式(I-2)、(I-3)中、R4は、上述した一般式(I)中のR1と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(I-2)、(I-3)中、R5は、上述した一般式(I)中のR3と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(I-2)、(I-3)中、m2は、上述した一般式(I)中のm1と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(I-2)、(I-3)中、Xは、-CH2-、酸素原子および硫黄原子のいずれかを表し、酸素原子が好ましい。
 一般式(I-2)、(I-3)中、lは、1~3の整数を表し、1が好ましい。
 本発明において用いることができるオキシム系光重合開始剤としては、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。
 オキシム化合物の市販品としては、IRGACURE-OXE01(商品名:BASF社製)、IRGACURE-OXE02(商品名:BASF社製)、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社(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社製)も好適に用いられる。
 以下、本発明において用いることができるオキシム系光重合開始剤の具体例示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 本発明の感放射線性組成物の全固形分に対するオキシム系重合開始剤の合計含有量は、0.05~8質量%であることが好ましく、0.1~5質量%であることがより好ましく、0.2~4質量%であることがさらに好ましい。
<<<α-アミノケトン系光重合開始剤>>>
 本発明で用いられるα-アミノケトン系光重合開始剤は、1種で使用しても、2種以上を併用して使用してもよい。
 α-アミノケトン系光重合開始剤は、350nm~500nmの波長領域に極大吸収波長を有するものが好ましく、360nm~480nmの波長領域に吸収波長を有するものであることがより好ましく、365nmおよび455nmの吸光度が高いものが特に好ましい。
 α-アミノケトン系光重合開始剤は、365nmまたは405nmにおけるモル吸光係数が、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。
 α-アミノケトン系光重合開始剤としては下記一般式(II)で表される化合物を好ましく用いることができる。
 一般式(II)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
(一般式(II)中、X1及びX2は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、またはアルキレン基とアリール基との組み合わせからなる基を表す。X3およびX4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~5のアルケニル基または炭素数7~9のフェニルアルキル基を表し、X3とX4が互いに結合して環を形成していてもよい。X5は、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数1~8のアルキルチオ基、ジメチルアミノ基またはモルホリノ基を表す。)
 一般式(II)中、X1及びX2はそれぞれ独立に、アルキル基、アリール基、またはアルキレン基とアリール基との組み合わせからなる基を表し、X1及びX2のいずれかがアルキレン基とアリール基との組み合わせからなる基であり、他方がアルキル基であることが好ましい。アルキル基の炭素数は、1~3が好ましく、1または2がより好ましい。アリール基の炭素数は6~12が好ましく、6がより好ましい。アルキレン基の炭素数は1~6が好ましく、1~3がより好ましく、メチレン基がさらに好ましい。アリール基は置換基を有していてもよいが、有していないことが好ましい。
 一般式(II)中、X3およびX4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~5のアルケニル基または炭素数7~9のフェニルアルキル基を表し、X3とX4が互いに結合して環を形成していてもよい。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。アルキル基、アルケニル基およびフェニルアルキル基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、OH基、炭素数1~4のアルコキシ基、-CNまたは-COOR(Rは炭素数1~4のアルキル基を表す)が挙げられる。特に、-NX34は、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基またはモルホリノ基を表すことが好ましく、ジメチルアミノ基またはモルホリノ基であることがより好ましく、ジメチルアミノ基がさらに好ましい。
 一般式(II)中、X5は、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数1~8のアルキルチオ基、ジメチルアミノ基またはモルホリノ基を表し、モルホリノ基であることが好ましい。
 α-アミノケトン系光重合開始剤は、下記一般式(II-1)で表されることがより好ましい。
一般式(II-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(一般式(II-1)中、R11は、水素原子またはアルキル基を表し、R12は、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数1~8のアルキルチオ基、ジメチルアミノ基またはモルホリノ基を表し、Ar2は、アリーレン基を表し、X3およびX4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~5のアルケニル基または炭素数7~9のフェニルアルキル基を表し、X3とX4が互いに結合して環を形成していてもよい。)
 一般式(II-1)中、R11は、水素原子またはアルキル基を表し、水素原子が好ましい。R11がアルキル基を表す場合、アルキル基の炭素数は1~3が好ましく、1または2がより好ましい。
一般式(II-1)中、R12は、一般式(II)中のX5と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(II-1)中、Ar2は、アリーレン基を表す。アリーレン基の炭素数は、6~12が好ましく、6が好ましい。
 一般式(II-1)中、X3およびX4は、上述した一般式(II)中のX3およびX4と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 本発明において用いることができるα-アミノケトン系光重合開始剤としては、市販品であるIRGACURE-819やDAROCUR-TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
 α-アミノケトン系光重合開始剤として、具体的には、以下の化合物が例示できる。例えば、2-ジメチルアミノ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、2-ジエチルアミノ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、2-メチル-2-モルホリノ-1-フェニルプロパン-1-オン、2-ジメチルアミノ-2-メチル-1-(4-メチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ジメチルアミノ-1-(4-エチルフェニル)-2-メチルプロパン-1-オン、2-ジメチルアミノ-1-(4-イソプロピルフェニル)-2-メチルプロパン-1-オン、1-(4-ブチルフェニル)-2-ジメチルアミノ-2-メチルプロパン-1-オン、2-ジメチルアミノ-1-(4-メトキシフェニル)-2-メチルプロパン-1-オン、2-ジメチルアミノ-2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)プロパン-1-オン、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン(IRGACURE 907)、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オン(IRGACURE 369)、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-ジメチルアミノフェニル)-ブタン-1-オン、2-ジメチルアミノ-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルフォリニル)フェニル]-1-ブタノン(IRGACURE 379)などが挙げられる。
<<重合性化合物>>
