WO2015098804A1 - 着色組成物、およびこれを用いた硬化膜、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置 - Google Patents

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

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dye
color filter
pigment
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賢 鮫島
宏明 出井
金子 祐士
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富士フイルム株式会社
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters
    • HELECTRICITY
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462Coatings
    • H01L27/14621Colour filter arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a coloring composition.
  • it is related with the coloring composition preferably used for color layer formation of a color filter.
  • the present invention relates to a cured film, a color filter, a solid-state imaging device, and an image display device using the colored composition.
  • the present invention also relates to a pattern forming method using a colored composition and a method for producing a color filter.
  • Patent Document 1 contains a dye multimer having an alkali-soluble group having a weight average molecular weight (Mw) of 5000 to 20000 and a dispersity of 1.00 to 2.50 as a colorant.
  • a resin composition is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a colored curable composition containing a dye multimer having a polymerizable group, a pigment, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator.
  • Patent Document 3 discloses a colored curable composition containing a dye multimer containing a xanthene skeleton as a partial structure of a dye part, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, and an organic solvent.
  • Patent Document 4 discloses a colored radiation-sensitive composition containing a dye polymer containing a structural unit having a dye structure and a solvent, polymerized using a chain transfer agent having a LogP value of 5 or less.
  • an object of the present invention is to provide a coloring composition having excellent color loss resistance using a new dye multimer.
  • a coloring composition comprising a dye multimer comprising (a) a repeating unit having a dye structure and (b) a repeating unit having a group consisting of repeating 2 to 20 unsubstituted alkyleneoxy chains in the side chain. object.
  • ⁇ 2> The colored composition according to ⁇ 1>, wherein the dye structure is derived from a dye selected from a dipyrromethene dye, a triarylmethane dye, a xanthene dye, a cyanine dye, and a squarylium dye.
  • the dye structure is derived from a dye selected from a dipyrromethene dye, a triarylmethane dye, a xanthene dye, a cyanine dye, and a squarylium dye.
  • the dye multimer further has an acid group.
  • ⁇ 4> The colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the colored composition further contains a pigment and a pigment dispersant.
  • ⁇ 5> The colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the colored composition further comprises a polymerizable compound and a photopolymerization initiator.
  • ⁇ 6> The colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the dye multimer is a (meth) acrylic resin.
  • ⁇ 7> (a) The colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the ratio of the repeating unit having a dye structure is 10 to 35 mol% of all repeating units constituting the dye multimer. . ⁇ 8> (b) The ratio of the repeating unit having a group consisting of repeating 2 to 20 unsubstituted alkyleneoxy chains in the side chain is 2 to 20 mol% of all repeating units constituting the dye multimer. ⁇ 1>- ⁇ 7> The colored composition according to any one of ⁇ 7>.
  • ⁇ 9> The colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>, wherein the dye multimer contains a polymerizable group.
  • ⁇ 10> The colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, which is used for forming a colored layer of a color filter.
  • ⁇ 11> A cured film obtained by curing the colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10>.
  • ⁇ 12> A color filter having the cured film according to ⁇ 11>.
  • ⁇ 13> a step of applying the colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10> on a support to form a colored composition layer, a step of exposing the colored composition layer in a pattern, Forming a colored pattern by developing and removing an unexposed portion.
  • a method for producing a color filter comprising the pattern forming method according to ⁇ 13>.
  • a solid-state imaging device having a color filter according to ⁇ 12> or a color filter obtained by the method for producing a color filter according to ⁇ 14>.
  • ⁇ 16> An image display device having the color filter according to ⁇ 12> or the color filter obtained by the method for producing a color filter according to ⁇ 14>.
  • the present invention it is possible to provide a coloring composition having excellent resistance to color loss. Furthermore, it has become possible to provide a cured film, a color filter, a pattern formation method, a color filter manufacturing method, a solid-state imaging device, and an image display device using the colored composition.
  • the organic EL element in the present invention refers to an organic electroluminescence element.
  • the total solid content refers to the total mass of components excluding the solvent from the total composition of the colored composition. The solid content at 25 ° C.
  • the description which does not describe substitution and unsubstituted includes the thing which has a substituent with the thing which does not have 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.
  • 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 present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a coloring composition having excellent color characteristics.
  • a weight average molecular weight and a number average molecular weight are defined as a polystyrene conversion value by GPC measurement.
  • the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are, for example, HLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation), and TSKgel Super AWM-H (manufactured by Tosoh Corporation, 6) as a column.
  • 0.0 mm ID ⁇ 15.0 cm can be determined by using a 10 mmol / L lithium bromide NMP (N-methylpyrrolidinone) solution as the eluent.
  • the colored composition of the present invention is a dye multimer comprising (a) a repeating unit having a dye structure and (b) a repeating unit having a group consisting of repeating 2 to 20 unsubstituted alkyleneoxy chains in the side chain. Containing.
  • a group consisting of repeating alkyleneoxy chains By blending such a group consisting of repeating alkyleneoxy chains, the color loss resistance can be improved. The reason for this is presumed, but if the number of alkyleneoxy chains exceeds 20, the hydrophilicity becomes too high, and conversely color loss is likely to occur during pattern development. In the present invention, it has succeeded in appropriately achieving color loss by adjusting the number of alkyleneoxy chains.
  • the color loss resistance is remarkably improved.
  • the pigment dispersant and a group consisting of repeating alkyleneoxy chains interact with each other. Details of the present invention will be described below.
  • the dye multimer used in the present invention comprises (a) a repeating unit having a dye structure (hereinafter sometimes referred to as “(a) repeating unit”) and (b) a repeating unit of 2 to 20 unsubstituted alkyleneoxy chains. In the side chain (hereinafter sometimes referred to as “(b) repeating unit”). Each of (a) repeating unit and (b) repeating unit may contain only one type or two or more types.
  • the dye multimer is not particularly defined as long as it contains a dye structure, but is preferably a (meth) acrylic resin.
  • the structure serving as the skeleton of the dye multimer, the dye structure, and the counter anion of the dye structure included as necessary will be described.
  • (a) Skeletal structure of repeating unit is not particularly defined, but is represented by general formula (A), general formula (B), and general formula shown in paragraph numbers 0276 to 0304 of JP2013-28764A. It is preferable that at least one of the structural units represented by (C) is a skeleton, or a dye multimer represented by the general formula (D) is preferable. The description of paragraph numbers 0276 to 0304 in JP 2013-28764 is incorporated in the present specification. In this invention, it is preferable that the pigment
  • the ratio of the repeating unit having a dye structure is preferably 10 to 35 mol%, more preferably 15 to 30 mol% of all repeating units constituting the dye multimer.
  • X 1 represents a linking group formed by polymerization. That is, it refers to a portion that forms a repeating unit corresponding to the main chain formed by the polymerization reaction. Two sites represented by * are repeating units.
  • X 1 is not particularly limited as long as it is a linking group formed from a known polymerizable monomer, but in particular, linking groups represented by the following (XX-1) to (X-24) are preferred, and (XX -1) and (XX-2) (meth) acrylic linking chains, (XX-10) to (XX-17) styrenic linking chains, (XX-18) and (XX- 19), and more preferably selected from vinyl-based linking chains represented by (XX-24), (meth) acrylic linking chains represented by (XX-1) and (XX-2), More preferably, it is selected from styrenic linking chains represented by (XX-10) to (XX-17) and vinyl linking chains represented by (XX-24), and (XX-1) and (XX -1) and (
  • L 1 represents a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group may be a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 30 carbon atoms (eg, methylene group, ethylene group, trimethylene group, propylene group, butylene group).
  • L 1 is preferably also configured to include an anion.
  • L 1 is more preferably a single bond or an alkylene group, and more preferably a single bond or — (CH 2 ) n— (n is an integer of 1 to 5).
  • R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group each independently. An example of the case where L 1 contains an anion will be described later.
  • DyeI represents a dye structure derived from a dye compound described later.
  • the dye multimer having the structural unit represented by the general formula (A) includes (1) a method of synthesizing a monomer having a dye residue by addition polymerization, (2) an isocyanate group, an acid anhydride group or an epoxy group. It can be synthesized by a method in which a polymer having a highly reactive functional group is reacted with a dye having a functional group (hydroxyl group, primary or secondary amino group, carboxyl group, etc.) capable of reacting with the highly reactive group.
  • the dye multimer used in the present invention is preferably an addition polymer.
  • the dye multimer having the structural unit represented by the general formula (A) in the present invention was obtained by radical polymerization using a dye monomer having an ethylenically unsaturated bond from the viewpoint of heat resistance. A radical polymer is preferred.
  • the dye structure used in the present invention is not particularly defined, and a known dye structure can be adopted.
  • the dye structure used in the present invention is usually preferably a dye structure containing a cation moiety in the molecule. Specifically, dipyrromethene dye, carbonium dye (diphenylmethane dye, triarylmethane dye, xanthene dye, acridine dye, etc.), polymethine dye (oxonol dye, merocyanine dye, arylidene dye, styryl dye, cyanine dye, squarylium dye, croconium dye And a dye structure derived from a dye selected from subphthalocyanine dyes and metal complex dyes thereof.
  • a preferred example of the repeating unit (a) in the present invention is one in which the dye structure is introduced into the polymer skeleton of the repeating unit (a).
  • a dye structure derived from a dye selected from a dipyrromethene dye, a carbonium dye, and a polymethine dye is preferable from the viewpoint of color characteristics, and a dipyrromethene dye, a triarylmethane dye, a xanthene dye, a cyanine dye, and a squarylium dye.
  • a dye structure derived from a dye selected from is more preferable, a dye structure derived from a dye selected from a dipyrromethene dye and a xanthene dye is more preferable, and a dye structure derived from a xanthene dye is particularly preferable.
  • heat resistance and light resistance tend to be further improved.
  • a particularly preferable dye (dye compound) capable of forming a dye structure in a cation having a dye structure will be described in detail.
  • the dipyrromethene dye in the present invention is preferably a dipyrromethene compound and a dipyrromethene metal complex compound obtained from a dipyrromethene compound and a metal or a metal compound. At one point in these dipyrromethene dye structures, it is attached to the polymer.
  • a compound having a dipyrromethene structure is referred to as a dipyrromethene compound, and a metal or a complex coordinated to a metal compound is referred to as a dipyrromethene metal complex compound.
  • the dipyrromethene metal complex compound is preferably a dipyrromethene metal complex compound obtained from a dipyrromethene compound represented by the following general formula (M) and a metal or a metal compound, and a tautomer thereof.
  • M dipyrromethene metal complex compound represented by the following general formula (M)
  • a metal or a metal compound a metal compound represented by the following general formula (M)
  • a tautomer thereof a dipyrromethene metal complex compound represented by (7) or the dipyrromethene metal complex compound represented by the following general formula (8) may be mentioned, and the dipyrromethene metal complex compound represented by the general formula (8) is more preferable.
  • the dye structure is a complex in which a compound represented by the following general formula (M) (dipyrromethene compound) or a tautomer thereof is coordinated to a metal or a metal compound (hereinafter referred to as “specific complex” as appropriate). It is called a dye structure.
  • the following compound forms a cation structure.
  • a metal such as zinc bonded to the nitrogen atom of the general formula (M) can form a cation structure.
  • R 4 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a monovalent substituent, provided that R 4 and R 9 are not bonded to each other to form a ring. .
  • R 4 to R 9 are preferred in terms of synthesis compatibility. Is preferably introduced at any one site of R 4 , R 6 , R 7 and R 9 , more preferably at any one of R 4 and R 9 . More preferably, it is introduced.
  • Examples of the monovalent substituent in the case where R 4 to R 9 in the general formula (M) represent a monovalent substituent include the substituents mentioned in the section of the substituent group A described later.
  • R 4 to R 9 in the general formula (M) When the monovalent substituents represented by R 4 to R 9 in the general formula (M) are further substitutable groups, they may further have the substituents described for R 4 to R 9. In the case of having two or more substituents, these substituents may be the same or different.
  • R 4 and R 5 , R 5 and R 6 , R 7 and R 8 , and R 8 and R 9 in the general formula (M) are each independently bonded to each other to form a 5-membered, 6-membered, or 7-membered compound.
  • a membered saturated ring or an unsaturated ring may be formed.
  • R 4 and R 9 are not bonded to each other to form a ring.
  • the 5-membered, 6-membered, and 7-membered rings formed are further substitutable groups, they may be substituted with the substituents described for R 4 to R 9 and two or more substituents When substituted with a group, the substituents may be the same or different.
  • R 4 and R 5 , R 5 and R 6 , R 7 and R 8 , and R 8 and R 9 in general formula (M) are each independently bonded to each other and have no substituent.
  • 6-membered, or 7-membered saturated ring, or unsaturated ring a 5-membered, 6-membered, or 7-membered saturated ring or unsaturated ring having no substituent includes, for example, a pyrrole ring, Furan ring, thiophene ring, pyrazole ring, imidazole ring, triazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrrolidine ring, piperidine ring, cyclopentene ring, cyclohexene ring, benzene ring, pyridine ring, pyrazine ring, and pyridazine ring are preferable. Includes a benzene ring or a pyridine ring.
  • R 10 in formula (M) preferably represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group.
  • the halogen atom, alkyl group, aryl group, and heterocyclic group have the same meanings as the halogen atom, alkyl group, aryl group, and heterocyclic group of Substituent Group A described later, and their preferred ranges are also the same.
  • R 10 represents an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group
  • the alkyl group, aryl group, and heterocyclic group are groups that can be further substituted, In the case of being substituted with two or more substituents, those substituents may be the same or different.
  • the specific complex in the present invention is a complex in which a dipyrromethene compound represented by the general formula (M) or a tautomer thereof is coordinated to a metal or a metal compound.
  • the metal or metal compound may be any metal or metal compound capable of forming a complex, and may be any divalent metal atom, divalent metal oxide, divalent metal hydroxide, Or a bivalent metal chloride is contained.
  • the metal or metal compound include ZnCl, Mg, Si, Sn, Rh, Pt, Pd, Mo, Mn, Pb, Cu, Ni, Co, Fe, and other metals, as well as AlCl, InCl, FeCl, and TiCl.
  • metal chlorides such as SnCl 2 , SiCl 2 and GeCl 2
  • metal oxides such as TiO and VO
  • metal hydroxides such as Si (OH) 2
  • Fe, Zn, Mg, Si, Pt, Pd, Mo, Mn, Cu, Ni, Co, TiO, or from the viewpoint of the stability, spectral characteristics, heat resistance, light resistance, and production suitability of the complex VO is preferable, Zn, Mg, Si, Pt, Pd, Cu, Ni, Co, or VO is more preferable, and Zn is particularly preferable.
  • R 4 and R 9 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a heterocyclic group, a cyano group, or an acyl group.
  • R 5 and R 8 are each independently an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a heterocyclic group, a cyano group, a nitro group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxy group, or a phosphinoylamino group Carbonyl group, carbamoyl group, imide group, alkylsulfonyl group, ant Rusuruhoniru group or be a sulfamoyl group,; R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkyl group, an alkyl group
  • dipyrromethene metal complex compound represented by the general formula (7) or the general formula (8) described in detail below is also a particularly preferable embodiment of the dipyrromethene dye.
  • One preferred embodiment of the dye structure in the cation having a dye structure is a dye structure derived from a dipyrromethene metal complex compound represented by the following general formula (7).
  • the following compound forms a cation structure.
  • Ma in the general formula (7) can form a metal cation structure such as zinc.
  • R 4 to R 9 each independently represents a hydrogen atom or a monovalent substituent
  • R 10 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic ring.
  • Ma represents a metal atom or a metal compound
  • X 1 represents a group capable of binding to Ma
  • X 2 represents a group that neutralizes the charge of Ma
  • X 1 and X 2 represent And may be bonded to each other to form a 5-membered, 6-membered or 7-membered ring together with Ma, provided that R 4 and R 9 are not bonded to each other to form a ring.
  • the dipyrromethene metal complex compound represented by General formula (7) contains a tautomer.
  • the dipyrromethene metal complex compound represented by the general formula (7), the introduction site of deploying the structural unit represented by the general formula (A) is not particularly limited, in view of synthesis suitability, R 4 it is preferable that introduced at any one site ⁇ R 9, it is more preferable that introduced at any one of R 4, R 6, R 7 and R 9, or R 4 and R 9 More preferably it is introduced in one.
  • a method for introducing the alkali-soluble group is any one or two of R 4 to R 10 , X 1 and X 2 in the general formula (7).
  • a method of giving an alkali-soluble group to the above substituents can be used.
  • any of R 4 to R 9 and X 1 is preferable, any of R 4 , R 6 , R 7 and R 9 is more preferable, and any of R 4 and R 9 is more preferable.
  • the dipyrromethene metal complex compound represented by the general formula (7) may have a functional group other than the alkali-soluble group as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • R 4 ⁇ R 9 medium in the general formula (7) has the same meaning as R 4 ⁇ R 9 in the general formula (M), preferable embodiments thereof are also the same.
  • Ma represents a metal atom or a metal compound.
  • the metal atom or metal compound may be any metal atom or metal compound capable of forming a complex, may be any divalent metal atom, divalent metal oxide, divalent metal hydroxide, or Divalent metal chlorides are included.
  • Metal chlorides, TiO, metal oxides such as V O, and metal hydroxides such as Si (OH) 2 .
  • R 10 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group, preferably a hydrogen atom.
  • X 1 may be any group as long as it is a group capable of binding to Ma.
  • water, alcohols eg, methanol, ethanol, propanol
  • the chelate ” ([1] Takeichi Sakaguchi / Keihei Ueno (1995 Nanoedo), [2] (1996), [3] (1997), etc.) can be mentioned.
  • water, carboxylic acid compounds and alcohols are preferable, and water and carboxylic acid compounds are more preferable.
  • examples of the “group that neutralizes the charge of Ma” represented by X 2 include a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxylic acid group, a phosphoric acid group, and a sulfonic acid group. From the viewpoint of production, a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxylic acid group, and a sulfonic acid group are preferable, and a hydroxyl group and a carboxylic acid group are more preferable.
  • X 1 and X 2 may be bonded to each other to form a 5-membered, 6-membered, or 7-membered ring together with Ma.
  • the 5-membered, 6-membered and 7-membered rings formed may be saturated or unsaturated.
  • the 5-membered, 6-membered, and 7-membered rings may be composed of only carbon atoms, and form a heterocycle having at least one atom selected from a nitrogen atom, an oxygen atom, and / or a sulfur atom. You may do it.
  • R 4 to R 9 are each independently a preferred embodiment described in the description of R 4 to R 9 , and R 10 is described in the description of R 10.
  • X 1 is water or a carboxylic acid compound
  • X 2 is a hydroxyl group or a carboxylic acid group
  • X 1 and X 2 And may be bonded to each other to form a 5-membered or 6-membered ring.
  • One preferred embodiment of the dye structure in the cation having a dye structure is a dye structure derived from a dipyrromethene metal complex compound represented by the following general formula (8).
  • the following compound forms a cation structure.
  • Ma in the general formula (8) can form a metal cation structure such as zinc.
  • R 11 and R 16 are each independently an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylamino group, an arylamino group, or a heterocyclic ring.
  • R 12 to R 15 each independently represents a hydrogen atom or a substituent
  • R 17 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group
  • Ma represents
  • X 2 and X 3 each independently represents NR (where R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an acyl group, an alkylsulfonyl group, or an aryl group) a sulfonyl group.), a nitrogen atom
  • .Y 1 and Y 2 represents an oxygen atom or a sulfur atom
  • R c is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an Lumpur group, a heterocyclic group, an acyl group, an alkylsulfonyl group or an arylsulfonyl group,.
  • .R 11 and Y 1 representing
  • the site for introducing the dipyrromethene metal complex compound represented by the general formula (8) into the structural unit represented by the general formula (A) is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, but R 11 to R 17 , X 1 is preferably any one of Y 1 to Y 2 . Among these, it is preferably introduced at any one of R 11 to R 16 and X 1 in terms of synthesis compatibility, and more preferably any one of R 11 , R 13 , R 14 and R 16 . It is an embodiment inserted in one, and more preferably an embodiment inserted in any one of R 11 and R 16 .
  • an alkali-soluble group is present in one or more substituents of R 11 to R 17 , X 1 , Y 1 to Y 2 in the general formula (8).
  • substituents any of R 11 to R 16 and X 1 is preferred, any of R 11 , R 13 , R 14 and R 16 is more preferred, and any of R 11 and R 16 is more preferred.
  • the dipyrromethene metal complex compound represented by the general formula (8) may have a functional group other than the alkali-soluble group as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • R 12 to R 15 have the same meanings as R 5 to R 8 in the general formula (M), and preferred embodiments are also the same.
  • R 17 has the same meaning as R 10 in formula (M), and the preferred embodiment is also the same.
  • Ma is synonymous with Ma in General formula (7), and its preferable range is also the same.
  • R 12 and R 15 are each an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a carbamoyl group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, a nitrile group, An imide group or a carbamoylsulfonyl group is preferable, and an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a carbamoyl group, an alkylsulfonyl group, a nitrile group, an imide group, and a carbamoylsulfonyl group are more preferable, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, and a carbamoyl group Group, nitrile group, imide group and carbamoylsulfonyl group are more preferable, and alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group and
  • R 13 and R 14 are preferably a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, and more preferably a substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted.
  • aryl group preferably a substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted.
  • specific examples of more preferable alkyl groups, aryl groups, and heterocyclic groups can be the same as specific examples listed in R 6 and R 7 of the general formula (M).
  • R 11 and R 16 are alkyl groups (preferably linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 36 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, such as methyl Group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, dodecyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1-adamantyl group), alkenyl A group (preferably an alkenyl group having 2 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms, for example, a vinyl group, an allyl group, a 3-buten-1-yl group), an aryl group (preferably having a carbon number of 6 to 36, more preferably an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, such as a phen
  • R 11 and R 16 are preferably an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an alkylamino group, an arylamino group, and a heterocyclic amino group, and an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a hetero group
  • a cyclic group is more preferable, an alkyl group, an alkenyl group, and an aryl group are more preferable, and an alkyl group is particularly preferable.
  • the alkyl group, alkenyl group, aryl group, heterocyclic group, alkoxy group, aryloxy group, alkylamino group, arylamino group, or heterocyclic amino group represented by R 11 and R 16 is Further, in the case of a group that can be further substituted, it may be substituted with the substituent described in the section of the substituent group A to be described later, and when it is substituted with two or more substituents, The substituents may be the same or different.
  • X 2 and X 3 each independently represent NR, a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom.
  • R is a hydrogen atom, an alkyl group (preferably a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 36 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, Propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, dodecyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1-adamantyl group), alkenyl group (preferably carbon An alkenyl group having 2 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms, such as a vinyl group, allyl group, 3-buten-1-yl group), aryl group
  • Y 1 and Y 2 each independently represent NR C , a nitrogen atom, or a carbon atom
  • R C has the same meaning as R in X 2 and X 3 , and preferred embodiments are also the same. It is.
  • R 11 and Y 1 are bonded to each other together with a carbon atom to form a 5-membered ring (eg, cyclopentane ring, pyrrolidine ring, tetrahydrofuran ring, dioxolane ring, tetrahydrothiophene ring, pyrrole ring, furan ring, Thiophene ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring), 6-membered ring (for example, cyclohexane ring, piperidine ring, piperazine ring, morpholine ring, tetrahydropyran ring, dioxane ring, pentamethylene sulfide ring, dithiane ring, benzene ring, A piperidine ring, a piperazine ring, a pyridazine ring, a quinoline ring, a quinazoline
  • R 16 and Y 2 are bonded to each other and a carbon atom together with a 5-membered ring (for example, cyclopentane ring, pyrrolidine ring, tetrahydrofuran ring, dioxolane ring, tetrahydrothiophene ring, pyrrole ring, furan ring, Thiophene ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring), 6-membered ring (for example, cyclohexane ring, piperidine ring, piperazine ring, morpholine ring, tetrahydropyran ring, dioxane ring, pentamethylene sulfide ring, dithiane ring, benzene ring, A piperidine ring, a piperazine ring, a pyridazine ring, a quinoline ring, a quinazoline
  • R 11 and R 16 are each independently preferably a monovalent substituent having a steric parameter —Es ′ value of 1.5 or more, and 2.0 or more. Is more preferably 3.5 or more, and particularly preferably 5.0 or more.
  • the steric parameter-Es' value is a parameter that represents the steric bulk of the substituent, and the literature (JAMacphee, et al, Tetrahedron, Vol.34, pp3553-3562, edited by Ikuo Fujita, Chemical Extension 107, Structure Activity Relationship) And the Drag Design, published on February 20, 1986 (Chemical Doujin)) -Es' value is used.
  • X 1 represents a group capable of binding to Ma, specifically, the same group as X 1 in the general formula (7) can be mentioned, and preferred embodiments are also the same.
  • a represents 0, 1, or 2.
  • R 12 to R 15 are each independently a preferred embodiment described in the description of R 5 to R 8 in the general formula (M). 17 is a preferred embodiment described in the description of R 10 in the general formula (M), Ma is Zn, Cu, Co, or V ⁇ O, X 2 is NR (R is a hydrogen atom, an alkyl group), A nitrogen atom or an oxygen atom, X 3 is NR (R is a hydrogen atom or an alkyl group), or an oxygen atom, Y 1 is NR C (R C is a hydrogen atom or an alkyl group), a nitrogen atom, or a carbon atom Y 2 is a nitrogen atom or a carbon atom, R 11 and R 16 are each independently an alkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an alkoxy group, or an alkylamino group, and X 1 is an oxygen atom It is a group bonded through an atom, and a is
  • R 12 to R 15 are each independently a preferred embodiment described in the description of R 5 to R 8 in the compound represented by the general formula (M).
  • R 17 is a preferred embodiment described in the description of R 10 in formula (M)
  • Ma is Zn
  • X 2 and X 3 are oxygen atoms
  • Y 1 is NH
  • Y 2 is a nitrogen atom
  • R 11 and R 16 are each independently an alkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an alkoxy group, or an alkylamino group
  • X 1 is a group bonded through an oxygen atom.
  • a is 0 or 1.
  • R 11 and Y 1 may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered ring, or R 16 and Y 2 may be bonded to each other to form a 5- or 6-membered ring.
  • the molar extinction coefficient of the dipyrromethene metal complex compound represented by the general formulas (7) and (8) is preferably as high as possible from the viewpoint of coloring power.
  • the maximum absorption wavelength ⁇ max is preferably 520 nm to 580 nm, more preferably 530 nm to 570 nm, from the viewpoint of improving color purity. By being in this region, a color filter with good color reproducibility can be produced using the colored composition of the present invention.
  • the dye having a dye structure derived from the dipyrromethene dye preferably has an absorbance at the maximum absorption wavelength ( ⁇ max) of 1,000 times or more, more preferably 10,000 times or more with respect to the absorbance at 450 nm. Preferably, it is 100,000 times or more.
  • ⁇ max the maximum absorption wavelength
  • a color filter with higher transmittance can be formed using the colored composition of the present invention, particularly when producing a blue color filter.
  • the maximum absorption wavelength and the molar extinction coefficient are measured with a spectrophotometer carry5 (manufactured by Varian).
  • the melting point of the dipyrromethene metal complex compound represented by the general formulas (7) and (8) should not be too high from the viewpoint of solubility.
  • the dipyrromethene metal complex compounds represented by the general formulas (7) and (8) are disclosed in US Pat. Nos. 4,774,339, 5,433,896, and JP-A-2001-240761. Gazette, 2002-1555052 gazette, Japanese Patent No. 3614586 gazette, Aust. J. et al. Chem, 1965, 11, 1835-1845, J. Am. H. Boger et al, Heteroatom Chemistry, Vol. 1, No. 1 5,389 (1990) and the like. Specifically, the method described in paragraphs 0131 to 0157 of JP-A-2008-292970 can be applied.
  • dipyrromethene dye examples include a dipyrromethene dye, but the present invention is not limited thereto.
  • X represents an anion.
  • any hydrogen atom of the following dye structure is bonded to the polymer backbone.
  • (PM-4), (PM-7) and (PM-8) are preferred, and (PM-8) is more preferred from the viewpoint of color characteristics and heat resistance.
  • Carbonium Dye ⁇ Carbonium Dye >>> Of the carbonium dyes, triarylmethane dyes and xanthene dyes are preferable.
  • Triarylmethane dye One of the embodiments of the cation having a dye structure according to the present invention has a partial structure derived from a triarylmethane dye (triarylmethane compound).
  • dye it has the partial structure derived from the compound (triarylmethane compound) represented by the following general formula (TP) as a pigment
  • the triarylmethane compound is a general term for compounds having a dye structure including a triarylmethane skeleton in the molecule.
  • Rtp 1 to Rtp 4 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.
  • Rtp 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or NRtp 9
  • Rtp 10 Rtp 9 and Rtp 10 represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group
  • Rtp 6 , Rtp 7 and Rtp 8 represent a substituent
  • a, b and c represent an integer of 0 to 4.
  • Rtp 6, Rtp 7 and Rtp 8 are may be coupled to each other to form a ring .
  • X - is .X representing the anion structure - the absence of the Rtp 1 ⁇ At least one of Rtp 8 contains an anion.
  • the introduction site in the case of introducing the compound represented by the general formula (TP) into the structural unit represented by the general formula (A) is not particularly limited, but at any one site of Rtp 1 to Rtp 10 It is preferably introduced.
  • Xanthene dye The preferable aspect of the cation which has a pigment structure in this invention has a partial structure derived from a xanthene pigment (xanthene compound).
  • xanthene compound As a pigment
  • R 81 , R 82 , R 83 and R 84 each independently represents a hydrogen atom or a monovalent substituent, and R 85 each independently represents a monovalent substituent.
  • M represents an integer of 0 to 5.
  • X ⁇ represents an anion structure. When X ⁇ does not exist, at least one of R 81 to R 85 contains an anion.
  • the introduction site when the compound represented by the general formula (J) is introduced into the structural unit represented by the general formula (A) is not particularly limited, but is introduced at any one of R 81 to R 85. It is preferred that The substituents that can be taken by R 81 to R 84 and R 85 in formula (J) are the same as the substituents mentioned in the section of substituent group A described later.
  • R 81 and R 82 , R 83 and R 84 , and R 85 in the case where m is 2 or more are each independently bonded to each other to form a 5-, 6-, or 7-membered saturation.
  • a ring or a 5-membered, 6-membered or 7-membered unsaturated ring may be formed.
  • the 5-membered, 6-membered or 7-membered ring formed is a further substitutable group, it may be substituted with the substituents described for R 81 to R 85 and two or more substituents In the case where the substituent is substituted, the substituents may be the same or different.
  • R 81 and R 82 in the above general formula (J), R 83 and R 84 , and R 85 in the case where m is 2 or more are each independently bonded to each other, and have no substituent.
  • the unsaturated ring include pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, pyrazole ring, imidazole ring, triazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrrolidine ring, piperidine ring, cyclopentene ring, cyclohexene ring, benzene ring, pyridine A ring, a pyrazine ring, and a pyridazine ring are mentioned, Pre
  • R 82 and R 83 are preferably a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 81 and R 84 are preferably a substituted or unsubstituted alkyl group or a phenyl group.
  • R 85 is preferably a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a sulfo group, a sulfonamide group, a carboxyl group, or an amide group. The sulfo group, the sulfonamide group, the carboxyl group, More preferred is an amide group.
  • R 85 is preferably bonded to the adjacent part of carbon linked to the xanthene ring.
  • the substituent that the phenyl group of R 81 and R 84 has is particularly preferably a hydrogen atom, a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a sulfo group, a sulfonamide group, or a carboxyl group.
  • the compound having a xanthene skeleton represented by the general formula (J) can be synthesized by a method described in the literature. Specifically, the methods described in Tetrahedron Letters, 2003, vol. 44, No. 23, pages 4355-4360, Tetrahedron, 2005, vol. 61, No. 12, pages 3097-3106, etc. Can be applied.
  • any hydrogen atom of the following dye structure is bonded to the polymer backbone.
  • cyanine dye a partial structure derived from a cyanine dye (cyanine compound). Details of these can be referred to the descriptions in paragraph numbers 0191 to 0201 of JP 2013-28764 A, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • Subphthalocyanine Dye One embodiment of the cation having a dye structure according to the present invention is one having a subphthalocyanine dye structure. Details of these can be referred to the description of paragraph numbers 0242 to 0250 in JP 2013-28764 A, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • the cation having a dye structure used in the present invention may have a squarylium dye structure. Details of these can be referred to the descriptions in paragraph numbers 0202 to 0223 of JP2013-28764A, the contents of which are incorporated herein.
  • a hydrogen atom in the dye structure may be substituted with a substituent selected from the following substituent group A unless departing from the spirit of the present invention.
  • Substituent group A examples of the substituent that the dye may have include a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heterocyclic group, a cyano group, a hydroxyl group, a nitro group, and a carboxyl group.
  • a halogen atom for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom
  • a linear or branched alkyl group a linear or branched substituted or unsubstituted alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms
  • a cycloalkyl group preferably substituted with 3 to 30 carbon atoms or Examples thereof include unsubstituted cycloalkyl groups such as cyclohexyl and cyclopentyl, and polycycloalkyl groups such as bicycloalkyl groups (preferably substituted or unsubstituted bicycloalkyl groups having 5 to 30 carbon atoms
  • Linear or branched alkenyl group (straight or branched substituted or unsubstituted alkenyl group, preferably an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, such as vinyl, allyl, prenyl, geranyl, oleyl), cycloalkenyl A group (preferably a substituted or unsubstituted cycloalkenyl group having 3 to 30 carbon atoms such as 2-cyclopenten-1-yl and 2-cyclohexen-1-yl, and a polycycloalkenyl group such as bicyclo An alkenyl group (preferably a substituted or unsubstituted bicycloalkenyl group having 5 to 30 carbon atoms such as bicyclo [2,2,1] hept-2-en-1-yl, bicyclo [2,2,2] Octo-2-en-4-yl) and tricycloalkenyl groups, with monocyclic cycloalkenyl groups being particularly preferred.
