WO2015115414A1 - 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置 - Google Patents

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

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佐々木 大輔
純一 伊藤
金子 祐士
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富士フイルム株式会社
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    • G03F7/32Liquid compositions therefor, e.g. developers

Definitions

  • the present invention relates to a colored composition and a cured film using the same.
  • the present invention also relates to a pattern forming method, a color filter manufacturing method, a solid-state imaging device having a color filter, and an image display device using a colored composition.
  • a color filter is manufactured by forming a colored pattern by a photolithography method, a dry etching method, or the like using a coloring composition containing a dye compound, a curable compound, and other components as necessary.
  • a coloring composition containing a dye compound, a curable compound, and other components as necessary.
  • Such a colored composition is used for forming a filter layer from a solid-state imaging device or an image display device.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a composition using a xanthene dye compound.
  • An object of the present invention is to provide a coloring composition that is capable of forming a colored layer that is excellent in solvent solubility and in which surface unevenness is suppressed. Furthermore, it aims at providing the cured film, the color filter, the manufacturing method of a color filter, a solid-state image sensor, and an image display apparatus using a coloring composition.
  • the present inventors have found that by using a compound having a predetermined structure, which is a xanthene dye compound, aggregation of the xanthene dye compound can be suppressed and the above problem can be solved.
  • the above problem has been solved by the following means ⁇ 1>, preferably ⁇ 2> to ⁇ 16>.
  • a coloring composition comprising a dye compound represented by the following general formula (1), a curable compound, and a solvent;
  • General formula (1) one of Ar 1 and Ar 2 is a group represented by the following general formula (2), and the other of Ar 1 and Ar 2 is a hydrogen atom, represented by the following general formula (2).
  • General formula (2) In general formula (2), R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 3 or more carbon atoms, an aryl group, or a heterocyclic group, and X 1 to X 3 each independently represent a hydrogen atom Or a monovalent substituent; the dye compound represented by the general formula (1) has a counter anion inside and / or outside the molecule.
  • ⁇ 6> The coloring according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the counter anion of the dye compound represented by the general formula (1) is an anion obtained by dissociating an organic acid having a pKa lower than that of sulfuric acid.
  • Composition. ⁇ 7> in the general formula (1) a group R 7 is represented by the following structural, colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>;
  • R 9 and R 10 are each independently an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylamino group, an arylamino group, a dialkylamino group, a diarylamino group, an alkylarylamino group, or an alkylsulfamoyl group.
  • ⁇ 10> The colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, which is used for a color filter.
  • ⁇ 11> A cured film obtained by curing the colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10>.
  • ⁇ 12> 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.
  • ⁇ 14> A color filter obtained using the colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10> or a color filter produced by the method for producing a color filter according to ⁇ 13>.
  • ⁇ 15> A solid-state imaging device having the color filter according to ⁇ 14>.
  • ⁇ 16> An image display device having the color filter according to ⁇ 14>.
  • a coloring composition capable of providing a color filter in which surface unevenness is eliminated. Furthermore, it has become possible to provide a cured film, a color filter, a method for producing a color filter, a solid-state imaging device, and an image display device using a colored composition.
  • the coloring composition of this invention a cured film, the pattern formation method, the manufacturing method of a color filter, a color filter, a solid-state image sensor, and an image display apparatus are explained in full detail.
  • the description of the components in the present invention described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
  • 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.
  • a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • 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 concentration in this specification refers to the solid content concentration at 25 ° C.
  • (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.
  • 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. .
  • 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.
  • the weight average molecular weight and the number average molecular weight are defined as polystyrene converted values 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 TSKgelgSuper 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 an eluent.
  • the methyl group may be indicated as Me, the ethyl group as Et, the propyl group as Pr, the butyl group as Bu, and the phenyl group as PH or Ph.
  • the coloring composition of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “the composition of the present invention”) includes a coloring compound represented by the general formula (1), a curable compound, and a solvent. It is.
  • General formula (1) In general formula (1), one of Ar 1 and Ar 2 is a group represented by the following general formula (2), and the other of Ar 1 and Ar 2 is a hydrogen atom, represented by the following general formula (2).
  • General formula (2) In general formula (2), R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 3 or more carbon atoms, an aryl group, or a heterocyclic group, and X 1 to X 3 each independently represent a hydrogen atom Or a monovalent substituent; the dye compound represented by the general formula (1) has a counter anion inside and / or outside the molecule.
  • the xanthene dye compound having a bulky substituent introduced into R 1 to R 4 has improved compatibility with the pigment dispersion.
  • the surface unevenness can be improved without causing aggregation of the xanthene dye compound during the production of the color filter.
  • the dye compound represented by the general formula (1) is as described above.
  • the dye compound represented by the general formula (1) may be a low molecular type (for example, a molecular weight of less than 2000) or a polymer (also referred to as a high molecular type (for example, a molecular weight of 2000 or more)).
  • the polymer type (polymer) is preferred.
  • R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 3 or more carbon atoms, an aryl group, or a heterocyclic group, and a secondary or tertiary alkyl group having 3 to 12 carbon atoms. Is more preferable, and an isopropyl group is more preferable.
  • the alkyl group having 3 or more carbon atoms may be linear, branched or cyclic, preferably 3 to 24 carbon atoms, more preferably 3 to 18 carbon atoms, and still more preferably Has 3 to 12 carbon atoms.
  • propyl group, isopropyl group, butyl group (preferably t-butyl group), pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, dodecyl group, hexadecyl group, cyclopropyl Group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1-norbornyl group, 1-adamantyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl Group, dodecyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group are preferable, propyl group, isopropyl group, butyl group (preferably t-butyl group), pentyl group,
  • the aryl group includes a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the substituted or unsubstituted aryl group is preferably an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group. Examples of the substituent are the same as the substituent T described later.
  • the heterocyclic ring of the heterocyclic group is preferably a 5-membered or 6-membered ring, which may be further condensed or not condensed. Further, it may be an aromatic heterocycle or a non-aromatic heterocycle.