 本発明の感放射線性組成物は、重合性化合物を含有する。ここで、重合性化合物は、活性種により重合を引き起こす化合物である。活性種として、ラジカル、酸、塩基などが挙げられる。
 ラジカルが活性種である場合には、重合性化合物としては、通常、重合性基として末端エチレン性不飽和結合を有する化合物が使用される。
 一方、活性種が、スルホン酸、リン酸、スルフィン酸、カルボン酸、硫酸、硫酸モノエステルなどの酸である場合、重合性化合物としては、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、テトラヒドロフラニル基などの環状エーテル基、または、ビニルベンゼン基を有する化合物が使用される。
 また、活性種がアミノ化合物などの塩基である場合には、重合性化合物としては、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、テトラヒドロフラニル基などの環状エーテル基、または、ビニルベンゼン基を有する化合物が使用される。
 重合性化合物は、好ましくは末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、より好ましくは2個以上有する化合物から選ばれることが好ましい。このような化合物群は上記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なら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一種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 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、なら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、なら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、単官能も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、単官能もしくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、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、単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン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~段落番号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、重合性モノマーとして、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、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;新中村化学株式会社製)、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、特公昭50-6034号、特開昭51-37193号各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、特公昭49-43191号、特公昭52-30490号各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、特開2010-129825、特許4364216等に記載される、フルオレン環を有し、エチレン性重合性基を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、少なくとも一つ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。
 本発明における好適な重合性化合物としては、2個以上の末端エチレン性不飽和結合を有する重合性化合物が挙げられる。
 そのような重合性化合物の例としては、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 一般式(MO-1)~(MO-5)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。
 一般式(MO-1)~(MO-5)で表されるラジカル重合性モノマーの各々において、複数のRの内の少なくとも1つは、-OC(=O)CH=CH2、または、-OC(=O)C(CH3)=CH2で表される基を表す。
 一般式(MO-1)~(MO-5)で表される、ラジカル重合性モノマーの具体例としては、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;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としては KAYARAD D-320;日本化薬株式会社製)ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD D-310;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD DPHA ;日本化薬株式会社製)、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、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良く、例えば、酸基を有するエチレン性不飽和化合物類を好適に挙げることができる。酸基を有するエチレン性不飽和化合物類は、上記多官能アルコールの一部のヒドロキシ基を(メタ)アクリレート化し、残ったヒドロキシ基に酸無水物を付加反応させてカルボキシ基とするなどの方法で得られる。
 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良い。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、東亞合成株式会社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、0.1~40mg-KOH/gであり、特に好ましくは5~30mg-KOH/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傾向となる。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、本発明における重合性化合物としては、下記一般式(i)または(ii)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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 一般式(i)および(ii)中、Eは、各々独立に、-((CH2yCH2O)-、または((CH2yCH(CH3)O)-を表し、yは、各々独立に0~10の整数を表し、Xは、各々独立に、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。
 一般式(i)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。
 一般式(ii)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。
 一般式(i)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。
 一般式(ii)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(i)または一般式(ii)中の-((CH2yCH2O)-または((CH2yCH(CH3)O)-は、酸素原子側の末端がXに結合する形態が好ましい。
 一般式(i)または(ii)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(ii)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(i)または(ii)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。
 一般式(i)または(ii)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(i)または(ii)で表される化合物を合成することができる。