  • Cycloalkenyl group (preferably a substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, e.g., ethynyl, propargyl, trimethylsilylethynyl group),
  • An aryl group preferably a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, such as phenyl, p-tolyl, naphthyl, m-chlorophenyl, o-hexadecanoylaminophenyl
  • a heterocyclic group preferably 5 to 7-membered substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated, aromatic or non-aromatic, monocyclic or condensed heterocyclic group, more preferably the ring-constituting atom is selected from carbon atom, nitrogen atom and sulfur atom
  • a heterocyclic group having at least one hetero atom of any one of a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom more preferably a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic group having 3 to 30 carbon atoms
  • alkoxy group preferably a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, isopropoxy, tert-butoxy, n-octyloxy, 2-methoxyethoxy
  • aryloxy group preferably Is a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, such as phenoxy, 2-methylphenoxy, 2,4-di-tert-amylphenoxy, 4-tert-butylphenoxy, 3-nitrophenoxy, 2-tetradecanoylaminophenoxy
  • silyloxy group preferably a silyloxy group having 3 to 20 carbon atoms, such as trimethylsilyloxy, tert-butyldimethylsilyloxy
  • a heterocyclic oxy group preferably having a carbon number of 2 to 30 substituted or unsubstituted heterocyclic oxy groups , Heterocyclic portion is preferably described
  • An acyloxy group (preferably a formyloxy group, a substituted or unsubstituted alkylcarbonyloxy group having 2 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylcarbonyloxy group having 6 to 30 carbon atoms, such as formyloxy, acetyloxy , Pivaloyloxy, stearoyloxy, benzoyloxy, p-methoxyphenylcarbonyloxy), a carbamoyloxy group (preferably a substituted or unsubstituted carbamoyloxy group having 1 to 30 carbon atoms such as N, N-dimethylcarbamoyloxy, N, N-diethylcarbamoyloxy, morpholinocarbonyloxy, N, N-di-n-octylaminocarbonyloxy, Nn-octylcarbamoyloxy), an alkoxycarbonyloxy group (preferably a substituent having 2
  • amino group preferably an amino group, a substituted or unsubstituted alkylamino group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylamino group having 6 to 30 carbon atoms, or a heterocyclic amino group having 0 to 30 carbon atoms
  • amino, methylamino, dimethylamino, anilino, N-methyl-anilino, diphenylamino, N-1,3,5-triazin-2-ylamino acylamino group (preferably formylamino group, carbon number A substituted or unsubstituted alkylcarbonylamino group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylcarbonylamino group having 6 to 30 carbon atoms, such as formylamino, acetylamino, pivaloylamino, lauroylamino, benzoylamino, 3, 4,5-tri-n-oc
  • Aryloxycarbonylamino group (preferably a substituted or unsubstituted aryloxycarbonylamino group having 7 to 30 carbon atoms, such as phenoxycarbonylamino, p-chlorophenoxycarbonylamino, mn-octyloxyphenoxycarbonylamino)
  • Sulfamoylamino group (preferably a substituted or unsubstituted sulfamoylamino group having 0 to 30 carbon atoms such as sulfamoylamino, N, N-dimethylaminosulfonylamino, Nn-octylamino Sulfonylamino), alkyl or arylsulfonylamino group (preferably substituted or unsubstituted alkylsulfonylamino group having 1 to 30 carbon atoms, substituted or unsubstituted arylsulfonylamino group having 6 to 30 carbon atom
  • alkylthio group preferably a substituted or unsubstituted alkylthio group having 1 to 30 carbon atoms such as methylthio, ethylthio, n-hexadecylthio
  • arylthio group preferably a substituted or unsubstituted arylthio group having 6 to 30 carbon atoms
  • the heterocyclic portion described in the above is preferably, for example, 2-benzothiazolylthio, 1-phenyltetrazol-5-ylthio), a sulfamoyl group (preferably a substituted or unsubstituted sulfamoyl group having 0 to 30 carbon atoms, N-ethylsulfamoyl, N- (3-dodecyloxypropyl) sulfur Moil, N, N- dimethylsulfamoyl, N- acetyl sulfamoyl, N- benzoylsulfamoyl, N- (
  • alkyl or arylsulfinyl group preferably a substituted or unsubstituted alkylsulfinyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylsulfinyl group having 6 to 30 carbon atoms, such as methylsulfinyl, ethylsulfinyl, phenylsulfinyl, p-methylphenylsulfinyl
  • an alkyl or arylsulfonyl group preferably a substituted or unsubstituted alkylsulfonyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylsulfonyl group having 6 to 30 carbon atoms, such as methylsulfonyl , Ethylsulfonyl, phenylsulfonyl, p-methylphenylsulfonyl
  • alkoxycarbonyl group preferably a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group having 2 to 30 carbon atoms such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, tert-butoxycarbonyl, n-octadecyloxycarbonyl
  • a carbamoyl group preferably having a carbon number 1-30 substituted or unsubstituted carbamoyl such as carbamoyl, N-methylcarbamoyl, N, N-dimethylcarbamoyl, N, N-di-n-octylcarbamoyl, N- (methylsulfonyl) carbamoyl), aryl or hetero
  • a ring azo group preferably a substituted or unsubstituted arylazo group having 6 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted heterocyclic azo group having 3 to 30 carbon atoms (the heterocycle portion is the heterocycle
  • a phosphinyloxy group (preferably a substituted or unsubstituted phosphinyloxy group having 2 to 30 carbon atoms, such as diphenoxyphosphinyloxy, dioctyloxyphosphinyloxy), a phosphinylamino group ( Preferably, it is a substituted or unsubstituted phosphinylamino group having 2 to 30 carbon atoms, for example, dimethoxyphosphinylamino, dimethylaminophosphinylamino), a silyl group (preferably a substitution having 3 to 30 carbon atoms) Or, an unsubstituted silyl group, for example, trimethylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, phenyldimethylsilyl).
  • those having a hydrogen atom may have a hydrogen atom portion in the functional group substituted with any of the above groups.
  • functional groups that can be introduced as a substituent include an alkylcarbonylaminosulfonyl group, an arylcarbonylaminosulfonyl group, an alkylsulfonylaminocarbonyl group, and an arylsulfonylaminocarbonyl group.
  • methylsulfonylaminocarbonyl examples thereof include p-methylphenylsulfonylaminocarbonyl, acetylaminosulfonyl and benzoylaminosulfonyl groups.
  • the counter anion may be in the same repeating unit of the dye multimer or outside the same repeating unit.
  • the counter anion is in the same repeating unit refers to a case where a cation and an anion are bonded via a covalent bond in a repeating unit having a dye structure.
  • “outside the same repeating unit” means a case other than the above. For example, it refers to the case where the cation and the anion are not bonded via a covalent bond and exist as separate compounds, or the case where the cation and the anion are contained as independent repeating units of the dye multimer.
  • the first embodiment of the anion in the present invention is a case where the counter anion is in the same repeating unit. Specifically, in the repeating unit having a dye structure, the cation and the anion are bonded via a covalent bond. It is a case.
  • the anion moiety is at least selected from —SO 3 ⁇ , —COO ⁇ , —PO 4 ⁇ , a structure represented by the following general formula (A1), and a structure represented by the following general formula (A2). One is preferred.
  • the general formula (A1) is more preferably represented by the following general formula (A1-1).
  • Formula (A1-1) (In General Formula (A1-1), R 1 and R 2 each independently represent —SO 2 — or —CO—, and X 1 and X 2 each independently represent an alkylene group or an arylene group. )
  • R 1 and R 2 of the general formula (A1) in the same meaning as R 1 and R 2, and preferred ranges are also the same.
  • X 1 represents an alkylene group
  • the alkylene group preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms.
  • X 1 represents an arylene group
  • the number of carbon atoms in the arylene group is preferably 6 to 18, more preferably 6 to 12, and still more preferably 6.
  • X 1 has a substituent, it is preferably substituted with a fluorine atom.
  • X 2 represents an alkyl group or an aryl group, and an alkyl group is preferable.
  • the alkyl group preferably has 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and particularly preferably 1.
  • X 2 has a substituent, it is preferably substituted with a fluorine atom.
  • R 3 represents —SO 2 — or —CO—.
  • R 4 and R 5 each independently represents —SO 2 —, —CO— or —CN.
  • Preferably representing the at least two R 3 ⁇ R 5 is -SO 2 - - In formula (A2), at least one of R 3 ⁇ R 5 -SO 2 more preferably represents.
  • the skeleton of the dye multimer when the skeleton of the dye multimer is represented by the structural unit represented by the general formula (A), a part of L 1 includes a portion represented by the general formula (A1).
  • the case is given as a preferred example. Specific examples in this case include (a-xt-1), (a-xt-5), and (a-xt-6) among examples of repeating units having a dye structure described later.
  • the skeleton of the dye multimer used in the present invention also includes a structural unit represented by the general formula (B) shown in paragraph numbers 0276 to 0304 in JP2013-28764A. As mentioned. Specific examples of this case include (B-dp-1), (B-mp-1), (B-xt-1), (B-xt-) among the examples of repeating units having a dye structure described later. 2) is exemplified.
  • the second embodiment of the anion in the present invention is a case where the counter anion is outside the same repeating unit, and the cation and the anion are not bonded via a covalent bond but are present as separate molecules.
  • the anion in this case include a fluorine anion, a chlorine anion, a bromine anion, an iodine anion, a cyanide ion, a perchlorate anion, a borate anion (BF 4 ⁇ etc.), PF 6 ⁇ and SbF 6 ⁇ , and the like.
  • Anions and PF 6 ⁇ are preferred.
  • the borate anion is a group represented by B (R 10 ) 4 ⁇ , and R 10 is exemplified by a fluorine atom, a cyano group, a fluorinated alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, and the like.
  • An anion may be contained in a part of the compound as an anion portion.
  • the anion moiety in this case is represented by —SO 3 ⁇ , —COO ⁇ , —PO 4 ⁇ , the structure represented by the general formula (A1) described in the first embodiment, and the general formula (A2). At least one selected from the structure is preferred.
  • anion of the second embodiment include the following, but the present invention is not limited thereto.
  • the anion may be a multimer.
  • the multimer in this case include a multimer containing a repeating unit containing an anion and not containing a repeating unit derived from a dye structure containing a cation.
  • the repeating unit containing an anion can mention the repeating unit containing the anion described in 3rd embodiment mentioned later as a preferable example.
  • the multimer containing an anion may have a repeating unit other than the repeating unit containing an anion. As such a repeating unit, other repeating units that may be contained in the dye multimer used in the present invention to be described later are exemplified as preferred examples.
  • a cation and an anion are contained in independent repeating units of the dye multimer.
  • the anion may be present in the side chain of the dye multimer, may be present in the main chain, or has a counter anion in both the main chain and the side chain. Also good. Preferably, it is a side chain.
  • the repeating unit containing an anion include a repeating unit represented by the general formula (C) and a repeating unit represented by the general formula (D).
  • X 1 represents the main chain of the repeating unit.
  • L 1 represents a single bond or a divalent linking group.
  • Anion represents the counter anion.
  • X 1 represents the main chain of the repeating unit, and usually represents a linking group formed by a polymerization reaction, and is preferably (meth) acrylic, styrene, vinyl, etc. More preferred is a (meth) acrylic type.
  • Two sites represented by * are repeating units.
  • L 1 represents a divalent linking group
  • an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms (methylene group, ethylene group, trimethylene group, propylene group, butylene group, etc.), an arylene group having 6 to 30 carbon atoms (phenylene group, Naphthalene group, etc.), heterocyclic linking group, —CH ⁇ CH—, —O—, —S—, —C ( ⁇ O) —, —CO—, —NR—, —CONR—, —OC—, —SO —, —SO 2 — and a linking group obtained by combining two or more thereof are preferred.
  • R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group each independently.
  • L 1 is a single bond, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms (preferably — (CH 2 ) n— (n is an integer of 5 to 10), an arylene group having 6 to 12 carbon atoms (preferably phenylene group, naphthalene group) is, - NH -, - CO 2 -, - O- and -SO 2 - is a divalent linking group formed by combining two or more preferred.
  • Formula (D) (In general formula (D), L 2 and L 3 each independently represent a single bond or a divalent linking group. Anion represents the counter anion.)
  • L 2 and L 3 represent a divalent linking group, an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, a heterocyclic linking group, —CH ⁇ CH— , —O—, —S—, —C ( ⁇ O) —, —CO 2 —, —NR—, —CONR—, —O 2 C—, —SO—, —SO 2 — and combinations of two or more thereof
  • the linking group is preferred.
  • R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group each independently.
  • L 2 is preferably an arylene group having 6 to 12 carbon atoms (particularly a phenylene group).
  • the arylene group having 6 to 30 carbon atoms is preferably substituted with a fluorine atom.
  • L 3 is preferably a group composed of a combination of an arylene group having 6 to 12 carbon atoms (particularly a phenylene group) and —O—, and at least one arylene group having 6 to 12 carbon atoms is substituted with a fluorine atom. It is preferable.
  • X ⁇ represents a counter anion.
  • X represents a counter anion.
  • a part of X is shown in a state where the anion structure is not dissociated, it goes without saying that the dissociated state is also included in the present invention.
  • the dye multimer used in the present invention has (b) a repeating unit having a group consisting of repeating 2 to 20 unsubstituted alkyleneoxy chains in the side chain (hereinafter sometimes referred to as “(b) repeating unit”). including.
  • the number of repeating alkyleneoxy chains in the repeating unit is preferably 2 to 10, more preferably 2 to 15, and even more preferably 2 to 10.
  • One alkyleneoxy chain is represented by — (CH 2 ) n O—, where n is an integer, n is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, and even more preferably 2 or 3.
  • the group consisting of repeating 2 to 20 unsubstituted alkyleneoxy chains may contain only one kind of alkyleneoxy chain, or may contain two or more kinds.
  • the repeating unit (b) is preferably represented by the following general formula (P).
  • General formula (P) (In general formula (P), X 1 represents a linking group formed by polymerization, L 1 represents a single bond or a divalent linking group. P represents a group containing a group consisting of repeating alkyleneoxy chains. .)
  • X 1 and L 1 in the general formula (P) have the same meanings as X1 and L1 in the general formula (A), respectively, and preferred ranges thereof are also the same.
  • P represents a group containing a group consisting of repeating alkyleneoxy chains, and more preferably “group consisting of repeating alkyleneoxy chains—terminal atom or terminal group”.
  • the terminal atom or terminal group is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a hydroxyl group, more preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a phenyl group or a hydroxyl group, a hydrogen atom, a methyl group, a phenyl group and A hydroxyl group is more preferred, and a hydrogen atom is particularly preferred.
  • the ratio of the repeating unit having a group consisting of repeating 2 to 20 unsubstituted alkyleneoxy chains in the side chain is preferably 2 to 20 mol% of all repeating units constituting the dye multimer. 5 to 15 mol% is more preferable.
  • repeating unit (b) examples of the repeating unit that can be used in the present invention are shown below, but it goes without saying that the present invention is not limited thereto.
  • the dye multimer in the present invention may have a functional group other than the above or other repeating units.
  • Other functional groups may be contained in the above-mentioned (a) repeating unit and / or (b) repeating unit, and are included as other repeating units containing a functional group separately from these repeating units. May be.
  • Examples of other functional groups include polymerizable groups, acid groups, and other alkali-soluble groups. More specifically, in the general formula (P), a repeating unit in which P is a polymerizable group, an acid group, and other alkali-soluble groups is preferable.
  • the repeating unit containing at least 1 sort (s) of a polymeric group and an acid group is illustrated. Details of these will be described below.
  • ⁇ polymerizable group is contained in the aspect contained in (a) repeating unit, and another repeating unit. (A) When it is contained in the dye structure in the repeating unit, the heat resistance tends to be further improved.
  • One type of polymerizable group may be included, or two or more types may be included.
  • the polymerizable group a known polymerizable group that can be crosslinked by a radical, acid, or heat can be used.
  • a group containing an ethylenically unsaturated bond a cyclic ether group (epoxy group, oxetane group), a methylol group
  • a group containing an ethylenically unsaturated bond is preferable, a (meth) acryloyl group is more preferable, glycidyl (meth) acrylate and (meth) derived from 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate More preferred is an acryloyl group. More specifically, in the general formula (P), a repeating unit in which P is a polymerizable group is preferable.
  • a method for introducing a polymerizable group (1) (a) a method in which a polymerizable group such as a repeating unit is introduced by modifying a repeating unit to be introduced with a polymerizable group-containing compound, and (2) a polymerizable group-containing compound is commonly used. There are methods such as polymerization and introduction.
  • the amount of the polymerizable group contained in the dye structure in the repeating unit, when included, is preferably 0.1 to 2.0 mmol, preferably 0.2 to 1.5 mmol with respect to 1 g of the dye structure. More preferably, it is particularly preferably 0.3 to 1.0 mmol.
  • the other repeating unit contains a polymerizable group, the amount thereof is, for example, preferably 10 to 40 mol, more preferably 15 to 35 mol, relative to 100 mol of all repeating units.
  • repeating unit having a polymerizable group examples include the following. However, the present invention is not limited to these.
  • Acid group examples include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group.
  • the acid group is preferably contained in the dye multimer as a repeating unit having an acid group. Only one type of acid group may be included, or two or more types of acid groups may be included.
  • the acid value of the dye multimer used in the present invention is preferably 0.3 to 1.5 mmol / g, more preferably 0.5 to 1.2 mmol / g when it contains an acid group, More preferably, it is 0.5 to 1.0 mmol / g.
  • the acid value of the dye multimer can be calculated from the average content of acid groups in the dye multimer, for example.
  • the resin which has a desired acid value can be obtained by changing content of the monomer unit containing an acid group used as the raw material of a pigment
  • the dye multimer in the present invention may contain an alkali-soluble group other than the groups described above.
  • Examples of the alkali-soluble group that may be contained in the dye multimer used in the present invention include phenolic hydroxyl groups.
  • the alkali-soluble group is preferably contained in the dye multimer as a repeating unit having an alkali-soluble group.
  • Examples of the method for introducing an alkali-soluble group into a dye multimer include a method in which an alkali-soluble group is introduced into a dye monomer in advance.
  • a method for introducing an alkali-soluble group into a dye multimer monomers other than a dye monomer having an alkali-soluble group ((meth) acrylic acid, a modified caprolactone of acrylic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate) Succinic anhydride modified product, phthalic anhydride modified product of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride modified product of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, styrene carboxylic acid, itacon Carboxylic acid-containing monomers such as acid, maleic acid and norbornene carboxylic acid, phosphoric acid-containing monomers such as acid phosphooxyethyl methacrylate and vinylphosphonic acid, and sulfonic
  • the amount of the alkali-soluble group possessed by the dye multimer is preferably 0.3 mmol to 2.0 mmol, more preferably 0.4 mmol to 1.5 mmol with respect to 1 g of the dye multimer when the alkali-soluble group is contained. Particularly preferred is 0.5 mmol to 1.0 mmol.
  • the ratio of the repeating unit containing the repeating unit having an alkali-soluble group is, for example, 1 with respect to 100 mol of the repeating unit containing the dye multimer. ⁇ 10 mol is preferred.
  • the functional groups that may be contained in the dye multimer used in the present invention include development promoting groups such as lactones, acid anhydrides, amides, —COCH 2 CO—, cyano groups, Examples include long-chain and cyclic alkyl groups, aralkyl groups, aryl groups, polyalkylene oxide groups, hydroxyl groups, maleimide groups, amino groups, and other hydrophilicity adjusting groups, and the like, which can be appropriately introduced. These may be included in only one type, or may be included in two or more types. Examples of the introduction method include a method in which the dye structure is introduced in advance, and a method in which a monomer having the functional group is copolymerized.
  • the dye multimer in the present invention preferably has a maximum absorption wavelength of 400 to 650 nm, and more preferably 450 to 600 nm.
  • the weight average molecular weight of the dye multimer is preferably 2,000 to 50,000, more preferably 3,000 to 30,000, and particularly preferably 6,000 to 20,000.
  • 8,000 to 20,000 is preferable, and 10,000 to 18,000 is more preferable.
  • 5,000 to 20,000 is preferable, and 9,000 to 15,000 is more preferable.
  • the ratio [(Mw) / (Mn)] of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the dye multimer is preferably 1.0 to 3.0, preferably 1.0 to It is more preferably 2.5, and particularly preferably 1.0 to 2.0.
  • the glass transition temperature (Tg) of the dye multimer according to the present invention is preferably 50 ° C. or higher, and more preferably 100 ° C. or higher. Further, the 5% weight loss temperature by thermogravimetric analysis (TGA measurement) is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, and further preferably 200 ° C. or higher. By being in this region, when applying the colored composition of the present invention to the production of a color filter or the like, it becomes possible to reduce the concentration change caused by the heating process.
  • the molar extinction coefficient of the dye multimer used in the coloring composition of the present invention is preferably as high as possible from the viewpoint of coloring power.
  • the dye multimer according to the present invention is preferably a compound that is soluble in the following organic solvents.
  • the organic solvent include esters (eg, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl lactate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate), ethers (eg, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate).
  • the dye multimer may be used alone or in combination of two or more. When using 2 or more types, it is preferable that the total amount corresponds to content mentioned later.
  • the content of the dye multimer in the colored composition of the present invention is set in consideration of the content ratio with the pigment described later.
  • the mass ratio of the dye multimer to the pigment is preferably 0.40 to 1.00, more preferably 0.45 to 0.80, and still more preferably 0.50 to 0.75.
  • the colorant component in the coloring composition of the present invention is preferably 50 to 70% by mass of the total solid content of the coloring composition, and 55 to 65%. More preferably, it is mass%.
  • the coloring composition of the present invention may contain other components in addition to the dye multimer.
  • the coloring composition used in the present invention preferably contains a pigment and a pigment dispersant in addition to the dye multimer.
  • the coloring composition of this invention is used for formation of the colored layer of a color filter.
  • it usually contains a curable compound in addition to the dye multimer, the pigment, and the pigment dispersion.
  • the curable compound include a polymerizable compound and an alkali-soluble resin (including an alkali-soluble resin containing a polymerizable group), and are appropriately selected depending on the application and production method.
  • the coloring composition of the present invention preferably contains a photopolymerization initiator.
  • the colored composition of the present invention comprises the dye multimer of the present invention, an alkali-soluble resin as a curable compound, a pigment, a pigment dispersion, and a photopolymerization initiator. Things are preferred.
  • components such as a surfactant and a solvent may be included.
  • hardenable compound, a pigment, a pigment dispersion, and a photoinitiator is preferable.
  • components such as a surfactant and a solvent may be included. Details of these will be described below.
  • the colored composition of the present invention preferably further contains a pigment.
  • a pigment As the pigment used in the present invention, various conventionally known inorganic pigments or organic pigments can be used, and organic pigments are preferably used.
  • the pigment preferably has a high transmittance.
  • inorganic pigments include metal compounds represented by metal oxides, metal complex salts, and the like. Specifically, iron, cobalt, aluminum, cadmium, lead, copper, titanium, magnesium, chromium, zinc, antimony, etc. And metal complex oxides.
  • organic pigment for example, C. I. Pigment yellow 11,24,31,53,83,93,99,108,109,110,138,139,147,150,151,154,155,167,180,185,199; C. I. Pigment orange 36, 38, 43, 71; C. I. Pigment red 81,105,122,149,150,155,171,175,176,177,209,220,224,242,254,255,264,270; C. I. Pigment violet 19, 23, 32, 39; C. I. Pigment Blue 1, 2, 15, 15: 1, 15: 3, 15: 6, 16, 22, 60, 66; C. I. Pigment green 7, 36, 37, 58; C. I. Pigment brown 25, 28; C. I. Pigment black 1; Etc.
  • organic pigments can be used alone or in various combinations in order to adjust the spectrum and increase the color purity. Specific examples of the above combinations are shown below.
  • a red pigment an anthraquinone pigment, a perylene pigment, a diketopyrrolopyrrole pigment alone or at least one of them, a disazo yellow pigment, an isoindoline yellow pigment, a quinophthalone yellow pigment or a perylene red pigment , Etc.
  • an anthraquinone pigment C.I. I. Pigment red 177
  • perylene pigments include C.I. I. Pigment red 155, C.I. I.
  • Pigment Red 224, and diketopyrrolopyrrole pigments include C.I. I. Pigment Red 254, and C.I. I. Mixing with Pigment Yellow 139 is preferred.
  • the mass ratio of the red pigment to the yellow pigment is preferably 100: 5 to 100: 50. When the ratio is 100: 4 or less, it is difficult to suppress the light transmittance from 400 nm to 500 nm. When the ratio is 100: 51 or more, the main wavelength tends to be closer to the short wavelength, and the color resolution may not be improved. In particular, the mass ratio is optimally in the range of 100: 10 to 100: 30. In the case of a combination of red pigments, it can be adjusted in accordance with the required spectrum.
  • a halogenated phthalocyanine pigment can be used alone, or a mixture thereof with a disazo yellow pigment, a quinophthalone yellow pigment, an azomethine yellow pigment, or an isoindoline yellow pigment can be used.
  • a disazo yellow pigment e.g., a quinophthalone yellow pigment, an azomethine yellow pigment, or an isoindoline yellow pigment
  • C.I. I. Pigment Green 7, 36, 37 and C.I. I. Pigment yellow 83 e. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 180 or C.I. I. Mixing with Pigment Yellow 185 is preferred.
  • the mass ratio of green pigment to yellow pigment is preferably 100: 5 to 100: 150.
  • the mass ratio is particularly preferably in the range of 100: 30 to 100: 120.
  • a phthalocyanine pigment can be used alone, or a mixture of this with a dioxazine purple pigment can be used.
  • C.I. I. Pigment blue 15: 6 and C.I. I. Mixing with pigment violet 23 is preferred.
  • the mass ratio of the blue pigment to the violet pigment is preferably 100: 0 to 100: 100, more preferably 100: 10 or less.
  • the pigment for the black matrix carbon, titanium black, iron oxide, titanium oxide alone or a mixture thereof is used, and a combination of carbon and titanium black is preferable.
  • the mass ratio of carbon to titanium black is preferably in the range of 100: 0 to 100: 60.
  • the colored composition of the present invention preferably contains a pigment other than black, and more preferably contains a blue pigment.
  • the primary particle size of the pigment is preferably 100 nm or less from the viewpoint of color unevenness and contrast, and is preferably 5 nm or more from the viewpoint of dispersion stability.
  • the primary particle size of the pigment is more preferably 5 to 75 nm, further preferably 5 to 55 nm, and particularly preferably 5 to 35 nm.
  • the primary particle size of the pigment can be measured by a known method such as an electron microscope.
  • the pigment is preferably a pigment selected from anthraquinone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, phthalocyanine pigments, quinophthalone pigments, isoindoline pigments, azomethine pigments, and dioxazine pigments.
  • C.I. I. Pigment red 177 anthraquinone pigment
  • C.I. I. Pigment red 254 diketopyrrolopyrrole pigment
  • C.I. I. Pigment green 7, 36, 58 C.I. I. Pigment Blue 15: 6 (phthalocyanine pigment), C.I. I. Pigment yellow 138 (quinophthalone pigment), C.I. I. Pigment yellow 139,185 (isoindoline pigment), C.I. I. Pigment yellow 150 (azomethine pigment), C.I. I. Pigment violet 23 (dioxazine pigment) is particularly preferred.
  • the pigment content is preferably 20 to 50% by mass, more preferably 25 to 50% by mass, based on all components excluding the solvent contained in the colored composition. %, And more preferably 30 to 45% by mass.
  • the composition of the present invention may contain only one type of pigment or two or more types of pigment. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • pigment dispersant When the coloring composition of the present invention has a pigment, a pigment dispersant can be used in combination as desired.
  • pigment dispersants that can be used in the present invention include polymer dispersants [for example, polyamidoamines and salts thereof, polycarboxylic acids and salts thereof, high molecular weight unsaturated acid esters, modified polyurethanes, modified polyesters, and modified poly (meth) acrylates. , (Meth) acrylic copolymers, naphthalenesulfonic acid formalin condensates], and surfactants such as polyoxyethylene alkyl phosphate esters, polyoxyethylene alkyl amines, alkanol amines, and pigment derivatives, etc. Can do.
  • the polymer dispersant can be further classified into a linear polymer, a terminal-modified polymer, a graft polymer, and a block polymer according to the structure.
  • Examples of the terminal-modified polymer having an anchor site to the pigment surface include a polymer having a phosphate group at the terminal described in JP-A-3-112992, JP-A-2003-533455, and the like. Examples thereof include polymers having a sulfonic acid group at the terminal end described in JP-A-273191 and the like, and polymers having a partial skeleton of an organic dye and a heterocyclic ring described in JP-A-9-77994. In addition, polymers having two or more pigment surface anchor sites (acid groups, basic groups, organic dye partial skeletons, heterocycles, etc.) introduced at the polymer ends described in JP-A-2007-277514 are also available. It is preferable because of excellent dispersion stability.
  • Examples of the graft polymer having an anchor site to the pigment surface include a polyester-based dispersant, and specific examples thereof include JP-A-54-37082, JP-A-8-507960, Reaction products of poly (lower alkyleneimine) and polyester described in JP-A-2009-258668, etc., reaction products of polyallylamine and polyester described in JP-A-9-169821, etc., JP-A-10-339949 A copolymer of a macromonomer and a nitrogen atom monomer described in JP-A-2004-37986, International Publication Pamphlet WO 2010/110491, JP-A-2003-238837, JP-A-2008-9426, JP-A Graphs having partial skeletons and heterocyclic rings of organic dyes described in JP-A-2008-81732 Type polymer, and a copolymer of a macromonomer and acid group-containing monomers described in JP 2010-106268 Publication.
  • amphoteric dispersion resin having a basic group and an acidic group described in JP-A-2009-203462 has the dispersibility and dispersion stability of the pigment dispersion and the developability exhibited by the color composition using the pigment dispersion. From the viewpoint of
  • Macromonomer AA-6 (terminal) manufactured by Toa Gosei Co., Ltd. Polymethyl methacrylate having a methacryloyl group), AS-6 (polystyrene having a methacryloyl group at the end group), AN-6S (a copolymer of styrene and acrylonitrile having a methacryloyl group at the end group), AB-6 ( Polybutyl acrylate whose end group is a methacryloyl group), Plaxel FM5 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
  • JP-A-2-27 examples thereof include a polyester-based macromonomer described in the 2009 publication.
  • a polyester-based macromonomer that is particularly excellent in flexibility and solvophilicity is particularly preferable from the viewpoint of dispersibility of the pigment dispersion, dispersion stability, and developability exhibited by the coloring composition using the pigment dispersion
  • a polyester macromonomer represented by a polyester macromonomer described in JP-A-2-272009 is particularly preferable.
  • block polymers having an anchor site to the pigment surface block polymers described in JP-A Nos. 2003-49110 and 2009-52010 are preferable.
  • the pigment dispersant that can be used in the present invention is also available as a commercial product. Specific examples thereof include “DA-7301” manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd., “Disperbyk-101 (polyamidoamine phosphate) manufactured by BYK Chemie.
  • Oligomer “Polflow No. 50E, No. 300 (acrylic copolymer) ”,“ Disparon KS-860, 873SN, 874, # 2150 (aliphatic polycarboxylic acid), # 7004 (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.) Polyether ester), DA-703-50, DA-705, DA-725 "," Demol RN, N (Naphthalenesulfonic acid formalin polycondensate), MS, C, SN-B (aromatic sulfonic acid) "manufactured by Kao Corporation Formalin polycondensate) ”,“ homogenol L-18 (polymer polycal) Acid "),” Emulgen 920, 930, 935, 985 (polyoxyethylene nonylphenyl ether) "," Acetamine 86 (stearylamine acetate) ",” Solsperse 5000 (phthalocyanine derivative) "manufactured by Nippon Lubri
  • a block copolymer obtained by radical polymerization of a polymerizable unsaturated compound in the presence of a reversible addition-fragmentation chain transfer agent (RAFT agent) such as a dithiocarbonyl compound and a radical initiator may be used in combination as a pigment dispersant.
  • RAFT agent reversible addition-fragmentation chain transfer agent
  • a polymer or a copolymer having a narrow molecular weight distribution may be used in combination as a pigment dispersant.
  • Specific examples of such resins include the resins described in paragraph numbers 0053 to 0129 of JP2008-248201, paragraph numbers 0049 to 0117 of JP2008-176218, and the like. Is incorporated herein.
  • pigment dispersants may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, it is particularly preferable to use a combination of a pigment derivative and a polymer dispersant.
  • the pigment dispersant may be used in combination with an alkali-soluble resin together with a terminal-modified polymer, a graft polymer, or a block polymer having an anchor site to the pigment surface.
  • Alkali-soluble resins include (meth) acrylic acid copolymer, itaconic acid copolymer, crotonic acid copolymer, maleic acid copolymer, partially esterified maleic acid copolymer, etc., and carboxylic acid in the side chain.
  • Examples thereof include acidic cellulose derivatives, and (meth) acrylic acid copolymers are particularly preferable. Further, N-substituted maleimide monomer copolymers described in JP-A-10-300922, an ether dimer copolymer described in JP-A-2004-300204, and a polymerizable group described in JP-A-7-319161. An alkali-soluble resin containing is also preferred.
  • the total content of the pigment dispersant is preferably 1 part by weight to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment, and 5 parts by weight to 70 parts by weight. More preferred is 10 parts by mass to 60 parts by mass.
  • the composition of the present invention may contain only one type of pigment dispersant, or two or more types of pigment dispersants. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the amount used is preferably in the range of 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment, and 10 to 80 parts by mass. More preferred is the range of parts.
  • the amount of the pigment derivative used is preferably in the range of 1 to 30 parts by mass in terms of mass with respect to 100 parts by mass of the pigment. The range is more preferable, and the range of 5 to 15 parts by mass is particularly preferable.
  • the total content of the dye and the dispersant component may be 50% by mass or more and 90% by mass or less with respect to the total solid content constituting the coloring composition. Preferably, it is 55 mass% or more and 85 mass% or less, More preferably, it is 60 mass% or more and 80 mass% or less.
  • the coloring composition of the present invention may contain a known dye other than the dye multimer.
  • a known dye other than the dye multimer For example, JP-A-64-90403, JP-A-64-91102, JP-A-1-94301, JP-A-6-11614, Tokuho 2592207, U.S. Pat. No. 4,808,501, U.S. Pat. No., US Pat. No. 505950, US Pat. No. 5,667,920, JP-A-5-333207, JP-A-6-35183, JP-A-6-51115, JP-A-6-194828, etc. Can be used.
  • the chemical structure includes pyrazole azo, pyromethene, anilinoazo, triphenylmethane, anthraquinone, benzylidene, oxonol, pyrazolotriazole azo, pyridone azo, cyanine, phenothiazine, pyrrolopyrazole azomethine, etc.
  • Dyes can be used. Only one type of dye may be included, or two or more types of dyes may be included. When the dye is contained in the coloring composition of the present invention, it can be, for example, 0.1 to 5% by mass of the total colorant.
  • the colored composition of the present invention preferably contains a photopolymerization initiator from the viewpoint of further improving sensitivity.
  • the photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it has the ability to initiate polymerization of a polymerizable compound, and can be appropriately selected from known photopolymerization initiators. For example, those having photosensitivity to visible light from the ultraviolet region are preferable. Further, it may be an activator that generates some action with a photoexcited sensitizer and generates an active radical, or may be an initiator that initiates cationic polymerization according to the type of monomer.
  • the photopolymerization initiator preferably contains at least one compound having a molecular extinction coefficient of at least about 50 within a range of about 300 nm to 800 nm (more preferably 330 nm to 500 nm).
  • the photopolymerization initiator examples include halogenated hydrocarbon derivatives (for example, those having a triazine skeleton, those having an oxadiazole skeleton, etc.), acylphosphine compounds such as acylphosphine oxide, hexaarylbiimidazole, and oxime derivatives. Oxime compounds, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketoxime ethers, aminoacetophenone compounds, hydroxyacetophenone, and the like, and oxime compounds are preferred.
  • halogenated hydrocarbon derivatives for example, those having a triazine skeleton, those having an oxadiazole skeleton, etc.
  • acylphosphine compounds such as acylphosphine oxide, hexaarylbiimidazole, and oxime derivatives.
  • trihalomethyltriazine compounds trihalomethyltriazine compounds, benzyldimethylketal compounds, ⁇ -hydroxyketone compounds, ⁇ -aminoketone compounds, acylphosphine compounds, phosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime compounds, triallylimidazole dimers, oniums
  • compounds selected from the group consisting of compounds, benzothiazole compounds, benzophenone compounds, acetophenone compounds and derivatives thereof, cyclopentadiene-benzene-iron complexes and salts thereof, halomethyloxadiazole compounds, and 3-aryl substituted coumarin compounds are preferred.
  • trihalomethyltriazine compounds More preferred are trihalomethyltriazine compounds, ⁇ -aminoketone compounds, acylphosphine compounds, phosphine oxide compounds, oxime compounds, triallylimidazole dimers, triarylimidazole compounds, benzimidazole compounds, onium compounds, benzophenone compounds, and acetophenone compounds.
  • At least one compound selected from the group consisting of a trihalomethyltriazine compound, an ⁇ -aminoketone compound, an oxime compound, a triallylimidazole compound, a benzophenone compound, a triarylimidazole compound, and a benzimidazole compound is particularly preferable.
  • the triarylimidazole compound may be a mixture with benzimidazole.
  • examples of the trihalomethyltriazine compound include the following compounds. Note that Ph is a phenyl group.
  • Examples of the triarylimidazole compound and the benzimidazole compound include the following compounds.
  • a commercially available product can be used as the trihalomethyltriazine compound, for example, TAZ-107 (manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.) can also be used.
  • TAZ-107 manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.
  • stepper exposure is used for curing exposure, but this exposure machine may be damaged by halogen, and it is necessary to keep the addition amount of a polymerization initiator low.
  • an oxime compound as the photopolymerization initiator (D) in order to form a fine pattern such as a solid-state imaging device.