  • an aromatic heterocyclic group is preferable, and preferable examples thereof are exemplified in the same manner as described above.
  • R 1 and R 2 are preferably alkyl groups having 3 or more carbon atoms, and particularly preferably alkyl groups having 3 to 12 carbon atoms.
  • X 1 to X 3 each independently represents a hydrogen atom or a monovalent substituent.
  • substituent include the substituent T described later, and the preferred range is also synonymous.
  • X 1 to X 3 are preferably a halogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an acyl group, an acyloxy group, an alkylthio group, a sulfonamide group, and a sulfamoyl group. It is as follows.
  • the aryl group other than the group represented by general formula (2) is preferably a phenyl group.
  • the phenyl group may or may not have a substituent.
  • the substituent include a substituent T described later, and an alkyl group or an aryl group is preferable.
  • Preferred ranges of the alkyl group and aryl group are the same as the preferred ranges of the alkyl group and aryl group in R 5 and R 6 described later, respectively.
  • the alkyl group as a group other than the group represented by general formula (2) of Ar 1 and Ar 2 is the same as the preferred range of the alkyl group as R 5 described later.
  • R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and the alkyl group and the aryl group may or may not have a substituent.
  • the substituted or unsubstituted alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
  • a substituent the same thing as the substituent T mentioned later is mentioned.
  • the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group (preferably a t-butyl group), an n-octyl group, and a 2-ethylhexyl group.
  • the substituted or unsubstituted aryl group is preferably an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group. Examples of the substituent are the same as the substituent T described later.
  • R 5 and R 6 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and more preferably a hydrogen atom.
  • R 7 represents a monovalent substituent, and the substituent T described later is exemplified.
  • R 7 preferably has the following structure.
  • R 9 and R 10 are each independently an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylamino group, an arylamino group, a dialkylamino group, a diarylamino group, an alkylarylamino group, or an alkylsulfamoyl group.
  • R 9 and R 10 are preferably an alkoxy group, an aryloxy group, a dialkylamino group, a diarylamino group, an alkylarylamino group, an alkylsulfonylamino group, an arylsulfonylamino group, an alkylcarbonylamino group, or an arylcarbonylamino group.
  • Group, dialkylamino group, alkylsulfonylamino group, arylsulfonylamino group, alkylcarbonylamino group and arylcarbonylamino group are more preferred, and alkylsulfonylamino group and arylsulfonylamino group are particularly preferred.
  • the alkylamino group is preferably an amino group having 32 or less carbon atoms, more preferably 24 or less carbon atoms.
  • the arylamino group is preferably an anilino group having 6 to 32 carbon atoms, more preferably 6 to 24 carbon atoms, and examples thereof include an anilino group and an N-methylanilino group.
  • dialkylamino group which may have a substituent in the said general formula is shown.
  • dialkylamino groups include N, N-dimethylamino group, N, N-diethylamino group, N, N-diisopropylamino group, N, N-methylhexylamino group, N, N-butylethylamino group, N, N-butylmethylamino group, N, N-ethylisopropylamino group, N, N-dibutylamino group, N, N-di (2-ethylhexyl) amino group, N-methyl-N-benzylamino group, N , N-di (2-ethoxyethyl) amino group, N.I.
  • N-di (2-hydroxyethyl) amino group may be mentioned.
  • the specific example of the diarylamino group which may have a substituent in the said general formula is shown.
  • Examples of such a diarylamino group include an N, N-diphenylamino group, an N, N-di (4-methoxyphenyl) amino group, and an N, N-di (4-acylphenyl) amino group.
  • Specific examples of the alkylarylamino group which may have a substituent in the above general formula are shown below. Examples of such an alkylarylamino group include an N-methyl-N-phenylamino group, an N-benzyl-N-phenylamino group, and an N-methyl-N- (4-methoxyphenyl) amino group.
  • alkylsulfonylamino group which may have a substituent in the said general formula is shown.
  • alkylsulfonylamino group examples include a methylsulfonylamino group, a butylsulfonylamino group, a hydroxypropylsulfonylamino group, a 2-ethylhexylsulfonylamino group, an n-octylsulfonylamino group, a phenoxyethylsulfonylamino group, and an allylsulfonylamino group. Is mentioned.
  • Examples of the arylsulfonylamino group which may have a substituent in the above general formula include a phenylsulfonylamino group, a p-methoxyphenylsulfonylamino group, a p-ethoxyphenylsulfonylamino group, and the like.
  • Examples of the alkylcarbonylamino group which may have a substituent in the above general formula include a methylcarbonylamino group, a 2-ethylhexanoylamino group, an n-heptylcarbonylamino group, and an ethoxyethoxymethylcarbonylamino group. It is done.
  • R 7 preferably has the following structure. By setting it as such a structure, the sclerosis
  • R 8 represents a halogen atom, an alkyl group, a carboxyl group, or a nitro group.
  • the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
  • a substituent the same thing as the substituent T mentioned later is mentioned.
  • the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group (preferably a t-butyl group), an n-octyl group, and a 2-ethylhexyl group.
  • P represents an integer of 0 to 4, preferably an integer of 0 to 3, more preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.
  • Substituent T includes, for example, a halogen atom (eg, fluorine, chlorine, bromine), an alkyl group (preferably having 1 to 48 carbon atoms, more preferably 1 to 24 carbon atoms, linear, branched, or cyclic).
  • a halogen atom eg, fluorine, chlorine, bromine
  • an alkyl group preferably having 1 to 48 carbon atoms, more preferably 1 to 24 carbon atoms, linear, branched, or cyclic.
  • An alkyl group for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl group (preferably t-butyl group), pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, dodecyl, hexadecyl, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 1 -Norbornyl, 1-adamantyl), an alkenyl group (preferably an alkenyl group having 2 to 48 carbon atoms, more preferably an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, such as vinyl, allyl, 3-buten-1-yl), an alkynyl group ( Preferably it has 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms, particularly preferably 2 to 8 carbon atoms.