 一般式(i)または(ii)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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 一般式(i)または(ii)で表される重合性化合物の市販品としては、例えばサートマー社製のエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR-494、日本化薬株式会社製のペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA-60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA-330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、特開昭51-37193号、特公平2-32293号、特公平2-16765号に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58-49860号、特公昭56-17654号、特公昭62-39417号、特公昭62-39418号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、特開昭63-260909号、特開平1-105238号に記載される、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感放射線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(山陽国策パルプ社製)、UA-7200」(新中村化学社製、DPHA-40H(日本化薬社製)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(共栄社製)などが挙げられる。
 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、感放射線性組成物の最終的な性能設計にあわせて任意に設定できる。例えば、感度の観点では、1分子あたりの不飽和基含量が多い構造が好ましく、多くの場合は2官能以上が好ましい。また、硬化膜の強度を高める観点では、3官能以上のものがよく、さらに、異なる官能数・異なる重合性基(例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。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、感放射線性組成物の現像性を調節することができ、優れたパターンが得られるという点で好ましい。また、感放射線性組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、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。
 以下、重合性化合物の具体例を挙げるが、これに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 重合性化合物は、1種で使用しても、2種以上を併用して使用してもよい。
 本発明の感放射線性組成物中における重合性化合物の含有量は、感放射線性組成物中の全固形分に対して0.1~90質量%が好ましく、1.0~80質量%がさらに好ましく、10質量%~40質量%が特に好ましい。
<多官能チオール化合物>
 本発明の感放射線性組成物は、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(I)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(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
(式中、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(I)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的としては、下記の構造式(II)~(IV)で表される化合物が挙げられ、(II)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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 本発明の感放射線性組成物中の多官能チオール化合物の配合量については、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。
 多官能チオール化合物は、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。
 また、多官能チオールは安定性、臭気、解像性、現像性、密着性等の改良を目的として添加してもよい。
<<有機溶剤>>
 本発明の感放射線性組成物は、有機溶剤を含有する。
 有機溶剤は、各成分の溶解性や感放射線性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。特に、後述するアルカリ可溶性樹脂を含有する場合であれば、その溶解性、塗布性、安全性を考慮して選ばれることが好ましい。
 有機溶剤としては、エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸アルキル(例:オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3-オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:3-オキシプロピオン酸メチル、3-オキシプロピオン酸エチル等(例えば、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等))、2-オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2-オキシプロピオン酸メチル、2-オキシプロピオン酸エチル、2-オキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル))、2-オキシ-2-メチルプロピオン酸メチルおよび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、ならびに、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、ならびに、ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン等、ならびに、芳香族炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン、シクロペンタノン等が好適に挙げられる。
 これらの有機溶剤は、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種以上を混合する形態も好ましい。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剤である。
 有機溶剤を2種以上混合してなる混合溶剤としては、感放射線性組成物の冷蔵経時での沈殿析出物の発生を防止できる観点から、エーテル類とケトン類との混合溶剤が好ましい。エーテル類とケトン類との混合溶液として特に好ましくは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとシクロヘキサノンとで構成される混合溶剤である。
 また、有機溶剤を2種以上混合してなる混合溶剤が、シクロヘキサノンを含有する場合、感放射線性組成物に含有される混合溶剤中におけるシクロヘキサノンの含有比率が、5~90質量%が好ましく、10~85質量%より好ましく、15~80質量%がさらに好ましい。
 有機溶剤の感放射線性組成物中における総含有量は、塗布性の観点から、組成物の全固形分濃度が5~80質量%になる量とすることが好ましく、5~60質量%がさらに好ましく、10~50質量%が特に好ましい。
<紫外線吸収剤>
 本発明の感放射線性組成物は、紫外線吸収剤を含有することが好ましく、これにより、形成するパターンの形状をより優れた(精細な)ものにすることができる。
 紫外線吸収剤としては、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、置換アクリロニトリル系、トリアジン系の紫外線吸収剤を使用することができる。本発明では、特に、アミノブタジエン骨格を有する紫外線吸収剤を用いることが好ましい。