  • halogenated hydrocarbon compounds having a triazine skeleton examples include those described in Wakabayashi et al., Bull. Chem. Soc. Japan, 42, 2924 (1969), a compound described in British Patent No. 1388492, a compound described in JP-A-53-133428, a compound described in German Patent No. 3333724, F.I. C. J. Schaefer et al. Org. Chem. 29, 1527 (1964), compound described in JP-A-62-258241, compound described in JP-A-5-281728, compound described in JP-A-5-34920, US Pat. No. 4,221,976 And the compounds described in paragraph No. 0075 of JP2013-077009A, and the like.
  • acridine derivatives are exemplified as photopolymerization initiators other than those described above.
  • Specific examples include the compounds described in paragraph No. 0076 of JP2013-077009A, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • ketone compounds include the compounds described in paragraph No. 0077 of JP2013-077009A, the contents of which are incorporated herein.
  • hydroxyacetophenone compounds As the photopolymerization initiator, hydroxyacetophenone compounds, aminoacetophenone compounds, and acylphosphine compounds can also be suitably used. More specifically, for example, aminoacetophenone initiators described in JP-A-10-291969 and acylphosphine oxide initiators described in Japanese Patent No. 4225898 can also be used.
  • hydroxyacetophenone-based initiator IRGACURE-184, DAROCUR-1173, IRGACURE-500, IRGACURE-2959, IRGACURE-127 (trade names: all manufactured by BASF) can be used.
  • aminoacetophenone-based initiator commercially available products IRGACURE-907, IRGACURE-369, and IRGACURE-379 (trade names: all manufactured by BASF) can be used.
  • aminoacetophenone-based initiator compounds described in JP-A-2009-191179 whose absorption wavelength is matched with a long wave light source of 365 nm or 405 nm can also be used.
  • acylphosphine-based initiators commercially available IRGACURE-819 and DAROCUR-TPO (trade names: all manufactured by BASF), TAZ series (for example, TAZ-107, TAZ-110) manufactured by Midori Chemical Co., Ltd. TAZ-104, TAZ-109, TAZ-140, TAZ-204, TAZ-113, TAZ-123) can be used.
  • More preferable examples of the photopolymerization initiator include oxime compounds.
  • Specific examples of the oxime compound include compounds described in JP-A No. 2001-233842, compounds described in JP-A No. 2000-80068, and compounds described in JP-A No. 2006-342166.
  • oxime compounds include J.M. C. S. Perkin II (1979) pp. 1653-1660), J.M. C. S. Perkin II (1979) pp. 156-162, Journal of Photopolymer Science and Technology (1995) pp. 202-232, compounds described in JP-A No. 2000-66385, compounds described in JP-A Nos. 2000-80068, JP-T 2004-534797, JP-A No. 2006-342166, and the like.
  • IRGACURE-OXE01 manufactured by BASF
  • IRGACURE-OXE02 manufactured by BASF
  • TR-PBG-304 manufactured by Changzhou Strong Electronic New Materials Co., Ltd.
  • oxime compounds other than those described above compounds described in JP-A-2009-519904 in which an oxime is linked to the carbazole N-position, compounds described in US Pat. No. 7,626,957 in which a hetero substituent is introduced into the benzophenone moiety, Compounds described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-15025 and US Patent Publication No. 2009-292039 in which a nitro group is introduced into the dye structure, ketoxime compounds described in International Patent Publication No. 2009-131189, a triazine skeleton and an oxime skeleton in the same molecule
  • a compound described in US Pat. No. 7,556,910 contained therein, a compound described in JP-A-2009-221114 having an absorption maximum at 405 nm and good sensitivity to a g-line light source, and the like may be used.
  • cyclic oxime compounds described in JP-A-2007-231000 and JP-A-2007-322744 can also be suitably used for the cyclic oxime compounds described in JP-A-2007-231000 and JP-A-2007-322744.
  • cyclic oxime compounds in particular, cyclic oxime compounds fused to carbazole dyes described in JP2010-32985A and JP2010-185072A have high light absorptivity and high sensitivity. preferable.
  • the compounds described in JP-A-2009-242469 having an unsaturated bond at a specific site of the oxime compound can be preferably used because high sensitivity can be achieved by regenerating the active radical from the polymerization inert radical. it can.
  • oxime compounds having a specific substituent as disclosed in JP 2007-26997A and oxime compounds having a thioaryl group as disclosed in JP 2009-191061 A are particularly preferred.
  • the oxime compound that is a photopolymerization initiator is preferably a compound represented by the following general formula (OX-1).
  • the oxime N—O bond may be an (E) oxime compound, a (Z) oxime compound, or a mixture of (E) and (Z) isomers. .
  • R and B each independently represent a monovalent substituent
  • A represents a divalent organic group
  • Ar represents an aryl group.
  • the monovalent substituent represented by R is preferably a monovalent nonmetallic atomic group.
  • the monovalent nonmetallic atomic group include an alkyl group, an aryl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a heterocyclic group, an alkylthiocarbonyl group, and an arylthiocarbonyl group.
  • these groups may have one or more substituents.
  • the substituent mentioned above may be further substituted by another substituent.
  • substituents examples include a halogen atom, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group or an aryloxycarbonyl group, an acyloxy group, an acyl group, an alkyl group, and an aryl group.
  • an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms is preferable. Specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group, a dodecyl group, an octadecyl group, an isopropyl group , Isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, 1-ethylpentyl, cyclopentyl, cyclohexyl, trifluoromethyl, 2-ethylhexyl, phenacyl, 1-naphthoylmethyl, 2-naphthoyl Methyl group, 4-methylsulfanylphenacyl group, 4-phenylsulfanylphenacyl group, 4-dimethylaminophenacyl group, 4-cyanophenacyl group, 4-methylphenacyl
  • the aryl group is preferably an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and specifically includes a phenyl group, a biphenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, a 9-anthryl group, a 9-phenanthryl group, and a 1-pyrenyl group.
  • the acyl group is preferably an acyl group having 2 to 20 carbon atoms, and specifically includes an acetyl group, a propanoyl group, a butanoyl group, a trifluoroacetyl group, a pentanoyl group, a benzoyl group, a 1-naphthoyl group, and a 2-naphthoyl group.
  • the alkoxycarbonyl group is preferably an alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, and specifically includes a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, a butoxycarbonyl group, a hexyloxycarbonyl group, an octyloxycarbonyl group, a decyl group. Examples thereof include an oxycarbonyl group, an octadecyloxycarbonyl group, and a trifluoromethyloxycarbonyl group.
  • aryloxycarbonyl group examples include phenoxycarbonyl group, 1-naphthyloxycarbonyl group, 2-naphthyloxycarbonyl group, 4-methylsulfanylphenyloxycarbonyl group, 4-phenylsulfanylphenyloxycarbonyl group, 4-dimethylamino.
  • heterocyclic group an aromatic or aliphatic heterocyclic ring containing a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom or a phosphorus atom is preferable.
  • thienyl group benzo [b] thienyl group, naphtho [2,3-b] thienyl group, thiantenyl group, furyl group, pyranyl group, isobenzofuranyl group, chromenyl group, xanthenyl group, phenoxathiyl Nyl group, 2H-pyrrolyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, pyridyl group, pyrazinyl group, pyrimidinyl group, pyridazinyl group, indolizinyl group, isoindolyl group, 3H-indolyl group, indolyl group, 1H-indazolyl group, purinyl group 4
  • alkylthiocarbonyl group examples include a methylthiocarbonyl group, a propylthiocarbonyl group, a butylthiocarbonyl group, a hexylthiocarbonyl group, an octylthiocarbonyl group, a decylthiocarbonyl group, an octadecylthiocarbonyl group, and a trifluoromethylthiocarbonyl group.
  • a methylthiocarbonyl group a propylthiocarbonyl group, a butylthiocarbonyl group, a hexylthiocarbonyl group, an octylthiocarbonyl group, a decylthiocarbonyl group, an octadecylthiocarbonyl group, and a trifluoromethylthiocarbonyl group.
  • arylthiocarbonyl group examples include a 1-naphthylthiocarbonyl group, a 2-naphthylthiocarbonyl group, a 4-methylsulfanylphenylthiocarbonyl group, a 4-phenylsulfanylphenylthiocarbonyl group, and a 4-dimethylaminophenylthiocarbonyl group.
  • the monovalent substituent represented by B represents an aryl group, a heterocyclic group, an arylcarbonyl group, or a heterocyclic carbonyl group. These groups may have one or more substituents. Examples of the substituent include the above-described substituents. Moreover, the substituent mentioned above may be further substituted by another substituent.
  • Y, X, and n have the same meanings as Y, X, and n in General Formula (OX-2) described later, and preferred examples are also the same.
  • examples of the divalent organic group represented by A include an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkylene group, and an alkynylene group. These groups may have one or more substituents. Examples of the substituent include the above-described substituents. Moreover, the substituent mentioned above may be further substituted by another substituent. Among them, A in the formula (OX-1) is an unsubstituted alkylene group, an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a tert-butyl group, dodecyl) from the viewpoint of increasing sensitivity and suppressing coloring due to heating.
  • an alkyl group for example, a methyl group, an ethyl group, a tert-butyl group, dodecyl
  • alkylene group alkenyl group (eg vinyl group, allyl group) alkylene group, aryl group (eg phenyl group, p-tolyl group, xylyl group, cumenyl group, naphthyl group, anthryl) Group, a phenanthryl group, and a styryl group) are preferable.
  • alkenyl group eg vinyl group, allyl group
  • aryl group eg phenyl group, p-tolyl group, xylyl group, cumenyl group, naphthyl group, anthryl
  • a phenanthryl group e.g., phenanthryl group
  • styryl group alkylene group substituted alkylene group
  • alkenyl group eg vinyl group, allyl group
  • aryl group eg phenyl group, p-tolyl group, xylyl group, cumenyl group, naphth
  • the aryl group represented by Ar is preferably an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and may have a substituent.
  • substituents include the same substituents as those introduced into the substituted aryl group mentioned above as specific examples of the aryl group which may have a substituent.
  • a substituted or unsubstituted phenyl group is preferable from the viewpoint of increasing sensitivity and suppressing coloring due to heating.
  • the oxime compound is preferably a compound represented by the following general formula (OX-2).
  • R and X each independently represent a monovalent substituent
  • a and Y each independently represent a divalent organic group
  • Ar represents an aryl group
  • n represents 0 to It is an integer of 5.
  • R, A and Ar in the general formula (OX-2) have the same meanings as R, A and Ar in the general formula (OX-1), and preferred examples thereof are also the same.
  • the monovalent substituent represented by X includes an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an acyloxy group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an amino group, and a heterocyclic ring.
  • X in the general formula (OX-2) is preferably an alkyl group from the viewpoint of solvent solubility and improvement of absorption efficiency in the long wavelength region.
  • n represents an integer of 0 to 5, and an integer of 0 to 2 is preferable.
  • examples of the divalent organic group represented by Y include the following structures.
  • “*” represents a bonding position between Y and an adjacent carbon atom in the formula (OX-2).
  • the oxime compound is preferably a compound represented by the following general formula (OX-3) or (OX-4).
  • R and X each independently represent a monovalent substituent
  • A represents a divalent organic group
  • Ar represents an aryl group
  • n represents 0 An integer of ⁇ 5.
  • R, X, A, Ar, and n in the general formula (OX-3) or (OX-4) have the same meanings as R, X, A, Ar, and n in the general formula (OX-2), respectively. There are also preferred examples.
  • the oxime compound has a maximum absorption wavelength in a wavelength region of 350 nm to 500 nm, preferably has an absorption wavelength in a wavelength region of 360 nm to 480 nm, and particularly preferably has a high absorbance at 365 nm and 455 nm.
  • the molar extinction coefficient at 365 nm or 405 nm of the oxime compound is preferably 1,000 to 300,000, more preferably 2,000 to 300,000, more preferably 5,000 to 200, from the viewpoint of sensitivity. Is particularly preferred.
  • a known method can be used for the molar extinction coefficient of the compound. Specifically, for example, 0.01 g of an ultraviolet-visible spectrophotometer (Varian Inc., Carry-5 spctrophotometer) is used with an ethyl acetate solvent. It is preferable to measure at a concentration of / L.
  • the content of the photopolymerization initiator is preferably 0.1% by mass or more and 50% by mass or less based on the total solid content of the color composition, More preferably, they are 0.5 mass% or more and 30 mass% or less, More preferably, they are 1 mass% or more and 20 mass% or less. Within this range, better sensitivity and pattern formability can be obtained.
  • the composition of the present invention may contain only one type of photopolymerization initiator, or may contain two or more types. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the coloring composition of the present invention preferably contains a polymerizable compound.
  • a polymerizable compound that can be cross-linked by radicals, acids, and heat can be used, and examples thereof include polymerizable compounds containing an ethylenically unsaturated bond, cyclic ether (epoxy, oxetane), methylol and the like.
  • the polymerizable compound is suitably selected from compounds having at least one terminal ethylenically unsaturated bond, preferably two or more, from the viewpoint of sensitivity. Among them, a polyfunctional polymerizable compound having 4 or more functional groups is preferable, and a polyfunctional polymerizable compound having 5 or more functional groups is more preferable.
  • Such a group of compounds is widely known in the industrial field, and in the present invention, these can be used without any particular limitation. 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.
  • an addition reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having an electrophilic substituent such as an isocyanate group or an epoxy group with a monofunctional or polyfunctional alcohol, amine, or thiol, and a halogen group A substitution 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.
  • compounds described in paragraphs [0095] to [0108] of JP-A-2009-288705 can be preferably used in the present invention.
  • a compound having at least one addition-polymerizable ethylene group and having an ethylenically unsaturated group having a boiling point of 100 ° C. or higher under normal pressure is also preferable.
  • 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, hexanediol (
  • polyfunctional acrylates and methacrylates such as epoxy acrylates which are reaction products of epoxy resin and (meth) acrylic acid, and mixtures thereof.
  • 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.
  • fluorene rings described in JP 2010-160418 A, JP 2010-129825 A, JP 4364216 A, etc., and ethylenically unsaturated groups.
  • a compound having two or more functions, a cardo resin can also be used.
  • 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 is 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.
  • at least one of a plurality of Rs is —OC ( ⁇ O) CH ⁇ CH 2 , or —OC ( ⁇ O) represents a group represented by C (CH 3 ) ⁇ CH 2 .
  • the compounds described in paragraph numbers 0248 to 0251 of JP-A-2007-26979 are disclosed in the present invention. Can also be suitably used.
  • a compound obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to a polyfunctional alcohol described in JP-A-10-62986 as general formulas (1) and (2) together with specific examples thereof, and then (meth) acrylated is also polymerized. It can be used as a functional compound.
  • dipentaerythritol triacrylate (KAYARAD D-330; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and dipentaerythritol tetraacrylate (KAYARAD D-320 as commercially available products) are available as polymerizable compounds.
  • dipentaerythritol penta (meth) acrylate commercially available KAYARAD D-310; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • dipentaerythritol hexa (meth) acrylate commercially available product KAYARAD DPHA; Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • NK ester A-DPH-12E manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.
  • Tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate triacrylate (commercially available product is SR368; manufactured by Sartomer) can also be used.
  • the polymerizable compound is a polyfunctional monomer and may have an acid group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group. 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.
  • non-aromatic carboxylic acid anhydride examples 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 mgKOH / g to 40 mgKOH / g, and particularly preferably 5 mgKOH / g to 30 mgKOH / g.
  • the acid value of the polyfunctional monomer is too low, the developing 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 is deteriorated. 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 groups as the entire polyfunctional monomer should be adjusted to fall within the above range. Is preferred.
  • polyfunctional monomer which has a caprolactone structure is not particularly limited as long as it has a caprolactone structure in the molecule.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • m represents a number of 1 or 2
  • “*” represents a bond
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and “*” represents a bond.
  • the polyfunctional monomer which has a caprolactone structure can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the specific monomer in the present invention is preferably at least one selected from the group of compounds represented by the following general formula (Z-4) or (Z-5).
  • each E independently represents — ((CH 2 ) y CH 2 O) — or — ((CH 2 ) y CH (CH 3 ) O).
  • Each independently represents an integer of 0 to 10
  • 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, and 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 general formula (Z-4) or general formula (Z-5) is oxygen A form in which the end on the atom side is bonded to X is preferred.
  • the compounds represented by formula (Z-4) or formula (Z-5) 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 (Z-4) or the general formula (Z-5) 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 (Z-4) or (Z-5) is a ring-opening addition of ethylene oxide or propylene oxide to pentaerythritol or dipentaerythritol, which is a conventionally known process. It can be synthesized from a step of bonding a ring-opening skeleton by a reaction and a step of introducing a (meth) acryloyl group by reacting, for example, (meth) acryloyl chloride with a 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 (Z-4) or (Z-5).
  • 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 formulas (Z-4) and (Z-5) include SR-494, a tetrafunctional acrylate having four ethyleneoxy chains manufactured by Sartomer, Nippon Kayaku Examples thereof include 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 JP-B-58-49860, JP-B-56-17654, JP-B-62-39417, and JP-B-62-39418. Furthermore, addition polymerizable compounds having an amino structure or a sulfide structure in the molecule described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909, and JP-A-1-105238 are described as polymerizable compounds.
  • 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.
  • cyclic ether examples include, for example, a compound having an epoxy group, bisphenol A type epoxy resin, JER-827, JER-828, JER-834, JER-1001, JER-1002, JER-1003. JER-1055, JER-1007, JER-1009, JER-1010 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), EPICLON 840, EPICLON 860, EPICLON 1050, EPICLON 1051, EPICLON 1055 (manufactured by DIC Corporation), etc.
  • JER-806, JER-807, JER-4004, JER-4005, JER-4007, JER-4010 (above, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
  • EPICLON 830, EPICLON 835 (above, manufactured by DIC Corporation), LCE-21, RE-602S (above, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), etc.
  • phenol novolac type epoxy resins such as JER-152, JER- 154, JER-157S70, JER-157S65 (above, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), EPICLON N-740, EPICLON N-740, EPICLON N-770, EPICLON N-775 (above, manufactured by DIC Corporation)
  • cresol novolac type epoxy resins EPICLON N-660, EPICLON N-665, EPICLON N-670, EPICLON N-673, EPICLON N-680, EPICLON N
  • the details of usage methods can be arbitrarily set according to the final performance design of a coloring 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 functional groups are preferable, and further, different numbers of functional groups / different polymerizable groups (for example, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, styrenic compound, A method of adjusting both sensitivity and strength by using a combination of vinyl ether compounds) is also effective.
  • a tri- or higher functional polymerizable compound having a different ethylene oxide chain length in that the developability of the colored composition can be adjusted and an excellent pattern forming ability can be obtained.
  • the compatibility and dispersibility with other components (for example, photopolymerization initiators, dispersions, alkali-soluble resins, etc.) contained in the colored composition are also selected and used as a polymerizable compound. This is an important factor. For example, compatibility may be improved by using a low-purity compound or using two or more kinds in combination.
  • a specific structure may be selected from the viewpoint of improving adhesion to a hard surface such as a support.
  • the content of the polymerizable compound is preferably 0.1% by mass to 90% by mass with respect to the total solid content in the colored composition, and 1.0% More preferred is from 60% by weight to 60% by weight, and particularly preferred is from 2.0% by weight to 40% by weight.
  • the composition of the present invention may contain only one type of polymerizable compound or two or more types. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the coloring composition of the present invention preferably further contains an alkali-soluble resin.
  • the molecular weight of the alkali-soluble resin is not particularly defined, but it is preferable that Mw is 5000 to 100,000. Further, Mn is preferably 1000 to 20,000.
  • the alkali-soluble resin is a linear organic polymer, and 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 a group.
  • polyhydroxystyrene resins, polysiloxane resins, acrylic resins, acrylamide resins, and acryl / acrylamide copolymer resins are preferable.
  • acrylic resins and acrylamide resins are preferable.
  • Resins and acrylic / acrylamide copolymer resins are preferred.
  • Examples of the group that promotes alkali solubility include a carboxyl group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, and a phenolic hydroxyl group.
  • the group is soluble in an organic solvent and developed with a weak alkaline aqueous solution. Possible are preferable, and (meth) acrylic acid is particularly preferable.
  • These acid groups may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the monomer that can give an acid group after polymerization include, for example, a monomer having a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, a monomer having an epoxy group such as glycidyl (meth) acrylate, and 2-isocyanatoethyl (meth). And monomers having an isocyanate group such as acrylate.
  • a monomer having a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate
  • a monomer having an epoxy group such as glycidyl (meth) acrylate
  • 2-isocyanatoethyl (meth) 2-isocyanatoethyl (meth)
  • monomers having an isocyanate group such as acrylate.
  • a monomer having an acid group and / or a monomer capable of imparting an acid group after polymerization (hereinafter sometimes referred to as “monomer for introducing an acid group”) .) May be polymerized as a monomer component.
  • a treatment for imparting an acid group as described later is required after the polymerization.
  • 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 may include a polymer (a) obtained by polymerizing a monomer component which essentially includes a compound represented by the following general formula (ED) (hereinafter sometimes referred to as “ether dimer”). preferable.
  • ED general formula
  • R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms which may have a substituent.
  • the coloring composition of this invention can form the cured coating film which was very excellent also in transparency with heat resistance.
  • 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, but for example, methyl Linear or branched alkyl groups such as ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, tert-amyl, stearyl, lauryl, 2-ethylhexyl; aryl groups such as phenyl; cyclohexyl, substituted with an alicyclic group such as tert-butylcyclohexyl, dicyclopentadienyl, tricyclodecanyl, isobornyl, adamantyl, 2-methyl-2-adamantyl; alkoxy such as 1-methoxyethyl
  • ether dimers include, for example, dimethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, diethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di ( 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 (tert-butyl) -2,2 '-[Oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (tert-amyl) -2,2'-[oxybis (methylene)] bis-2-propeno , Di (steary
  • dimethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, diethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, dicyclohexyl-2,2′- [Oxybis (methylene)] bis-2-propenoate and dibenzyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate are 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.
  • the alkali-soluble resin may contain a structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer (a) represented by the following formula (X).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms
  • R 3 represents a hydrogen atom or a benzene ring which may contain a benzene ring.
  • 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.
  • 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.Ltd. Biscote R-264, KS resist 106 (all manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), Cyclomer P series, Plaxel CF200 series (all manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), Ebecryl 3800 (manufactured by Daicel UCB Co., Ltd.), and the like.
  • 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 compound having polymerizable group, JP 2002-229207 A Resin obtained by basic treatment of a resin having an ester group having a leaving group such as a halogen atom or a sulf
  • alkali-soluble resin in particular, a benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid copolymer or a multi-component copolymer composed of benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / other monomers is suitable. .
  • benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / (meth) acrylic acid-2-hydroxyethyl copolymer copolymerized with 2-hydroxyethyl methacrylate 2 described in JP-A-7-140654 -Hydroxypropyl (meth) acrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 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, etc.
  • 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 particularly preferably 70 mgKOH / g 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 particularly preferably 7,000 to 20,000.
  • the content of the alkali-soluble resin is preferably 1% by mass to 15% by mass, more preferably 2% by mass with respect to the total solid content of the coloring composition. It is ⁇ 12% by mass, and particularly preferably 3% by mass to 10% by mass.
  • the composition of the present invention may contain only one kind of alkali-soluble resin, or may contain two or more kinds. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the coloring composition of the present invention is within the range that does not impair the effects of the present invention, and further includes an organic solvent, a crosslinking agent, a polymerization inhibitor, a surfactant, an organic carboxylic acid, and an organic carboxylic acid anhydride. It may contain other components such as products.
  • the coloring composition of the present invention may contain 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 coloring composition are satisfied, but in particular, the solubility, coating property, and safety of ultraviolet absorbers, alkali-soluble resins and dispersants, etc. It is preferable to select in consideration of the properties. Moreover, when preparing the coloring composition in this invention, it is preferable that at least 2 type of organic solvent is included.
  • organic solvents examples include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, cyclohexyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, and methyl lactate.
  • Ethyl lactate alkyl oxyacetate (eg, methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, butyl oxyacetate (eg, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate)), 3-oxy Propionic acid alkyl esters (eg, methyl 3-oxypropionate, ethyl 3-oxypropionate, etc.
  • alkyl oxyacetate eg, methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, butyl oxyacetate (eg, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate)
  • 3-oxy Propionic acid alkyl esters eg, methyl 3-oxypropionate, ethyl 3-oxyprop
  • ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, Propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate and the like, and ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 3-heptanone, and the like, and Preferable examples of aromatic hydrocarbons include toluene and xylene.
  • the organic solvent preferably has a peroxide content of 0.8 mmmpl / L or less, and more preferably contains substantially no peroxide.
  • the content of the organic solvent in the colored composition is preferably such that the total solid content of the composition is 5% by mass to 80% by mass from the viewpoint of applicability, and 5% by mass to 60% by mass. More preferred is 10% by mass to 50% by mass.
  • the composition of the present invention may contain only one type of organic solvent or two or more types of organic solvents. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • Crosslinking agent is not particularly limited as long as the film can be cured by a crosslinking reaction.
  • the crosslinking agent is not particularly limited as long as the film can be cured by a crosslinking reaction.
  • the blending amount of the crosslinking agent is not particularly defined, but is preferably 2 to 30% by mass, and preferably 3 to 20% by mass based on the total solid content of the composition. More preferred.
  • the composition of the present invention may contain only one type of cross-linking agent, or may contain two or more types. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • ⁇ Polymerization inhibitor In the colored 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 during the production or storage of the colored composition.
  • the polymerization inhibitor that can be used in the present invention include hydroquinone, p-methoxyphenol, di-tert-butyl-p-cresol, pyrogallol, tert-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 addition amount of the polymerization inhibitor is preferably about 0.01% by mass to about 5% by mass with respect to the mass of the whole composition.
  • the composition of the present invention may contain only one type of polymerization inhibitor, or may contain two or more types. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • surfactant Various surfactants may be added to the colored 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 coloring composition of the present invention contains a fluorosurfactant, so that liquid properties (particularly fluidity) when prepared as a coating solution are further improved.
  • Liquidity can be further improved. That is, in the case of forming a film using a coating liquid to which a coloring composition containing a fluorosurfactant is applied, wetting the coated surface by reducing the interfacial tension between the coated surface and the coating liquid. The coating property 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 a colored composition.
  • 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 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), PF636, PF656, PF6320 PF6520, PF7002 (manufactured by OMNOVA), and the like.
  • a block polymer can also be used as the fluorosurfactant, and specific examples include compounds described in JP-A-2011-89090.
  • nonionic surfactant examples include glycerol, trimethylolpropane, trimethylolethane, and ethoxylates and propoxylates thereof (for example, glycerol propoxylate, glycerol 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) Solsperse 20000 (Lubrizol Japan Co., Ltd.), 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 coloring composition of the present invention contains a surfactant
  • the addition amount of the surfactant is preferably 0.001% by mass to 2.0% by mass with respect to the total mass of the coloring composition, more preferably 0.005% by mass to 1.0% by mass.
  • the composition of the present invention may contain only one type of surfactant or two or more types of surfactant. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • Organic carboxylic acid, organic carboxylic anhydride may contain an organic carboxylic acid having a molecular weight of 1000 or less and / or an organic carboxylic acid anhydride.
  • organic carboxylic acid compound include aliphatic carboxylic acids and aromatic carboxylic acids.
  • aliphatic carboxylic acids include monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, pivalic acid, caproic acid, glycolic acid, acrylic acid, methacrylic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, Examples thereof include dicarboxylic acids such as glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, cyclohexenedicarboxylic acid, itaconic acid, citraconic acid, maleic acid and fumaric acid, and tricarboxylic acids such as tricarbaryl acid and aconitic acid.
  • monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, pivalic acid, caproic acid, glycolic acid, acrylic acid, methacrylic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid
  • aromatic carboxylic acid examples include carboxylic acids in which a carboxyl group is directly bonded to a phenyl group such as benzoic acid and phthalic acid, and carboxylic acids in which a carboxyl group is bonded to the phenyl group through a carbon bond.
  • carboxylic acids in which a carboxyl group is directly bonded to a phenyl group such as benzoic acid and phthalic acid
  • carboxylic acids in which a carboxyl group is bonded to the phenyl group through a carbon bond examples of the aromatic carboxylic acid.
  • those having a molecular weight of 600 or less, particularly those having a molecular weight of 50 to 500 specifically maleic acid, malonic acid, succinic acid, and itaconic acid are preferred.
  • organic carboxylic acid anhydrides include aliphatic carboxylic acid anhydrides and aromatic carboxylic acid anhydrides. Specific examples include acetic anhydride, trichloroacetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, and tetrahydrophthalic anhydride. Succinic anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, glutaric anhydride, 1,2-cyclohexene dicarboxylic anhydride, n-octadecyl succinic anhydride, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, etc. An aliphatic carboxylic acid anhydride is mentioned.
  • aromatic carboxylic acid anhydride examples include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, and naphthalic anhydride. Of these, those having a molecular weight of 600 or less, particularly those having a molecular weight of 50 to 500, specifically maleic anhydride, succinic anhydride, citraconic anhydride, and itaconic anhydride are preferred.
  • the amount of the organic carboxylic acid and / or organic carboxylic acid anhydride is usually 0.01 to 10% by weight based on the total solid content.
  • the range is preferably 0.03 to 5% by weight, more preferably 0.05 to 3% by weight.
  • the composition of the present invention may contain only one type of organic carboxylic acid and / or organic carboxylic acid anhydride, or may contain two or more types. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • various additives such as fillers, adhesion promoters, antioxidants, ultraviolet absorbers, anti-aggregation agents and the like can be blended with the coloring composition as necessary.
  • these additives include those described in JP-A No. 2004-295116, paragraphs 0155 to 0156, the contents of which are incorporated herein.
  • the coloring composition of the present invention may contain a sensitizer and a light stabilizer described in paragraph 0078 of JP-A No. 2004-295116 and a thermal polymerization inhibitor described in paragraph 0081 of the same publication.
  • the composition of the present invention may contain only one type of the above components, or may contain two or more types. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the coloring composition of the present invention is prepared by mixing the aforementioned components.
  • the components constituting the colored composition may be mixed together, or may be sequentially added after each component is dissolved and dispersed in a solvent.
  • the composition may be prepared by dissolving and dispersing all components in a solvent at the same time. If necessary, each component may be suitably used as two or more solutions / dispersions at the time of use (at the time of application). ) May be mixed to prepare a composition.
  • the colored composition of the present invention is preferably filtered with a filter for the purpose of removing foreign substances or reducing defects.
  • fluorine resin such as PTFE (polytetrafluoroethylene), polyamide resin such as nylon-6 and nylon-6,6, polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene (PP) (including high density and ultra high molecular weight), etc.
  • PP polypropylene
  • the pore size of the filter is suitably about 0.01 to 7.0 ⁇ m, preferably about 0.01 to 3.0 ⁇ m, more preferably about 0.05 to 0.5 ⁇ m.
  • the filtering by the first filter may be performed only once or may be performed twice or more.
  • the pore diameter here 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. .
  • the second filter a filter formed of the same material as the first filter described above can be used.
  • the filtering by the first filter may be performed only with the dispersion, and the second filtering may be performed after mixing other components.
  • the colored composition of the present invention is preferably used for forming a colored layer of a color filter. More specifically, since the colored composition of the present invention can form a cured film having excellent heat resistance and color characteristics, it is suitably used for forming a colored pattern (colored layer) of a color filter. . Further, the colored composition of the present invention is suitably used for forming a colored pattern such as a color filter used in a solid-state imaging device (for example, CCD, CMOS, etc.) or an image display device such as a liquid crystal display device (LCD). Can do. Furthermore, it can be suitably used as a production application for printing ink, inkjet ink, paint, and the like. In particular, a color filter for a solid-state imaging device such as a CCD and a CMOS can be suitably used as a production application.
  • a color filter for a solid-state imaging device such as a CCD and a CMOS can be suitably used as a production application.
  • the cured film of the present invention is formed by curing the colored composition of the present invention. Such a cured film is preferably used for a color filter.
  • the colored composition of the present invention is applied onto a support to form a colored composition layer, and unnecessary portions are removed to form a colored pattern.
  • the pattern forming method of the present invention can be suitably applied to the formation of a colored pattern (pixel) included in a color filter.
  • the composition of the present invention may produce a color filter by pattern formation by a so-called photolithography method, or may form a pattern by dry etching. That is, as a first embodiment of the pattern forming method of the present invention, a step of applying a colored composition on a support to form a colored composition layer, a step of exposing the colored composition layer in a pattern, And a step of forming a colored pattern by developing and removing the unexposed portion.
  • a step of applying a colored composition on a support to form a colored composition layer and curing to form a colored layer, a photo on the colored layer A pattern forming method including a step of forming a resist layer, a step of patterning a photoresist layer by exposure and development to obtain a resist pattern, and a step of dry etching a colored layer using the resist pattern as an etching mask is exemplified.
  • Such a pattern forming method is used for manufacturing a colored layer of a color filter. That is, the present invention also discloses a method for manufacturing a color filter including the pattern forming method of the present invention.
  • Step of Forming Colored Composition Layer In the step of forming the colored composition layer, the colored composition layer forming step is formed on the support by applying the colored composition of the present invention.
  • a solid-state imaging in which an imaging element (light receiving element) such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) is provided on a substrate (for example, a silicon substrate).
  • An element substrate can be used.
  • the colored pattern in the present invention may be formed on the imaging element forming surface side (front surface) of the solid-state imaging element substrate, or may be formed on the imaging element non-forming surface side (back surface).
  • a light shielding film may be provided between the colored patterns in the solid-state image sensor or on the back surface of the substrate for the solid-state image sensor.
  • an undercoat layer may be provided on the support for improving adhesion with the upper layer, preventing diffusion of substances, or flattening the substrate surface.
  • a solvent, an alkali-soluble resin, a polymerizable compound, a polymerization inhibitor, a surfactant, a photopolymerization initiator, and the like can be blended, and each of these components is derived from the components blended in the above-described composition of the present invention. It is preferable to select appropriately.
  • various coating methods such as slit coating, ink jet method, spin coating, cast coating, roll coating, and screen printing can be applied.
  • the drying (pre-baking) of the colored composition layer coated on the support can be performed at a temperature of 50 ° C. to 140 ° C. for 10 seconds to 300 seconds using a hot plate, oven or the like.
  • Exposure Step the colored composition layer formed in the colored composition layer forming step is subjected to pattern exposure through a mask having a predetermined mask pattern, for example, using an exposure apparatus such as a stepper. Thereby, a cured film is obtained.
  • radiation light
  • ultraviolet rays such as g-line and i-line are particularly preferable (particularly preferably i-line).
  • Irradiation dose is more preferably 30mJ / cm 2 ⁇ 1500mJ / cm 2 is preferably 50mJ / cm 2 ⁇ 1000mJ / cm 2, 80mJ / cm 2 ⁇ 500mJ / cm 2 is particularly preferred.
  • the thickness of the cured film (colored film) is preferably 1.0 ⁇ m or less, more preferably 0.1 ⁇ m to 0.9 ⁇ m, and further preferably 0.2 ⁇ m to 0.8 ⁇ m. It is preferable to set the film thickness to 1.0 ⁇ m or less because high resolution and high adhesion can be obtained.
  • a cured film having a thin film thickness of 0.7 ⁇ m or less can also be suitably formed, and the obtained cured film is developed in a pattern forming process described later, thereby forming a thin film.
  • the coloring pattern excellent in developability, surface roughness suppression, and pattern shape can be obtained.
  • 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
  • An alkaline aqueous solution diluted with pure water so as to be preferably 0.01% by mass 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.
  • post-bake heat treatment after drying. If a multicolor coloring pattern is to be formed, 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.
  • JP2013-64993A In the case of forming a pattern by dry etching, the description of JP2013-64993A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • 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 colored pattern by heating and / or exposure may be included as necessary.
  • the colored composition according to the present invention when used, for example, clogging of the nozzle of the coating device discharge section or the piping section, contamination due to adhesion, sedimentation, or drying of the colored composition or pigment in the coating machine may occur. is there. Therefore, in order to efficiently clean the contamination caused by the colored composition of the present invention, it is preferable to use the solvent relating to the present composition described above as a cleaning liquid.