  • an aryl group preferably an aryl group having 6 to 48 carbon atoms, more preferably an aryl group having 6 to 24 carbon atoms, such as phenyl or naphthyl
  • a heterocyclic group A heterocyclic group having preferably 1 to 32 carbon atoms, more preferably 1 to 18 carbon atoms, such as 2-thienyl, 4-pyridyl, 2-furyl, 2-pyrimidinyl, 1-pyridyl, 2-benzothiazolyl, 1- Imidazolyl, 1-pyrazolyl, benzotriazol-1-yl
  • silyl group preferably a silyl group having 3 to 38 carbon atoms, more preferably 3 to 18 carbon atoms, such as trimethylsilyl, triethylsilyl, tributylsilyl, t- (Butyldimethylsilyl, t-hexyldimethylsilyl),
  • cyclohexyloxycarbonyloxy an aryloxycarbonyloxy group (preferably an aryloxycarbonyloxy group having 7 to 32 carbon atoms, more preferably 7 to 24 carbon atoms, such as phenoxy Boniruokishi),
  • a carbamoyloxy group (preferably a carbamoyloxy group having 1 to 48 carbon atoms, more preferably 1 to 24 carbon atoms, such as N, N-dimethylcarbamoyloxy, N-butylcarbamoyloxy, N-phenylcarbamoyloxy, N -Ethyl-N-phenylcarbamoyloxy), a sulfamoyloxy group (preferably a sulfamoyloxy group having 1 to 32 carbon atoms, more preferably 1 to 24 carbon atoms, such as N, N-diethylsulfamoyl group).
  • a carbamoyloxy group having 1 to 48 carbon atoms, more preferably 1 to 24 carbon atoms such as N, N-dimethylcarbamoyloxy, N-butylcarbamoyloxy, N-phenylcarbamoyloxy, N -Ethyl-N-phenyl
  • an alkylsulfonyloxy group preferably an alkylsulfonyloxy group having 1 to 38 carbon atoms, more preferably 1 to 24 carbon atoms, such as methylsulfonyloxy, hexadecylsulfonyloxy, (Cyclohexylsulfonyloxy), aryls A phonyloxy group (preferably an arylsulfonyloxy group having 6 to 32 carbon atoms, more preferably an arylsulfonyloxy group having 6 to 24 carbon atoms such as phenylsulfonyloxy), an acyl group (preferably having 1 to 48 carbon atoms, more preferably 1 carbon atom)
  • An acyl group having ⁇ 24 for example, formyl, acetyl, pivaloyl, benzoyl, tetradecanoyl, cyclohexanoyl),
  • Imido groups such as N-succinimide, N-phthalimide), alkoxycarbons
  • An amino group preferably an alkoxycarbonylamino group having 2 to 48 carbon atoms, more preferably 2 to 24 carbon atoms, such as methoxycarbonylamino, ethoxycarbonylamino, t-butoxycarbonylamino, octadecyloxycarbonylamino, cyclohexyloxycarbonyl; amino
  • an amino group preferably an alkoxycarbonylamino group having 2 to 48 carbon atoms, more preferably 2 to 24 carbon atoms, such as methoxycarbonylamino, ethoxycarbonylamino, t-butoxycarbonylamino, octadecyloxycarbonylamino, cyclohexyloxycarbonyl; amino
  • An aryloxycarbonylamino group (preferably an aryloxycarbonylamino group having 7 to 32 carbon atoms, more preferably 7 to 24 carbon atoms, such as phenoxycarbonylamino), a sulfonamide group (preferably having 1 to 48 carbon atoms, Preferably a sulfonamide group having 1 to 24 carbon atoms, such as methanesulfonamide, butanesulfonamide, benzenesulfonamide, hexadecanesulfonamide, cyclohexanesulfonamide, sulfamoylamino group (preferably having 1 to 48 carbon atoms, More preferably, it is a sulfamoylamino group having 1 to 24 carbon atoms, such as N, N-dipropylsulfamoylamino, N-ethyl-N-dodecylsulfamoylamino), an azo group (preferably having 1
  • a thio group for example, 2-benzothiazolylthio, 2-pyridylthio, 1-phenyltetrazolylthio), an alkylsulfinyl group (preferably an alkylsulfinyl group having 1 to 32 carbon atoms, more preferably 1 to 24 carbon atoms).
  • dodecanesulfinyl arylsulfinyl groups (preferably An arylsulfinyl group having 6 to 32 prime atoms, more preferably 6 to 24 carbon atoms, such as phenylsulfinyl), an alkylsulfonyl group (preferably 1 to 48 carbon atoms, more preferably an alkylsulfonyl group having 1 to 24 carbon atoms).
  • arylsulfinyl groups preferably An arylsulfinyl group having 6 to 32 prime atoms, more preferably 6 to 24 carbon atoms, such as phenylsulfinyl
  • an alkylsulfonyl group preferably 1 to 48 carbon atoms, more preferably an alkylsulfonyl group having 1 to 24 carbon atoms.
  • the dye compound represented by the general formula (1) preferably has a polymerizable group.
  • 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.
  • the terminal has an ethylenically unsaturated double bond having a structure represented by the following general formula (3).
  • R 11 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, or an alkoxymethyl group.
  • L 1 represents a single bond or a divalent linking group.
  • examples of the divalent linking group include an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and 2 obtained by removing two hydrogen atoms from a heterocyclic ring.
  • the divalent linking group is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, a phenylene group having 6 to 12 carbon atoms, —O—, —S—, —NR— (where R is hydrogen or a monovalent substituent ( Preferably, it represents the above-mentioned substituent T).), —CO—, or a divalent linking group formed by combining a plurality of these, particularly preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms and phenylene having 6 carbon atoms.
  • a group, —O—, —NR— R represents hydrogen or a monovalent substituent (preferably the above substituent T)), —CO—, or a divalent linking group formed by combining a plurality of these. is there.
  • the dye compound represented by the general formula (1) has a counter anion inside and / or outside the molecule.
  • the counter anion is contained according to the valence of the cation contained in the dye compound represented by the general formula (1).
  • the cation is usually monovalent or divalent with respect to one xanthene structure, and monovalent is preferable.