 サリシレート系紫外線吸収剤の例としては、フェニルサリシレート、p-オクチルフェニルサリシレート、p-t-ブチルフェニルサリシレートなどが挙げられ、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の例としては、2,2'-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2'-ジヒドロキシ-4,4'-ジメトキシベンゾフェノン、2,2',4,4'-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。また、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の例としては、2-(2'-ヒドロキシ-3',5'-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3'-tert-ブチル-5'-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3'-tert-アミル-5'-イソブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3'-イソブチル-5'-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3'-イソブチル-5'-プロピルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3',5'-ジ-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-5'-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2'-ヒドロキシ-5'-(1,1,3,3-テトラメチル)フェニル]ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
 置換アクリロニトリル系紫外線吸収剤の例としては、2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリル酸エチル、2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリル酸2-エチルヘキシルなどが挙げられる。さらに、トリアジン系紫外線吸収剤の例としては、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2,4-ジヒドロキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンなどのモノ(ヒドロキシフェニル)トリアジン化合物;2,4-ビス(2-ヒドロキシ-4-プロピルオキシフェニル)-6-(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-プロピルオキシフェニル)-6-(4-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ヘキシルオキシフェニル)-6-(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンなどのビス(ヒドロキシフェニル)トリアジン化合物;2,4-ビス(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-6-(2,4-ジブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス[2-ヒドロキシ-4-(3-ブトキシ-2-ヒドロキシプロピルオキシ)フェニル]-1,3,5-トリアジンなどのトリス(ヒドロキシフェニル)トリアジン化合物等が挙げられる。
 以下、紫外線吸収剤の具体例を挙げるが、これに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 紫外線吸収剤は1種で使用しても、2種以上を併用して使用してもよい。
 本発明の感放射線性組成物が紫外線吸収剤を含む場合、紫外線吸収剤の含有量は、感放射線性組成物の全固形分に対して、0.001~15質量%であることが好ましく、1~8質量%であることがより好ましく、2~6質量%であることがさらに好ましい。紫外線吸収剤の量をこのような範囲とすることにより、可視光域での透過率および耐熱性をより良好にすることができる。
<<バインダーポリマー>>
 本発明の感放射線性組成物は、さらにバインダーポリマーを含有してもよい。
 バインダーポリマーとしては、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としては、酸基、アルコール性水酸基、ピロリドン基、アルキレンオキシド基などを挙げることができ、より好ましくは酸基である。
 酸基としては、特に制限されないが、例えば、カルボキシル基、活性メチレン基、リン酸基、スルホン酸基、フェノール性水酸基、カルボン酸無水基等などが挙げられるが、有機溶剤に可溶で弱アルカリ水溶液により現像可能なものが好ましく、カルボキシル基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。
 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、溶媒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、なら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(以下、「エーテルダイマー」と称することもある。)を単量体成分として有するアルカリ可溶性樹脂であることも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 一般式(ED)中、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子または炭化水素基を表す。R1およびR2としての炭化水素基は、炭素数1~25の炭化水素基であることが好ましく、さらに置換基を有していても良い。
 これにより、本発明の感放射線性組成物は、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。
 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、t-ブチル、t-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、t-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(t-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(t-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(t-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。
 上記の他、アルカリ可溶性樹脂に共重合させる単量体として下記式(X)で示されるエチレン性不飽和単量体(a)を含むことが好ましい。
式(X)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
(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。
 エチレン性不飽和単量体(a)としては、フェノールのエチレンオキサイド(EO)変性(メタ)アクリレート、パラクミルフェノールのEOまたはプロピレンオキサイド(PO)変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのEO変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールのPO変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。これら化合物のうち、パラクミルフェノールのEOまたはPO変性(メタ)アクリレートは、より分散効果が高い。
 また、本発明の感放射線性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(三菱レイヨン株式会社製)、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株式会社製)、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株式会社製)、Ebecryl3800(ダイセルユーシービー株式会社製)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樹脂、カルボキシル基を含むアクリル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樹脂、酸ペンダント型エポキシアクリレート樹脂、OH基を含むアクリル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樹脂、OH基を含むアクリル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に塩基性処理を行うことで得られる樹脂などが好ましい。
 アルカリ可溶性樹脂としては、特に、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体やベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/他ノ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もの、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る。