  • the cleaning liquids described in JP-A-2007-2101, JP-A-2007-2102, JP-A-2007-281523 and the like can also be suitably used for cleaning and removing the colored composition according to 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 of the present invention uses the colored composition of the present invention, the color filter of the present invention can be exposed with an excellent exposure margin, and the formed colored pattern (colored pixel) is excellent in pattern shape, and the surface of the pattern is not rough. Since the residue in the developing part is suppressed, the color characteristics are excellent.
  • the color filter 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 for a solid-state imaging device of the present invention can be used as a color filter disposed between, for example, a light receiving portion of each pixel constituting a CCD or CMOS and a microlens for condensing light.
  • 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 in the present invention, and is not particularly limited as long as it is a configuration that functions as a solid-state imaging device. .
  • a solid-state imaging device CCD image sensor, CMOS image sensor, etc.
  • a transfer electrode made of polysilicon, etc.
  • the photodiode is placed on the transfer electrode.
  • the color filter for a solid-state image sensor according to the present invention is provided.
  • a configuration having a light condensing means for example, a microlens, etc., the same applies hereinafter
  • a structure having the light condensing means on the color filter etc. It may be.
  • the color filter of the present invention can be used not only for solid-state imaging devices but also for image display devices such as liquid crystal display devices and organic EL display devices, and is particularly suitable for use in liquid crystal display devices.
  • the liquid crystal display device provided with the color filter of the present invention can display a high-quality image with a good display image color and excellent display characteristics.
  • display devices For the definition of display devices and details of each display device, refer to, for example, “Electronic Display Device (Akio Sasaki, Kogyo Kenkyukai, 1990)”, “Display Device (Junsho Ibuki, Industrial Books Co., Ltd.) Issued in the first year).
  • the liquid crystal display device is described, for example, in “Next-generation liquid crystal display technology (edited by Tatsuo Uchida, Industrial Research Co., Ltd., published in 1994)”.
  • the liquid crystal display device to which the present invention can be applied is not particularly limited, and can be applied to, for example, various types of liquid crystal display devices described in the “next generation liquid crystal display technology”.
  • the color filter of the present invention may be used in a color TFT liquid crystal display device.
  • the color TFT liquid crystal display device is described in, for example, “Color TFT liquid crystal display (issued in 1996 by Kyoritsu Publishing Co., Ltd.)”.
  • the present invention is applied to a liquid crystal display device with a wide viewing angle, such as a horizontal electric field driving method such as IPS and a pixel division method such as MVA, STN, TN, VA, OCS, FFS, and R-OCB. it can.
  • the color filter in the present invention can be used for a bright and high-definition COA (Color-filter On Array) system.
  • COA Color-filter On Array
  • the required characteristics for the color filter layer require the required characteristics for the interlayer insulating film, that is, the low dielectric constant and the resistance to the stripping solution, in addition to the normal required characteristics as described above.
  • the COA method has high resolution and excellent long-term durability.
  • a liquid crystal display device can be provided.
  • a resin film may be provided on the color filter layer.
  • the liquid crystal display device provided with the color filter of the present invention includes various members such as an electrode substrate, a polarizing film, a retardation film, a backlight, a spacer, and a viewing angle guarantee film.
  • the color filter of the present invention can be applied to a liquid crystal display device composed of these known members.
  • these components for example, “'94 Liquid Crystal Display Peripheral Materials / Chemicals Market (Kentaro Shima CMC 1994)”, “2003 Liquid Crystal Related Markets Current Status and Future Prospects (Volume 2)” Fuji Chimera Research Institute, Ltd., published in 2003) ”.
  • backlighting SID meeting Digest 1380 (2005) (A. Konno et.al), Monthly Display December 2005, pages 18-24 (Yasuhiro Shima), pages 25-30 (Takaaki Yagi), etc. Are listed.
  • the color filter according to the present invention When the color filter according to the present invention is used in a liquid crystal display device, a high contrast can be realized when combined with a conventionally known three-wavelength tube of a cold cathode tube, and further, red, green and blue LED light sources (RGB-LED).
  • RGB-LED red, green and blue LED light sources
  • a mixed solvent of ethyl acetate / acetonitrile 1530 mL / 170 mL.
  • the dye multimer 2 has an acid value of 2.23 mmol / g, and the composition ratio (molar ratio) was confirmed by 1 H-NMR.
  • the dye multimer 3 has an acid value of 1.01 mmol / g, and the composition ratio (molar ratio) was confirmed by 1 H-NMR.
  • the dye part: methacrylic acid part: polymerizable group-containing part: PE-90 parts 20 : 36: 32: 12.
  • N-ethylpyrrolidone 39.2 g of N-ethylpyrrolidone was added to the three-necked flask and heated to 90 ° C. under a nitrogen atmosphere.
  • monomer 4 (40.0 g, 35.4 mmol), methacrylic acid (MAA, 4.62 g, 53.7 mmol), dodecyl mercaptan (2.79 g, 13.8 mmol), polyethylene glycol monomethacrylate [trade name: Blemmer PE-90, manufactured by NOF Corporation] (3.38 g), ethylene glycol mono 2-bromoisobutyrate monomethacrylate (BBEM, 12.5 g, 44.8 mmol), 2,2′-azobis (isobutyric acid) Dimethyl) [trade name: V601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] (6.25 g, 27.1 mmol) and N-ethylpyrrolidone (91.4 g) were added dropwise over 1 hour.
  • MAA
  • N-ethylpyrrolidone was added and stirred at 90 ° C. for 3 hours, and then cooled to room temperature. After cooling to room temperature, 253 g of N-ethylpyrrolidone and 0.279 g of 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl free radical were added to the reaction solution, and diazabicycloundecene (DBU) was added. 47.6 g was slowly added and stirred at room temperature for 14 hours. Thereafter, the mixture was cooled to 5 ° C. or less in an ice bath, and 30.1 g of methanesulfonic acid and 16.9 g of N-ethylpyrrolidone were slowly added.
  • DBU diazabicycloundecene
  • the reaction solution is dropped into 4800 mL of 1 mol / l hydrochloric acid and re-precipitated, and the solid obtained by filtration is suspended and washed in 250 parts of acetonitrile, and filtered again according to the present invention shown below. 50.0 g of dye 6 was obtained.
  • the weight average molecular weight (polystyrene conversion value) of the dye 6 was 8000, and the acid value was 0.74 mmol / g by titration with a 0.1 mol / l sodium hydroxide aqueous solution.
  • the silicon wafer with an undercoat layer used for evaluation was produced as follows. On a 200 mm (8 inch) silicon wafer, CT-4000L (manufactured by FUJIFILM Electromaterials Co., Ltd.) is uniformly applied by spin coating to form a coating film, and the formed coating film is formed in an oven at 220 ° C. The coating was cured for 1 hour to form an undercoat layer. The spin coating speed was adjusted so that the thickness of the coating film after the heat treatment was about 0.1 ⁇ m.
  • Pigment Blue 15: 6 (blue pigment; hereinafter also referred to as “PB15: 6”) 19.4 parts by mass (average primary particle size 55 nm), and pigment dispersant BY-161 (manufactured by BYK) 2.95 parts by mass Then, a mixed solution composed of 2.95 parts by mass of alkali-soluble resin 1 and 172.3 parts by mass of PGMEA was mixed and dispersed for 3 hours by a beads mill (zirconia beads 0.3 mm diameter).
  • the dispersion treatment was further performed at a flow rate of 500 g / min under a pressure of 2000 kg / cm 3 using a high-pressure disperser NANO-3000-10 (manufactured by Nippon BEE Co., Ltd.) with a decompression mechanism.
  • This dispersion treatment was repeated 10 times to obtain C.I. I. Pigment Blue 15: 6 dispersion was obtained.
  • the obtained C.I. I. Pigment Blue 15: 6 dispersion, the average primary particle diameter of the pigment was measured by a dynamic light scattering method (Microtrac Nanotrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.)), and was found to be 24 nm. .
  • Pigment Dispersion Liquid P2 (CI Pigment Blue 15: 6 Dispersion)
  • a pigment dispersion P2 was prepared by the same operation except that the following dispersant D1 was used as the pigment dispersant.
  • a pigment dispersion P3 (CI Pigment Blue 15: 6 dispersion)
  • a pigment dispersion P3 was prepared by the same operation except that the following dispersant D2 was used as the pigment dispersant.
  • coloring composition Preparation of coloring composition 1 (Examples 1 to 40, Comparative Examples 1 to 11) The following components were mixed and dispersed and dissolved to obtain a colored composition.
  • Organic solvent cyclohexanone: 17.12 parts
  • Alkali-soluble resin 1 a copolymer of benzyl methacrylate (BzMA) and methacrylic acid (MAA), 30% PGMEA solution
  • Alkali-soluble resin 2 (Acryl Cure) -RD-F8 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.): 0.23 part.
  • Photopolymerization initiator I-2 (IRGACURE OXE-02): 0.975 part.
  • Cyclohexanone solution of the dye multimer (solid content concentration 12.3%) ): 24.57 parts-Pigment dispersion (CI Pigment Blue 15: 6 dispersion, PGMEA solution, solid content concentration 12.8%): 51.40 parts-Polymerizable compound (ethyleneoxy-modified dipentaerythritol hexa) Acrylate, NK ester A-DPH-12E (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)): 1.96 parts ⁇ Polymerization inhibitor (p-methoxyphenyl) Nord): 0.0007 parts Fluorine-containing surfactant (DIC Corporation F475,1% PGMEA solution): 2.50 parts
  • Production of Color Filter (Colored Pattern) 4-1 Production of Color Filter by Photolithographic Method
  • the colored compositions 1 and 3 prepared above are applied onto the undercoat layer of the silicon wafer with an undercoat layer prepared above.
  • a colored layer (coating film) was formed.
  • heat treatment pre-baking
  • pre-baking was performed for 120 seconds using a hot plate at 100 ° C. so that the dry film thickness of the coating film became 1 ⁇ m.
  • using an i-line stepper exposure apparatus FPA-3000i5 + manufactured by Canon Inc.
  • exposure was performed at various exposure doses of 50 to 1200 mJ / cm 2 through an Island pattern mask having a pattern of 1.0 ⁇ m square at a wavelength of 365 nm. .
  • the silicon wafer substrate on which the irradiated coating film is formed is placed on a horizontal rotary table of a spin shower developing machine (DW-30 type, manufactured by Chemitronics Co., Ltd.), and CD-2000 (Fuji Film). Paddle development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using Electronics Materials Co., Ltd. to form a colored pattern on the undercoat layer of the silicon wafer with the undercoat layer.
  • the silicon wafer on which the colored pattern is formed is fixed to a horizontal rotary table by a vacuum chuck method, and pure water is sprayed from the jet nozzle from above the rotation center while rotating the silicon wafer at a rotation speed of 50 rpm by a rotating device.
  • a transparent pattern (cured film) having a film thickness of 1 ⁇ m on the silicon wafer As described above, a silicon wafer with a colored pattern having a structure in which a colored pattern (color filter) was provided on the undercoat layer of the silicon wafer with an undercoat layer was obtained. Thereafter, the size of the colored pattern was measured using a length measuring SEM “S-9260A” (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Using a colored pattern having an exposure amount of 1.0 ⁇ m in pattern size, pattern formability, development residue, and roughness (color unevenness) were evaluated.
  • the photoresist layer was subjected to pattern exposure using an i-line stepper (manufactured by Canon Inc.) at an exposure amount of 350 mJ / cm 2 for 1 minute at a temperature at which the temperature of the photoresist layer or the atmospheric temperature becomes 90 ° C.
  • the heat treatment was performed.
  • development processing was performed with a developer “FHD-5” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials) for 1 minute, and further post-baking processing was performed at 110 ° C. for 1 minute to form a resist pattern.
  • the resist pattern was formed with a side of 1.0 ⁇ m in consideration of etching conversion difference (pattern width reduction by etching).
  • the obtained glass substrate was attached to a 200 mm (8 inch) silicon wafer, and RF power: 800 W, antenna bias: 400 W, wafer bias: 200 W using a dry etching apparatus (U-621, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).
  • the internal pressure of the chamber 4.0 Pa
  • the substrate temperature 50 ° C.
  • the gas type and flow rate of the mixed gas are CF 4 : 80 mL / min
  • O 2 40 mL / min
  • Ar 800 mL / min.
  • a photoresist stripping solution “MS230C” manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.
  • a dehydration baking process was performed at 100 ° C. for 2 minutes. As a result, a color filter was obtained.
  • Evaluation 5-1 Pattern forming property The obtained color filter was cut out by glass cutting, and the cross section was observed at a magnification of 15,000 times using a scanning electron microscope (S-4800, manufactured by Hitachi, Ltd.). Evaluated according to. A: A pattern with a line width of 1.0 ⁇ m was formed with good linearity. B: Slight rattling was confirmed in the pattern with a line width of 1.0 ⁇ m, but there was no practical problem. C: The linearity of the pattern having a line width of 1.0 ⁇ m was extremely poor.
  • the obtained monochromatic color filter (colored pattern) is placed between the observation lens and the light source of the optical microscope and irradiates the light toward the observation lens.
  • Observation was made with an installed optical microscope.
  • a digital camera installed in the optical microscope is equipped with a CCD with 1.28 million pixels, and the surface of the coating film in a transmitted light state was photographed.
  • the photographed image was stored as digitally converted data (digital image) in an 8-bit bitmap format.
  • photography of the coating surface of a coloring pattern was performed with respect to 20 area
  • the digitally converted data was obtained by digitizing and storing the photographed image as a density distribution of 256 gradations in which the brightness of the B color is 0 to 255.
  • the stored digital image was divided into a lattice shape so that one lattice size corresponds to 2 ⁇ m square on the actual substrate, and the luminance in one partition was averaged.
  • 2 ⁇ m on the actual substrate was 2 mm on the captured image
  • the image size on the display was 452 mm ⁇ 352 mm.
  • the total number of sections in one area was 39976. For all the sections in each region, an arbitrary luminance and the average luminance of all adjacent sections adjacent to it were measured. A section having a difference of 5 or more from the average brightness of the adjacent section is recognized as a significant difference section.
  • ratio (hereinafter, also simply referred to as “ratio”) to the total number was calculated. It is determined that the smaller this value is, the less color unevenness (zara) is.
  • the number of significant difference sections is 800 or less, and the ratio is 3% or less.
  • Evaluation standard A of color unevenness (zara): The number of significant difference sections is less than 500 and the ratio is less than 2%, and level B is excellent. The number of significant difference sections is 800 or less, and the ratio is 3% or less (however, , Except for cases corresponding to the above A), practically no problem level C: at least one of the significant difference of more than 800 and the proportion of more than 3%, a level that is a practical problem
  • Discoloration resistance A colored composition was applied onto a glass substrate using a spin coater so that the film thickness became 0.6 ⁇ m, and heat-treated (prebaked) for 120 seconds using a 100 ° C. hot plate. Next, heat treatment (post-bake) was performed for 300 seconds using a 220 ° C. hot plate to prepare a cured film.
  • the transmittance of the color filter thus obtained was measured in a wavelength range of 300 nm to 800 nm with a spectrophotometer (reference: glass substrate) of an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer UV3600 (manufactured by Shimadzu Corporation).
  • the differential interference image was observed by reflection observation (50-times multiplication factor) using OLYMPUS optical microscope BX60.
  • alkali developer FHD-5 manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.
  • and the film surface abnormality were evaluated and evaluated according to the following criteria.
  • AA Good
  • the transmittance variation before and after immersion in the solvent is less than 2% in the entire region of 300 nm to 800 nm.
  • X ⁇ is an anion shown in Tables 1 and 2.
  • X is shown in a state before the anions shown in Tables 1 and 2 are dissociated.
  • X ⁇ is an anion shown in Tables 1 and 2.
  • X ⁇ is an anion shown in Tables 1 and 2.
  • X ⁇ is an anion shown in Tables 1 and 2.
  • Alkali-soluble resin 1 following structure
  • Polymerizable compound Z1 ethyleneoxy-modified dipentaerythritol hexaacrylate, NK ester A-DPH-12E (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
  • Z2 Dipentaerythritol hexaacrylate, KAYARAD DPHA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
  • Z3 Ethoxylation (4) Pentaerythritol tetraacrylate, SR494 (manufactured by Sartomer)
  • Z4 Ethoxylation (3) Trimethylolpropane triacrylate, SR454 (manufactured by Sartomer)
  • Z5 Ethoxylation (6) Trimethylolpropane triacrylate, SR499 (manufactured by Sartomer)
  • Z6 KAYARAD DPCA-60 (Nippon Kayaku Co., Ltd.)
  • Z7 Tris (2-hydroxyethyl)
  • Epoxy compound E1 EHPE 3150, manufactured by Daicel Corporation
  • E2 EPICLON 840 (manufactured by DIC)
  • E3 EPICLON N660 (manufactured by DIC)
  • the colored composition of the present invention was excellent in resistance to color loss. Furthermore, it turned out that it is excellent also in pattern formation property, image development residue, and roughness. In particular, it has been found that the color loss resistance is remarkably improved in a formulation containing a pigment and a dispersant.

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Abstract

耐色抜け性に優れた着色組成物およびそれを用いた硬化膜、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置の提供。 (a)色素構造を有する繰り返し単位と、(b)2~20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を側鎖に有する繰り返し単位を含む色素多量体を含有する着色組成物。

Description

着色組成物、およびこれを用いた硬化膜、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置
 本発明は着色組成物に関する。特に、カラーフィルタの着色層形成に好ましく用いられる着色組成物に関する。さらに、着色組成物を用いた硬化膜、カラーフィルタ、固体撮像素子および画像表示装置に関する。また、着色組成物を用いたパターン形成方法およびカラーフィルタの製造方法にも関する。
 近年、パーソナルコンピュータ、特に大画面液晶テレビの発達に伴い、液晶ディスプレイ(LCD)、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。更なる高画質化の要求から有機ELディスプレイの普及も待ち望まれている。一方、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話の普及から、CCDイメージセンサーなどの固体撮像素子も需要が大きく伸びている。
 これらのディスプレイや光学素子のキーデバイスとしてカラーフィルタが使用されており、更なる高画質化の要求とともにコストダウンへの要求が高まっている。このようなカラーフィルタは、通常、赤(R)、緑(G)、及び青(B)の3原色の着色層(パターンを)備えており、表示デバイスや撮像素子において、通過する光を3原色へ分画する役割を果たしている。
 ここで、近年、着色層を形成する着色剤として色素多量体が検討されている。
 具体的には、特許文献1には、着色剤として、重量平均分子量(Mw)が5000~20000であり、分散度が1.00~2.50であるアルカリ可溶性基を有する色素多量体を含有する樹脂組成物が開示されている。
 特許文献2には、重合性基を有する色素多量体、顔料、重合性化合物および光重合開始剤を含有する着色硬化性組成物が開示されている。
 特許文献3には、キサンテン骨格を色素部位の部分構造として含む色素多量体、重合性化合物、光重合開始剤、および有機溶剤を含有する着色硬化性組成物が開示されている。
 特許文献4には、LogP値が5以下の連鎖移動剤を用いて重合された、色素構造を有する構造単位を含む色素重合体と溶剤を含む着色感放射線組成物が開示されている。
特開2011-213925号公報 特開2013-28764号公報 特開2012-32754号公報 特開2012-215806号公報
 上述のような色素多量体を含む着色組成物の需要は高まっており、また、近年の技術革新により、より高精度なパターンを形成可能な着色組成物が求められている。特に、色素多量体を含む着色硬化性組成物における、より優れた耐色抜け性を有する着色組成物が求められている。本発明は、かかる状況に鑑み、新たな色素多量体を用いて、耐色抜け性に優れた着色組成物を提供することを目的とする。
 上記課題のもと、本願発明者が検討を行った結果、色素多量体であって、2~20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を有する繰り返し単位を含む色素多量体を用いることにより、耐色抜け性に優れた着色組成物を提供可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 具体的には、下記手段により、上記課題は解決された。
<1>(a)色素構造を有する繰り返し単位と、(b)2~20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を側鎖に有する繰り返し単位を含む色素多量体を含有する着色組成物。
<2>色素構造が、ジピロメテン色素、トリアリールメタン色素、キサンテン色素、シアニン色素及びスクアリリウム色素から選ばれる色素に由来する、<1>に記載の着色組成物。
<3>色素多量体が、さらに、酸基を有する、<1>または<2>に記載の着色組成物。
<4>着色組成物が、さらに、顔料および顔料分散剤を含む、<1>~<3>のいずれかに記載の着色組成物。
<5>着色組成物が、さらに、重合性化合物および光重合開始剤を含む、<1>~<4>のいずれかに記載の着色組成物。
<6>色素多量体が、(メタ)アクリル樹脂である、<1>~<5>のいずれかに記載の着色組成物。
<7>(a)色素構造を有する繰り返し単位の割合が、色素多量体を構成する全繰り返し単位の10~35モル%である、<1>~<6>のいずれかに記載の着色組成物。
<8>(b)2~20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を側鎖に有する繰り返し単位の割合が、色素多量体を構成する全繰り返し単位の2~20モル%である、<1>~<7>のいずれかに記載の着色組成物。
<9>色素多量体が重合性基を含む、<1>~<8>のいずれかに記載の着色組成物。
<10>カラーフィルタの着色層形成に用いる、<1>~<9>のいずれかに記載の着色組成物。
<11><1>~<10>のいずれかに記載の着色組成物を硬化してなる硬化膜。
<12><11>に記載の硬化膜を有するカラーフィルタ。
<13><1>~<10>のいずれかに記載の着色組成物を支持体上に適用して着色組成物層を形成する工程と、着色組成物層をパターン状に露光する工程と、未露光部を現像除去して着色パターンを形成する工程とを含むパターン形成方法。
<14><13>に記載のパターン形成方法を含む、カラーフィルタの製造方法。
<15><12>に記載のカラーフィルタまたは<14>に記載のカラーフィルタの製造方法により得られたカラーフィルタを有する固体撮像素子。
<16><12>に記載のカラーフィルタまたは<14>に記載のカラーフィルタの製造方法により得られたカラーフィルタを有する画像表示装置。
 本発明により、耐色抜け性に優れた着色組成物を提供可能になった。さらに、着色組成物を用いた硬化膜、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置を提供可能になった。
 以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。また、本発明における有機EL素子とは、有機エレクトロルミネッセンス素子のことをいう。
 本明細書において、全固形分とは、着色組成物の全組成から溶剤を除いた成分の総質量をいう。また、25℃における固形分をいう。
 本明細書における基(原子団)の表記に於いて、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
 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。
 本明細書において、化学式中のMeはメチル基を、Etはエチル基を、Prはプロピル基を、Buはブチル基を、Phはフェニル基をそれぞれ示す。
 本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
 本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、色特性に優れたな着色組成物を提供することを目的とする。
 本明細書において、重量平均分子量および数平均分子量は、GPC測定によるポリスチレン換算値として定義される。本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、例えば、HLC-8220(東ソー(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。
 本発明の着色組成物は、(a)色素構造を有する繰り返し単位と、(b)2~20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を側鎖に有する繰り返し単位を含む色素多量体を含有する。
 このようなアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を配合することにより、耐色抜け性を向上させることができる。この理由は推定であるが、アルキレンオキシ鎖の数が20個を超えると、親水性が高くなりすぎ、パターン現像する際に、逆に、色抜けが生じやすくなってしまうと考えられる。本発明では、アルキレンオキシ鎖の数を調整することにより、適切に色抜け性を達成することに成功したものである。
 さらに、色素多量体とは別に、顔料および顔料分散剤を配合することにより、耐色抜け性が顕著に向上する。この理由は推定であるが、顔料分散剤とアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基が相互に作用することによると推定される。
 以下、本発明の詳細について、説明する。
<色素多量体>
 本発明で用いる色素多量体は、(a)色素構造を有する繰り返し単位(以下、「(a)繰り返し単位」ということがある)および(b)2~20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を側鎖に有する繰り返し単位(以下、「(b)繰り返し単位」ということがある)を含む。(a)繰り返し単位および(b)繰り返し単位は、それぞれ、1種類のみ含んでいても良いし、2種類以上含んでいても良い。
 色素多量体は、色素構造を含んでいれば特に定めるものではないが、(メタ)アクリル樹脂であることが好ましい。
 以下、色素多量体の骨格となる構造、色素構造、必要に応じて含まれる色素構造の対アニオンについて説明する。
<<(a)繰り返し単位の骨格構造>>
 (a)繰り返し単位の骨格構造としては、特に定めるものではないが、特開2013-28764号の段落番号0276~0304に示される、一般式(A)、一般式(B)、および、一般式(C)で表される構成単位の少なくとも一つを骨格とすることが好ましく、または、一般式(D)で表される色素多量体であることが好ましい。特開2013-28764号の段落番号0276~0304の記載は、本願明細書に組み込まれる。
 本発明では、下記一般式(A)で表される色素多量体を含むことが好ましい。
 (a)色素構造を有する繰り返し単位の割合は、色素多量体を構成する全繰り返し単位の10~35モル%であることが好ましく、15~30モル%であることがより好ましい。
<<<一般式(A)で表される構成単位>>>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(一般式(A)中、X1は重合によって形成される連結基を表し、L1は単結合または2価の連結基を表す。DyeIは色素構造を表す。)
 以下、一般式(A)について詳細に説明する。
 一般式(A)中、X1は重合によって形成される連結基を表す。すなわち重合反応で形成される主鎖に相当する繰り返し単位を形成する部分を指す。なお、2つの*で表された部位が繰り返し単位となる。X1としては、公知の重合可能なモノマーから形成される連結基であれば得に制限ないが、特に下記(XX-1)~(X-24)で表される連結基が好ましく、(XX-1)および(XX-2)で表される(メタ)アクリル系連結鎖、(XX-10)~(XX-17)で表されるスチレン系連結鎖、(XX-18)および(XX-19)、並びに、(XX-24)で表されるビニル系連結鎖から選択されることがより好ましく、(XX-1)および(XX-2)で表される(メタ)アクリル系連結鎖、(XX-10)~(XX-17)で表されるスチレン系連結鎖、(XX-24)で表されるビニル系連結鎖から選択されることがより好ましく、(XX-1)および(XX-2)で表される(メタ)アクリル系連結鎖および(XX-11)で表されるスチレン系連結鎖がより好ましい。