  • Having a counter anion in the molecule means that an anion site and a cation site are present in the dye compound represented by the general formula (1) via one or more covalent bonds.
  • Having a counter anion outside the molecule means a measure other than those described above.
  • the anion in the present invention is not particularly defined, but a low nucleophilic anion is preferable.
  • the low nucleophilic anion indicates an anion structure in which an organic acid having a pKa lower than that of sulfuric acid is dissociated.
  • the first embodiment of the anion in the present invention is a case where the counter anion is in the same molecule as the dye compound represented by the general formula (1).
  • This is a case in which a cation and an anion are bonded via a covalent bond in a repeating unit having the following.
  • 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).
  • the binding position of the counter anion is preferably R 7 and / or R 8 in the general formula (1), and more preferably R 7 .
  • 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 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 do not bind via a covalent bond and exist 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, and a non-nucleophilic anion, and a non-nucleophilic anion is preferable.
  • the non-nucleophilic counter anion may be an organic anion or an inorganic anion, and an organic anion is preferred.
  • Examples of the counter anion used in the present invention include known non-nucleophilic anions described in paragraph No. 0075 of JP-A-2007-310315, the contents of which are incorporated herein.
  • 4-n1 R a is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or carbon number Represents an aryl group of 6 to 10, n1 represents 1 to 4)
  • PF n2 R P (6-n2) ⁇ R P represents a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n2 represents 1 to 6
  • AN-1 a structure represented by the following general formula (AN-1) is preferable.
  • X 1 and X 2 each independently represents a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having a fluorine atom.
  • X 1 and X 2 are bonded to each other to form a ring. It may be formed.
  • X 1 and X 2 each independently represent a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having a fluorine atom, preferably a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having a fluorine atom, More preferred is a perfluoroalkyl group of ⁇ 10, more preferred is a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a trifluoromethyl group is particularly preferred.
  • a structure represented by the following general formula (AN-2) is preferable.
  • X 3 , X 4 and X 5 each independently represents a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • X 3 , X 4 and X 5 are each independently the same as X 1 and X 2 , and the preferred range is also the same.
  • the tetraarylborate anion which is a non-nucleophilic counter anion, is preferably a compound represented by the following general formula ((AN-5)).
  • AN-5 Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.
  • Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 are each independently preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and further an aryl group having 6 to 10 carbon atoms preferable.
  • the aryl group represented by Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 may have a substituent.
  • a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a carbonyl group, a carbonyloxy group, a carbamoyl group, a sulfo group, a sulfonamide group, a nitro group and the like can be mentioned, and a halogen atom and an alkyl group are preferable, A fluorine atom and an alkyl group are more preferred, and a fluorine atom and a C 1-4 perfluoroalkyl group are more preferred.
  • Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 are each independently more preferably a phenyl group having a halogen atom and / or an alkyl group having a halogen atom, and a phenyl group having a fluorine atom and / or an alkyl group having fluorine. Is more preferable.
  • the non-nucleophilic counter anion is also —B (CN) n1 (OR a ) 4-n1 (R a represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and n1 represents It is preferably an integer of 1 to 4.
  • Ra as the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R a as the aryl group having 6 to 10 carbon atoms is preferably a phenyl group or a naphthyl group.
  • n1 is preferably 1 to 3, and more preferably 1 to 2.
  • the non-nucleophilic counter anion is further —PF 6 R P (6-n2) ⁇ (R P represents a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n2 represents an integer of 1 to 6) It is preferable that R P is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and further preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms. n2 is preferably an integer of 1 to 4, and more preferably 1 or 2.
  • the mass per molecule of the non-nucleophilic counter anion used in the present invention is preferably 100 to 1,000, and more preferably 200 to 500.
  • the dye multimer of the present invention may contain only one kind of non-nucleophilic counter anion, or may contain two or more kinds.
  • non-nucleophilic counter anion used in the present invention are shown below, 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.
  • Examples of the dye structure of the low molecular type xanthene compound are shown below, but the present invention is not limited thereto.
  • the cation is delocalized in the dye structure, for example, as shown below, it exists on a carbon atom of a nitrogen atom or a xanthene ring.
  • a compound having a xanthene skeleton can be synthesized by a method described in the literature. Specifically, Tetrahedron Letters, 2003, vol. 44, no. 23, 4355-4360, Tetrahedron, 2005, vol. 61, no. 12, pages 3097 to 3106 can be applied.
  • the content of the dye compound represented by the general formula (1) of the low molecular type in the colored composition of the present invention is preferably 5 to 65% by mass based on the total solid content of the colored composition. More preferably, it is mass%.
  • the coloring composition of this invention contains other coloring agents (for example, pigment) in addition to the coloring compound represented by the low molecular type general formula (1), the content ratio with the coloring agent was considered. Set above.
  • the mass ratio of the dye compound represented by the general formula (1) to the colorant (dye multimer / pigment) is preferably 0.2 to 1, more preferably 0.25 to 0.8, and 0.3 to 0.6 is more preferable.
  • the dye compound represented by the general formula (1) is a polymer type
  • dye compound represented by General formula (1) is a high molecular type
  • the polymer type at least one substituent of the dye compound represented by the general formula (1) is bonded to the polymer, and X 1 to X 3 , R in the general formula (1) or the general formula (2) It is preferable that at least one group selected from 7 and R 8 is a repeating unit of the polymer.
  • each substituent in the general formula (1) and the general formula (2) other than the group bonded to the repeating unit of the polymer is the same as the low molecular type, and the preferred range is also the same.
  • the skeleton structure of the repeating unit is not particularly defined, but is shown in paragraph numbers 0276 to 0304 of JP-A-2013-28764. It is preferable that at least one of the structural units represented by the general formula (A), the general formula (B), and the general formula (C) is a skeleton, or the dye compound represented by the general formula (1) Is preferably a dye multimer represented by the general formula (D).
  • dye multimer represented with the following general formula (A) is included.
  • the ratio of the repeating unit having a xanthene 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 is a portion for coupling with any of Ar 1, Ar 2, R 7 and R 8 in the general formula (1).