 また、アルカリ可溶性樹脂としては、特開2007-277514号公報の段落0317~0348に記載の高分子化合物C-1~C-57を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。また、これらの高分子化合物C-1~C-57は、上述した分散剤として用いてもよい。
 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であることが好ましく、70~120mgKOH/gであることが最も好ましい。
 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が最も好ましい。
 本発明で用いられる化合物の分子量の測定方法は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定でき、GPCの測定によるポリスチレン換算値として定義される。例えば、HLC-8220(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel Super
 AWM―H(東ソー(株)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。
 バインダーポリマーの感放射線性組成物中における含有量としては、組成物の全固形分に対して、1~60質量%が好ましく、より好ましくは、2~40質量%であり、特に好ましくは、3~15質量%である。
 バインダーポリマーとして用いられるアルカリ可溶性樹脂の具体例として、以下の化合物を挙げるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。各ユニットに示されている数値は、樹脂分子中の各ユニットモル分率を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
<<重合禁止剤>>
 本発明の組成物の製造中或いは保存中において、重合性化合物の不要な熱重合を阻止するために少量の重合禁止剤を添加することが望ましい。重合禁止剤としては、公知の熱重合防止剤を用いることができ、具体的には、ハイドロキノン、p-メトキシフェノール、ジ-t-ブチル-p-クレゾール、ピロガロール、t-ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4’-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、N-ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩等が挙げられる。
 熱重合防止剤の添加量は、組成物の全固形分に対し約0.001~約5質量%が好ましい。
<<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、本発明の好ましい実施形態に係る組成物は、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。
 また、フッ素系界面活性剤としては、下記一般式(I)で表される構造単位と下記一般式(II)で表される構造単位の少なくとも一方を共重合成分として含むものを用いてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 一般式(I)中、R01は水素原子または炭素数1~5のアルキル基を示し、複数存在するR01は互いに同じでも異なっていてもよい。R1は単結合、又は、酸素原子、窒素原子及びイオウ原子からなる群より選択される原子を少なくとも1つ含む連結基を示す。nは1~10の整数、mは2~14の整数、lは0~10の整数を示す。aはこの構造単位の重合比を表すモル百分率を示し、0~100の整数を示す。
 一般式(II)中、R01は水素原子または炭素数1~5のアルキル基を示し、複数存在するR01は互いに同じでも異なっていてもよい。pは0~20の整数、qは0~20の整数、rは0~20の整数を示し、p、q、rは同時に0となることはない。bはこの構造単位の重合比を表す質量百分率を示し、0~100の整数を示す。EOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基を表す。
 一般式(I)または一般式(II)で表される化合物の詳細については、特開2010-032698号公報の段落0016~0037を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
 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、同F781(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS-382、同SC-101、同SC-103、同SC-104、同SC-105、同SC1068、同SC-381、同SC-383、同S393、同KH-40(以上、旭硝子(株)製)、ソルスパース20000(日本ルーブリゾール(株)製)等が挙げられる。また、下記化合物を用いることもできる。下記構造中、EOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 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なら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社製のプルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1等が挙げられる。
 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(株)製)、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社化学(株)製)、W001(裕商(株)製)等が挙げられる。
 アニオン系界面活性剤として具体的には、W004、W005、W017(裕商(株)社製)等が挙げられる。
 シリコーン系界面活性剤としては、例えば、東レ・ダウコーニング(株)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・マテリアルズ社製「TSF-4440」、「TSF-4300」、「TSF-4445」、「TSF-4460」、「TSF-4452」、信越シリコーン株式会社製「KP341」、「KF6001」、「KF6002」、ビックケミー社製「BYK307」、「BYK323」、「BYK330」等が挙げられる。
 界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。
 界面活性剤の添加量は、組成物の全固形分質量に対して、0.001~2.0質量%が好ましく、0.01%~1.0質量%がより好ましい。
 感放射線性組成物の製造方法は特に限定されず、例えば、組成物に含有される各成分を有機溶剤に添加して、攪拌することにより得られる。
 感放射線性組成物は、異物の除去や欠陥の低減などの目的で、フィルタでろ過することが好ましい。
 フィルタろ過に用いるフィルタとしては、従来からろ過用途等に用いられているフィルタであれば特に限定されることなく用いることができる。
 上記フィルタの材質の例としては、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-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)が好ましい。
 フィルタの孔径には特に限定はないが、例えば0.01~20.0μm程度であり、好ましくは0.01~5μm程度であり、さらに好ましくは0.01~2.0μm程度である。
 フィルタの孔径を上記範囲とすることにより、微細な粒子をより効果的に取り除くことができ、濁度をより低減することができる。
 ここで、フィルタの孔径は、フィルタメーカーの公称値を参照することができる。市販のフィルタとしては、例えば、日本ポール株式会社、アドバンテック東洋株式会社、日本インテグリス株式会社(旧日本マイクロリス株式会社)または株式会社キッツマイクロフィルタ等が提供する各種フィルタの中から選択することができる。
 フィルタろ過では、2種以上のフィルタを組み合わせて用いてもよい。
 例えば、まず第1のフィルタを用いてろ過を行い、次に、第1のフィルタとは孔径が異なる第2のフィルタを用いてろ過を行うことができる。
 その際、第1のフィルタでのフィルタリングおよび第2のフィルタでのフィルタリングは、それぞれ、1回のみでもよいし、2回以上行ってもよい。
 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。
[パターン形成方法、カラーフィルタおよびその製造方法]
 本発明のパターン形成方法、カラーフィルタおよびその製造方法について説明する。