 (XX-1)~(X-24)中、*で示された部位でL1と連結していることを表す。Meはメチル基を表す。また、(XX-18)および(XX-19)中のRは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基またはフェニル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 一般式(A)中、L1は単結合または2価の連結基を表す。L1が2価の連結基を表す場合の2価の連結基としては、炭素数1~30の置換もしくは無置換のアルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基など)、炭素数6~30の置換もしくは無置換のアリーレン基(例えば、フェニレン基、ナフタレン基等)、置換もしくは無置換のヘテロ環連結基、-CH=CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-CO2-、-NR-、-CONR-、-O2C-、-SO-、-SO2-およびこれらを2個以上連結して形成される連結基を表す。また、L1がアニオンを含む構成も好ましい。L1は、単結合またはアルキレン基がより好ましく、単結合または-(CH2)n-(nは1~5の整数)がより好ましい。ここで、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。L1がアニオンを含む場合の例については、後述する。
 一般式(A)中、DyeIは後述する色素化合物に由来する色素構造を表す。
 一般式(A)で表される構成単位を有する色素多量体は、(1)色素残基を有するモノマーを付加重合により合成する方法、(2)イソシアネート基、酸無水物基またはエポキシ基等の高反応性官能基を有するポリマーと、高反応性基と反応可能な官能基(ヒドロキシル基、一級または二級アミノ基、カルボキシル基等)を有する色素とを反応させる方法により合成できる。
 付加重合には公知の付加重合(ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合)が適用できるが、このうち、特にラジカル重合により合成することが反応条件を穏和化でき、色素構造を分解させないため好ましい。ラジカル重合には、公知の反応条件を適用することができる。すなわち、本発明で用いる色素多量体は、付加重合体であることが好ましい。
 中でも、本発明における一般式(A)で表される構成単位を有する色素多量体は、耐熱性の観点から、エチレン性不飽和結合を有する色素単量体を用いてラジカル重合して得られたラジカル重合体であることが好ましい。
<<色素構造>>
 本発明で用いる色素構造は、特に定めるものではなく、公知の色素構造を採用できる。本発明で用いられる色素構造は、通常、分子内にカチオン部位を含む色素構造が好ましい。
 具体的には、ジピロメテン色素、カルボニウム色素(ジフェニルメタン色素、トリアリールメタン色素、キサンテン色素、アクリジン色素など)、ポリメチン色素(オキソノール色素、メロシアニン色素、アリーリデン色素、スチリル色素、シアニン色素、スクアリリウム色素、クロコニウム色素など)、サブフタロシアニン色素、およびそれらの金属錯体色素から選ばれる色素に由来する色素構造などを挙げることができる。
 本発明における(a)繰り返し単位の好ましい一例は、上記色素構造が、上記(a)繰り返し単位のポリマー骨格に導入されたものである。
 これらの色素構造の中でも、色特性の観点から、ジピロメテン色素、カルボニウム色素、およびポリメチン色素から選ばれる色素に由来する色素構造が好ましく、ジピロメテン色素、トリアリールメタン色素、キサンテン色素、シアニン色素およびスクアリリウム色素から選ばれる色素に由来する色素構造がより好ましく、ジピロメテン色素およびキサンテン色素から選ばれる色素に由来する色素構造がさらに好ましく、キサンテン色素に由来する色素構造が特に好ましい。このような色素構造を有するカチオンを用いると耐熱性および耐光性がより向上する傾向にある。
 色素構造を形成しうる具体的な色素化合物については「新版染料便覧」(有機合成化学協会編;丸善、1970)、「カラーインデックス」(The Society of Dyers and colourists)、「色素ハンドブック」(大河原他編;講談社、1986)などに記載されている。
 色素構造を有するカチオンにおいて、色素構造を形成しうる特に好ましい色素(色素化合物)について詳細に記述する。
<<<ジピロメテン色素>>>
 本発明に係る色素構造の態様の一つは、下記に示すジピロメテン色素構造である。
 本発明におけるジピロメテン色素としては、ジピロメテン化合物、および、ジピロメテン化合物と金属または金属化合物とから得られるジピロメテン金属錯体化合物が好ましい。これらのジピロメテン色素構造の1つの箇所で、ポリマーと結合している。
 なお、本発明では、ジピロメテン構造を含む化合物をジピロメテン化合物と称し、ジピロメテン構造を含む化合物に金属または金属化合物に配位した錯体をジピロメテン金属錯体化合物と称する。
 ジピロメテン金属錯体化合物としては、下記一般式(M)で表されるジピロメテン化合物と金属または金属化合物とから得られるジピロメテン金属錯体化合物およびその互変異性体が好ましく、なかでも、好ましい態様として下記一般式(7)で表されるジピロメテン金属錯体化合物、または、下記一般式(8)で表されるジピロメテン金属錯体化合物が挙げられ、一般式(8)で表されるジピロメテン金属錯体化合物がより好ましい。
(一般式(M)で表されるジピロメテン化合物と金属または金属化合物とから得られるジピロメテン金属錯体化合物、およびその互変異性体)
 色素構造の好ましい態様の一つは、下記一般式(M)で表される化合物(ジピロメテン化合物)またはその互変異性体が、金属または金属化合物に配位した錯体(以下、適宜「特定錯体」と称する。)を含む色素構造である。本発明では、下記化合物がカチオン構造を形成するが、例えば、一般式(M)の窒素原子に結合している亜鉛等の金属がカチオン構造を形成しうる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(一般式(M)において、R4~R10は、各々独立に、水素原子または1価の置換基を表す。但し、R4とR9とが互いに結合して環を形成することはない。)
 一般式(M)で表される化合物を、一般式(A)で表される構造単位に導入する場合の導入部位は、特に制限はないが、合成適合性の点で、R4~R9のいずれか1つの部位で導入されることが好ましく、R4、R6、R7およびR9のいずれか1つにおいて導入されることがより好ましく、R4およびR9のいずれか1つにおいて導入されることがさらに好ましい。
 一般式(M)におけるR4~R9が1価の置換基を表す場合の1価の置換基としては、後述する置換基群Aの項で挙げた置換基が挙げられる。
 一般式(M)中のR4~R9で示される1価の置換基が、さらに置換可能な基である場合には、R4~R9で説明した置換基をさらに有していてもよく、2個以上の置換基を有している場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
 一般式(M)中のR4とR5、R5とR6、R7とR8、および、R8とR9は、それぞれ独立に、互いに結合して5員、6員、または7員の飽和環、または不飽和環を形成していてもよい。但し、R4とR9とが互いに結合して環を形成することはない。形成される5員、6員、および7員の環が、さらに置換可能な基である場合には、R4~R9で説明した置換基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
 一般式(M)中のR4とR5、R5とR6、R7とR8、および、R8とR9が、各々独立に、互いに結合して、置換基を有しない5員、6員、または7員の飽和環、または不飽和環を形成する場合、置換基を有しない5員、6員、または7員の飽和環、または不飽和環としては、例えば、ピロール環、フラン環、チオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピロリジン環、ピペリジン環、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、およびピリダジン環が挙げられ、好ましくはベンゼン環またはピリジン環が挙げられる。
 一般式(M)におけるR10は、好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、およびヘテロ環基としては、後述する置換基群Aのハロゲン原子、アルキル基、アリール基、およびヘテロ環基とそれぞれ同義であり、その好ましい範囲も同様である。
 R10がアルキル基、アリール基、または、ヘテロ環基を表す場合の、アルキル基、アリール基、および、ヘテロ環基が、さらに置換可能な基である場合には、後述する置換基群Aの項において説明した置換基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
~金属または金属化合物~
 本発明における特定錯体は、既述の一般式(M)で表されるジピロメテン化合物またはその互変異性体が金属または金属化合物に配位した錯体である。
 ここで、金属または金属化合物としては、錯体を形成可能な金属または金属化合物であればいずれであってもよく、2価の金属原子、2価の金属酸化物、2価の金属水酸化物、または2価の金属塩化物が含まれる。金属または金属化合物としては、例えば、Zn、Mg、Si、Sn、Rh、Pt、Pd、Mo、Mn、Pb、Cu、Ni、Co、Fe等の金属の他に、AlCl、InCl、FeCl、TiCl2、SnCl2、SiCl2、GeCl2などの金属塩化物、TiO、VO等の金属酸化物、Si(OH)2等の金属水酸化物も含まれる。
 これらの中でも、錯体の安定性、分光特性、耐熱、耐光性、および製造適性等の観点から、Fe、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Mo、Mn、Cu、Ni、Co、TiO、またはVOが好ましく、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Cu、Ni、Co、またはVOがさらに好ましく、Znが特に好ましい。
 次に、一般式(M)で表される化合物の本発明における特定錯体のさらに好ましい範囲について説明する。
 本発明における特定錯体の好ましい範囲は、一般式(M)において、R4およびR9が、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、アニリノ基、ヘテロ環アミノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、またはホスフィノイルアミノ基であり;R5およびR8が、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、またはスルファモイル基であり;R6およびR7が、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シリル基、ヒドロキシル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アニリノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、またはホスフィノイルアミノ基であり;R10が、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基であり;金属または金属化合物が、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Mo、Mn、Cu、Ni、Co、TiO、またはV=Oである範囲である。
 本発明における特定錯体のより好ましい範囲は、一般式(M)において、R4およびR9が、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、ヘテロ環アミノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、またはホスフィノイルアミノ基であり;R5およびR8が、各々独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ニトロ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、またはスルファモイル基であり;R6およびR7が、各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、またはスルファモイル基であり;R10が、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基であり;金属または金属化合物が、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Cu、Ni、Co、またはV=Oである範囲である。
 本発明における特定錯体の特に好ましい範囲は、一般式(M)において、R4およびR9が、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アミノ基、ヘテロ環アミノ基、カルボンアミド基、ウレイド基、イミド基、アルコキシカルボニルアミノ基、スルホンアミド基、アゾ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、またはホスフィノイルアミノ基であり;R5およびR8が、各々独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、またはアリールスルホニル基であり;R6およびR7が、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基であり;R10が、水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基であり;金属または金属化合物が、Zn、Cu、Co、またはV=Oである範囲である。
 さらに、以下に詳述する一般式(7)または一般式(8)で表されるジピロメテン金属錯体化合物も、ジピロメテン色素の特に好ましい様態である。
(一般式(7)で表されるジピロメテン金属錯体化合物)
 色素構造を有するカチオンにおける色素構造の好適な態様の一つは、下記一般式(7)で表されるジピロメテン金属錯体化合物に由来する色素構造である。本発明では、下記化合物がカチオン構造を形成するが、例えば、一般式(7)のMaが亜鉛等の金属カチオン構造を形成しうる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(一般式(7)中、R4~R9は、各々独立に、水素原子、または1価の置換基を表し、R10は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。Maは、金属原子、または金属化合物を表す。X1は、Maに結合可能な基を表し、X2は、Maの電荷を中和する基を表し、X1とX2は、互いに結合してMaと共に5員、6員、または7員の環を形成していてもよい。ただし、R4とR9とが互いに結合して環を形成することはない。)
 なお、一般式(7)で表されるジピロメテン金属錯体化合物は、互変異性体を含む。
 一般式(7)で表されるジピロメテン金属錯体化合物を、一般式(A)で表される構造単位に導入する場合の導入部位は、特に制限はないが、合成適合性の点で、R4~R9のいずれか1つの部位で導入されることが好ましく、R4、R6、R7およびR9のいずれか1つにおいて導入されることがより好ましく、R4およびR9のいずれか1つにおいて導入されることがさらに好ましい。
 色素構造を有するカチオンが、アルカリ可溶性基を有する場合において、アルカリ可溶性基を導入する方法としては、一般式(7)におけるR4~R10、X1およびX2のいずれか1つまたは2つ以上の置換基に、アルカリ可溶性基を持たせる方法を用いることができる。これら置換基の中でも、R4~R9およびX1のいずれかが好ましく、R4、R6、R7およびR9のいずれかがより好ましく、R4およびR9のいずれかがさらに好ましい。
 一般式(7)で表されるジピロメテン金属錯体化合物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、アルカリ可溶性基以外の官能基を有していてもよい。
 一般式(7)における中のR4~R9は、一般式(M)におけるR4~R9と同義であり、好ましい態様も同様である。
 一般式(7)中、Maは、金属原子または金属化合物を表す。金属原子または金属化合物としては、錯体を形成可能な金属原子または金属化合物であればいずれであってもよく、2価の金属原子、2価の金属酸化物、2価の金属水酸化物、または2価の金属塩化物が含まれる。
 例えば、Zn、Mg、Si、Sn、Rh、Pt、Pd、Mo、Mn、Pb、Cu、Ni、Co、Fe等、およびAlCl、InCl、FeCl、TiCl2、SnCl2、SiCl2、GeCl2などの金属塩化物、TiO、V=O等の金属酸化物、Si(OH)2等の金属水酸化物が含まれる。
 これらの中でも、錯体の安定性、分光特性、耐熱、耐光性、および製造適性等の観点から、金属原子または金属化合物として、Fe、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Mo、Mn、Cu、Ni、Co、TiO、およびV=Oが好ましく、Zn、Mg、Si、Pt、Pd、Cu、Ni、Co、およびV=Oがより好ましく、Zn、Co、V=O、およびCuがさらに好ましく、Znが特に好ましい。
 また、一般式(7)中、R10は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表し、好ましくは水素原子である。
 一般式(7)中、X1は、Maに結合可能な基であればいずれであってもよく、具体的には、水、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール)等、さらに「金属キレート」([1]坂口武一・上野景平著(1995年 南江堂)、[2](1996年)、[3](1997年)等)に記載の化合物が挙げられる。中でも、製造の点で、水、カルボン酸化合物、アルコール類が好ましく、水、カルボン酸化合物がより好ましい。
 一般式(7)中、X2で表される「Maの電荷を中和する基」としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、カルボン酸基、燐酸基、スルホン酸基等が挙げられ、中でも、製造の点で、ハロゲン原子、水酸基、カルボン酸基、スルホン酸基が好ましく、水酸基、カルボン酸基がより好ましい。
 一般式(7)中、X1とX2は、互いに結合して、Maと共に5員、6員、または7員の環を形成してもよい。形成される5員、6員、および7員の環は、飽和環であっても不飽和環であってもよい。また、5員、6員、および7員の環は、炭素原子のみで構成されていてもよく、窒素原子、酸素原子、または/および硫黄原子から選ばれる原子を少なくとも1個有するヘテロ環を形成していてもよい。
 一般式(7)で表される化合物の好ましい態様としては、R4~R9は各々独立に、R4~R9の説明で記載した好ましい態様であり、R10はR10の説明で記載した好ましい態様であり、MaはZn、Cu、Co、またはV=Oであり、X1は水、またはカルボン酸化合物であり、X2は水酸基、またはカルボン酸基であり、X1とX2とが互いに結合して5員または6員環を形成していてもよい。
(一般式(8)で表されるジピロメテン金属錯体化合物)
 色素構造を有するカチオンにおける色素構造の好適な態様の一つは、下記の一般式(8)で表されるジピロメテン金属錯体化合物に由来する色素構造である。本発明では、下記化合物がカチオン構造を形成するが、例えば、一般式(8)のMaが亜鉛等の金属カチオン構造を形成しうる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(一般式(8)中、R11およびR16は、各々独立に、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、またはヘテロ環アミノ基を表す。R12~R15は、各々独立に、水素原子、または置換基を表す。R17は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。Maは、金属原子、または金属化合物を表す。X2およびX3は、各々独立に、NR(Rは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基、またはアリールスルホニル基を表す。)、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子を表す。Y1およびY2は、各々独立に、NRc(Rcは水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルスルホニル基、またはアリールスルホニル基を表す。)、窒素原子または炭素原子を表す。R11とY1は、互いに結合して5員、6員、または7員の環を形成していてもよく、R16とY2は、互いに結合して5員、6員、または7員の環を形成していてもよい。X1はMaと結合可能な基を表し、aは0、1、または2を表す。)
 なお、一般式(8)で表されるジピロメテン金属錯体化合物は、互変異性体を含む。
 一般式(8)で表されるジピロメテン金属錯体化合物を一般式(A)で表される構造単位に導入する部位は、本発明の効果を損なわなければ特に限定されないが、R11~R17、X1、Y1~Y2のいずれか1つであることが好ましい。これらの中でも、合成適合性の点で、R11~R16およびX1のいずれか1つにおいて導入されることが好ましく、より好ましくは、R11、R13、R14およびR16のいずれか1つにおいて挿入される態様であり、さらに好ましくは、R11およびR16のいずれか1つにおいて挿入される態様である。
 色素構造を有するカチオンが、アルカリ可溶性基を有する場合、一般式(8)におけるR11~R17、X1、Y1~Y2のいずれか1つまたは2つ以上の置換基にアルカリ可溶性基を持たせる方法を用いることができる。これら置換基の中でも、R11~R16およびX1のいずれかが好ましく、R11、R13、R14およびR16のいずれかがより好ましく、R11およびR16のいずれかがさらに好ましい。
 一般式(8)で表されるジピロメテン金属錯体化合物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、アルカリ可溶性基以外の官能基を有していてもよい。
 一般式(8)において、R12~R15は、一般式(M)中のR5~R8と同義であり、好ましい態様も同様である。R17は、一般式(M)中のR10と同義であり、好ましい態様も同様である。Maは、一般式(7)中のMaと同義であり、好ましい範囲も同様である。
 より詳細には、一般式(8)におけるR12~R15のうち、R12およびR15としては、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ニトリル基、イミド基、または、カルバモイルスルホニル基が好ましく、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、ニトリル基、イミド基、カルバモイルスルホニル基がより好ましく、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、ニトリル基、イミド基、カルバモイルスルホニル基がさらに好ましく、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基が特に好ましい。
 R13およびR14としては、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基、置換または無置換のヘテロ環基が好ましく、さらに好ましくは置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基である。ここで、より好ましいアルキル基、アリール基、およびヘテロ環基の具体例は、一般式(M)のR6およびR7において列記した具体例を同様に挙げることができる。
 一般式(8)中、R11およびR16は、アルキル基(好ましくは炭素数1~36、より好ましくは炭素数1~12の直鎖、分岐鎖、または環状のアルキル基で、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、ドデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1-アダマンチル基)、アルケニル基(好ましくは炭素数2~24、より好ましくは炭素数2~12のアルケニル基で、例えば、ビニル基、アリル基、3-ブテン-1-イル基)、アリール基(好ましくは炭素数6~36、より好ましくは炭素数6~18のアリール基で、例えば、フェニル基、ナフチル基)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1~24、より好ましくは炭素数1~12のヘテロ環基で、例えば、2-チエニル基、4-ピリジル基、2-フリル基、2-ピリミジニル基、2-ピリジル基、2-ベンゾチアゾリル基、1-イミダゾリル基、1-ピラゾリル基、ベンゾトリアゾール-1-イル基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~36、より好ましくは炭素数1~18のアルコキシ基で、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、ドデシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6~24、より好ましくは炭素数1~18のアリールオキシ基で、例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基)、アルキルアミノ基(好ましくは炭素数1~36、より好ましくは炭素数1~18のアルキルアミノ基で、例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、2-エチルヘキシルアミノ基、イソプロピルアミノ基、tert-ブチルアミノ基、tert-オクチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、N,N-ジエチルアミノ基、N,N-ジプロピルアミノ基、N,N-ジブチルアミノ基、N-メチル-N-エチルアミノ基)、アリールアミノ基(好ましくは炭素数6~36、より好ましくは炭素数6~18のアリールアミノ基で、例えば、フェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、N,N-ジフェニルアミノ基、N-エチル-N-フェニルアミノ基)、またはヘテロ環アミノ基(好ましくは炭素数1~24、より好ましくは炭素数1~12のヘテロ環アミノ基で、例えば、2-アミノピロール基、3-アミノピラゾール、2-アミノピリジン基、3-アミノピリジン基)を表す。
 R11およびR16としては、上記の中でも、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基が好ましく、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、がより好ましく、アルキル基、アルケニル基、アリール基がさらに好ましく、アルキル基が特に好ましい。
 一般式(8)中、R11およびR16で表されるアルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、またはヘテロ環アミノ基が、さらに置換可能な基である場合には、後述する置換基群Aの項で説明した置換基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
 一般式(8)中、X2およびX3は、各々独立に、NR、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子を表す。ここで、Rは、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1~36、より好ましくは炭素数1~12の直鎖、分岐鎖、または環状のアルキル基で、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、ドデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1-アダマンチル基)、アルケニル基(好ましくは炭素数2~24、より好ましくは炭素数2~12のアルケニル基で、例えば、ビニル基、アリル基、3-ブテン-1-イル基)、アリール基(好ましくは炭素数6~36、より好ましくは炭素数6~18のアリール基で、例えば、フェニル基、ナフチル基)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1~24、より好ましくは炭素数1~12のヘテロ環基で、例えば、2-チエニル基、4-ピリジル基、2-フリル基、2-ピリミジニル基、1-ピリジル基、2-ベンゾチアゾリル基、1-イミダゾリル基、1-ピラゾリル基、ベンゾトリアゾール-1-イル基)、アシル基(好ましくは炭素数1~24、より好ましくは炭素数2~18のアシル基で、例えば、アセチル基、ピバロイル基、2-エチルヘキシル基、ベンゾイル基、シクロヘキサノイル基)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1~24、より好ましくは炭素数1~18のアルキルスルホニル基で、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基)、アリールスルホニル基(好ましくは炭素数6~24、より好ましくは炭素数6~18のアリールスルホニル基で、例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基)を表す。
 一般式(8)中、Y1およびY2は、各々独立に、NRC、窒素原子、または炭素原子を表し、RCは、X2およびX3のRと同義であり、好ましい態様も同様である。
 一般式(8)中、R11とY1は、互いに結合して炭素原子と共に5員環(例えば、シクロペンタン環、ピロリジン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、テトラヒドロチオフェン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環)、6員環(例えば、シクロヘキサン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、ジオキサン環、ペンタメチレンスルフィド環、ジチアン環、ベンゼン環、ピペリジン環、ピペラジン環、ピリダジン環、キノリン環、キナゾリン環)、または7員環(例えば、シクロヘプタン環、ヘキサメチレンイミン環)を形成してもよい。
 一般式(8)中、R16とY2は、互いに結合して炭素原子と共に5員環(例えば、シクロペンタン環、ピロリジン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、テトラヒドロチオフェン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環)、6員環(例えば、シクロヘキサン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、ジオキサン環、ペンタメチレンスルフィド環、ジチアン環、ベンゼン環、ピペリジン環、ピペラジン環、ピリダジン環、キノリン環、キナゾリン環)、または7員環(例えば、シクロヘプタン環、ヘキサメチレンイミン環)を形成してもよい。
 一般式(8)中、R11とY1、およびR16とY2が結合して形成される5員、6員、および7員の環が、置換可能な環である場合には、後述する置換基群Aの項で説明した置換基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
 一般式(8)中、R11およびR16は、各々独立に、立体パラメータである-Es'値が1.5以上の1価の置換基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く、3.5以上であることがさらに好ましく、5.0以上であることが特に好ましい。
 ここで、立体パラメータ-Es’値は、置換基の立体的嵩高さを表すパラメータであり、文献(J.A.Macphee,et al,Tetrahedron,Vol.34,pp3553~3562、藤田稔夫編 化学増刊107 構造活性相関とドラックデザイン、1986年2月20日発行(化学同人))に示されている-Es'値を用いる。
 一般式(8)中、X1はMaと結合可能な基を表し、具体的には、一般式(7)におけるX1と同様な基が挙げられ、好ましい態様も同様である。
 aは0、1、または2を表す。
 一般式(8)で表される化合物の好ましい態様としては、R12~R15は、各々独立に、一般式(M)中のR5~R8の説明で記載した好ましい態様であり、R17は一般式(M)中のR10の説明で記載した好ましい態様であり、MaはZn、Cu、Co、またはV=Oであり、X2はNR(Rは水素原子、アルキル基)、窒素原子、または酸素原子であり、X3はNR(Rは水素原子、アルキル基)、または酸素原子であり、Y1はNRC(RCは水素原子、アルキル基)、窒素原子、または炭素原子であり、Y2は窒素原子、または炭素原子であり、R11およびR16は各々独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、またはアルキルアミノ基であり、X1は酸素原子を介して結合する基であり、aは0または1である。R11とY1とが互いに結合して5員または6員環を形成、またはR16とY2とが互いに結合して5員、6員環を形成していてもよい。
 一般式(8)で表される化合物のさらに好ましい態様としては、R12~R15は各々独立に、一般式(M)で表される化合物におけるR5~R8の説明で記載した好ましい態様であり、R17は一般式(M)中のR10の説明で記載した好ましい態様であり、MaはZnであり、X2およびX3は、酸素原子であり、Y1はNHであり、Y2は窒素原子であり、R11およびR16は各々独立に、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、またはアルキルアミノ基であり、X1は酸素原子を介して結合する基であり、aは0または1である。R11とY1とが互いに結合して5員または6員環を形成、またはR16とY2とが互いに結合して5員、6員環を形成していてもよい。
 一般式(7)および一般式(8)で表されるジピロメテン金属錯体化合物のモル吸光係数は、着色力の観点から、できるだけ高いほうが好ましい。また、最大吸収波長λmaxは、色純度向上の観点から、520nm~580nmが好ましく、530nm~570nmがさらに好ましい。この領域にあることで、本発明の着色組成物を用いて、色再現性の良好なカラーフィルタを作製することができる。
 さらに、ジピロメテン色素に由来する色素構造を有する色素は、450nmにおける吸光度に対し、最大吸収波長(λmax)の吸光度が1,000倍以上であることが好ましく、10,000倍以上であることがより好ましく、100,000倍以上であることがさらに好ましい。この比率がこの範囲にあることで、本発明の着色組成物を用いて、特に青色カラーフィルタを作製する場合に、より透過率の高いカラーフィルタを形成することができる。なお、最大吸収波長、およびモル吸光係数は、分光光度計cary5(バリアン社製)により測定されるものである。
 一般式(7)および一般式(8)で表されるジピロメテン金属錯体化合物の融点は、溶解性の観点から、高すぎない方がよい。
 一般式(7)および一般式(8)で表されるジピロメテン金属錯体化合物は、米国特許第4,774,339号明細書、同第5,433,896号明細書、特開2001-240761号公報、同2002-155052号公報、特許第3614586号公報、Aust.J.Chem,1965,11,1835-1845、J.H.Boger et al,Heteroatom Chemistry,Vol.1,No.5,389(1990)等に記載の方法で合成することができる。具体的には、特開2008-292970号公報の段落0131~0157に記載の方法を適用することができる。
 以下にジピロメテン色素の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、式中、Xは、アニオンを表す。本発明では、下記色素構造のいずれかの水素原子が、ポリマー骨格と結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 上記具体例のうち、色特性および耐熱性の観点より、(PM-4)、(PM-7)および(PM-8)が好ましく、(PM-8)がより好ましい。
<<<カルボニウム色素>>>
 カルボニウム色素の中でも、トリアリールメタン色素、キサンテン色素が好ましい。
 (トリアリールメタン色素)
 本発明に係る色素構造を有するカチオンの態様の一つは、トリアリールメタン色素(トリアリールメタン化合物)に由来する部分構造を有するものである。色素としては、下記一般式(TP)で表される化合物(トリアリールメタン化合物)に由来する部分構造を、色素構造として有する。本発明においてトリアリールメタン化合物とは、分子内にトリアリールメタン骨格を含む色素構造を有する化合物を総称するものである。
一般式(TP)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(一般式(TP)中、Rtp1~Rtp4は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。Rtp5は、水素原子、アルキル基、アリール基またはNRtp9Rtp10(Rtp9およびRtp10は水素原子、アルキル基またはアリール基を表す)を表す。Rtp6、Rtp7およびRtp8は、置換基を表す。a、bおよびcは、0~4の整数を表す。a、bおよびcが2以上の場合、Rtp6、Rtp7およびRtp8は、それぞれ連結して環を形成してもよい。X-はアニオン構造を表す。X-が存在しない場合は、Rtp1~Rtp8の少なくとも1つがアニオンを含む。)
 一般式(TP)で表される化合物の好ましい範囲および具体例については、特開2013-28764号公報の段落番号0170~0178の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 一般式(TP)で表される化合物を、一般式(A)で表される構造単位に導入する場合の導入部位は、特に制限はないが、Rtp1~Rtp10のいずれか1つの部位で導入されることが好ましい。
 (キサンテン色素)
 本発明における色素構造を有するカチオンの好ましい態様は、キサンテン色素(キサンテン化合物)に由来する部分構造を有するものである。色素としては、下記一般式(J)で表されるキサンテン化合物に由来する部分構造を、色素構造として有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(一般式(J)中、R81、R82、R83およびR84は、各々独立に、水素原子または1価の置換基を表し、R85は、各々独立に1価の置換基を表し、mは、0~5の整数を表す。X-は、アニオン構造を表す。X-が存在しない場合は、R81~R85の少なくとも1つがアニオンを含む。)
 一般式(J)で表される化合物を、一般式(A)で表される構造単位に導入する場合の導入部位は、特に制限はないが、R81~R85いずれか1つの部位で導入されることが好ましい。
 一般式(J)におけるR81~R84およびR85が取りうる置換基は、後述する置換基群Aの項で挙げた置換基と同様である。
 一般式(J)中のR81とR82、R83とR84、およびmが2以上の場合のR85同士は、各々独立に、互いに結合して5員、6員若しくは7員の飽和環、または5員、6員若しくは7員の不飽和環を形成していてもよい。形成される5員、6員または7員の環が、さらに置換可能な基である場合には、R81~R85で説明した置換基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
 上記一般式(J)中のR81とR82、R83とR84、およびmが2以上の場合のR85同士は、各々独立に、互いに結合して、置換基を有しない5員、6員並びに7員の飽和環または5員、6員並びに7員の不飽和環を形成する場合、置換基を有しない5員、6員並びに7員の飽和環または5員、6員並びに7員の不飽和環としては、例えば、ピロール環、フラン環、チオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピロリジン環、ピペリジン環、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環が挙げられ、好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環が挙げられる。
 特に、R82およびR83は水素原子または置換または無置換のアルキル基であり、R81およびR84は置換または無置換のアルキル基またはフェニル基であることが好ましい。また、R85はハロゲン原子、炭素数1~5の直鎖または分岐のアルキル基、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基、アミド基であることが好ましく、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基、アミド基であることがさらに好ましい。R85はキサンテン環と連結した炭素の隣接部に結合することが好ましい。R81およびR84のフェニル基が有する置換基は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~5の直鎖または分岐のアルキル基、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基であることが特に好ましい。
 一般式(J)で表されるキサンテン骨格を有する化合物は、文献記載の方法で合成することができる。具体的には、テトラへドロン レターズ、2003年、vol.44,No.23、4355~4360頁、テトラへドロン、2005年、vol.61,No.12、3097~3106頁などに記載の方法を適用することができる。
 以下にキサンテン化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明では、下記色素構造のいずれかの水素原子が、ポリマー骨格と結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
<<<シアニン色素>>>
 本発明に係る色素構造を有するカチオンの態様の一つは、シアニン色素(シアニン化合物)に由来する部分構造を有するものである。これらの詳細は、特開2013-28764号公報の段落番号0191~0201の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
<<<サブフタロシアニン色素>>>
 本発明に係る色素構造を有するカチオンの態様の一つは、サブフタロシアニン色素構造を有するものである。これらの詳細は、特開2013-28764号公報の段落番号0242~0250の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
<<スクアリリウム色素>>
 本発明で用いる色素構造を有するカチオンは、スクアリリウム色素構造を有していてもよい。これらの詳細は、特開2013-28764号公報の段落番号0202~0223の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 本発明に係る色素は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、色素構造中の水素原子が下記置換基群Aから選択された置換基により置換されていてもよい。
置換基群A:
 色素が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アミノ基(アルキルアミノ基、アニリノ基を含む)、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキルまたはアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキルまたはアリールスルフィニル基、アルキルまたはアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリールまたはヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基などが挙げられる。以下詳細に記述する。
 ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、直鎖もしくは分岐のアルキル基(直鎖または分岐の置換もしくは無置換のアルキル基で、好ましくは炭素数1~30のアルキル基であり、例えばメチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、tert-ブチル、n-オクチル、2-クロロエチル、2-シアノエチル、2-エチルヘキシル)、シクロアルキル基(好ましくは、炭素数3~30の置換または無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル、シクロペンチルが挙げられ、多シクロアルキル基、例えば、ビシクロアルキル基(好ましくは、炭素数5~30の置換もしくは無置換のビシクロアルキル基で、例えば、ビシクロ[1,2,2]ヘプタン-2-イル、ビシクロ[2,2,2]オクタン-3-イル)やトリシクロアルキル基等の多環構造の基が挙げられる。好ましくは単環のシクロアルキル基、ビシクロアルキル基であり、単環のシクロアルキル基が特に好ましい。)、
 直鎖もしくは分岐のアルケニル基(直鎖または分岐の置換もしくは無置換のアルケニル基で、好ましくは炭素数2~30のアルケニル基であり、例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル)、シクロアルケニル基(好ましくは、炭素数3~30の置換もしくは無置換のシクロアルケニル基で、例えば、2-シクロペンテン-1-イル、2-シクロヘキセン-1-イルが挙げられ、多シクロアルケニル基、例えば、ビシクロアルケニル基(好ましくは、炭素数5~30の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基で、例えば、ビシクロ[2,2,1]ヘプト-2-エン-1-イル、ビシクロ[2,2,2]オクト-2-エン-4-イル)やトリシクロアルケニル基であり、単環のシクロアルケニル基が特に好ましい。)アルキニル基(好ましくは、炭素数2~30の置換または無置換のアルキニル基、例えば、エチニル、プロパルギル、トリメチルシリルエチニル基)、
 アリール基(好ましくは炭素数6~30の置換もしくは無置換のアリール基で、例えばフェニル、p-トリル、ナフチル、m-クロロフェニル、o-ヘキサデカノイルアミノフェニル)、ヘテロ環基(好ましくは5~7員の置換もしくは無置換、飽和もしくは不飽和、芳香族もしくは非芳香族、単環もしくは縮環のヘテロ環基であり、より好ましくは、環構成原子が炭素原子、窒素原子および硫黄原子から選択され、かつ窒素原子、酸素原子および硫黄原子のいずれかのヘテロ原子を少なくとも一個有するヘテロ環基であり、さらに好ましくは、炭素数3~30の5もしくは6員の芳香族のヘテロ環基である。例えば、2-フリル、2-チエニル、2-ピリジル、4-ピリジル、2-ピリミジニル、2-ベンゾチアゾリル)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、
 アルコキシ基(好ましくは、炭素数1~30の置換もしくは無置換のアルコキシ基で、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、tert-ブトキシ、n-オクチルオキシ、2-メトキシエトキシ)、アリールオキシ基(好ましくは、炭素数6~30の置換もしくは無置換のアリールオキシ基で、例えば、フェノキシ、2-メチルフェノキシ、2,4-ジ-tert-アミルフェノキシ、4-tert-ブチルフェノキシ、3-ニトロフェノキシ、2-テトラデカノイルアミノフェノキシ)、シリルオキシ基(好ましくは、炭素数3~20のシリルオキシ基で、例えば、トリメチルシリルオキシ、tert-ブチルジメチルシリルオキシ)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは、炭素数2~30の置換もしくは無置換のヘテロ環オキシ基で、ヘテロ環部は前述のヘテロ環基で説明されたヘテロ環部が好ましく、例えば、1-フェニルテトラゾール-5-オキシ、2-テトラヒドロピラニルオキシ)、
 アシルオキシ基(好ましくはホルミルオキシ基、炭素数2~30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6~30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルオキシ基であり、例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、ピバロイルオキシ、ステアロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、p-メトキシフェニルカルボニルオキシ)、カルバモイルオキシ基(好ましくは、炭素数1~30の置換もしくは無置換のカルバモイルオキシ基で、例えば、N,N-ジメチルカルバモイルオキシ、N,N-ジエチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルボニルオキシ、N,N-ジ-n-オクチルアミノカルボニルオキシ、N-n-オクチルカルバモイルオキシ)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数2~30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルオキシ基で、例えばメトキシカルボニルオキシ、エトキシカルボニルオキシ、tert-ブトキシカルボニルオキシ、n-オクチルカルボニルオキシ)、アリールオキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数7~30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基で、例えば、フェノキシカルボニルオキシ、p-メトキシフェノキシカルボニルオキシ、p-n-ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ)、
 アミノ基(好ましくは、アミノ基、炭素数1~30の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6~30の置換もしくは無置換のアリールアミノ基、炭素数0~30のヘテロ環アミノ基であり、例えば、アミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ、N-メチル-アニリノ、ジフェニルアミノ、N-1,3,5-トリアジン-2-イルアミノ)、アシルアミノ基(好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1~30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6~30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基であり、例えば、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ、3,4,5-トリ-n-オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ)、アミノカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数1~30の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ基、例えば、カルバモイルアミノ、N,N-ジメチルアミノカルボニルアミノ、N,N-ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2~30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基で、例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、tert-ブトキシカルボニルアミノ、n-オクタデシルオキシカルボニルアミノ、N-メチル-メトキシカルボニルアミノ)、
 アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数7~30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基で、例えば、フェノキシカルボニルアミノ、p-クロロフェノキシカルボニルアミノ、m-n-オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ)、スルファモイルアミノ基(好ましくは、炭素数0~30の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基で、例えば、スルファモイルアミノ、N,N-ジメチルアミノスルホニルアミノ、N-n-オクチルアミノスルホニルアミノ)、アルキルまたはアリールスルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1~30の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数6~30の置換もしくは無置換のアリールスルホニルアミノ基であり、例えば、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ、2,3,5-トリクロロフェニルスルホニルアミノ、p-メチルフェニルスルホニルアミノ)、メルカプト基、