  • bonding is preferably performed at any position of X 1 to X 3 in the general formula (2).
  • DyeI is more preferably a site that binds to R 7 in the general formula (1).
  • 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.
  • one group selected from the substituents X 1 to X 3 , R 7 and R 8 has a repeating unit structure as shown in the following general formula (4).
  • R 12 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, or an alkoxymethyl group.
  • L 2 represents a single bond or a divalent linking group. When L 2 represents a divalent linking group, specific examples are the same as L 1 in the general formula (3), and preferred ranges are also synonymous.
  • the dye multimer of the present invention may have another functional group in the dye structure portion of the dye multimer described above.
  • other functional groups include polymerizable groups and alkali-soluble groups (preferably acid groups).
  • the dye multimer of the present invention may contain other repeating units in addition to the repeating unit containing the dye structure described above. Other repeating units may have a functional group.
  • the repeating unit containing at least 1 sort (s) of a polymeric group and an alkali-soluble group (preferably acid group) is illustrated. That is, the dye multimer of the present invention may have other repeating units in addition to the repeating units represented by the general formulas (A) to (C).
  • One type of other repeating unit may be included in one dye multimer, or two or more types may be included. Further, the dye multimer of the present invention may have other functional groups in the dye multimer represented by the general formulas (A) to (D). Details of these will be described below.
  • the dye multimer of the present invention may contain a polymerizable group.
  • One type of polymerizable group may be included, or two or more types may be included.
  • the dye structure may contain a polymerizable group, or may contain other parts.
  • the dye structure preferably includes a polymerizable group. By adopting such a configuration, the heat resistance tends to be improved.
  • dye structure contain a polymeric group is also preferable.
  • 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.
  • the polymerizable group is preferably contained as a repeating unit having a polymerizable group in the dye multimer, and more preferably as a repeating unit having an ethylenically unsaturated bond. That is, an example of a preferred embodiment of the dye multimer of the present invention is an embodiment in which the dye multimer contains a repeating unit containing a dye monomer and a repeating unit having a polymerizable group, and the repeating contains a dye monomer. More preferably, the unit contains a repeating unit having an ethylenically unsaturated bond.
  • a method for introducing a polymerizable group (1) a method in which a dye multimer is modified and introduced with a polymerizable group-containing compound, and (2) a method in which a dye monomer and a polymerizable group-containing compound are copolymerized and introduced. Etc. Details will be described below.
  • a method of introducing a dye multimer after modifying it with a polymerizable group-containing compound As a method for introducing the dye multimer by modifying with a polymerizable group-containing compound, a known method can be used without any particular limitation. For example, (a) a method of reacting a carboxylic acid contained in a dye multimer with an unsaturated bond-containing epoxy compound, and (b) a method of reacting a hydroxyl group or amino group of the dye multimer with an unsaturated bond-containing isocyanate compound. (C) A method of reacting an epoxy compound contained in the dye multimer with an unsaturated bond-containing carboxylic acid compound is preferable from the viewpoint of production.
  • the unsaturated bond-containing epoxy compound in the method of reacting the carboxylic acid contained in the dye multimer with the unsaturated bond-containing epoxy compound includes glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, allyl glycidyl ether, and 3,4-epoxycyclohexyl. Examples thereof include methyl acrylate, 3,4-epoxy-cyclohexylmethyl methacrylate, and glycidyl methacrylate and 3,4-epoxy-cyclohexylmethyl methacrylate are particularly preferable because of excellent crosslinkability and storage stability.
  • Known conditions can be used as the reaction conditions.
  • 2-isocyanatoethyl methacrylate, 2-isocyanatoethyl atacrylate examples include 1,1-bis (acryloyloxymethyl) ethyl isocyanate, and 2-isocyanatoethyl methacrylate is preferable because of its excellent crosslinkability and storage stability.
  • Known conditions can be used as the reaction conditions.
  • the unsaturated bond-containing carboxylic acid compound in the method of reacting the epoxy compound of the dye multimer with the unsaturated bond-containing carboxylic acid compound is particularly a carboxylic acid compound having a known (meth) acryloyloxy group
  • methacrylic acid and acrylic acid are preferable, and methacrylic acid is particularly preferable because of excellent crosslinkability and storage stability.
  • Known conditions can be used as the reaction conditions.
  • a method in which a dye monomer and a polymerizable group-containing compound are copolymerized and introduced (2) As a method for copolymerizing and introducing a dye monomer and a polymerizable group-containing compound, known methods can be used without any particular limitation.
  • D A radically polymerizable dye monomer and a radical can be used.
  • a method of copolymerizing a polymerizable group-containing compound that can be polymerized, and a method (e) a method of copolymerizing a dye monomer capable of polyaddition and a polymerizable group-containing compound capable of polyaddition are preferred.
  • a radically polymerizable polymerizable group-containing compound in a method of copolymerizing a radically polymerizable dye monomer and a radically polymerizable polymerizable group-containing compound an allyl group-containing compound (for example, (meth)) Allyl acrylate), epoxy group-containing compounds (for example, glycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxy-cyclohexylmethyl (meth) acrylate, etc.), oxetane group-containing compounds (for example, 3-methyl-3-oxetanylmethyl (meth) ) Acrylate, etc.) and methylol group-containing compounds (for example, N- (hydroxymethyl) acrylamide etc.), and epoxy compounds and oxetane compounds are particularly preferred.
  • Known conditions can be used as the reaction conditions.
  • a method for introducing a polymerizable group a method of reacting a carboxylic acid possessed by a dye multimer, a carboxylic acid possessed by a dye multimer, and an unsaturated bond-containing epoxy compound is particularly preferable.
  • the amount of polymerizable group possessed by the dye multimer is preferably 0.1 to 2.0 mmol, more preferably 0.2 to 1.5 mmol, and more preferably 0.3 to 1. Particularly preferred is 0 mmol.
  • the ratio of the repeating unit containing a repeating unit having a polymerizable group in the dye multimer is, for example, preferably 5 to 50 mol, and more preferably 10 to 20 mol with respect to 100 mol of all repeating units.