 本発明のパターンの形成方法は、既述の本発明の感放射線性組成物を支持体上に付与して塗布層(感放射線性組成物層)を形成し(以下、「感放射線性組成物層形成工程」ともいう)、塗布層を露光し(以下、「露光工程」ともいう)、現像することによりパターンを形成して(以下、「現像工程」ともいう)、パターン状の硬化膜を得ることを含む。
 本発明のパターン形成方法は、固体撮像素子が備えるカラーフィルタが有する画素形成に好適に適用することができる。
 本発明のパターン形成方法によりパターンを形成する支持体としては、基板等の板状物の他、パターン形成に適用しうる支持体であれば特に限定されない。
 本発明のパターン形成方法における各工程については、本発明のカラーフィルタの製造方法を通じて以下に詳述する。
 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適用するものであり、本発明のパターン形成方法を用いて、基板上にパターン状の硬化膜を形成することを含む。
 本発明の固体撮像素子のカラーフィルタ(以下、固体撮像素子用カラーフィルタともいう)の製造方法は、既述の本発明の感放射線性組成物を塗布して塗布層(感放射線性組成物層)を形成し(以下、「感放射線性組成物層形成工程」ともいう)、塗布層を露光し(以下、「露光工程」ともいう)、現像することによりパターンを形成して、固体撮像素子のカラーフィルタにおける白色フィルタ画素としての硬化膜を得ることを含む。
 即ち、本発明のカラーフィルタの製造方法(以下、本発明の製造方法とも称する。)は(感放射線性組成物層形成工程)、本発明の感放射線性組成物を基板上に付与して塗布層(感放射線性組成物層)を形成し、塗布層を露光し(露光工程)、現像することによりパターンを形成して(現像工程)、パターン状の硬化膜を得ることを含む。
 本発明のカラーフィルタは上記製造方法により得られたものである。
 本発明のカラーフィルタは、本発明の感放射線性組成物を用いて形成された画素である透明(白色)パターン(白色フィルタ画素)を少なくとも有していればよい。
 本発明のカラーフィルタの具体的形態としては、例えば、透明パターン(白色フィルタ画素)と他の着色パターンとを組み合わせた多色のカラーフィルタの形態(例えば、透明パターン、赤色パターン、青色パターン、および緑色パターンを少なくとも有する4色以上のカラーフィルタ)が好適である。
 以下、本発明の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。
<感放射線性組成物層形成工程>
 感放射線性組成物層形成工程では、基板上に、本発明の感放射線性組成物を用いて感放射線性組成物層を形成することが好ましい。
 本工程に用いうる基板としては、例えば、基板(例えば、シリコン基板)上にCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor)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。
 本発明における透明パターンは、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。固体撮像素子用基板における各撮像素子間や、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、基板上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止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。
 基板上への本発明の感放射線性組成物層の形成方法としては、塗布または印刷による方法が挙げられ、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用いることができる。
 感放射線性組成物層の膜厚としては、0.1μm~10μmが好ましく、0.2μm~
5μmがより好ましく、0.2μm~3μmがさらに好ましい。
 基板上に塗布された感放射線性組成物層の乾燥(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。
 <露光工程>
 露光工程では、感放射線性組成物層形成工程において形成された感放射線性組成物層を、例えば、ステッパー等の露光装置を用い、所定のマスクパターンを有するマスクを介してパターン露光する。
 露光に際して用いることができる放射線(光)としては、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等を含むものを意味し、特に、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30~1500mJ/cm2が好ましく50~1000mJ/cm2がより好ましく、80~500mJ/cm2が最も好ましい。
<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感放射線性組成物層がアルカリ水溶液に溶出し、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、現像時間は従来は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0.001~10質量%、好ましくは0.01~1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。
 なお、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。
 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。
 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。多色のパターンを形成するのであれば、各色ごとに上記工程を順次繰り返して硬化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。
 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、感放射線性組成物層形成工程、露光工程、および現像工程を行った後に、必要により、形成された透明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、本発明の感放射線性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感放射線性組成物や無機粒子の付着・沈降・乾燥による汚染等が生じる場合がある。そこで、本発明の感放射線性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の感放射線性組成物の洗浄除去する洗浄液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。
 これら溶媒は、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。
 本発明のカラーフィルタがイメージセンサに搭載されることにより、イメージセンサにおける撮像を、高感度かつ高品質で行うことができる。
 本発明の固体撮像素子用カラーフィルタは、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。
 本発明の固体撮像素子用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以下がより好ましい。なお、ここで、着色パターン(着色画素)の"着色"とは、透明(白色)を含む概念である。
 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。
[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備える。
 本発明の固体撮像素子の構成としては、本発明の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イメージセンサー、CMOSイメージセンサー、等)の受光エリアを構成する複数のフォトダイオード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、上記デバイス保護層上であってカラーフィルタの下(支持体に近い側)に集光手段(例えば、マイクロレンズ等。以下同じ)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。
 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体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。
<実施例1>
(1)高屈折率粒子分散液1-1の調製
 下記組成Aの混合液に対し、循環型分散装置(ビーズミル)として、寿工業株式会社製ウルトラアペックスミル(商品名)を用いて、以下の条件で分散処理を行い、分散組成物として高屈折率粒子分散液1-1を得た。
<組成A>
・高屈折率粒子(二酸化チタン、ルチル型、屈折率:2.71、石原産業(株)製、商品名:TTO-51(C)):212.5部