 アルキルチオ基(好ましくは、炭素数1~30の置換もしくは無置換のアルキルチオ基で、例えばメチルチオ、エチルチオ、n-ヘキサデシルチオ)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6~30の置換もしくは無置換のアリールチオ基で、例えば、フェニルチオ、p-クロロフェニルチオ、m-メトキシフェニルチオ)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数2~30の置換または無置換のヘテロ環チオ基で、ヘテロ環部は前述のヘテロ環基で説明されたヘテロ環部が好ましく、例えば、2-ベンゾチアゾリルチオ、1-フェニルテトラゾール-5-イルチオ)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0~30の置換もしくは無置換のスルファモイル基で、例えば、N-エチルスルファモイル、N-(3-ドデシルオキシプロピル)スルファモイル、N,N-ジメチルスルファモイル、N-アセチルスルファモイル、N-ベンゾイルスルファモイル、N-(N’-フェニルカルバモイル)スルファモイル)、スルホ基、
 アルキルまたはアリールスルフィニル基(好ましくは、炭素数1~30の置換または無置換のアルキルスルフィニル基、6~30の置換または無置換のアリールスルフィニル基であり、例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、フェニルスルフィニル、p-メチルフェニルスルフィニル)、アルキルまたはアリールスルホニル基(好ましくは、炭素数1~30の置換または無置換のアルキルスルホニル基、6~30の置換または無置換のアリールスルホニル基であり、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、フェニルスルホニル、p-メチルフェニルスルホニル)、アシル基(好ましくはホルミル基、炭素数2~30の置換または無置換のアルキルカルボニル基、炭素数7~30の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基であり、例えば、アセチル、ピバロイル、2-クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル、p-n-オクチルオキシフェニルカルボニル)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは、炭素数7~30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基で、例えば、フェノキシカルボニル、o-クロロフェノキシカルボニル、m-ニトロフェノキシカルボニル、p-tert-ブチルフェノキシカルボニル)、
 アルコキシカルボニル基(好ましくは、炭素数2~30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニル基で、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、tert-ブトキシカルボニル、n-オクタデシルオキシカルボニル)、カルバモイル基(好ましくは、炭素数1~30の置換もしくは無置換のカルバモイル、例えば、カルバモイル、N-メチルカルバモイル、N,N-ジメチルカルバモイル、N,N-ジ-n-オクチルカルバモイル、N-(メチルスルホニル)カルバモイル)、アリールまたはヘテロ環アゾ基(好ましくは炭素数6~30の置換もしくは無置換のアリールアゾ基、炭素数3~30の置換もしくは無置換のヘテロ環アゾ基(ヘテロ環部は前述のヘテロ環基で説明されたヘテロ環部が好ましい)、例えば、フェニルアゾ、p-クロロフェニルアゾ、5-エチルチオ-1,3,4-チアジアゾール-2-イルアゾ)、イミド基(好ましくは、炭素数2~30の置換もしくは無置換のイミド基で、例えばN-スクシンイミド、N-フタルイミド)、ホスフィノ基(好ましくは、炭素数2~30の置換もしくは無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノ)、ホスフィニル基(好ましくは、炭素数2~30の置換もしくは無置換のホスフィニル基で、例えば、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニル)、
 ホスフィニルオキシ基(好ましくは、炭素数2~30の置換もしくは無置換のホスフィニルオキシ基で、例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ)、ホスフィニルアミノ基(好ましくは、炭素数2~30の置換もしくは無置換のホスフィニルアミノ基で、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノ)、シリル基(好ましくは、炭素数3~30の置換もしくは無置換のシリル基で、例えば、トリメチルシリル、tert-ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル)が挙げられる。
 上記の官能基の中で、水素原子を有するものは、官能基中の水素原子の部分が、上記いずれかの基で置換されていてもよい。置換基として導入可能な官能基の例としては、アルキルカルボニルアミノスルホニル基、アリールカルボニルアミノスルホニル基、アルキルスルホニルアミノカルボニル基、アリールスルホニルアミノカルボニル基が挙げられ、具体的には、メチルスルホニルアミノカルボニル、p-メチルフェニルスルホニルアミノカルボニル、アセチルアミノスルホニル、ベンゾイルアミノスルホニル基が挙げられる。
<<<対アニオン>>>
 本発明で用いる色素構造がカチオン構造を有する場合の、対アニオンは、色素多量体の同一繰り返し単位内にあってもよいし、同一繰り返し単位外にあってもよい。対アニオンが同一繰り返し単位内にあるとは、色素構造を有する繰り返し単位内で、カチオンとアニオンが共有結合を介して結合している場合をいう。一方、同一繰り返し単位外とは、上記以外の場合をいう。例えば、カチオンとアニオンが共有結合を介して結合せず、別化合物として存在している場合や、カチオンとアニオンが色素多量体のそれぞれ独立の繰り返し単位として含まれる場合をいう。
 (対アニオンが同一繰り返し単位内にある場合)
 本発明におけるアニオンの第一の実施形態は、対アニオンが同一繰り返し単位内にある場合であり、具体的には、色素構造を有する繰り返し単位内で、カチオンとアニオンが共有結合を介して結合している場合である。
 この場合のアニオン部としては、-SO3 -、-COO-、-PO4 -、下記一般式(A1)で表される構造および下記一般式(A2)で表される構造から選択される少なくとも1種が好ましい。
一般式(A1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(一般式(A1)中、R1およびR2はそれぞれ独立して-SO2-または-CO-を表す。)
 一般式(A1)中、R1およびR2の少なくとも1つが-SO2-を表すことが好ましく、R1およびR2の両方が-SO2-を表すことがより好ましい。
 上記一般式(A1)は、下記一般式(A1-1)で表されることがより好ましい。
一般式(A1-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(一般式(A1-1)中、R1およびR2はそれぞれ独立して-SO2-または-CO-を表す。X1およびX2は、それぞれ独立してアルキレン基またはアリーレン基を表す。)
 一般式(A1-1)中、R1およびR2は、一般式(A1)中のR1およびR2と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 X1がアルキレン基を表す場合、アルキレン基の炭素数は、1~8が好ましく、1~6がより好ましい。X1がアリーレン基を表す場合、アリーレン基の炭素数は、6~18が好ましく、6~12がより好ましく、6がさらに好ましい。X1が置換基を有する場合、フッ素原子で置換されていることが好ましい。
 X2は、アルキル基またはアリール基を表し、アルキル基が好ましい。アルキル基の炭素数は、1~8が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましく、1が特に好ましい。X2が置換基を有する場合、フッ素原子で置換されていることが好ましい。
一般式(A2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(一般式(A2)中、R3は、-SO2-または-CO-を表す。R4およびR5はそれぞれ独立して-SO2-、-CO-または-CNを表す。)
 一般式(A2)中、R3~R5の少なくとも1つが-SO2-を表すことが好ましく、R3~R5の少なくとも2つが-SO2-を表すことがより好ましい。
 本実施形態では特に、色素多量体の骨格が、上記一般式(A)で表される構成単位で表される場合において、L1の一部が一般式(A1)で表される部分を含む場合が好ましい一例として挙げられる。この場合の具体例としては、後述する色素構造を有する繰り返し単位の例示のうち、(a-xt-1)、(a-xt-5)、(a-xt-6)が例示される。
 また、本実施形態では、本発明で用いる色素多量体の骨格が、特開2013-28764号の段落番号0276~0304に示される一般式(B)で表される構成単位を含む場合も、一例として挙げられる。この場合の具体例としては、後述する色素構造を有する繰り返し単位の例示のうち、(B-dp-1)、(B-mp-1)、(B-xt-1)、(B-xt-2)が例示される。
 (対アニオンが別分子の場合)
 本発明におけるアニオンの第二の実施形態は、対アニオンが同一繰り返し単位外にある場合であって、カチオンとアニオンが共有結合を介して結合せず、別分子として存在している場合である。
 この場合のアニオンとしては、フッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、シアン化物イオン、過塩素酸アニオン、ボレートアニオン(BF4-等)、PF6-およびSbF6-等が挙げられ、ボレートアニオンおよびPF6-が好ましい。
 ボレートアニオンとしては、B(R104-で表される基であり、R10は、フッ素原子、シアノ基、フッ化アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基等が例示される。
 また、アニオンは、アニオン部として化合物の一部に含まれていても良い。この場合のアニオン部としては、-SO3 -、-COO-、-PO4 -、第一の実施形態で述べた一般式(A1)で表される構造および一般式(A2)で表される構造から選択される少なくとも1種が好ましい。
 第二の実施形態のアニオン具体例としては、以下が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 また、第二の実施形態では、アニオンが多量体であってもよい。この場合の多量体としては、アニオン含む繰り返し単位を含み、カチオンを含む色素構造由来の繰り返し単位を含まない多量体が例示される。ここで、アニオンを含む繰り返し単位は、後述する第三の実施形態で述べるアニオンを含む繰り返し単位を好ましい例として挙げることができる。さらに、アニオンを含む多量体は、アニオンを含む繰り返し単位以外の繰り返し単位を有していても良い。このような繰り返し単位としては、後述する本発明で用いる色素多量体が含んでいても良い他の繰り返し単が好ましい例として例示される。
 (カチオンとアニオンが色素多量体の別々の繰り返し単位に含まれる場合)
 本発明における第三の実施形態としては、カチオンとアニオンが色素多量体のそれぞれ独立の繰り返し単位に含まれる場合をいう。
 本実施形態の場合、アニオンは、色素多量体の側鎖に有していてもよいし、主鎖に有していても良いし、主鎖および側鎖の両方に対アニオンを有していてもよい。好ましくは、側鎖である。
 アニオンを含む繰り返し単位の好ましい例としては、一般式(C)で表される繰り返し単位および一般式(D)で表される繰り返し単位が例示される。
一般式(C)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(一般式(C)中、X1は、繰り返し単位の主鎖を表す。L1は単結合または2価の連結基を表す。anionは、上記対アニオンを表す。)
 一般式(C)中、X1は、繰り返し単位の主鎖を表し、通常、重合反応で形成される連結基を表し、例えば、(メタ)アクリル系、スチレン系、ビニル系等が好ましく、(メタ)アクリル系がより好ましい。なお、2つの*で表された部位が繰り返し単位となる。
 L1が2価の連結基を表す場合、炭素数1~30のアルキレン基(メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基など)、炭素数6~30のアリーレン基(フェニレン基、ナフタレン基等)、ヘテロ環連結基、-CH=CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-CO-、-NR-、-CONR-、-OC-、-SO-、-SO2-およびこれらを2以上組み合わせた連結基が好ましい。ここで、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。
 特に、L1は、単結合、または、炭素数1~10のアルキレン基(好ましくは、-(CH2)n-(nは5~10の整数)、炭素数6~12のアリーレン基(好ましくはフェニレン基、ナフタレン基)、-NH-、-CO2-、-O-および-SO2-を2以上組み合わせた2価の連結基が好ましい。
 X1の具体例としては、上記一般式(A)におけるX1の例が好ましい例として例示される。
一般式(D)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(一般式(D)中、L2およびL3は、それぞれ独立して単結合または2価の連結基を表す。anionは、上記対アニオンを表す。)
 一般式(D)中、L2およびL3が2価の連結基を表す場合、炭素数1~30のアルキレン基、炭素数6~30のアリーレン基、ヘテロ環連結基、-CH=CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-CO2-、-NR-、-CONR-、-O2C-、-SO-、-SO2-およびこれらを2以上組み合わせた連結基が好ましい。ここで、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環基を表す。
 L2は、炭素数6~12のアリーレン基(特にフェニレン基)が好ましい。炭素数6~30のアリーレン基は、フッ素原子で置換されていることが好ましい。
 L3は、炭素数6~12のアリーレン基(特にフェニレン基)と-O-との組み合わせからなる基が好ましく、少なくとも1種の炭素数6~12のアリーレン基がフッ素原子で置換されていることが好ましい。
 本実施形態におけるアニオンを含む繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 以下の具体例は、アニオン構造が解離していない状態を示しているが、アニオン構造が解離している状態も本発明の範囲内であることは言うまでもない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 以下に、本発明で好ましく用いられる(a)繰り返し単位の例を示す。本発明はこれらに限定されるものではないことは言うまでもない。X-は対アニオンを示す。また、一部のXはアニオン構造が解離していない状態で示されているが、解離している状態も本発明に含まれることは言うまでもない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
<<(b)2~20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を側鎖に有する繰り返し単位>>
 本発明で用いる色素多量体は、(b)2~20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を側鎖に有する繰り返し単位(以下、「(b)繰り返し単位」ということがある)を含む。
 (b)繰り返し単位が有するアルキレンオキシ鎖の繰り返しの数は、2~10個が好ましく、2~15個がより好ましく、2~10個がさらに好ましい。
 1つのアルキレンオキシ鎖は、-(CH2nO-で表され、nは整数であるが、nは1~10が好ましく、1~5がより好ましく、2または3がさらに好ましい。
 本発明における、2~20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基は、アルキレンオキシ鎖が1種類のみが含まれていても良いし、2種類以上含まれていても良い。
 本発明では、(b)繰り返し単位は、下記一般式(P)で表されることが好ましい。
一般式(P)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
(一般式(P)中、X1は重合によって形成される連結基を表し、L1は単結合または2価の連結基を表す。Pはアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を含む基を表す。)
 一般式(P)におけるX1およびL1はそれぞれ、一般式(A)におけるX1およびL1と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 Pは、アルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を含む基を表し、「-アルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基-末端原子または末端基」からなることがより好ましい。
 末端原子または末端基としては、水素原子、アルキル基、アリール基、水酸基が好ましく、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、フェニル基、水酸基がより好ましく、水素原子、メチル基、フェニル基および水酸基がさらに好ましく、水素原子が特に好ましい。
 (b)2~20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を側鎖に有する繰り返し単位の割合が、色素多量体を構成する全繰り返し単位の2~20モル%であることが好ましく、5~15モル%がより好ましい。
 以下、本発明で用いることができる(b)繰り返し単位の例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではないことは言うまでもない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
<<他の官能基または他の繰り返し単位>>
 本発明における色素多量体は、上記以外の他の官能基や他の繰り返し単位を有していても良い。
 他の官能基は、上記(a)繰り返し単位および/または(b)繰り返し単位中に含まれていても良いし、これらの繰り返し単位とは別に、官能基を含む他の繰り返し単位として含まれていてもよい。
 他の官能基としては、重合性基、酸基およびその他のアルカリ可溶性基等が例示される。 より具体的には、上記一般式(P)において、Pが重合性基、酸基およびその他のアルカリ可溶性基である繰り返し単位が好ましい。
また、他の繰り返し単位としては、重合性基および酸基の少なくとも1種を含む繰り返し単位が例示される。
 以下、これらの詳細について説明する。
<<<重合性基>>>>
 重合性基は、(a)繰り返し単位に含まれる態様および他の繰り返し単位に含まれることが好ましい。(a)繰り返し単位中の色素構造中に含まれると、より耐熱性が向上する傾向にある。重合性基は1種類のみ含んでいても良いし、2種類以上含んでいても良い。
 重合性基としては、ラジカル、酸、熱により架橋可能な公知の重合性基を用いることができ、例えば、エチレン性不飽和結合を含む基、環状エーテル基(エポキシ基、オキセタン基)、メチロール基等が挙げられるが、特にエチレン性不飽和結合を含む基が好ましく、(メタ)アクリロイル基がさらに好ましく、(メタ)アクリル酸グリシジルおよび3,4-エポキシーシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート由来の(メタ)アクリロイル基がさらに好ましい。
 より具体的には、上記一般式(P)において、Pが重合性基である繰り返し単位が好ましい。
 重合性基の導入方法としては、(1)(a)繰り返し単位等重合性基を導入したい繰り返し単位に重合性基含有化合物で変性して導入する方法、(2)重合性基含有化合物を共重合して導入する方法等がある。
 (a)繰り返し単位中の色素構造中に含まれる重合性基量は、含まれる場合、色素構造1gに対し0.1~2.0mmolであることが好ましく、0.2~1.5mmolであることがさらに好ましく、0.3~1.0mmolであることが特に好ましい。
 また、他の繰り返し単位が重合性基を含有する場合、その量は、全繰り返し単位100モルに対し、例えば、10~40モルが好ましく、15~35モルがより好ましい。
 重合性基を有する繰り返し単位としては、以下のような具体例が挙げられる。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
<<<酸基>>>
 本発明における色素多量体に含まれていても良い酸基としては、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基が例示される。本発明では、酸基は、酸基を有する繰り返し単位として、色素多量体中に含まれることが好ましい。酸基は1種類のみ含まれていても良いし、2種類以上含まれていても良い。
 本発明で用いる色素多量体の酸価としては、酸基を含む場合、0.3~1.5mmol/gであることが好ましく、0.5~1.2mmol/gであることがより好ましく、0.5~1.0mmol/gであることがさらに好ましい。
 本発明において、色素多量体の酸価は、例えば、色素多量体中における酸基の平均含有量から算出することができる。また、色素多量体の原料となる、酸基を含有するモノマー単位の含有量を変化させることで所望の酸価を有する樹脂を得ることができる。
 より具体的には、上記一般式(P)において、Pが酸基である繰り返し単位が好ましい。
 また、色素多量体が、酸基を有する繰り返し単位を含有する場合、酸基を有する繰り返し単位を含有する繰り返し単位の割合は、色素多量体を含む繰り返し単位100モルに対し、例えば、20~80モルが好ましく、20~65モルがより好ましい。
<<<他のアルカリ可溶性基>>>
 本発明における色素多量体には、上述した基以外のアルカリ可溶性基が含まれていても良い。本発明で用いる色素多量体に含まれていても良いアルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基等が例示される。
 本発明では、アルカリ可溶性基は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位として、色素多量体中に含まれることが好ましい。
 色素多量体へのアルカリ可溶性基の導入方法としては、色素単量体にあらかじめアルカリ可溶性基を導入しておく方法が挙げられる。色素多量体へのアルカリ可溶性基の導入する方法としては、アルカリ可溶性基を有する色素単量体以外のモノマー((メタ)アクリル酸、アクリル酸のカプロラクトン変性物、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチルの無水こはく酸変性物、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチルの無水フタル酸変性物、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチルの1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物変性物、スチレンカルボン酸、イタコン酸、マレイン酸、ノルボルネンカルボン酸等のカルボン酸含有モノマー、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、ビニルホスホン酸等のリン酸含有モノマー、ビニルスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルスルホン酸等のスルホン酸含有モノマー)を共重合する方法が挙げられる。
 より具体的には、上記一般式(P)において、Pがアルカリ可溶性基である繰り返し単位が好ましい。
 色素多量体が有するアルカリ可溶性基量は、アルカリ可溶性基を含む場合、色素多量体1gに対し0.3mmol~2.0mmolであることが好ましく、0.4mmol~1.5mmolであることがさらに好ましく、0.5mmol~1.0mmolであることが特に好ましい。
 また、色素多量体が、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を含有する場合、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を含有する繰り返し単位の割合は、色素多量体を含む繰り返し単位100モルに対し、例えば、1~10モルが好ましい。
<<<他の官能基>>>
 上述した他の官能基以外に、本発明で用いる色素多量体に含まれていても良い、官能基として、ラクトン、酸無水物、アミド、-COCH2CO-、シアノ基等の現像促進基、長鎖および環状アルキル基、アラルキル基、アリール基、ポリアルキレンオキシド基、ヒドロキシル基、マレイミド基、アミノ基等の親疏水性調整基等が挙げられ、適宜導入することができる。これらは、1種類のみ含まれていても良いし、2種類以上含まれていても良い。
 導入方法として、色素構造にあらかじめ導入しておく方法、および上記官能基を有するモノマーを共重合する方法が挙げられる。
<<<具体例>>>
 他の繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
<<色素多量体の特性>>
 本発明における色素多量体は、最大吸収波長が400~650nmであることが好ましく、450~600nmであることがより好ましい。
 色素多量体の重量平均分子量は、2,000~50,000であることが好ましく、3,000~30,000であることがさらに好ましく、6,000~20,000であることが特に好ましい。
 特に、キサンテン色素を含む色素多量体の場合、8,000~20,000が好ましく、10,000~18,000がより好ましい。
 また、ジピロメテン色素を含む色素多量体の場合、5,000~20,000が好ましく、9,000~15,000がより好ましい。
 また、色素多量体の重量平均分子量(Mw)と、数平均分子量(Mn)との比〔(Mw)/(Mn)〕は1.0~3.0であることが好ましく、1.0~2.5であることがさらに好ましく、1.0~2.0であることが特に好ましい。
 本発明に係る色素多量体のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましい。また、熱重量分析(TGA測定)による5%重量減少温度が、120℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがさらに好ましい。この領域にあることで、本発明の着色組成物をカラーフィルタ等の作製に適用する際に、加熱プロセスに起因する濃度変化を低減する事ができるようになる。
 また、本発明に係る色素多量体の単位重量あたりの吸光係数(以後ε’と記す。ε’=ε/平均分子量、単位:L/g・cm)が、30以上であることが好ましく、60以上であることがより好ましく、100以上であることがさらに好ましい。この範囲にあることで、本発明の着色組成物を適用してカラーフィルタを作製する場合において、色再現性のよいカラーフィルタを作製することができる。
 本発明の着色組成物に用いる色素多量体のモル吸光係数は、着色力の観点から、できるだけ高いほうが好ましい。
 本発明に係る色素多量体は、以下の有機溶剤に溶解する化合物であることが好ましい。
 有機溶剤としては、エステル類(例えば、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、乳酸エチル、酢酸ブチル、3-メトキシプロピオン酸メチル等)、エーテル類(例えば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、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等)、ケトン類(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)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン等)が挙げられ、これら溶剤に対し、1質量%以上50質量%以下溶解することが好ましく、より好ましくは5質量%以上40質量%以下、さらに好ましくは10質量%以上30質量%以下である。この領域にあることで、本発明の着色組成物をカラーフィルタ等の作製に適用する際に、好適な塗布面状や、他色塗布後の溶出による濃度低下を低減させることができるようになる。
 本発明の着色組成物においては、色素多量体を1種単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。2種以上用いる場合、その合計量が後述する含有量に相当することが好ましい。
 本発明の着色組成物中における色素多量体の含有量は、後述する顔料との含有比率を考慮した上で設定される。
 顔料に対する色素多量多体の質量比(色素多量体/顔料)としては、0.40~1.00が好ましく、0.45~0.80がより好ましく、0.50~0.75がさらに好ましい。
 本発明の着色組成物中における着色剤成分(色素多量体、後述する顔料および他の染料の合計)は、着色組成物の全固形分の50~70質量%であることが好ましく、55~65質量%であることがより好ましい。
<着色組成物の他の成分>
 本発明の着色組成物は、上記色素多量体に加え、他の成分を含んでいても良い。例えば、色価を調節するため等の目的から、本発明で用いる着色組成物は、上記色素多量体に加えて、顔料および顔料分散剤を含むことが好ましい。
 また、本発明の着色組成物は、カラーフィルタの着色層の形成に用いられる。カラーフィルタの形成の場合、通常、上記色素多量体および顔料、顔料分散物に加え、硬化性化合物を含む。硬化性化合物としては、重合性化合物やアルカリ可溶性樹脂(重合性基を含むアルカリ可溶性樹脂を含む)が例示され、用途や製造方法に応じて適宜選択される。さらに、本発明の着色組成物は、光重合開始剤を含んでいることが好ましい。
 例えば、フォトレジストによって、着色層を形成する場合、本発明の着色組成物は、本発明における色素多量体、硬化性化合物としてのアルカリ可溶性樹脂、顔料、顔料分散物および光重合開始剤を含む組成物が好ましい。さらに、界面活性剤、溶剤等の成分を含んでいてもよい。
 また、ドライエッチングによって、着色層を形成する場合、本発明における色素多量体、硬化性化合物としての重合性化合物、顔料、顔料分散物および光重合開始剤を含む組成物が好ましい。さらに、界面活性剤、溶剤等の成分を含んでいてもよい。
 以下、これらの詳細について説明する。
<<顔料>>
 本発明の着色組成物は、さらに、顔料を含有することが好ましい。
 本発明で使用する顔料としては、従来公知の種々の無機顔料または有機顔料を用いることができ、有機顔料を用いることが好ましい。顔料としては、高透過率であることが好ましい。
 無機顔料としては、金属酸化物、金属錯塩等で示される金属化合物を挙げることができ、具体的には、鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属酸化物、および金属の複合酸化物を挙げることができる。
 有機顔料としては、例えば、
C.I.ピグメントイエロー11,24,31,53,83,93,99,108,109,110,138,139,147,150,151,154,155,167,180,185,199,;
C.I.ピグメントオレンジ36,38,43,71;
C.I.ピグメントレッド81,105,122,149,150,155,171,175,176,177,209,220,224,242,254,255,264,270;
C.I.ピグメントバイオレット19,23,32,39;
C.I.ピグメントブルー1,2,15,15:1,15:3,15:6,16,22,60,66;
C.I.ピグメントグリーン7,36,37,58;
C.I.ピグメントブラウン25,28;
C.I.ピグメントブラック1;
等を挙げることができる。
 本発明において好ましく用いることができる顔料として、以下のものを挙げることができる。但し本発明は、これらに限定されるものではない。
 C.I.ピグメントイエロー11,24,108,109,110,138,139,150,151,154,167,180,185,
 C.I.ピグメントオレンジ36,71,
 C.I.ピグメントレッド122,150,171,175,177,209,224,242,254,255,264,
 C.I.ピグメントバイオレット19,23,32,
 C.I.ピグメントブルー15:1,15:3,15:6,16,22,60,66,
 C.I.ピグメントグリーン7,36,37,58;
 C.I.ピグメントブラック1
 これら有機顔料は、単独もしくは、分光の調整や色純度を上げるために種々組合せて用いることができる。上記組合せの具体例を以下に示す。例えば、赤の顔料として、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料単独またはそれらの少なくとも一種と、ジスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料またはペリレン系赤色顔料と、の混合などを用いることができる。例えば、アントラキノン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド177が挙げられ、ペリレン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド155、C.I.ピグメントレッド224が挙げられ、ジケトピロロピロール系顔料としては、C.I.ピグメントレッド254が挙げられ、色分解性の点でC.I.ピグメントイエロー139との混合が好ましい。また、赤色顔料と黄色顔料との質量比は、100:5~100:50が好ましい。100:4以下では400nmから500nmの光透過率を抑えることが困難であり、また100:51以上では主波長が短波長寄りになり、色分解能を上げることができない場合がある。特に、上記質量比としては、100:10~100:30の範囲が最適である。尚、赤色顔料同士の組み合わせの場合は、求める分光に併せて調整することができる。
 また、緑の顔料としては、ハロゲン化フタロシアニン系顔料を単独で、または、これとジスアゾ系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、アゾメチン系黄色顔料若しくはイソインドリン系黄色顔料との混合を用いることができる。例えば、このような例としては、C.I.ピグメントグリーン7、36、37とC.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー180またはC.I.ピグメントイエロー185との混合が好ましい。緑顔料と黄色顔料との質量比は、100:5~100:150が好ましい。上記質量比としては100:30~100:120の範囲が特に好ましい。
 青の顔料としては、フタロシアニン系顔料を単独で、若しくはこれとジオキサジン系紫色顔料との混合を用いることができる。例えばC.I.ピグメントブルー15:6とC.I.ピグメントバイオレット23との混合が好ましい。青色顔料と紫色顔料との質量比は、100:0~100:100が好ましく、より好ましくは100:10以下である。
 また、ブラックマトリックス用の顔料としては、カーボン、チタンブラック、酸化鉄、酸化チタン単独または混合が用いられ、カーボンとチタンブラックとの組合せが好ましい。また、カーボンとチタンブラックとの質量比は、100:0~100:60の範囲が好ましい。
 本発明の着色組成物は、黒以外の顔料を配合することが好ましく、青色の顔料を配合することがより好ましい。
 顔料の一次粒子サイズは、カラーフィルタ用として用いる場合には、色ムラやコントラストの観点から、100nm以下であることが好ましく、また、分散安定性の観点から5nm以上であることが好ましい。顔料の一次粒子サイズとしてより好ましくは、5~75nmであり、さらに好ましくは5~55nmであり、特に好ましくは5~35nmである。
 顔料の一次粒子サイズは、電子顕微鏡等の公知の方法で測定することができる。
 中でも、顔料としては、アントラキノン顔料、ジケトピロロピロール顔料、フタロシアニン顔料、キノフタロン顔料、イソインドリン顔料、アゾメチン顔料、およびジオキサジン顔料から選ばれる顔料であることが好ましい。特に、C.I.ピグメントレッド177(アントラキノン顔料),C.I.ピグメントレッド254(ジケトピロロピロール顔料)、C.I.ピグメントグリーン7,36,58、C.I.ピグメントブルー15:6(フタロシアニン顔料)、C.I.ピグメントイエロー138(キノフタロン顔料)、C.I.ピグメントイエロー139,185(イソインドリン顔料)、C.I.ピグメントイエロー150(アゾメチン顔料)、C.I.ピグメントバイオレット23(ジオキサジン顔料)が特に好ましい。
 本発明の組成物に顔料を配合する場合、顔料の含有量は、着色組成物に含有される溶剤を除いた全成分に対して、20~50質量%が好ましく、より好ましくは25~50質量%であり、さらに好ましくは30~45質量%である。
 本発明の組成物は、顔料を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<顔料分散剤>>
 本発明の着色組成物が顔料を有する場合は、顔料分散剤を、所望により併用することができる。
 本発明に用いうる顔料分散剤としては、高分子分散剤〔例えば、ポリアミドアミンとその塩、ポリカルボン酸とその塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリエステル、変性ポリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル系共重合体、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物〕、および、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルカノールアミン等の界面活性剤、および、顔料誘導体等を挙げることができる。
 高分子分散剤は、その構造からさらに直鎖状高分子、末端変性型高分子、グラフト型高分子、ブロック型高分子に分類することができる。
 顔料表面へのアンカー部位を有する末端変性型高分子としては、例えば、特開平3-112992号公報、特表2003-533455号公報等に記載の末端にりん酸基を有する高分子、特開2002-273191号公報等に記載の末端にスルホン酸基を有する高分子、特開平9-77994号公報等に記載の有機色素の部分骨格や複素環を有する高分子などが挙げられる。また、特開2007-277514号公報に記載の高分子末端に2個以上の顔料表面へのアンカー部位(酸基、塩基性基、有機色素の部分骨格やヘテロ環等)を導入した高分子も分散安定性に優れ好ましい。
 顔料表面へのアンカー部位を有するグラフト型高分子としては、例えば、ポリエステル系分散剤等が挙げられ、具体的には、特開昭54-37082号公報、特表平8-507960号公報、特開2009-258668号公報等に記載のポリ(低級アルキレンイミン)とポリエステルの反応生成物、特開平9-169821号公報等に記載のポリアリルアミンとポリエステルの反応生成物、特開平10-339949号公報、特開2004-37986号公報、国際公開パンフレットWO2010/110491等に記載のマクロモノマーと、窒素原子モノマーとの共重合体、特開2003-238837号公報、特開2008-9426号公報、特開2008-81732号公報等に記載の有機色素の部分骨格や複素環を有するグラフト型高分子、特開2010-106268号公報等に記載のマクロモノマーと酸基含有モノマーの共重合体等が挙げられる。特に、特開2009-203462号公報に記載の塩基性基と酸性基を有する両性分散樹脂は、顔料分散物の分散性、分散安定性、および顔料分散物を用いた着色組成物が示す現像性の観点から特に好ましい。
 顔料表面へのアンカー部位を有するグラフト型高分子をラジカル重合で製造する際に用いるマクロモノマーとしては、公知のマクロモノマーを用いることができ、東亜合成(株)製のマクロモノマーAA-6(末端基がメタクリロイル基であるポリメタクリル酸メチル)、AS-6(末端基がメタクリロイル基であるポリスチレン)、AN-6S(末端基がメタクリロイル基であるスチレンとアクリロニトリルの共重合体)、AB-6(末端基がメタクリロイル基であるポリアクリル酸ブチル)、ダイセル化学工業(株)製のプラクセルFM5(メタクリル酸2-ヒドロキシエチルのε-カプロラクトン5モル当量付加品)、FA10L(アクリル酸2-ヒドロキシエチルのε-カプロラクトン10モル当量付加品)、および特開平2-272009号公報に記載のポリエステル系マクロモノマー等が挙げられる。これらの中でも、特に柔軟性且つ親溶剤性に優れるポリエステル系マクロモノマーが、顔料分散物の分散性、分散安定性、および顔料分散物を用いた着色組成物が示す現像性の観点から特に好ましく、さらに、特開平2-272009号公報に記載のポリエステル系マクロモノマーで表されるポリエステル系マクロモノマーが特に好ましい。
 顔料表面へのアンカー部位を有するブロック型高分子としては、特開2003-49110号公報、特開2009-52010号公報等に記載のブロック型高分子が好ましい。
 本発明に用いうる顔料分散剤は、市販品としても入手可能であり、そのような具体例としては、楠本化成株式会社製「DA-7301」、BYKChemie社製「Disperbyk-101(ポリアミドアミン燐酸塩)、107(カルボン酸エステル)、110、111(酸基を含む共重合物)、130(ポリアミド)、161、162、163、164、165、166、170(高分子共重合物)」、「BYK-P104、P105(高分子量不飽和ポリカルボン酸)、EFKA社製「EFKA4047、4050~4010~4165(ポリウレタン系)、EFKA4330~4340(ブロック共重合体)、4400~4402(変性ポリアクリレート)、5010(ポリエステルアミド)、5765(高分子量ポリカルボン酸塩)、6220(脂肪酸ポリエステル)、6745(フタロシアニン誘導体)、6750(アゾ顔料誘導体)」、味の素ファンテクノ社製「アジスパーPB821、PB822、PB880、PB881」、共栄社化学社製「フローレンTG-710(ウレタンオリゴマー)」、「ポリフローNo.50E、No.300(アクリル系共重合体)」、楠本化成社製「ディスパロンKS-860、873SN、874、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル)、DA-703-50、DA-705、DA-725」、花王社製「デモールRN、N(ナフタレンスルホン酸ホルマリン重縮合物)、MS、C、SN-B(芳香族スルホン酸ホルマリン重縮合物)」、「ホモゲノールL-18(高分子ポリカルボン酸)」、「エマルゲン920、930、935、985(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)」、「アセタミン86(ステアリルアミンアセテート)」、日本ルーブリゾール(株)製「ソルスパース5000(フタロシアニン誘導体)、22000(アゾ顔料誘導体)、13240(ポリエステルアミン)、3000、17000、27000(末端部に機能部を有する高分子)、24000、28000、32000、38500(グラフト型高分子)」、日光ケミカル者製「ニッコールT106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)、MYS-IEX(ポリオキシエチレンモノステアレート)」、川研ファインケミカル(株)製 ヒノアクトT-8000E等、信越化学工業(株)製、オルガノシロキサンポリマーKP341、裕商(株)製「W001:カチオン系界面活性剤」、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤、「W004、W005、W017」等のアニオン系界面活性剤、森下産業(株)製「EFKA-46、EFKA-47、EFKA-47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450」、サンノプコ(株)製「ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100」等の高分子分散剤、(株)ADEKA製「アデカプルロニックL31、F38、L42、L44、L61、L64、F68、L72、P95、F77、P84、F87、P94、L101、P103、F108、L121、P-123」、および三洋化成(株)製「イオネット(商品名)S-20」などが挙げられる。
 また、ジチオカルボニル化合物などの可逆的付加開裂連鎖移動剤(reversible addition-fragmentation chain transfer、RAFT剤)およびラジカル開始剤の存在下に重合性不飽和化合物をラジカル重合することにより得られる、ブロック共重合体や分子量分布の狭い共重合体を、顔料分散剤として併用してもよい。そのような樹脂の具体例としては、特開2008-242081号公報の段落番号0053~0129および特開2008-176218号公報の段落番号0049~0117等に記載された樹脂が挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。また、このようなブロック共重合体や分子量分布の狭い共重合体をアルカリ可溶性樹脂として用いてもよい。
 これらの顔料分散剤は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。本発明においては、特に、顔料誘導体と高分子分散剤とを組み合わせて使用することが好ましい。また、顔料分散剤は、顔料表面へのアンカー部位を有する末端変性型高分子、グラフト型高分子、ブロック型高分子と伴に、アルカリ可溶性樹脂と併用して用いても良い。アルカリ可溶性樹脂としては、(メタ)アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等、並びに側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体、が挙げられるが、特に(メタ)アクリル酸共重合体が好ましい。また、特開平10-300922号公報に記載のN位置換マレイミドモノマー共重合体、特開2004-300204号公報に記載のエーテルダイマー共重合体、特開平7-319161号公報に記載の重合性基を含有するアルカリ可溶性樹脂も好ましい。
 着色組成物において、顔料分散剤を含有する場合、顔料分散剤の総含有量としては、顔料100質量部に対して、1質量部~80質量部であることが好ましく、5質量部~70質量部がより好ましく、10質量部~60質量部であることがさらに好ましい。本発明の組成物は顔料分散剤を、それぞれ、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
 具体的には、高分子分散剤を用いる場合であれば、その使用量としては、顔料100質量部に対して、質量換算で5質量部~100質量部の範囲が好ましく、10質量部~80部の範囲であることがより好ましい。
 また、顔料誘導体を併用する場合、顔料誘導体の使用量としては、顔料100質量部に対し、質量換算で1質量部~30質量部の範囲にあることが好ましく、3質量部~20質量部の範囲にあることがより好ましく、5質量部~15質量部の範囲にあることが特に好ましい。
 着色組成物において、硬化感度、色濃度の観点から、色素および分散剤成分の含有量の総和が、着色組成物を構成する全固形分に対して50質量%以上90質量%以下であることが好ましく、55質量%以上85質量%以下であることがより好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがさらに好ましい。
<<染料>>
 本発明の着色組成物は、色素多量体以外の公知の染料を含んでいてもよい。例えば特開昭64-90403号公報、特開昭64-91102号公報、特開平1-94301号公報、特開平6-11614号公報、特登2592207号、米国特許4808501号明細書、米国特許5667920号明細書、米国特許505950号明細書、米国特許5667920号明細書、特開平5-333207号公報、特開平6-35183号公報、特開平6-51115号公報、特開平6-194828号公報等に開示されている色素を使用できる。化学構造としては、ピラゾールアゾ系、ピロメテン系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系等の染料を使用できる。
 染料は、1種類のみ含まれていても良いし、2種類以上含まれていてもよい。
 染料は、本発明の着色組成物に含まれる場合、例えば、全着色剤の0.1~5質量%とすることができる。
<<光重合開始剤>>
 本発明の着色組成物は、光重合開始剤を含有することが、さらなる感度向上の観点から好ましい。
 光重合開始剤としては、重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましい。また、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
 また、光重合開始剤は、約300nm~800nm(330nm~500nmがより好ましい。)の範囲内に少なくとも約50の分子吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。
 光重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの、など)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノン化合物、ヒドロキシアセトフェノンなどが挙げられ、オキシム化合物が好ましい。
 また、露光感度の観点から、トリハロメチルトリアジン化合物、ベンジルジメチルケタール化合物、α-ヒドロキシケトン化合物、α-アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、フォスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、オニウム化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物およびその誘導体、シクロペンタジエン-ベンゼン-鉄錯体およびその塩、ハロメチルオキサジアゾール化合物、3-アリール置換クマリン化合物からなる群より選択される化合物が好ましい。
 さらに好ましくは、トリハロメチルトリアジン化合物、α-アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、フォスフィンオキサイド化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、トリアリールイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、オニウム化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物であり、トリハロメチルトリアジン化合物、α-アミノケトン化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、トリアリールイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物が特に好ましい。また、トリアリールイミダゾール化合物は、ベンゾイミダゾールとの混合物であってもよい。
 具体的には、トリハロメチルトリアジン化合物としては、以下の化合物が例示される。なお、Phはフェニル基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 トリアリールイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物としては、以下の化合物が例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 トリハロメチルトリアジン化合物としては、市販品も使用でき、例えば、TAZ-107(みどり化学社製)を用いることもできる。
 特に、本発明の着色組成物を固体撮像素子が備えるカラーフィルタの作製に使用する場合には、微細なパターンをシャープな形状で形成する必要があるために、硬化性とともに未露光部に残渣がなく現像されることが重要である。このような観点からは、重合開始剤としてはオキシム化合物を使用することが特に好ましい。特に、固体撮像素子において微細なパターンを形成する場合、硬化用露光にステッパー露光を用いるが、この露光機はハロゲンにより損傷される場合があり、重合開始剤の添加量も低く抑える必要があるため、これらの点を考慮すれば、固体撮像素子の如き微細パターンを形成するには(D)光重合開始剤としては、オキシム化合物を用いるのが特に好ましい。
 トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物としては、例えば、若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan,42、2924(1969)記載の化合物、英国特許第1388492号明細書記載の化合物、特開昭53-133428号公報記載の化合物、独国特許第3337024号明細書記載の化合物、F.C.SchaeferなどによるJ.Org.Chem.;29、1527(1964)記載の化合物、特開昭62-58241号公報記載の化合物、特開平5-281728号公報記載の化合物、特開平5-34920号公報記載化合物、米国特許第4212976号明細書に記載されている化合物、特に、特開2013-077009号公報の段落番号0075に記載の化合物などが挙げられる。