  • a method for introducing a polymerizable group a method of reacting a carboxylic acid possessed by a dye multimer, a carboxylic acid possessed by a dye multimer, and an unsaturated bond-containing epoxy compound is particularly preferable.
  • repeating unit having a polymerizable group examples include the following. However, the present invention is not limited to these.
  • Alkali-soluble group of dye multimer An example of the alkali-soluble group that the dye multimer in the present invention may have is an acid group, and examples of the acid group include a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group.
  • the alkali-soluble group (preferably an acid group) is preferably contained in the dye multimer as a repeating unit having an alkali-soluble group (acid group).
  • a method for introducing an alkali-soluble group into a dye multimer a method in which an alkali-soluble group is introduced into a dye monomer in advance, and a monomer other than a dye monomer having an alkali-soluble group ((meth) acrylic acid, acrylic Modified product of caprolactone of acid, modified product of succinic anhydride of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, modified product of phthalic anhydride of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 1,2-hydroxyethyl (meth) acrylate 2-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride modified product, carboxylic acid-containing monomer such as styrene carboxylic acid, itaconic acid, maleic acid, norbornene carboxylic acid, phosphoric acid-containing monomer such as acid phosphooxyethyl methacrylate, vinyl phosphonic acid, vinyl sulfonic acid, Such as 2-acrylamido-2-methylsulf
  • the amount of the alkali-soluble group contained in the dye multimer is preferably from 0.3 mmol to 2.0 mmol, more preferably from 0.4 mmol to 1.5 mmol, more preferably from 0.5 mmol to 1. Particularly preferred is 0 mmol.
  • the dye multimer contains a repeating unit containing a dye monomer and a repeating unit having an acid group
  • the ratio of the repeating unit containing a repeating unit having an acid group is 100 repeating units containing a dye monomer. For example, 5-70 mol is preferable with respect to mol, and 10-50 mol is more preferable.
  • the dye multimer used in the present invention has a repeating unit having 2 to 20 unsubstituted alkyleneoxy chains in the side chain as a repeating unit containing an alkali-soluble group (hereinafter referred to as “(b) repeating unit”. May be included).
  • the number of repeating alkyleneoxy chains in the repeating unit (b) 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 X 1 and L 1 in formula (A), and preferred ranges are also the same.
  • P represents a group containing a group consisting of repeating alkyleneoxy chains, more preferably a 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.
  • Other functional groups possessed by the dye multimer include development accelerators such as lactones, acid anhydrides, amides, —COCH 2 CO—, cyano groups, long chain and cyclic alkyl groups, aralkyl groups, aryl groups, polyalkylene oxide groups And an affinity adjusting group such as a hydroxyl group, a maleimide group, and an amino group, and the like, which can be appropriately introduced.
  • the introduction method include a method of introducing the dye monomer in advance and a method of copolymerizing the monomer having the functional group.
  • repeating unit having an alkali-soluble group or other functional group that the dye multimer may have are shown below, but the present invention is not limited thereto.
  • the dye multimer used in the present invention may have at least one of the structures represented by the formulas (1) to (5) in the same molecule.
  • the structures represented by the formulas (1) to (5) function as a light stabilizer, thereby contributing to an improvement in exposure sensitivity and light resistance.
  • adhesiveness can be improved.
  • the generation of development residues can be suppressed.
  • the dye structure and the formula (1) are obtained by using a dye multimer having at least one of the dye structure and the structures represented by the formulas (1) to (5) in the same molecule.
  • the distance from the structure represented by (5) becomes closer.
  • the structure represented by the formula (1) is generically called a hindered amine system.
  • the structure represented by the formula (2) is generically called a hindered phenol type.
  • the structure represented by the formula (3) is generically called a benzotriazole type.
  • the structure represented by the formula (4) is generically referred to as a hydroxybenzophenone series.
  • the structure represented by the formula (5) is generically called a triazine type.
  • R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, or an oxy radical.
  • R 2 and R 3 each independently represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
  • R 2 and R 3 may be bonded to each other to represent an aliphatic ring having 4 to 12 carbon atoms.
  • “*” Represents a bond between the structure represented by the formula (1) and the polymer skeleton.
  • R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group or an oxy radical, preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
  • the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, but is preferably linear.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 8, still more preferably 1 to 3, and particularly preferably 1 or 2.
  • the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is preferably a methyl group or an ethyl group, and more preferably a methyl group.
  • the aryl group may have 6 to 18 carbon atoms, 6 to 12 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. Specific examples include a phenyl group.
  • R 1 in Formula (1) represents an alkyl group or aryl group having 1 to 18 carbon atoms
  • the alkyl group or aryl group having 1 to 18 carbon atoms may have a substituent or unsubstituted It may be.
  • the substituent which may have include a substituent selected from the substituent group A described above.
  • R 2 and R 3 each independently represent a methyl group or an ethyl group, and a methyl group is preferred.
  • R 2 and R 3 may be bonded to each other to represent an aliphatic ring having 4 to 12 carbon atoms.
  • “*” represents a bond between the structure represented by formula (1) and the polymer skeleton.
  • the bond may be bonded to the polymer backbone directly or via a linking group, or may be bonded to the above-described dye structure directly or via a linking group.
  • “*” in formula (1) is preferably bonded to the polymer backbone directly or via a linking group.
  • “*” represents a bond between the structure represented by the formula (2) and the polymer skeleton.
  • R 4 represents the following formula (2A), an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an aryl group.
  • R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
  • “*” Represents a bond between the structure represented by the formula (2) and the polymer skeleton.
  • R 4 represents the above formula (2A), an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an aryl group, and is preferably represented by formula (2A).
  • the alkyl group and aryl group having 1 to 18 carbon atoms have the same meaning as the alkyl group and aryl group having 1 to 18 carbon atoms described for R 1 in formula (1).
  • “*” Is synonymous with the bond described in the formula (1).