・下記特定分散樹脂(A)(20%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、「PGMEA」と略称する。)溶液):286.9部
・PGMEA:350.6部
 特定分散樹脂(A):酸価:50mg/KOH、重量平均分子量は10,000である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 また分散装置は以下の条件で運転した。
・ビーズ径:φ0.05mm
・ビーズ充填率:75体積%
・周速:8m/sec
・ポンプ供給量:10Kg/hour
・冷却水:水道水
・ビーズミル環状通路内容積:0.15L
・分散処理する混合液量:0.44kg
 得られた高屈折率粒子分散液1-1に含まれる二酸化チタン粒子の300個について、透過型電子顕微鏡を用いて二酸化チタン粒子の投影面積をそれぞれ求め、対応する円相当径の算術平均値を求めたところ、40nmであった。
 (2)感放射線性組成物の調製
  上記で得られた高屈折率粒子分散液1-1(分散組成物)を用いて、以下の組成となるように各成分を混合して感放射線性組成物を得た。
 <感放射線性組成物の組成>
 ・上記で調製した高屈折率粒子分散液(分散組成物):全固形分中68.6質量%
 ・下記構造の重合性化合物(A)(東亜合成社製、商品名:M305):全固形分中21.3質量%
 ・オキシム系光重合開始剤(A)(下記構造のオキシム化合物、特開2007-316451号公報の合成例7の方法により合成した。):全固形分中0.4質量%
 ・α-アミノケトン系光重合開始剤(A)(下記構造の化合物、商品名:IRGACURE 369、BASF社製):全固形分中1.0質量%
・下記構造の樹脂(A)(20%PGMEA溶液):全固形分中4.5質量%
・下記構造の紫外線吸収剤(A):全固形分中4.0質量%
・重合禁止剤 (パラメトキシフェノール):全固形分中0.01質量%
・界面活性剤 (フッ素系界面活性剤、1%PGMEA溶液、下記合成例に示す方法で合成した。):全固形分中0.2質量%
・有機溶剤 (プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)とシクロヘキサノン(XAN)との混合溶剤(質量比58:42):感放射線性組成物の全固形分に対して28質量%
重合性化合物(A):トリアクリレートが55~63質量%
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
オキシム系光重合開始剤(A)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
α-アミノケトン系光重合開始剤(A)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
樹脂(A):重量平均分子量11,000
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
紫外線吸収剤(A):ブタジエン骨格を有する紫外線吸収剤(UV-503、大東化学社製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
界面活性剤:メガファックF-781F、DIC(株)製下記構造中、EOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基を表す。pは0~20の整数、qは0~20の整数、rは0~20の整数を示し、p、q、rは同時に0となることはない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 上述した実施例1の高屈折率粒子分散液1-1の特定分散樹脂を書き表に記載のように変更したこと以外は同様にして、高屈折率粒子分散液1-2~3を得た。
 上述した実施例1の高屈折率粒子分散液1-1の高屈折率粒子を酸化ジルコニウム(第一稀元素化学工業製UEP-100、屈折率:2.20)に変更したこと以外は同様にして、高屈折率粒子分散液1-4を得た。
 上述した実施例1の感放射線性組成物の組成中の成分を下記表に記載のように等重量で変更したこと、及び光重合開始剤の合計量を一定として比率のみ変更する以外は同様にして、実施例2~13および比較例1~3の感放射線性組成物を得た。
重合性化合物(B):(日本化薬株式会社製、商品名:KAYARAD DPHA、下記構造中、a:b=3:7(モル比)である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
特定分散樹脂(B):酸価:37mg/KOH、重量平均分子量13,500
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
特定分散樹脂(C):酸価:106mg/KOH、重量平均分子量38,900
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
オキシム系光重合開始剤(B):BASF社製、商品名:IRGACURE OXE-01
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
オキシム系光重合開始剤(C):BASF社製、商品名:IRGACURE OXE-02
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
オキシム系光重合開始剤(D)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
α-アミノケトン系光重合開始剤(B):商品名:IIRGACURE 907、BASF社製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
樹脂(B):重量平均分子量14,000
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
紫外線吸収剤(B):4-tert-ブチル-4'-メトキシジベンゾイルメタン(アボベンゾン)、Parsol(登録商標)1789(DSMニュートリション社製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
[評価]
 上記にて得られた実施例および比較例の各感放射線性組成物を用いて、以下に示す評価を行った。
<分光評価>
 上記で得られた実施例および比較例の各感放射線性組成物を、塗布後の膜厚が0.6μmになるように、ガラスウェハ上にスピンコート法で塗布し、その後ホットプレート上で、100℃で2分間加熱した。さらに、ホットプレート上で200℃で8分間加熱し、感放射線性組成物層を形成した。この感放射線性組成物層が形成された基板に対して、分光光度計MCPD-3000(大塚電子(株)製)を用いて、分光透過率を測定した。結果を下記表に示す。
<耐熱性評価>
 上記分光評価において、200℃で8分間加熱して得た感放射線性組成物層の分光透過率と、この感放射線性組成物層をホットプレート上で260℃で5分間加熱した後の分光透過率の変化率[(260℃で5分間加後/260℃で5分間加熱前)×100]を測定した。結果を下記表に示す。
判定基準
3:透過率の変動が±1.5%以内
2:透過率の変動が±1.5%超3%以内
1:透過率の変動が±3%超
<露光ラチチュード評価>
 上記で得られた実施例および比較例の各感放射線性組成物を、塗布後の膜厚が0.6μmになるように、下塗り層付きシリコンウェハ上にスピンコート法で塗布し、その後ホットプレート上で、100℃で2分間加熱して感放射線性組成物層を得た。
 次いで、得られた感放射線性組成物層に対し、i線ステッパー露光装置FPA-3000i5+(Canon(株)製)を用い、1.1μm四方のベイヤーパターンを、マスクを介して露光(露光量300mJ/cm2)した。
 次いで、露光後の感放射線性組成物層に対し、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)0.3%水溶液を用い、23℃で60秒間パドル現像を行った。その後、スピンシャワーにてリンスを行い、さらに純水にて水洗し、パターンを得た。
 また、上記とは別に得た感放射線性組成物層に対し、上記露光量よりも200mJ/cm2高い露光量で露光した。次いで、上記と同様にして現像を行い、パターンを得た。
 露光量300mJ/cm2の場合と、これよりも高い露光量で得られたパターンそれぞれについて、1画素内での線幅を、ウェハ内で任意の10点を測定して平均値を求めた。パターンの線幅は、測長SEM(商品名:S-7800H、(株)日立製作所製)を用いて観察した。そして、各パターンの線幅の平均値の差を求めた。結果を下記表に示す。
3:各パターンの線幅の差が±0.1μm以内
2:各パターンの線幅の差が±0.1μm超、0.2μm以内
1:各パターンの線幅の差が±0.2μm超
<残渣残り評価>
 上記で得られた実施例および比較例の各感放射線性組成物を、塗布後の膜厚が0.6μmになるように、下塗り層付きシリコンウェハ上にスピンコート法で塗布し、その後ホットプレート上で、100℃で2分間加熱して感放射線性組成物層を得た。