 また、上記以外の光重合開始剤として、アクリジン誘導体が例示される。具体的には、特開2013-077009号公報の段落番号0076に記載の化合物などが挙げられこれらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 ケトン化合物としては、例えば、特開2013-077009号公報の段落番号0077に記載の化合物などが挙げられこれらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 光重合開始剤としては、ヒドロキシアセトフェノン化合物、アミノアセトフェノン化合物、および、アシルホスフィン化合物も好適に用いることができる。より具体的には、例えば、特開平10-291969号公報に記載のアミノアセトフェノン系開始剤、特許第4225898号公報に記載のアシルホスフィンオキシド系開始剤も用いることができる。
 ヒドロキシアセトフェノン系開始剤としては、IRGACURE-184、DAROCUR-1173、IRGACURE-500、IRGACURE-2959,IRGACURE-127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE-907、IRGACURE-369、および、IRGACURE-379(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤として、365nmまたは405nm等の長波光源に吸収波長がマッチングされた特開2009-191179号公報に記載の化合物も用いることができる。また、アシルホスフィン系開始剤としては市販品であるIRGACURE-819やDAROCUR-TPO(商品名:いずれもBASF社製)、みどり化学(株)製のTAZシリーズ(例えば、TAZ-107、TAZ-110、TAZ-104、TAZ-109、TAZ-140、TAZ-204、TAZ-113、TAZ-123)を用いることができる。
 光重合開始剤として、より好ましくはオキシム化合物が挙げられる。オキシム化合物の具体例としては、特開2001-233842号公報記載の化合物、特開2000-80068号公報記載の化合物、特開2006-342166号公報記載の化合物を用いることができる。
 本発明における光重合開始剤として好適に用いられるオキシム誘導体等のオキシム化合物としては、例えば、3-ベンゾイロキシイミノブタン-2-オン、3-アセトキシイミノブタン-2-オン、3-プロピオニルオキシイミノブタン-2-オン、2-アセトキシイミノペンタン-3-オン、2-アセトキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オン、2-ベンゾイロキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オン、3-(4-トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン-2-オン、および2-エトキシカルボニルオキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オンなどが挙げられる。
 オキシム化合物としては、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.1653-1660)、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.156-162、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年)pp.202-232、特開2000-66385号公報記載の化合物、特開2000-80068号公報、特表2004-534797号公報、特開2006-342166号公報の各公報に記載の化合物等が挙げられる。
 市販品ではIRGACURE-OXE01(BASF社製)、IRGACURE-OXE02(BASF社製)、TR-PBG-304(常州強力電子新材料有限公司社製)も好適に用いられる。
 また上記記載以外のオキシム化合物として、カルバゾールN位にオキシムが連結した特表2009-519904号公報に記載の化合物、ベンゾフェノン部位にヘテロ置換基が導入された米国特許第7626957号公報に記載の化合物、色素構造にニトロ基が導入された特開2010-15025号公報および米国特許公開2009-292039号記載の化合物、国際公開特許2009-131189号公報に記載のケトオキシム化合物、トリアジン骨格とオキシム骨格を同一分子内に含有する米国特許7556910号公報に記載の化合物、405nmに吸収極大を有しg線光源に対して良好な感度を有する特開2009-221114号公報記載の化合物、などを用いてもよい。
 好ましくはさらに、特開2007-231000号公報、および、特開2007-322744号公報に記載される環状オキシム化合物に対しても好適に用いることができる。環状オキシム化合物の中でも、特に特開2010-32985号公報、特開2010-185072号公報に記載されるカルバゾール色素に縮環した環状オキシム化合物は、高い光吸収性を有し高感度化の観点から好ましい。
 また、オキシム化合物の特定部位に不飽和結合を有する特開2009-242469号公報に記載の化合物も、重合不活性ラジカルから活性ラジカルを再生することで高感度化を達成でき好適に使用することができる。
 特に好ましくは、特開2007-269779号公報に示される特定置換基を有するオキシム化合物や、特開2009-191061号公報に示されるチオアリール基を有するオキシム化合物が挙げられる。
 具体的には、光重合開始剤であるオキシム化合物としては、下記一般式(OX-1)で表される化合物が好ましい。なお、オキシムのN-O結合が(E)体のオキシム化合物であっても、(Z)体のオキシム化合物であっても、(E)体と(Z)体との混合物であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 一般式(OX-1)中、RおよびBは各々独立に一価の置換基を表し、Aは二価の有機基を表し、Arはアリール基を表す。
 一般式(OX-1)中、Rで表される一価の置換基としては、一価の非金属原子団であることが好ましい。
 一価の非金属原子団としては、アルキル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、複素環基、アルキルチオカルボニル基、アリールチオカルボニル基等が挙げられる。また、これらの基は、1以上の置換基を有していてもよい。また、前述した置換基は、さらに他の置換基で置換されていてもよい。
 置換基としてはハロゲン原子、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基またはアリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、アシル基、アルキル基、アリール基等が挙げられる。
 アルキル基としては、炭素数1~30のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、1-エチルペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基、2-エチルヘキシル基、フェナシル基、1-ナフトイルメチル基、2-ナフトイルメチル基、4-メチルスルファニルフェナシル基、4-フェニルスルファニルフェナシル基、4-ジメチルアミノフェナシル基、4-シアノフェナシル基、4-メチルフェナシル基、2-メチルフェナシル基、3-フルオロフェナシル基、3-トリフルオロメチルフェナシル基、および、3-ニトロフェナシル基が例示できる。
 アリール基としては、炭素数6~30のアリール基が好ましく、具体的には、フェニル基、ビフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、9-アンスリル基、9-フェナントリル基、1-ピレニル基、5-ナフタセニル基、1-インデニル基、2-アズレニル基、9-フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、キシリル基、o-クメニル基、m-クメニル基およびp-クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、並びに、オバレニル基が例示できる。
 アシル基としては、炭素数2~20のアシル基が好ましく、具体的には、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、トリフルオロアセチル基、ペンタノイル基、ベンゾイル基、1-ナフトイル基、2-ナフトイル基、4-メチルスルファニルベンゾイル基、4-フェニルスルファニルベンゾイル基、4-ジメチルアミノベンゾイル基、4-ジエチルアミノベンゾイル基、2-クロロベンゾイル基、2-メチルベンゾイル基、2-メトキシベンゾイル基、2-ブトキシベンゾイル基、3-クロロベンゾイル基、3-トリフルオロメチルベンゾイル基、3-シアノベンゾイル基、3-ニトロベンゾイル基、4-フルオロベンゾイル基、4-シアノベンゾイル基、および、4-メトキシベンゾイル基が例示できる。
 アルコキシカルボニル基としては、炭素数2~20のアルコキシカルボニル基が好ましく、具体的には、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、および、トリフルオロメチルオキシカルボニル基が例示できる。
 アリールオキシカルボニル基として具体的には、フェノキシカルボニル基、1-ナフチルオキシカルボニル基、2-ナフチルオキシカルボニル基、4-メチルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、4-フェニルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、4-ジメチルアミノフェニルオキシカルボニル基、4-ジエチルアミノフェニルオキシカルボニル基、2-クロロフェニルオキシカルボニル基、2-メチルフェニルオキシカルボニル基、2-メトキシフェニルオキシカルボニル基、2-ブトキシフェニルオキシカルボニル基、3-クロロフェニルオキシカルボニル基、3-トリフルオロメチルフェニルオキシカルボニル基、3-シアノフェニルオキシカルボニル基、3-ニトロフェニルオキシカルボニル基、4-フルオロフェニルオキシカルボニル基、4-シアノフェニルオキシカルボニル基、および、4-メトキシフェニルオキシカルボニル基が例示できる。
 複素環基としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子若しくはリン原子を含む、芳香族または脂肪族の複素環が好ましい。
 具体的には、チエニル基、ベンゾ[b]チエニル基、ナフト[2,3-b]チエニル基、チアントレニル基、フリル基、ピラニル基、イソベンゾフラニル基、クロメニル基、キサンテニル基、フェノキサチイニル基、2H-ピロリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インドリジニル基、イソインドリル基、3H-インドリル基、インドリル基、1H-インダゾリル基、プリニル基、4H-キノリジニル基、イソキノリル基、キノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、プテリジニル基、4aH-カルバゾリル基、カルバゾリル基、β-カルボリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ペリミジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェナルサジニル基、イソチアゾリル基、フェノチアジニル基、イソキサゾリル基、フラザニル基、フェノキサジニル基、イソクロマニル基、クロマニル基、ピロリジニル基、ピロリニル基、イミダゾリジニル基、イミダゾリニル基、ピラゾリジニル基、ピラゾリニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、インドリニル基、イソインドリニル基、キヌクリジニル基、モルホリニル基、および、チオキサントリル基が例示できる。
 アルキルチオカルボニル基として具体的には、メチルチオカルボニル基、プロピルチオカルボニル基、ブチルチオカルボニル基、ヘキシルチオカルボニル基、オクチルチオカルボニル基、デシルチオカルボニル基、オクタデシルチオカルボニル基、および、トリフルオロメチルチオカルボニル基が例示できる。
 アリールチオカルボニル基として具体的には、1-ナフチルチオカルボニル基、2-ナフチルチオカルボニル基、4-メチルスルファニルフェニルチオカルボニル基、4-フェニルスルファニルフェニルチオカルボニル基、4-ジメチルアミノフェニルチオカルボニル基、4-ジエチルアミノフェニルチオカルボニル基、2-クロロフェニルチオカルボニル基、2-メチルフェニルチオカルボニル基、2-メトキシフェニルチオカルボニル基、2-ブトキシフェニルチオカルボニル基、3-クロロフェニルチオカルボニル基、3-トリフルオロメチルフェニルチオカルボニル基、3-シアノフェニルチオカルボニル基、3-ニトロフェニルチオカルボニル基、4-フルオロフェニルチオカルボニル基、4-シアノフェニルチオカルボニル基、および、4-メトキシフェニルチオカルボニル基が挙げられる。
 一般式(OX-1)中、Bで表される一価の置換基としては、アリール基、複素環基、アリールカルボニル基、または、複素環カルボニル基を表す。また、これらの基は1以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、前述した置換基が例示できる。また、前述した置換基は、さらに他の置換基で置換されていてもよい。
 なかでも、特に好ましくは以下に示す構造である。
 下記の構造中、Y、X、および、nは、それぞれ、後述する一般式(OX-2)におけるY、X、および、nと同義であり、好ましい例も同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 式(OX-1)中、Aで表される二価の有機基としては、炭素数1~12のアルキレン基、シクロアルキレン基、アルキニレン基が挙げられる。また、これらの基は1以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、前述した置換基が例示できる。また、前述した置換基は、さらに他の置換基で置換されていてもよい。
 中でも、式(OX-1)におけるAとしては、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、無置換のアルキレン基、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、tert-ブチル基、ドデシル基)で置換されたアルキレン基、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基)で置換されたアルキレン基、アリール基(例えば、フェニル基、p-トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基、スチリル基)で置換されたアルキレン基が好ましい。
 式(OX-1)中、Arで表されるアリール基としては、炭素数6~30のアリール基が好ましく、また、置換基を有していてもよい。置換基としては、先に置換基を有していてもよいアリール基の具体例として挙げた置換アリール基に導入された置換基と同様のものが例示できる。
 なかでも、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、置換または無置換のフェニル基が好ましい。
 式(OX-1)においては、式(OX-1)中のArとそれに隣接するSとで形成される「SAr」の構造が、以下に示す構造であることが感度の点で好ましい。なお、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 オキシム化合物は、下記一般式(OX-2)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 一般式(OX-2)中、RおよびXは各々独立に一価の置換基を表し、AおよびYは各々独立に二価の有機基を表し、Arはアリール基を表し、nは0~5の整数である。一般式(OX-2)におけるR、A、およびArは、一般式(OX-1)におけるR、A、およびArと同義であり、好ましい例も同様である。
 一般式(OX-2)中、Xで表される一価の置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、複素環基、ハロゲン原子が挙げられる。また、これらの基は1以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、前述した置換基が例示できる。また、前述した置換基は、さらに他の置換基で置換されていてもよい。
 これらの中でも、一般式(OX-2)におけるXとしては、溶剤溶解性と長波長領域の吸収効率向上の点から、アルキル基が好ましい。
 また、式(2)におけるnは、0~5の整数を表し、0~2の整数が好ましい。
 一般式(OX-2)中、Yで表される二価の有機基としては、以下に示す構造が挙げられる。なお、以下に示される基において、「*」は、式(OX-2)において、Yと隣接する炭素原子との結合位置を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 中でも、高感度化の観点から、下記に示す構造が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 さらにオキシム化合物は、下記一般式(OX-3)または(OX-4)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 一般式(OX-3)または(OX-4)中、RおよびXは各々独立に一価の置換基を表し、Aは二価の有機基を表し、Arはアリール基を表し、nは0~5の整数である。)
 一般式(OX-3)または(OX-4)におけるR、X、A、Ar、および、nは、一般式(OX-2)におけるR、X、A、Ar、および、nとそれぞれ同義であり、好ましい例も同様である。
 以下好適に用いられるオキシム化合物の具体例(C-4)~(C-13)を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 オキシム化合物は、350nm~500nmの波長領域に極大吸収波長を有するものであり、360nm~480nmの波長領域に吸収波長を有するものであることが好ましく、365nmおよび455nmの吸光度が高いものが特に好ましい。
 オキシム化合物は、365nmまたは405nmにおけるモル吸光係数は、感度の観点から、1,000~300,000であることが好ましく、2,000~300,000であることがより好ましく、5,000~200,000であることが特に好ましい。
 化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いることができるが、具体的には、例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Carry-5 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。
 本発明の着色組成物に光重合開始剤が含有する場合、光重合開始剤の含有量は、着色組成物の全固形分に対し0.1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上30質量%以下、さらに好ましくは1質量%以上20質量%以下である。この範囲で、より良好な感度とパターン形成性が得られる。
 本発明の組成物は、光重合開始剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<硬化性化合物>>
<<<重合性化合物>>>
 本発明の着色組成物は、重合性化合物を含有することが好ましい。
 ラジカル、酸、熱により架橋可能な公知の重合性化合物を用いることができ、例えば、エチレン性不飽和結合、環状エーテル(エポキシ、オキセタン)、メチロール等を含む重合性化合物が挙げられる。重合性化合物は、感度の観点から、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物から好適に選ばれる。中でも、4官能以上の多官能重合性化合物が好ましく、5官能以上の多官能重合性化合物がさらに好ましい。
 このような化合物群は産業分野において広く知られているものであり、本発明においてはこれらを特に限定なく用いることができる。これらは、例えば、モノマー、プレポリマー、すなわち2量体、3量体およびオリゴマーまたはそれらの混合物並びにそれらの多量体などの化学的形態のいずれであってもよい。本発明における重合性化合物は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 より具体的には、モノマーおよびそのプレポリマーの例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類、並びにこれらの多量体が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、および不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類、並びにこれらの多量体である。また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能イソシアネート類或いはエポキシ類との付加反応物や、単官能若しくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、さらに、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン等のビニルベンゼン誘導体、ビニルエーテル、アリルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
 これらの具体的な化合物としては、特開2009-288705号公報の段落番号〔0095〕~〔0108〕に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
 また、重合性化合物としては、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン基を有する、常圧下で100℃以上の沸点を持つエチレン性不飽和基を持つ化合物も好ましい。その例としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能のアクリレートやメタアクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48-41708号公報、特公昭50-6034号公報、特開昭51-37193号公報に記載されているようなウレタン(メタ)アクリレート類、特開昭48-64183号公報、特公昭49-43191号公報、特公昭52-30490号公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタアクリレートおよびこれらの混合物を挙げることができる。
 多官能カルボン酸にグリシジル(メタ)アクリレート等の環状エーテル基とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させ得られる多官能(メタ)アクリレートなども挙げることができる。
 また、その他の好ましい重合性化合物として、特開2010-160418号公報、特開2010-129825号公報、特許第4364216号明細書等に記載される、フルオレン環を有し、エチレン性不飽和基を2官能以上有する化合物、カルド樹脂も使用することが可能である。
 また、常圧下で100℃以上の沸点を有し、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を持つ化合物としては、特開2008-292970号公報の段落番号[0254]~[0257]に記載の化合物も好適である。
 上記のほか、下記一般式(MO-1)~(MO-5)で表される、ラジカル重合性モノマーも好適に用いることができる。なお、式中、Tがオキシアルキレン基の場合には、炭素原子側の末端がRに結合する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 一般式において、nは0~14であり、mは1~8である。一分子内に複数存在するR、T、は、各々同一であっても、異なっていてもよい。
 一般式(MO-1)~(MO-5)で表される重合性化合物の各々において、複数存在するRの少なくとも1つは、-OC(=O)CH=CH2、または、-OC(=O)C(CH3)=CH2で表される基を表す。
 一般式(MO-1)~(MO-5)で表される重合性化合物の具体例としては、特開2007-269779号公報の段落番号0248~段落番号0251に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
 また、特開平10-62986号公報において一般式(1)および(2)としてその具体例と共に記載の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、NKエステル A-DPH-12E;新中村化学社製)、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(例えば、サートマー社から市販されている、SR454、SR494、SR499など)が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。また、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート(市販品としてはSR368;サートマー社製)を使用することもできる。
 重合性化合物としては、多官能モノマーであって、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等の酸基を有していてもよい。エチレン性化合物が、上記のように混合物である場合のように未反応のカルボキシル基を有するものであれば、これをそのまま利用することができるが、必要において、上述のエチレン性化合物のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を導入してもよい。この場合、使用される非芳香族カルボン酸無水物の具体例としては、無水テトラヒドロフタル酸、アルキル化無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、アルキル化無水ヘキサヒドロフタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸が挙げられる。
 本発明において、酸基を有するモノマーとしては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルであり、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせた多官能モノマーが好ましく、特に好ましくは、このエステルにおいて、脂肪族ポリヒドロキシ化合物がペンタエリスリトールおよび/またはジペンタエリスリトールであるものである。市販品としては、例えば、東亞合成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、0.1mgKOH/g~40mgKOH/gであり、特に好ましくは5mgKOH/g~30mgKOH/gである。多官能モノマーの酸価が低すぎると現像溶解特性が落ち、高すぎると製造や取扱いが困難になり光重合性能が落ち、画素の表面平滑性等の硬化性が劣るものとなる。従って、異なる酸基の多官能モノマーを2種以上併用する場合、或いは酸基を有しない多官能モノマーを併用する場合、全体の多官能モノマーとしての酸基が上記範囲に入るように調整することが好ましい。
 また、重合性化合物として、カプロラクトン構造を有する多官能性単量体を含有することも好ましい態様である。
 カプロラクトン構造を有する多官能性単量体としては、その分子内にカプロラクトン構造を有する限り特に限定されるものではないが、例えば、トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、ジグリセロール、トリメチロールメラミン等の多価アルコールと、(メタ)アクリル酸およびε-カプロラクトンをエステル化することにより得られる、ε-カプロラクトン変性多官能(メタ)アクリレートを挙げることができる。なかでも下記一般式(Z-1)で表されるカプロラクトン構造を有する多官能性単量体が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 一般式(Z-1)中、6個のRは全てが下記一般式(Z-2)で表される基であるか、または6個のRのうち1~5個が下記一般式(Z-2)で表される基であり、残余が下記一般式(Z-3)で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 一般式(Z-2)中、R1は水素原子またはメチル基を示し、mは1または2の数を示し、「*」は結合手であることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 一般式(Z-3)中、R1は水素原子またはメチル基を示し、「*」は結合手であることを示す。)
 このようなカプロラクトン構造を有する多官能性単量体は、例えば、日本化薬(株)からKAYARAD DPCAシリーズとして市販されており、DPCA-20(上記式(1)~(3)においてm=1、式(2)で表される基の数=2、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA-30(同式、m=1、式(2)で表される基の数=3、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA-60(同式、m=1、式(2)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA-120(同式においてm=2、式(2)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)等を挙げることができる。
 本発明において、カプロラクトン構造を有する多官能性単量体は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 また、本発明における特定モノマーとしては、下記一般式(Z-4)または(Z-5)で表される化合物の群から選択される少なくとも1種であることも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 一般式(Z-4)および(Z-5)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(Z-4)中、アクリロイル基およびメタクリロイル基の合計は3個または4個であり、mは各々独立に0~10の整数を表し、各mの合計は0~40の整数である。但し、各mの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
 一般式(Z-5)中、アクリロイル基およびメタクリロイル基の合計は5個または6個であり、nは各々独立に0~10の整数を表し、各nの合計は0~60の整数である。但し、各nの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
 一般式(Z-4)中、mは、0~6の整数が好ましく、0~4の整数がより好ましい。また、各mの合計は、2~40の整数が好ましく、2~16の整数がより好ましく、4~8の整数が特に好ましい。
 一般式(Z-5)中、nは、0~6の整数が好ましく、0~4の整数がより好ましい。
 また、各nの合計は、3~60の整数が好ましく、3~24の整数がより好ましく、6~12の整数が特に好ましい。
 また、一般式(Z-4)または一般式(Z-5)中の-((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(Z-4)または一般式(Z-5)で表される化合物は1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。特に、一般式(Z-5)において、6個のX全てがアクリロイル基である形態が好ましい。
 また、一般式(Z-4)または一般式(Z-5)で表される化合物の重合性化合物中における全含有量としては、20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。
 一般式(Z-4)または一般式(Z-5)で表される化合物は、従来公知の工程である、ペンタエリスリト-ルまたはジペンタエリスリト-ルにエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを開環付加反応により開環骨格を結合する工程と、開環骨格の末端水酸基に、例えば(メタ)アクリロイルクロライドを反応させて(メタ)アクリロイル基を導入する工程と、から合成することができる。各工程は良く知られた工程であり、当業者は容易に一般式(Z-4)または(Z-5)で表される化合物を合成することができる。
 一般式(Z-4)または一般式(Z-5)で表される化合物の中でも、ペンタエリスリトール誘導体および/またはジペンタエリスリトール誘導体がより好ましい。
 具体的には、下記式(a)~(f)で表される化合物(以下、「例示化合物(a)~(f)」ともいう。)が挙げられ、中でも、例示化合物(a)、(b)、(e)、(f)が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 一般式(Z-4)、(Z-5)で表される重合性化合物の市販品としては、例えばサートマー社製のエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR-494、日本化薬株式会社製のペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA-60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA-330などが挙げられる。
 また、重合性化合物としては、特公昭48-41708号公報、特開昭51-37193号公報、特公平2-32293号公報、特公平2-16765号公報に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58-49860号公報、特公昭56-17654号公報、特公昭62-39417号公報、特公昭62-39418号公報記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。さらに、重合性化合物として、特開昭63-277653号公報、特開昭63-260909号公報、特開平1-105238号公報に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する付加重合性化合物類を用いることによって、非常に感光スピードに優れた硬化性組成物を得ることができる。
 重合性化合物の市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS-10、UAB-140(山陽国策パルプ社製)、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。
 環状エーテル(エポキシ、オキセタン)としては、例えば、エポキシ基を有する化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂として、JER-827、JER-828、JER-834、JER-1001、JER-1002、JER-1003、JER-1055、JER-1007、JER-1009、JER-1010(以上、ジャパンエポキシレジン(株)製)、EPICLON840、EPICLON860、EPICLON1050、EPICLON1051、EPICLON1055(以上、DIC(株)製)等であり、ビスフェノールF型エポキシ樹脂として、JER-806、JER-807、JER-4004、JER-4005、JER-4007、JER-4010(以上、ジャパンエポキシレジン(株)製)、EPICLON830、EPICLON835(以上、DIC(株)製)、LCE-21、RE-602S(以上、日本化薬(株)製)等であり、フェノールノボラック型エポキシ樹脂として、JER-152、JER-154、JER-157S70、JER-157S65、(以上、ジャパンエポキシレジン(株)製)、EPICLON N-740、EPICLON N-740、EPICLON N-770、EPICLON N-775(以上、DIC(株)製)等であり、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂として、EPICLON N-660、EPICLON N-665、EPICLON N-670、EPICLON N-673、EPICLON N-680、EPICLON N-690、EPICLON N-695(以上、DIC(株)製)、EOCN-1020(以上、日本化薬(株)製)、脂肪族エポキシ樹脂として、ADEKA RESIN EP-4080S、同EP-4085S、同EP-4088S(以上、(株)ADEKA製)セロキサイド2021P、セロキサイド2081、セロキサイド2083、セロキサイド2085、EHPE-3150(2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物)、EPOLEAD PB 3600、同PB 4700(以上、ダイセル化学工業(株)製)、デナコール EX-211L、EX-212L、EX-214L、EX-216L、EX-321L、EX-850L(以上、ナガセケムテックス(株)製)、ADEKA RESIN EP-4000S、同EP-4003S、同EP-4010S、同EP-4011S(以上、(株)ADEKA製)、NC-2000、NC-3000、NC-7300、XD-1000、EPPN-501、EPPN-502(以上、(株)ADEKA製)、JER-1031S(ジャパンエポキシレジン(株)製)、EPICLON HP7200(DIC(株)製)等が挙げられる。エポキシ化合物は、ドライエッチング法でパターンを形成する場合に好適である。
 これらの重合性化合物について、その構造、単独使用か併用か、添加量等の使用方法の詳細は、着色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、着色組成物により形成された硬化膜の強度を高める観点では、3官能以上のものがよく、さらに、異なる官能基数・異なる重合性基(例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。さらに、3官能以上のものでエチレンオキサイド鎖長の異なる重合性化合物を併用することが、着色組成物の現像性を調節することができ、優れたパターン形成能が得られるという点で好ましい。
 また、着色組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、被分散体、アルカリ可溶性樹脂等)との相溶性、分散性に対しても、重合性化合物の選択・使用法は重要な要因であり、例えば、低純度化合物の使用や2種以上の併用により相溶性を向上させうることがある。また、支持体などの硬質表面との密着性を向上させる観点で特定の構造を選択することもあり得る。
 本発明の着色組成物中に重合性化合物を配合する場合、重合性化合物の含有量は、着色組成物中の全固形分に対して0.1質量%~90質量%が好ましく、1.0質量%~60質量%がさらに好ましく、2.0質量%~40質量%が特に好ましい。
 本発明の組成物は、重合性化合物を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<<アルカリ可溶性樹脂>>>
 本発明の着色組成物は、さらに、アルカリ可溶性樹脂を含有することが好ましい。
 アルカリ可溶性樹脂の分子量としては、特に定めるものではないが、Mwが5000~100,000であることが好ましい。また、Mnは1000~20,000であることが好ましい。
 アルカリ可溶性樹脂としては、線状有機高分子重合体であって、分子(好ましくは、アクリル系共重合体、スチレン系共重合体を主鎖とする分子)中に少なくとも1つのアルカリ可溶性を促進する基を有するアルカリ可溶性樹脂の中から適宜選択することができる。耐熱性の観点からは、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましく、現像性制御の観点からは、アクリル系樹脂、アクリルアミド系樹脂、アクリル/アクリルアミド共重合体樹脂が好ましい。
 アルカリ可溶性を促進する基(以下、酸基ともいう)としては、例えば、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、フェノール性水酸基などが挙げられるが、有機溶剤に可溶で弱アルカリ水溶液により現像可能なものが好ましく、(メタ)アクリル酸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。
 重合後に酸基を付与しうるモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するモノマー、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有するモノマー、2-イソシアナートエチル(メタ)アクリレート等のイソシアネート基を有するモノマー等が挙げられる。これら酸基を導入するための単量体は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。アルカリ可溶性樹脂に酸基を導入するには、例えば、酸基を有するモノマーおよび/または重合後に酸基を付与しうるモノマー(以下「酸基を導入するための単量体」と称することもある。)を、単量体成分として重合するようにすればよい。
 なお、重合後に酸基を付与しうるモノマーを単量体成分として酸基を導入する場合には、重合後に例えば後述するような酸基を付与するための処理が必要となる。
 アルカリ可溶性樹脂の製造には、例えば、公知のラジカル重合法による方法を適用することができる。ラジカル重合法でアルカリ可溶性樹脂を製造する際の温度、圧力、ラジカル開始剤の種類およびその量、溶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、並びに側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたもの挙げられる。特に、(メタ)アクリル酸と、これと共重合可能な他の単量体との共重合体が、アルカリ可溶性樹脂として好適である。(メタ)アクリル酸と共重合可能な他の単量体としては、アルキル(メタ)アクリレート、アリール(メタ)アクリレート、ビニル化合物などが挙げられる。アルキル(メタ)アクリレートおよびアリール(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、トリル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等、ビニル化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、グリシジルメタクリレート、アクリロニトリル、ビニルアセテート、N-ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、ポリスチレンマクロモノマー、ポリメチルメタクリレートマクロモノマー等、特開平10-300922号公報に記載のN位置換マレイミドモノマーとして、N―フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等を挙げることができる。なお、これらの(メタ)アクリル酸と共重合可能な他の単量体は1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
 アルカリ可溶性樹脂としては、下記一般式(ED)で示される化合物(以下「エーテルダイマー」と称することもある。)を必須とする単量体成分を重合してなるポリマー(a)を含むことも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 一般式(ED)中、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1~25の炭化水素基を表す。
 これにより、本発明の着色組成物は、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。エーテルダイマーを示す一般式(ED)中、R1およびR2で表される置換基を有していてもよい炭素数1~25の炭化水素基としては、特に制限はないが、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、tert-アミル、ステアリル、ラウリル、2-エチルヘキシル等の直鎖状または分岐状のアルキル基;フェニル等のアリール基;シクロヘキシル、tert-ブチルシクロヘキシル、ジシクロペンタジエニル、トリシクロデカニル、イソボルニル、アダマンチル、2-メチル-2-アダマンチル等の脂環式基;1-メトキシエチル、1-エトキシエチル等のアルコキシで置換されたアルキル基;ベンジル等のアリール基で置換されたアルキル基;等が挙げられる。これらの中でも特に、メチル、エチル、シクロヘキシル、ベンジル等のような酸や熱で脱離しにくい1級または2級炭素の置換基が耐熱性の点で好ましい。
 エーテルダイマーの具体例としては、例えば、ジメチル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジエチル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(n-プロピル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソプロピル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(n-ブチル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソブチル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(tert-ブチル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(tert-アミル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ステアリル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ラウリル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(2-エチルヘキシル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(1-メトキシエチル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(1-エトキシエチル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジベンジル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジフェニル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジシクロヘキシル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(tert-ブチルシクロヘキシル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ジシクロペンタジエニル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(トリシクロデカニル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソボルニル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジアダマンチル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(2-メチル-2-アダマンチル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート等が挙げられる。これらの中でも特に、ジメチル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジエチル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジシクロヘキシル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジベンジル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエートが好ましい。これらエーテルダイマーは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。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。
 アルカリ可溶性樹脂は、下記式(X)で示されるエチレン性不飽和単量体(a)に由来する構造単位を含んでいてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
(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。
 また、本発明における着色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を、塩基性処理することで得られる樹脂などが好ましい。また、アクリキュア-RD-F8(日本触媒社製)も好ましい。
 アルカリ可溶性樹脂としては、特に、(メタ)アクリル酸ベンジル/(メタ)アクリル酸共重合体や(メタ)アクリル酸ベンジル/(メタ)アクリル酸/他のモノマーからなる多元共重合体が好適である。この他、2-ヒドロキシエチルメタクリレートを共重合した(メタ)アクリル酸ベンジル/(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル共重合体、特開平7-140654号公報に記載の2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2-ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2-ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクレート/メタクリル酸共重合体などが挙げられ、特に好ましくはメタクリル酸ベンジル/メタクリル酸の共重合体等が挙げられる。
 アルカリ可溶性樹脂としては、特開2012-208494号公報段落0558~0571(対応する米国特許出願公開第2012/0235099号明細書の[0685]~[0700])以降の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 さらに、特開2012-32767号公報に記載の段落番号0029~0063に記載の共重合体(B)および実施例で用いられているアルカリ可溶性樹脂、特開2012-208474号公報の段落番号0088~0098に記載のバインダー樹脂および実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2012-137531号公報の段落番号0022~0032に記載のバインダー樹脂および実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2013-024934号公報の段落番号0132~0143に記載のバインダー樹脂および実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2011-242752号公報の段落番号0092~0098および実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2012-032770号公報の段落番号0030~0072の記載のバインダー樹脂を用いること好ましい。これらの内容は本願明細書に組み込まれる。より具体的には、下記の樹脂が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 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、70mgKOH/g~120mgKOH/gであることが特に好ましい。
 また、アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量(Mw)としては、2,000~50,000が好ましく、5,000~30,000がさらに好ましく、7,000~20,000が特に好ましい。
 着色組成物中にアルカリ可溶性樹脂を含有する場合、アルカリ可溶性樹脂の含有量としては、着色組成物の全固形分に対して、1質量%~15質量%が好ましく、より好ましくは、2質量%~12質量%であり、特に好ましくは、3質量%~10質量%である。
 本発明の組成物は、アルカリ可溶性樹脂を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<他の成分>
 本発明の着色組成物は、上述の各成分に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに、有機溶剤、架橋剤、重合禁止剤、界面活性剤、有機カルボン酸、有機カルボン酸無水物などの他の成分を含んでいてもよい。
<<有機溶剤>>
 本発明の着色組成物は、有機溶剤を含有してもよい。
 有機溶剤は、各成分の溶解性や着色組成物の塗布性を満足すれば基本的には特に制限はないが、特に紫外線吸収剤、アルカリ可溶性樹脂や分散剤等の溶解性、塗布性、安全性を考慮して選ばれることが好ましい。また、本発明における着色組成物を調製する際には、少なくとも2種類の有機溶剤を含むことが好ましい。