  • each R 6 independently represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
  • “*” Represents a bond between the structure represented by the formula (2A) and the structure represented by the formula (2).
  • R 6 has the same meaning as the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms explained for R 1 in the formula (1).
  • “*” Is synonymous with the bond described in the formula (1).
  • the specific example of the structure represented by Formula (2) is shown, it is not limited to these.
  • “*” represents a bond between the structure represented by the formula (2) and the polymer skeleton.
  • R 7 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms; n1 represents an integer of 0 to 3. When n1 is 2 or 3, each R 7 may be the same or different.
  • “*” Represents a bond between the structure represented by the formula (3) and the polymer skeleton.
  • R 7 has the same meaning as the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms explained for R 1 in the formula (1).
  • n1 represents an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, and preferably 0 or 1.
  • “*” is synonymous with the bond described in formula (1).
  • “*” represents a bond between the structure represented by the formula (3) and the polymer skeleton.
  • R 8 and R 9 each independently represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
  • n2 represents an integer of 0 to 3.
  • n3 represents an integer of 0 to 4.
  • each R 8 may be the same or different.
  • n3 represents an integer of 2 to 4, each R 9 may be the same or different.
  • “*” Represents a bond between the structure represented by the formula (4) and the polymer skeleton.
  • R 8 and R 9 have the same meaning as the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms explained for R 1 in the formula (1).
  • n2 represents an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, and preferably 0 or 1.
  • n3 represents an integer of 0 to 4, preferably an integer of 0 to 2, and preferably 0 or 1.
  • “*” is synonymous with the bond described in formula (1).
  • the specific example of the structure represented by Formula (4) is shown, it is not limited to these.
  • “*” represents a bond between the structure represented by the formula (4) and the polymer skeleton.
  • R 10 to R 12 each independently represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.
  • n4 to n6 each independently represents an integer of 0 to 5.
  • n7 to n9 each independently represents 0 or 1, and at least one of n7 to n9 represents 1.
  • “*” Represents a bond between the structure represented by the formula (5) and the polymer skeleton.
  • R 10 in formula (5) represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, it is synonymous with the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms described for R 1 in formula (1), and has 1 to 3 carbon atoms.
  • the alkyl group is preferably a methyl group.
  • R 10 represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, the alkoxy group preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and still more preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • R 10 in Formula (5) may further have a substituent. Examples of the substituent which may have include a substituent selected from the substituent group A described above.
  • N4 in the formula (5) represents an integer of 0 to 5, preferably an integer of 1 to 4, and preferably 2 or 3.
  • R 10 may be the same or different.
  • R 11 in formula (5) has the same meaning as R 10 in formula (5), and the preferred range is also the same.
  • N5 in the formula (5) represents an integer of 0 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and preferably 1 or 2.
  • R 12 in formula (5) has the same meaning as R 10 in formula (5), and the preferred range is also the same.
  • N6 in the formula (5) represents an integer of 0 to 5, preferably an integer of 0 to 3, and preferably 0 or 1.
  • each R 12 may be the same or different.
  • n7 to n9 each independently represents 0 or 1, and at least one of n7 to n9 represents 1. In particular, it is preferable that only n7 represents 1, only n8 and n9 represent 1, or only one of n7, n8 and n9 represents 1.
  • “*” is synonymous with the bond described in formula (1).
  • the specific example of the structure represented by Formula (5) is shown, it is not limited to these. In the following structure, “*” represents a bond between the structure represented by the formula (5) and the polymer skeleton.
  • the structural unit having at least one of the structures represented by formulas (1) to (5) possessed by the dye multimer used in the present invention is preferably represented by the following formula (E).
  • X 3 has the same meaning as X 1 in general formula (A).
  • L 4 has the same meaning as L 1 in formula (A).
  • Z 1 represents a structure represented by the above formulas (1) to (5). Specific examples of structural units having at least one of the structures represented by formulas (1) to (5) are shown below, but the present invention is not limited to these.
  • the dye multimer may not have a structural unit having at least one of the structures represented by the formulas (1) to (5), but if it has, 100 masses of all the structural units in the dye multimer. %,
  • the content of the structural unit having at least one of the structures represented by formulas (1) to (5) is preferably 0.5 to 20% by mass, and 1 to 10% by mass More preferably, the content is 1 to 5% by mass.
  • the dye multimer used in the present invention preferably has a group represented by the general formula (I) or a group represented by the general formula (II) (hereinafter sometimes referred to as “specific end group”).
  • specific end group a group represented by the general formula (II)
  • solvent resistance and light resistance can be provided.
  • the dispersity (Mw / Mn) of the dye multimer can be reduced. That is, it is a dye multimer, and the light resistance can be further improved by reducing the proportion of the high molecular weight component, and the solvent resistance can be improved by reducing the proportion of the low molecular weight component. Can do.
  • heat resistance, applicability, and developability can be further improved.
  • Z represents a hydrogen atom or a monovalent substituent. * Indicates the position of binding to the end of the main chain;
  • Z represents a monovalent substituent.
  • Z is a hydrogen atom, a halogen atom, a carboxyl group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or the total number of atoms of carbon atoms and hetero atoms 3 to 30 monovalent heterocyclic groups, —OR 1 , —SR 1 , —OC ( ⁇ O) R 1 , —N (R 1 ) (R 2 ), —C ( ⁇ O) OR 1 , —C ( ⁇ O) N (R 1 ) (R 2 ), —P ( ⁇ O) (OR 1 ) 2 , —P ( ⁇ O) (R 1 ) 2 or a monovalent group having a polymer chain is preferred, It is preferably selected from —SR 1 , an aryl group, a heteroaryl group, an amino group substituted with an alkyl group and / or an ary
  • an aryl group is particularly preferably an alkylthio group.
  • the aryl group as Z is preferably a phenyl group or a naphthyl group.
  • the heteroaryl group as Z is preferably a nitrogen-containing 5-membered ring or 6-membered ring compound.
  • the amino group substituted with an alkyl group and / or aryl group as Z is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an amino group substituted with a phenyl group.