 次いで、得られた感放射線性組成物層に対し、i線ステッパー露光装置FPA-3000i5+(Canon(株)製)を用い、1.1μm四方のベイヤーパターンを、マスクを介して露光(露光量300mJ/cm2)した。
 次いで、露光後の感放射線性組成物層に対し、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)0.3%水溶液を用い、23℃で60秒間パドル現像を行った。その後、スピンシャワーにてリンスを行い、さらに純水にて水洗し、パターンを得た。
 得られたパターンの下地上に残る残渣の量を画像の2値化処理により評価した。結果を下記表に示す。
3:残渣量が下地全面積の1%未満
2:残渣量が下地全面積の1%以上、3%以下
1:残渣量が下地全面積の3%超
 <パターン歪評価>
 上記で得られた実施例および比較例の各感放射線性組成物を、塗布後の膜厚が0.6μmになるように、下塗り層付きシリコンウェハ上にスピンコート法で塗布し、その後ホットプレート上で、100℃で2分間加熱して感放射線性組成物層を得た。
 次いで、得られた感放射線性組成物層を、一定時間放置した後、i線ステッパー露光装置FPA-3000i5+(Canon(株)製)を用い、1.1μm四方のベイヤーパターンを、マスクを介して露光(露光量300mJ/cm2)した。感放射線性組成物を用いた感放射線性組成物層の形成後、露光するまでに感放射線性組成物層を放置する時間(PCD(post coating delay)は、24時間とした。
 次いで、露光後の感放射線性組成物層に対し、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)0.3%水溶液を用い、23℃で60秒間パドル現像を行った。その後、スピンシャワーにてリンスを行い、さらに純水にて水洗し、パターンを得た。
 得られたパターンの歪を光学顕微鏡観察により評価した。結果を下記表に示す。
3:異物なし
2:わずかにパターン歪あり
1:全面パターン歪あり
<屈折率評価>
 上記で得られた実施例および比較例の各感放射線性組成物をシリコンウェハ上に、塗布後の膜厚が0.6μmになるように塗布し、その後ホットプレート上で、100℃で2分間加熱した。さらに、ホットプレート上で200℃で8分間加熱し、感放射線性組成物層を形成した。この感放射線性組成物層が形成された基板に対して、エリプソメトリー VUV-VASE(ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製)を用いて、屈折率を測定した。結果を下記表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000060
 光重合開始剤の合計含有率は、全固形分の1.4質量%である。
 上記評価から明らかなように、オキシム系光重合開始剤とα-アミノケトン系光重合開始剤との質量比が1:1.5~1:4である実施例では、可視光域での透過率が高く、耐熱性および露光ラチチュードが良好であることがわかった。
 特に、上記一般式(I)で表されるオキシム系光重合開始剤を用いた場合、本発明の効果がより良好であることがわかった。また、上記一般式(I-1)で表されるオキシム系光重合開始剤を用いた場合、本発明の効果がさらに良好であることがわかった。
 また、上記一般式(II-1)で表されるα-アミノケトン系光重合開始剤を用いた場合、本発明の効果がより良好であることがわかった。
 また、アミノブタジエン骨格を有する紫外線吸収剤を組成物中に含有させた場合、本発明の効果がより良好であることがわかった。
 また、酸価が40~70mgKOH/gの分散剤を組成物中に含有させた場合、パターン残渣やパターン歪がより少なくなることがわかった。
 一方、オキシム系光重合開始剤およびα-アミノケトン系光重合開始剤の少なくとも一方を含まない比較例、および、オキシム系光重合開始剤とα-アミノケトン系光重合開始剤との質量比が1:1.5~1:4を満たさない比較例では、可視光域での透過率、耐熱性および露光ラチチュードの少なくともいずれかが良好でないことがわかった。

Claims (14)

  1. 屈折率が1.80~2.80の粒子、重合性化合物、オキシム系光重合開始剤、α-アミノケトン系光重合開始剤および有機溶剤を含み、
    前記オキシム系光重合開始剤と前記α-アミノケトン系光重合開始剤との質量比が1:1.5~1:4である、感放射線性組成物。
  2. 前記オキシム系光重合開始剤が下記一般式(I)で表される、請求項1に記載の感放射線性組成物。
    一般式(I)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    一般式(I)中、R1は、水素原子、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のいずれかを表し、R2は、置換基を表し、Ar1と縮合環を形成してもよく、R3は、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、およびアミノ基のいずれかを表す。m1は、0~4の整数を表す。m1が2以上のとき、R3は、それぞれ同一であっても異なっていても良い。Ar1は、アリーレン基またはアリーレン基と-C(=O)-との組み合わせからなる基を表す。
  3. 前記オキシム系光重合開始剤が下記一般式(I-1)で表される、請求項1または2に記載の感放射線性組成物。
    一般式(I-1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    一般式(I-1)中、R4は、水素原子、置換基を有してもよいアシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基のいずれかを表し、R5は、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、およびアミノ基のいずれかを表す。m2は、0~4の整数を表す。Aは、1つの環または2つの環が縮合した縮合環が、隣接するベンゼン環と縮合した構造を表し、それぞれの環は、4、5、6および7員環のいずれかを表す。
  4. 前記α-アミノケトン系光重合開始剤が下記一般式(II-1)で表される、請求項1~3のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
    一般式(II-1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    一般式(II-1)中、R11は、水素原子またはアルキル基を表し、R12は、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数1~8のアルキルチオ基、ジメチルアミノ基またはモルホリノ基を表し、Ar2は、アリーレン基を表し、X3およびX4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~5のアルケニル基または炭素数7~9のフェニルアルキル基を表し、X3とX4が互いに結合して環を形成していてもよい。
  5. さらに、紫外線吸収剤を感放射線性組成物の全固形分に対して1~8質量%含有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
  6. 前記紫外線吸収剤がアミノブタジエン骨格を有する、請求項5に記載の感放射線性組成物。
  7. 前記屈折率が1.80~2.80の粒子が二酸化チタン粒子である、請求項1~6のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
  8. 前記重合性化合物が、(メタ)アクリレートである、請求項1~7のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
  9. 酸価が40~70mgKOH/gの分散剤を含有する、請求項1~8のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
  10. カラーフィルタの画素形成に用いられる請求項1~9のいずれか1項に記載の感放射線性組成物。
  11. 請求項1~9のいずれか1項に記載の感放射線性組成物を用いて得られたカラーフィルタ。
  12. 請求項1~9のいずれか1項に記載の感放射線性組成物を用いて支持体上に感放射線性組成物層を形成する工程と、パターン状の硬化膜を得るために、前記感放射線性組成物層を露光し、次いで現像することにより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。
  13. 請求項12に記載のカラーフィルタの製造方法により作製されたカラーフィルタ。
  14. 請求項11に記載のカラーフィルタ、または、請求項13に記載のカラーフィルタを有する固体撮像素子。
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