 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、酢酸シクロヘキシル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸アルキル(例:オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3-オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:3-オキシプロピオン酸メチル、3-オキシプロピオン酸エチル等(例えば、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等))、2-オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2-オキシプロピオン酸メチル、2-オキシプロピオン酸エチル、2-オキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル))、2-オキシ-2-メチルプロピオン酸メチルおよび2-オキシ-2-メチルプロピオン酸エチル(例えば、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸メチル、2-オキソブタン酸エチル等、並びに、エーテル類として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等、並びに、ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン等、並びに、芳香族炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン等が好適に挙げられる。
 これらの有機溶剤は、紫外線吸収剤およびアルカリ可溶性樹脂の溶解性、塗布面状の改良などの観点から、2種以上を混合することも好ましい。この場合、特に好ましくは、上記の3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、およびプロピレングリコールメチルエーテルアセテートから選択される2種以上で構成される混合溶液である。
 本発明において、有機溶剤は、過酸化物の含有率が0.8mmmpl/L以下であることが好ましく、過酸化物を実質的に含まないことがより好ましい。
 有機溶剤の着色組成物中における含有量は、塗布性の観点から、組成物の全固形分濃度が5質量%~80質量%になる量とすることが好ましく、5質量%~60質量%がさらに好ましく、10質量%~50質量%が特に好ましい。
 本発明の組成物は、有機溶剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<架橋剤>>
 本発明の着色組成物に補足的に架橋剤を用い、着色組成物を硬化させてなる硬化膜の硬度をより高めることもできる。
 架橋剤としては、架橋反応により膜硬化を行なえるものであれば、特に限定はなく、例えば、(a)エポキシ樹脂、(b)メチロール基、アルコキシメチル基、およびアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換された、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物またはウレア化合物、(c)メチロール基、アルコキシメチル基、およびアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換された、フェノール化合物、ナフトール化合物またはヒドロキシアントラセン化合物、が挙げられる。中でも、多官能エポキシ樹脂が好ましい。
 架橋剤の具体例などの詳細については、特開2004-295116号公報の段落0134~0147の記載を参照することができる。
 本発明の着色組成物中に架橋剤を含有する場合、架橋剤の配合量は、特に定めるものではないが、組成物の全固形分の2~30質量%が好ましく、3~20質量%がより好ましい。
 本発明の組成物は、架橋剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<重合禁止剤>>
 本発明の着色組成物においては、着色組成物の製造中または保存中において、重合性化合物の不要な熱重合を阻止するために、少量の重合禁止剤を添加することが望ましい。
 本発明に用いうる重合禁止剤としては、ハイドロキノン、p-メトキシフェノール、ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、ピロガロール、tert-ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4’-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、N-ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩等が挙げられる。
 本発明の着色組成物中に重合禁止剤を含有する場合、重合禁止剤の添加量は、全組成物の質量に対して、約0.01質量%~約5質量%が好ましい。
 本発明の組成物は、重合禁止剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<界面活性剤>>
 本発明の着色組成物には、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、本発明の着色組成物は、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着色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、着色組成物中における溶解性も良好である。
 フッ素系界面活性剤としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F176、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437、同F475、同F479、同F482、同F554、同F780、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)、PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(OMNOVA社製)等が挙げられる。
 フッ素系界面活性剤としてブロックポリマーを用いることもでき、具体例としては、例えば特開2011-89090号公報に記載されたが化合物が挙げられる。
 ノニオン系界面活性剤として具体的には、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン並びにそれらのエトキシレートおよびプロポキシレート(例えば、グリセロールプロポキシレート、グリセリンエトキシレート等)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル(BASF社製のプルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1)、ソルスパース20000(日本ルーブリゾール(株))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。
 本発明の着色組成物に界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の添加量は、着色組成物の全質量に対して、0.001質量%~2.0質量%が好ましく、より好ましくは0.005質量%~1.0質量%である。
 本発明の組成物は、界面活性剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<有機カルボン酸、有機カルボン酸無水物>>
 本発明の着色組成物は、分子量1000以下の有機カルボン酸、および/または有機カルボン酸無水物を含有していてもよい。
 有機カルボン酸化合物としては、具体的には、脂肪族カルボン酸または芳香族カルボン酸が挙げられる。脂肪族カルボン酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、グリコール酸、アクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセンジカルボン酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル酸等のジカルボン酸、トリカルバリル酸、アコニット酸等のトリカルボン酸等が挙げられる。また、芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、フタル酸等のフェニル基に直接カルボキシル基が結合したカルボン酸、およびフェニル基から炭素結合を介してカルボキシル基が結合したカルボン酸類が挙げられる。これらの中では、特に分子量600以下、とりわけ分子量50~500のもの、具体的には、例えば、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、イタコン酸が好ましい。
 有機カルボン酸無水物としては、例えば、脂肪族カルボン酸無水物、芳香族カルボン酸無水物が挙げられ、具体的には、例えば、無水酢酸、無水トリクロロ酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、無水グルタル酸、無水1,2-シクロヘキセンジカルボン酸、無水n-オクタデシルコハク酸、無水5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸等の脂肪族カルボン酸無水物が挙げられる。芳香族カルボン酸無水物としては、例えば、無水フタル酸、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、無水ナフタル酸等が挙げられる。これらの中では、特に分子量600以下、とりわけ分子量50~500のもの、具体的には、例えば、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸が好ましい。
 本発明の着色組成物に有機カルボン酸、有機カルボン酸無水物を含有する場合、有機カルボン酸および/または有機カルボン酸無水物の添加量は、通常、全固形分中0.01~10重量%、好ましくは0.03~5重量%、より好ましくは0.05~3重量%の範囲である。
 本発明の組成物は、有機カルボン酸および/または有機カルボン酸無水物を、それぞれ、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
 これら分子量1000以下の有機カルボン酸、および/または有機カルボン酸無水物を添加することによって、高いパターン密着性を保ちながら、着色組成物の未溶解物の残存をより一層低減することが可能である。
 上記のほか、着色組成物には、必要に応じて、各種添加物、例えば、充填剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することができる。これらの添加物としては、特開2004-295116号公報の段落0155~0156に記載のものを挙げることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 本発明の着色組成物においては、特開2004-295116号公報の段落0078に記載の増感剤や光安定剤、同公報の段落0081に記載の熱重合防止剤を含有することができる。
 本発明の組成物は、上記成分を、それぞれ、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<着色組成物の調製方法>
 本発明の着色組成物は、前述の成分を混合することで調製される。
 なお、着色組成物の調製に際しては、着色組成物を構成する各成分を一括配合してもよいし、各成分を溶剤に溶解・分散した後に逐次配合してもよい。また、配合する際の投入順序や作業条件は特に制約を受けない。例えば、全成分を同時に溶剤に溶解・分散して組成物を調製してもよいし、必要に応じては、各成分を適宜2つ以上の溶液・分散液としておいて、使用時(塗布時)にこれらを混合して組成物として調製してもよい。
 本発明の着色組成物は、異物の除去や欠陥の低減などの目的で、フィルタで濾過することが好ましい。従来からろ過用途等に用いられているものであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂、ナイロン-6、ナイロン-6,6等のポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂(高密度、超高分子量を含む)等によるフィルタが挙げられる。これら素材の中でもポリプロピレン(高密度ポリプロピレンを含む)が好ましい。
 フィルタの孔径は、0.01~7.0μm程度が適しており、好ましくは0.01~3.0μm程度、さらに好ましくは0.05~0.5μm程度である。この範囲とすることにより、後工程において均一及び平滑な着色組成物の調製を阻害する、微細な異物を確実に除去することが可能となる。
 フィルタを使用する際、異なるフィルタを組み合わせてもよい。その際、第1のフィルタでのフィルタリングは、1回のみでもよいし、2回以上行ってもよい。
 また、上述した範囲内で異なる孔径の第1のフィルタを組み合わせてもよい。ここでの孔径は、フィルタメーカーの公称値を参照することができる。市販のフィルタとしては、例えば、日本ポール株式会社、アドバンテック東洋株式会社、日本インテグリス株式会社(旧日本マイクロリス株式会社)又は株式会社キッツマイクロフィルタ等が提供する各種フィルタの中から選択することができる。
 第2のフィルタは、上述した第1のフィルタと同様の材料等で形成されたものを使用することができる。
 例えば、第1のフィルタでのフィルタリングは、分散液のみで行い、他の成分を混合した後で、第2のフィルタリングを行ってもよい。
 本発明の着色組成物は、カラーフィルタの着色層形成用として好ましく用いられる。より具体的には、本発明の着色組成物は、耐熱性および色特性に優れた硬化膜を形成することができるため、カラーフィルタの着色パターン(着色層)を形成するために好適に用いられる。また、本発明の着色組成物は、固体撮像素子(例えば、CCD、CMOS等)や、液晶表示装置(LCD)などの画像表示装置に用いられるカラーフィルタなどの着色パターン形成用として好適に用いることができる。さらに、印刷インキ、インクジェットインキおよび塗料などの作製用途としても好適に用いることができる。なかでも、CCDおよびCMOS等の固体撮像素子用のカラーフィルタを作製用途として好適に用いることができる。
<硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタおよびカラーフィルタの製造方法>
 次に、本発明における硬化膜、パターン形成方法およびカラーフィルタについて、その製造方法を通じて詳述する。また、本発明のパターン形成方法を用いたカラーフィルタの製造方法についても説明する。
 本発明の硬化膜は、本発明の着色組成物を硬化してなる。かかる硬化膜はカラーフィルタに好ましく用いられる。
 本発明のパターン形成方法は、本発明の着色組成物を支持体上に適用して着色組成物層を形成し、不要部分を除去して、着色パターンを形成する。
 本発明のパターン形成方法は、カラーフィルタが有する着色パターン(画素)の形成に好適に適用することができる。
 本発明の組成物は、いわゆるフォトリソグラフィ法でパターン形成によって、カラーフィルタを製造してもよいし、ドライエッチング法によってパターンを形成してもよい。
 すなわち、本発明のパターン形成方法の第一の実施形態として、着色組成物を支持体上に適用して着色組成物層を形成する工程と、着色組成物層をパターン状に露光する工程と、未露光部を現像除去して着色パターンを形成する工程とを含むパターン形成方法が例示される。
 また、本発明のパターン形成方法の第二の実施形態として、着色組成物を支持体上に適用して着色組成物層を形成し、硬化して着色層を形成する工程、着色層上にフォトレジスト層を形成する工程、露光および現像することによりフォトレジスト層をパターニングしてレジストパターンを得る工程、およびレジストパターンをエッチングマスクとして着色層をドライエッチングする工程を含む、パターン形成方法が例示される。
 このようなパターン形成方方法は、カラーフィルタの着色層の製造に用いられる。すなわち、本発明では、本発明のパターン形成方法を含むカラーフィルタの製造方法についても開示する。
 以下これらの詳細を述べる。
 以下、本発明のパターン形成方法における各工程については、固体撮像素子用カラーフィルタの製造方法を通じて詳細に説明するが、本発明はこの方法に限定されるものではない。以下、固体撮像素子用カラーフィルタを単に「カラーフィルタ」ということがある。
<<着色組成物層を形成する工程>>
 着色組成物層を形成する工程では、支持体上に、本発明の着色組成物を適用して着色組成物層形成工程を形成する。
 本工程に用いうる支持体としては、例えば、基板(例えば、シリコン基板)上にCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-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。
 本発明における着色パターンは、固体撮像素子用基板の撮像素子形成面側(おもて面)に形成されてもよいし、撮像素子非形成面側(裏面)に形成されてもよい。
 固体撮像素子における着色パターンの間や、固体撮像素子用基板の裏面には、遮光膜が設けられていてもよい。
 また、支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止或いは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。下塗り層には、溶剤、アルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、重合禁止剤、界面活性剤、光重合開始剤等を配合でき、これらの各成分は、上述の本発明の組成物に配合する成分から適宜選択されることが好ましい。
 支持体上への本発明の着色組成物の付与方法としては、スリット塗布、インクジェット法、回転塗布、流延塗布、ロール塗布、スクリーン印刷法等の各種の塗布方法を適用することができる。
 支持体上に塗布された着色組成物層の乾燥(プリベーク)は、ホットプレート、オーブン等で50℃~140℃の温度で10秒~300秒で行うことができる。
<フォトリソグラフィ法でパターン形成する場合>
<<露光する工程>>
 露光工程では、着色組成物層形成工程において形成された着色組成物層を、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。これにより、硬化膜が得られる。
 露光に際して用いることができる放射線(光)としては、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30mJ/cm2~1500mJ/cm2が好ましく50mJ/cm2~1000mJ/cm2がより好ましく、80mJ/cm2~500mJ/cm2が特に好ましい。
 硬化膜(着色膜)の膜厚は1.0μm以下であることが好ましく、0.1μm~0.9μmであることがより好ましく、0.2μm~0.8μmであることがさらに好ましい。
 膜厚を、1.0μm以下とすることにより、高解像性、高密着性を得られるため、好ましい。
 また、本工程においては、0.7μm以下の薄い膜厚を有する硬化膜も好適に形成することができ、得られた硬化膜を、後述するパターン形成工程にて現像処理することで、薄膜でありながらも、現像性、表面荒れ抑制、およびパターン形状に優れた着色パターンを得ることができる。
<<現像工程>>
 次いでアルカリ現像処理を行うことにより、露光工程における光未照射部分の着色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20秒~90秒であった。より残渣を除去するため、近年では120秒~180秒実施する場合もある。さらには、より残渣除去性を向上するため、現像液を60秒ごとに振り切り、さらに新たに現像液を供給する工程を数回繰り返す場合もある。
 現像液に用いるアルカリ剤としては、例えば、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8-ジアザビシクロ-[5、4、0]-7-ウンデセンなどの有機アルカリ性化合物が挙げられ、これらのアルカリ剤を濃度が0.001質量%~10質量%、好ましくは0.01質量%~1質量%となるように純水で希釈したアルカリ性水溶液が現像液として好ましく使用される。
 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。多色の着色パターンを形成するのであれば、色ごとに上記工程を順次繰り返して硬化皮膜を製造することができる。これによりカラーフィルタが得られる。
 ポストベークは、硬化を完全なものとするための現像後の加熱処理であり、通常100℃~240℃、好ましくは200℃~240℃の熱硬化処理を行う。
 このポストベーク処理は、現像後の塗布膜を、上記条件になるようにホットプレートやコンベクションオーブン(熱風循環式乾燥機)、高周波加熱機等の加熱手段を用いて、連続式あるいはバッチ式で行うことができる。
 ドライエッチングにより、パターンを形成する場合、特開2013-64993号公報の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 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、着色組成物層形成工程、露光工程およびパターン形成工程を行った後に、必要により、形成された着色パターンを加熱および/または露光により硬化する硬化工程を含んでいてもよい。
 また、本発明に係る着色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着色組成物や顔料の付着・沈降・乾燥による汚染等が生じる場合がある。そこで、本発明の着色組成物によってもたらされた汚染を効率よく洗浄するためには、前掲の本組成物に関する溶剤を洗浄液として用いることが好ましい。また、特開平7-128867号公報、特開平7-146562号公報、特開平8-278637号公報、特開2000-273370号公報、特開2006-85140号公報、特開2006-291191号公報、特開2007-2101号公報、特開2007-2102号公報、特開2007-281523号公報などに記載の洗浄液も本発明に係る着色組成物の洗浄除去として好適に用いることができる。
 上記のうち、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートおよびアルキレングリコールモノアルキルエーテルが好ましい。
 これら溶媒は、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は、本発明の着色組成物を用いているため、露光マージンに優れた露光ができる共に、形成された着色パターン(着色画素)は、パターン形状に優れ、パターン表面の荒れや現像部における残渣が抑制されていることから、色特性に優れたものとなる。
 本発明のカラーフィルタは、CCD、CMOS等の固体撮像素子に好適に用いることができ、特に100万画素を超えるような高解像度のCCDやCMOS等に好適である。本発明の固体撮像素子用カラーフィルタは、例えば、CCDまたはCMOSを構成する各画素の受光部と、集光するためのマイクロレンズと、の間に配置されるカラーフィルタとして用いることができる。
 なお、本発明のカラーフィルタにおける着色パターン(着色画素)の膜厚としては、2.0μm以下が好ましく、1.0μm以下がより好ましく、0.7μm以下がさらに好ましい。
 また、着色パターン(着色画素)のサイズ(パターン幅)としては、2.5μm以下が好ましく、2.0μm以下がより好ましく、1.7μm以下が特に好ましい。
<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、本発明におけるカラーフィルタが備えられた構成であり、固体撮像素子として機能する構成であれば特に限定はないが、例えば、以下のような構成が挙げられる。
 支持体上に、固体撮像素子(CCDイメージセンサー、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、フォトダイオードおよび転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口した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、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、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。
<画像表示装置>
 本発明のカラーフィルタは、固体撮像素子のみならず、液晶表示装置や有機EL表示装置などの、画像表示装置に用いることができ、特に液晶表示装置の用途に好適である。本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置は、表示画像の色合いが良好で表示特性に優れた高画質画像を表示することができる。
 表示装置の定義や各表示装置の詳細については、例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに記載されている。また、液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば、上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。
 本発明のカラーフィルタは、カラーTFT方式の液晶表示装置に用いてもよい。カラーTFT方式の液晶表示装置については、例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ(共立出版(株)1996年発行)」に記載されている。さらに、本発明はIPSなどの横電界駆動方式、MVAなどの画素分割方式などの視野角が拡大された液晶表示装置や、STN、TN、VA、OCS、FFS、およびR-OCB等にも適用できる。
 また、本発明におけるカラーフィルタは、明るく高精細なCOA(Color-filter On Array)方式にも供することが可能である。COA方式の液晶表示装置にあっては、カラーフィルタ層に対する要求特性は、前述のような通常の要求特性に加えて、層間絶縁膜に対する要求特性、すなわち低誘電率および剥離液耐性が必要とされることがある。本発明のカラーフィルタにおいては、色相に優れた色素を用いることから、色純度、光透過性などが良好で着色パターン(画素)の色合いに優れるので、解像度が高く長期耐久性に優れたCOA方式の液晶表示装置を提供することができる。なお、低誘電率の要求特性を満足するためには、カラーフィルタ層の上に樹脂被膜を設けてもよい。
 これらの画像表示方式については、例えば、「EL、PDP、LCDディスプレイ-技術と市場の最新動向-(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページなどに記載されている。
 本発明におけるカラーフィルタを備えた液晶表示装置は、本発明におけるカラーフィルタ以外に、電極基板、偏光フィルム、位相差フィルム、バックライト、スペーサ、視野角保障フィルムなど様々な部材から構成される。本発明のカラーフィルタは、これらの公知の部材で構成される液晶表示装置に適用することができる。これらの部材については、例えば、「'94液晶ディスプレイ周辺材料・ケミカルズの市場(島 健太郎 (株)シーエムシー 1994年発行)」、「2003液晶関連市場の現状と将来展望(下巻)(表良吉(株)富士キメラ総研、2003年発行)」に記載されている。
 バックライトに関しては、SID meeting Digest 1380(2005)(A.Konno et.al)や、月刊ディスプレイ 2005年12月号の18~24ページ(島 康裕)、同25~30ページ(八木隆明)などに記載されている。
 本発明におけるカラーフィルタを液晶表示装置に用いると、従来公知の冷陰極管の三波長管と組み合わせたときに高いコントラストを実現できるが、さらに、赤、緑、青のLED光源(RGB-LED)をバックライトとすることによって輝度が高く、また、色純度の高い色再現性の良好な液晶表示装置を提供することができる。
 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」および「部」は質量基準である。
<合成例1:実施例1で用いる色素多量体の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 三口フラスコにシクロヘキサノン31.2gを添加し、窒素雰囲気下で90℃に加熱した。この溶液にモノマー1(35.0g、32.3mmol)、メタクリル酸(9.64g、112mmol)、ドデシルメルカプタン(2.75g、13.6mmol)、ポリエチレングリコールモノメタクリレート〔商品名:ブレンマーPE-90、日油(株)製〕(3.52g)、2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル)〔商品名:V601、和光純薬工業(株)製〕(6.25g、27.1mmol)、シクロヘキサノン(81.2g)の混合溶液を1時間かけて滴下した。その後90℃で3時間攪拌した後、室温まで冷却し、酢酸エチル/アセトニトリル=1530mL/170mLの混合溶媒に滴下して再沈した。40℃で送風乾燥を1日行った後、色素多量体2を25.3g得た。色素多量体2は酸価2.23mmol/gであり、組成比(モル比)を1H-NMRで確認したところ、色素部:メタクリル酸部:PE-90部=20:68:12であった。
 三口フラスコに上記で得られた色素多量体2(12.5g)、メタクリル酸グリシジル(2.19g)、テトラエチルアンモニウムブロミド(0.40g)、p-メトキシフェノール(0.015g)、シクロヘキサノン(83.3g)を添加し、空気下105℃で4時間攪拌した。その後、室温まで放冷し、酢酸エチル/アセトニトリル=748mL/39mLの混合溶媒に滴下して再沈した。40℃で送風乾燥を1日行った後、色素多量体3を6.52g得た。色素多量体3は酸価1.01mmol/gであり、組成比(モル比)を1H-NMRで確認したところ、色素部:メタクリル酸部:重合性基含有部:PE-90部=20:36:32:12であった。
<他の実施例および比較例で用いる色素多量体の合成>
<色素多量体(実施例2~42、比較例1~11の合成>
 合成例1におけるモノマー1及びメタクリル酸、ポリエチレングリコールモノメタクリレートを、下記表1に記載の繰り返し単位となるようにモノマーを変更する以外は同様の操作を行い、合成した。
<合成例2:実施例43で用いる色素多量体の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 三口フラスコにN-エチルピロリドン39.2gを添加し、窒素雰囲気下で90℃に加熱した。この溶液にモノマー4(40.0g、35.4mmol)、メタクリル酸(MAA、4.62g、53.7mmol)、ドデシルメルカプタン(2.79g、13.8mmol)、ポリエチレングリコールモノメタクリレート〔商品名:ブレンマーPE-90、日油(株)製〕(3.38g)、エチレングリコールモノ2-ブロモイソブチレートモノメタクリレート(BBEM、12.5g、44.8mmol)、2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル)〔商品名:V601、和光純薬工業(株)製〕(6.25g、27.1mmol)、N-エチルピロリドン(91.4g)の混合溶液を1時間かけて滴下した。その後N-エチルピロリドン10.54gを加え90℃で3時間攪拌した後、室温まで冷却した。室温まで冷却した後、この反応液にN-エチルピロリドン253g、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルフリーラジカル0.279gを添加し、ジアザビシクロウンデセン(DBU)47.6gをゆっくり加え、室温で14時間攪拌した。その後、氷浴で5度以下に冷却し、メタンスルホン酸30.1g、N-エチルピロリドン16.9gをゆっくり加えた。反応後、1mol/l塩酸水4800mLに反応溶液を滴下して再沈し、ろ過して得られた固体をアセトニトリル250部に入れ懸濁洗浄し、再度ろ過することにより以下に示す本発明に係る色素6を50.0g得た。
色素6の重量平均分子量(ポリスチレン換算値)は8000であり、0.1mol/l水酸化ナトリウム水溶液を用いた滴定により、酸価は0.74mmol/gであった。組成比(モル比)を1H-NMRで確認したところ、色素部:メタクリル酸部:重合性基含有部:PE-90部=28:31:27:14であった。
<色素多量体(実施例44~75の合成>
 合成例2におけるモノマー4及びメタクリル酸、ポリエチレングリコールモノメタクリレートを、下記表3に記載の繰り返し単位となるようにモノマーを変更する以外は同様の操作を行い、合成した。
1.レジスト液の調製
 下記組成の成分を混合して溶解し、下塗り層用レジスト液を調製した。
下塗り層用レジスト液の組成
・溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
                            19.20部
・溶剤:乳酸エチル                   36.67部
・アルカリ可溶性樹脂:メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/メタクリル酸-2-ヒドロキシエチル共重合体(モル比=60/22/18、重量平均分子量15,000、数平均分子量9,000)の40%PGMEA溶液                             30.51部
・エチレン性不飽和二重結合含有化合物:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート                       12.20部
・重合禁止剤:p-メトキシフェノール         0.0061部
・フッ素系界面活性剤:F-475、DIC(株)製     0.83部
・光重合開始剤:トリハロメチルトリアジン系の光重合開始剤
  (TAZ-107、みどり化学社製)         0.586部
2.下塗り層付シリコンウエハ基板の作製
 評価に用いた下塗り層付シリコンウェハは、以下のようにして作製した。
 200mm(8インチ)シリコンウェハ上に、CT-4000L(富士フイルムエレクトロマテリアルズ(株)製)をスピンコートで均一に塗布して塗布膜を形成し、形成された塗布膜を220℃のオーブンで1時間処理し、塗布膜を硬化させ、下塗り層とした。なお、スピンコートの塗布回転数は、加熱処理後の塗布膜の膜厚が約0.1μmとなるように調整した。
3.着色組成物の調製
3-1.青色顔料分散液の調製
(顔料分散液P1(C.I.Pigment Blue15:6分散液)の調製)
 以下のようにして、顔料分散液P4(C.I.Pigment Blue15:6分散液)を調製した。
 即ち、C.I.Pigment Blue15:6(青色顔料;以下、「PB15:6」とも称する)を19.4質量部(平均一次粒子径55nm)、及び顔料分散剤BY-161(BYK社製)を2.95質量部、アルカリ可溶性樹脂1を2.95質量部、PGMEA172.3質量部からなる混合液を、ビーズミル(beads mill)(ジルコニアビーズ0.3mm径)により3時間混合・分散した。その後、さらに、減圧機構付き高圧分散機NANO-3000-10(日本ビーイーイー(株)製)を用いて、2000kg/cm3の圧力下で流量500g/minとして分散処理を行なった。この分散処理を10回繰り返し、顔料分散液として、C.I.Pigment Blue15:6分散液を得た。得られたC.I.Pigment Blue15:6分散液について、顔料の平均一次粒子径を動的光散乱法(Microtrac Nanotrac UPA-EX150(日機装社(Nikkiso Co.,)td.)製))により測定したところ、24nmであった。
(顔料分散液P2(C.I.Pigment Blue15:6分散液)の調製)
 上記P1の調製において、顔料分散剤として、下記分散剤D1を用いる以外は同様の操作により顔料分散液P2を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
(顔料分散液P3(C.I.Pigment Blue15:6分散液)の調製)
 上記P1の調製において、顔料分散剤として、下記分散剤D2を用いる以外は同様の操作により顔料分散液P3を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
3-2.着色組成物の調製
(着色組成物1の調製)(実施例1~40、比較例1~11)
 下記の各成分を混合して分散、溶解し、着色組成物を得た。
・有機溶剤(シクロヘキサノン):17.12部
・アルカリ可溶性樹脂1(ベンジルメタクリレート(BzMA)とメタクリル酸(MAA)の共重合体、30%PGMEA溶液):1.23部
・アルカリ可溶性樹脂2(アクリキュア-RD-F8(日本触媒社製)):0.23部
・光重合開始剤I-2(IRGACURE OXE-02):0.975部
・色素多量体のシクロヘキサノン溶液(固形分濃度12.3%):24.57部
・顔料分散液(C.I.Pigment Blue15:6分散液、PGMEA溶液、固形分濃度12.8%):51.40部
・重合性化合物(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、NKエステル A-DPH-12E(新中村化学社製)):1.96部
・重合禁止剤(p-メトキシフェノール):0.0007部
・フッ素系界面活性剤(DIC社製F475、1%PGMEA溶液):2.50部
(着色組成物2の調製)(実施例41、42)
 下記の各成分を混合して分散、溶解し、着色組成物を得た。
・有機溶剤(シクロヘキサノン):17.12部
・エポキシ化合物JER1031S(三菱化学(株)製、エポキシ当量:180-220(g/eq.)):4.395部
・色素多量体のシクロヘキサノン溶液(固形分濃度12.3%):24.57部
・顔料分散液(C.I.Pigment Blue15:6分散液、PGMEA溶液、固形分濃度12.8%):51.40部
・重合禁止剤(p-メトキシフェノール):0.0007部
・フッ素系界面活性剤(DIC社製F475、1%PGMEA溶液):2.50部
(着色組成物3の調製)(実施例43~46、49~72)
 下記の各成分を混合して着色組成物3を得た。
・有機溶剤(シクロヘキサノン):14.69部
・アルカリ可溶性樹脂1:0.29部(固形0.09部、固形分濃度30%)
・アルカリ可溶性樹脂2(アクリキュア-RD-F8(日本触媒社製)):0.05部
・光重合開始剤:0.78部
・色素多量体のシクロヘキサノン溶液(固形分濃度12.3%):28.45部
・顔料分散液(C.I.Pigment Blue15:6分散液、PGMEA溶液、固形分濃度12.8%):51.23部
・重合性化合物:1.61部
・エポキシ化合物:0.39部
・重合禁止剤(p-メトキシフェノール):0.0007部
・フッ素系界面活性剤(DIC社製F475、1%PGMEA溶液):2.50部
(着色組成物4の調製)(実施例47、48)
 下記の各成分を混合して分散、溶解し、着色組成物4を得た。
・有機溶剤(シクロヘキサノン):17.12部
・エポキシ化合物(E1):4.395部
・色素多量体のシクロヘキサノン溶液(固形分濃度12.3%):24.57部
・顔料分散液(C.I.Pigment Blue15:6分散液、PGMEA溶液、固形分濃度12.8%):51.40部
・重合禁止剤(p-メトキシフェノール):0.0007部
・フッ素系界面活性剤(DIC社製F475、1%PGMEA溶液):2.50部
4.カラーフィルタ(着色パターン)の作製
4-1:フォトリソグラフィ法によるカラーフィルタの作製
 上記で調製された着色組成物1、3を、上記で作製された下塗り層付シリコンウエハの下塗り層上に塗布し、着色層(塗布膜)を形成した。そして、この塗布膜の乾燥膜厚が1μmになるように、100℃のホットプレートを用いて120秒間加熱処理(プリベーク)を行なった。
 次いで、i線ステッパー露光装置FPA-3000i5+(Canon(株)製)を使用して365nmの波長でパターンが1.0μm四方のIslandパターンマスクを通して50~1200mJ/cm2の種々の露光量で露光した。
 その後、照射された塗布膜が形成されているシリコンウエハ基板をスピン・シャワー現像機(DW-30型、(株)ケミトロニクス製)の水平回転テーブル上に載置し、CD-2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を用いて23℃で60秒間パドル現像を行ない、下塗り層付シリコンウエハの下塗り層上に着色パターンを形成した。
 着色パターンが形成されたシリコンウエハを、真空チャック方式で水平回転テーブルに固定し、回転装置によってシリコンウエハを回転数50rpmで回転させつつ、その回転中心の上方より純水を噴出ノズルからシャワー状に供給してリンス処理を行ない、その後スプレー乾燥し、200℃で300秒間、ホットプレートでポストベークを行い、シリコンウエハ上の膜厚1μmの透明パターン(硬化膜)を得た。
 以上により、下塗り層付シリコンウエハの下塗り層上に着色パターン(カラーフィルタ)が設けられた構成の着色パターン付シリコンウエハを得た。
 その後、測長SEM「S-9260A」(日立ハイテクノロジーズ(株)製)を用いて、着色パターンのサイズを測定した。
 パターンサイズが1.0μmとなる露光量の着色パターンを用い、パターン形成性、現像残渣、ザラ(色ムラ)の評価を行った。
4-2:ドライエッチング法によるカラーフィルタの作製
 上記で得られた着色組成物2、4を、7.5cm×7.5cmのガラス基板上に膜厚が0.5μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、ホットプレートを使用して、200℃で5分間、加熱を行い、塗布膜の硬化を行って着色層を作製した。この着色層の膜厚は、0.5μmであった。
 次いで、ポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を塗布し、90℃で1分間、プリベーク処理を実施し、膜厚0.8μmのフォトレジスト層を形成した。
 続いて、フォトレジスト層を、i線ステッパー(キャノン(株)製)を用い、350mJ/cm2の露光量でパターン露光し、フォトレジスト層の温度又は雰囲気温度が90℃となる温度で1分間、加熱処理を行なった。その後、現像液「FHD-5」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)で1分間の現像処理を行ない、さらに110℃で1分間のポストベーク処理を実施して、レジストパターンを形成した。このレジストパターンのサイズは、エッチング変換差(エッチングによるパターン幅の縮小)を考慮して、一辺1.0μmで形成した。
 次に、得られたガラス基板を200mm(8inch)シリコンウェハに貼り付け、ドライエッチング装置(U-621、日立ハイテクノロジーズ社製)にて、RFパワー:800W、アンテナバイアス:400W、ウエハバイアス:200W、チャンバーの内部圧力:4.0Pa、基板温度:50℃、混合ガスのガス種及び流量をCF4:80mL/分、O2:40mL/分、Ar:800mL/min.として、80秒の第1段階のエッチング処理を実施した。
 次いで、同一のエッチングチャンバーにて、RFパワー:600W、アンテナバイアス:100W、ウエハバイアス:250W、チャンバーの内部圧力:2.0Pa、基板温度:50℃、混合ガスのガス種及び流量をN2:500mL/分、O2:50mL/分、Ar:500mL/分とし(N2/O2/Ar=10/1/10)、28秒の第2段階エッチング処理、オーバーエッチング処理を実施した。
 上記条件でドライエッチングを行った後、フォトレジスト剥離液「MS230C」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を使用して、50℃で120秒間、剥離処理を実施してレジストを除去し、緑色着色パターンを形成した。更に純水による洗浄、スピン乾燥を実施し、その後、100℃で2分間の脱水ベーク処理を行った。以上により、カラーフィルタを得た。
5.評価
5-1.パターン形成性
 得られたカラーフィルタをガラス切りにて切り出し、その断面を、走査式電子顕微鏡(S-4800、日立株式会社製)を用いて、倍率15,000倍にて観察し、下記評価基準に従って評価した。
A:線幅1.0μmのパターンが直線性よく形成されていた。
B:線幅1.0μmのパターンにがたつきがわずかに確認されたが、実用上問題のない程度であった。
C:線幅1.0μmのパターンの直線性が著しく悪かった。
5-2.現像残渣
 シリコンウエハにおける着色パターンの形成領域外(未露光部)を走査式電子顕微鏡を用いて、倍率30000倍にて観察し、下記評価基準に従って評価した。
A:着色パターン形成領域外(未露光部)には残渣が全く確認されなかった。
B:着色パターン形成領域外(未露光部)に、残渣がわずかに確認されたが、実用上問題のない程度であった。
C:着色パターン形成領域外(未露光部)に残渣が著しく確認された。
5-3.ザラ
 得られた単色のカラーフィルタ(着色パターン)を光学顕微鏡の観測レンズと光源との間に設置して光を観測レンズに向けて照射し、その透過光状態を倍率が1000倍のデジタルカメラが設置された光学顕微鏡によって観察した。光学顕微鏡に設置されたデジタルカメラには128万画素のCCDが搭載されており、透過光状態にある被膜表面を撮影した。撮影画像は8ビットのビットマップ形式でデジタル変換したデータ(デジタル画像)として保存した。
 なお、着色パターンの被膜表面の撮影は任意に選択した20の領域に対して行った。また、デジタル変換したデータは、撮影画像をBの色の輝度を0~255までの256階調の濃度分布として数値化して保存した。
 次いで、保存されたデジタル画像について、1つの格子サイズが実基板上の2μm四方に相当するように、格子状に区分し、一つの区画内での輝度を平均化した。本実施例においては、128万画素のデジタルカメラで光学1000倍の画像を撮影したため、実基板上の2μmは撮影画像上の2mmとなり、ディスプレイ上における画像サイズが452mm×352mmであったことから、一つの領域における総区画数は39776個であった。
 各領域の全区画について、任意の1区画とそれに隣接する全ての隣接区画の平均輝度とを計測した。隣接区画の平均輝度との差が5以上の区画を有意差区画と認定し、全領域の有意差区画の平均総数と、全領域の有意差区画の平均総数が各領域の全区画数(39776個)に対して占める割合(以下、単に「割合」ともいう)と、を算出した。この数値は、小さいほど色ムラ(ザラ)が少ないと判断する。有意差区画数が800以下、割合が3%以下で実用上問題のないレベルと判断する。
色ムラ(ザラ)の評価基準
A:有意差区画数が500未満、かつ割合が2%未満であり優れているレベル
B:有意差区画数が800以下、かつ割合が3%以下であり(但し、上記Aに該当する場合を除く)、実用上問題のないレベル
C:有意差区画数800超及び割合3%超の少なくとも一方に該当し、実用上問題となるレベル
5-4.耐色抜け
 ガラス基板上に、着色組成物を膜厚が0.6μmになるようにスピンコーターを用いて塗布し、100℃のホットプレートを用いて120秒間加熱処理(プリベーク)を行った。次いで、220℃のホットプレートを用いて300秒間加熱処理(ポストベーク)を行い、硬化膜を作製した。
 このようにして得られたカラーフィルタを、紫外可視近赤外分光光度計UV3600(島津製作所製)の分光光度計(レファレンス:ガラス基板)で300nm~800nmの波長域で透過率を測定した。また、OLYMPUS製光学顕微鏡 BX60を用いて、反射観測(倍率50倍)にて微分干渉像を観察した。
 次いで、アルカリ現像液FHD-5(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)の中に5分間浸漬し、乾燥させた後に再度分光測定を実施し、溶剤浸漬前後の透過率変動(溶剤浸漬前の上記透過率をT0、溶剤浸漬後の上記透過率をT1とした場合に、式|T0-T1|で表される値と膜面異常とを評価し、以下の基準で評価した。
AA:良好 300nm~800nmの全領域において、溶剤浸漬前後の透過率変動が2%未満
A:やや良好 300nm~800nmの全領域において、溶剤浸漬前後の透過率変動が2%以上5%未満
B:十分 300nm~800nmの全領域において、溶剤浸漬前後の透過率変動が5%以上10%未満
C:不十分 300nm~800nmの全領域において、溶剤浸漬前後の透過率変動が10%以上
 以下に、本願実施例で用いた色素多量体の繰り返し単位を示す。
<繰り返し単位1>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 上記において、X-は表1、2に示すアニオンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 上記において、Xは表1、2に示すアニオンが解離する前の状態で示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 上記において、X-は表1、2に示すアニオンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 上記において、X-は表1、2に示すアニオンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 上記において、X-は表1、2に示すアニオンである。
<繰り返し単位2~4>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
 アニオンX
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 光重合開始剤:下記構造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
アルカリ可溶性樹脂1:下記構造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 重合性化合物
Z1: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、NKエステル A-DPH-12E(新中村化学社製)
Z2:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、KAYARAD DPHA(日本化薬社製)
Z3:エトキシ化(4)ペンタエリスリトールテトラアクリレート、SR494(サートマー社製)
Z4:エトキシ化(3)トリメチロールプロパントリアクリレート、SR454(サートマー社製)
Z5:エトキシ化(6)トリメチロールプロパントリアクリレート、SR499(サートマー社製)
Z6:KAYARAD DPCA-60(日本化薬社製)
Z7:トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、SR368(サートマー社製)
 エポキシ化合物
E1:EHPE 3150、ダイセル(株)製
E2:EPICLON 840(DIC製)
E3:EPICLON N660(DIC製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000077
 上記結果から明らかなとおり、本発明の着色組成物は、耐色抜けに優れることが分かった。さらに、パターン形成性、現像残渣、ザラにも優れることが分かった。特に、顔料および分散剤を含む処方では、耐色抜けが顕著に向上することが分かった。

Claims (16)

  1.  (a)色素構造を有する繰り返し単位と、(b)2~20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を側鎖に有する繰り返し単位を含む色素多量体を含有する着色組成物。
  2.  前記色素構造が、ジピロメテン色素、トリアリールメタン色素、キサンテン色素、シアニン色素及びスクアリリウム色素から選ばれる色素に由来する、請求項1に記載の着色組成物。
  3.  前記色素多量体が、さらに、酸基を有する、請求項1または2に記載の着色組成物。
  4.  前記着色組成物が、さらに、顔料および顔料分散剤を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の着色組成物。
  5.  前記着色組成物が、さらに、重合性化合物および光重合開始剤を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の着色組成物。
  6.  前記色素多量体が、(メタ)アクリル樹脂である、請求項1~5のいずれか1項に記載の着色組成物。
  7.  (a)色素構造を有する繰り返し単位の割合が、前記色素多量体を構成する全繰り返し単位の10~35モル%である、請求項1~6のいずれか1項に記載の着色組成物。
  8.  (b)2~20個の無置換のアルキレンオキシ鎖の繰り返しからなる基を側鎖に有する繰り返し単位の割合が、前記色素多量体を構成する全繰り返し単位の2~20モル%である、請求項1~7のいずれか1項に記載の着色組成物。
  9.  前記色素多量体が重合性基を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の着色組成物。
  10.  カラーフィルタの着色層形成に用いる、請求項1~9のいずれか1項に記載の着色組成物。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載の着色組成物を硬化してなる硬化膜。
  12.  請求項11に記載の硬化膜を有するカラーフィルタ。
  13.  請求項1~10のいずれか1項に記載の着色組成物を支持体上に適用して着色組成物層を形成する工程と、前記着色組成物層をパターン状に露光する工程と、未露光部を現像除去して着色パターンを形成する工程とを含むパターン形成方法。
  14.  請求項13に記載のパターン形成方法を含む、カラーフィルタの製造方法。
  15.  請求項12に記載のカラーフィルタまたは請求項14に記載のカラーフィルタの製造方法により得られたカラーフィルタを有する固体撮像素子。
  16.  請求項12に記載のカラーフィルタまたは請求項14に記載のカラーフィルタの製造方法により得られたカラーフィルタを有する画像表示装置。
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