  • the alkoxy group as Z is preferably an alkoxy group having 2 to 5 carbon atoms.
  • the aryloxy group as Z is preferably a phenoxy group.
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or a carbon atom and a hetero atom. And a monovalent heterocyclic group having 3 to 30 atoms in total, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, a carbon atom and a hetero atom All of the monovalent heterocyclic group having 3 to 30 atoms in total, R 1 and R 2 may be substituted or unsubstituted. Examples of the substituent when substituted include an alkyl group and an aryl group.
  • R 1 and R 2 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms or a phenyl group. preferable.
  • a and B each independently represent a monovalent substituent.
  • a and B may be connected to each other to form a ring. * Indicates the binding position to the end of the main chain.
  • the monovalent substituents represented by A and B are each independently preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. More preferably, the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms has 3 to 10 carbon atoms.
  • one of A and B is a secondary or tertiary alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and the other is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • one of A and B is tertiary alkyl having 1 to 30 carbon atoms
  • the other of A and B is more preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms
  • one of A and B is Particularly preferably, it is a tertiary alkyl group having 1 to 30 carbon atoms
  • the other is a secondary or tertiary alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (more preferably a secondary alkyl group having 1 to 30 carbon atoms).
  • the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms may have, an aryl group is preferable, and a phenyl group is more preferable.
  • the substituent that the aryl group may have, an aryl group is preferable.
  • these groups may be substituted with other substituents.
  • a and B may be bonded to each other to form a ring.
  • Z in the general formula (I) is —SR 1 or an aryl group
  • a and B in the general formula (II) are each a secondary or tertiary alkyl group having 1 to 30 carbon atoms. (However, A and B may be bonded to each other to form a ring).
  • terminal groups are shown, but the present invention is not limited thereto.
  • a compound represented by the general formula (Ia), a compound represented by the general formula (IIa), and A method in which a polymerizable compound having a dye structure is radically polymerized in the presence of at least one radical represented by formula (IIb) is preferred.
  • Z has the same meaning as in general formula (I).
  • C represents a monovalent organic group.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the dye multimer is preferably 2,000 to 50,000, more preferably 3,000 to 30,000, and preferably 6,000 to 20,000. Particularly preferred. Further, 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 2.0, preferably 1.1 to 2.0. The ratio is more preferably 1.8, and particularly preferably 1.1 to 1.5.
  • 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 dye multimer used in the present invention contains a repeating unit having a dye structure and another repeating unit, it is preferably a random polymer of a polymerizable compound containing a dye and another polymerizable compound.
  • a random polymer By using a random polymer, the dye structure is present randomly in the dye multimer, and the effects of the present invention are more effectively exhibited.
  • the dye compound represented by the general formula (1) is a polymer type, it has a counter anion inside and / or outside the molecule.
  • the counter anion is contained according to the valence of the cation contained in the dye compound represented by the general formula (1).
  • the cation is usually monovalent or divalent with respect to one xanthene structure, and monovalent is preferable.
  • the presence of a counter anion in the molecule means that it is in the same repeating unit of the dye multimer. That is, it means a case where a cation and an anion are bonded via a covalent bond within a repeating unit having a dye structure.
  • having a counter anion outside the molecule means other than the above, and when the cation and the anion are not bonded via a covalent bond and exist as separate compounds, or the cation and the anion are independent of the dye multimer. The case where it is contained as a repeating unit.
  • the anion in the present invention is not particularly defined, but a low nucleophilic anion is preferable.
  • the low nucleophilic anion indicates an anion structure in which an organic acid having a pKa lower than that of sulfuric acid is dissociated.
  • the anion moiety when the counter anion is in the same repeating unit is the same as in the first embodiment of the anion in the low molecular type, and the preferred range is also the same.
  • the binding position of the counter anion is preferably R 7 and / or R 8 in the general formula (1), and more preferably R 7 .
  • the counter anion when the counter anion is a different molecule is the same as in the second embodiment of the anion in the low molecular type, and the preferred range is also the same.
  • 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.
  • the repeating unit 1 means a repeating unit derived from any one of the exemplified compounds M-17 to M-37.
  • the repeating units 2 to 4 mean any one of the other repeating units (B-1) to (B-33) described above.
  • the content of the dye compound represented by the general formula (1) of the polymer type in the colored composition of the present invention is preferably 10 to 70% by mass of the total solid content of the colored composition, 15 to 45 More preferably, it is mass%.
  • the coloring composition of this invention contains another coloring agent (for example, pigment) in addition to the pigment
  • the mass ratio of the dye compound represented by the general formula (1) to the colorant (dye multimer / pigment) is preferably 0.3 to 1, more preferably 0.35 to 0.8, and 0.45 to 0.75 is more preferable.
  • the colored composition of the present invention is used for forming a colored layer of a color filter.
  • the colored composition used in the present invention preferably contains a curable compound and a solvent in addition to the dye compound represented by the general formula (1).
  • 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.
  • colorants (preferably pigments) other than the dye compound represented by the general formula (1) may be included.
  • the colored composition of the present invention is preferably a composition containing a dye compound represented by the general formula (1), a curable compound, a solvent and a photopolymerization initiator.
  • a surfactant and a colorant (preferably a pigment) other than the dye compound represented by the general formula (1) may be included.
  • hardenable compound, a solvent, and a photoinitiator is preferable.
  • a surfactant and a colorant (preferably a pigment) other than the dye compound represented by the general formula (1) may be included. Details of these will be described below.
  • the coloring composition of the present invention contains a curable compound.
  • the curable compound preferably contains at least a polymerizable compound.
  • a known compound that can be cross-linked by radical, acid, or heat can be used.
  • a compound containing an ethylenically unsaturated bond, cyclic ether (epoxy, oxetane), methylol, alkoxymethyl, blocked isocyanate, etc. Is mentioned.
  • the curable compound is suitably selected from polymerizable compounds having at least one terminal ethylenically unsaturated bond, preferably two or more, from the viewpoint of sensitivity.
  • 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 curable 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 manufactured by the company (KAYARAD D-310 as a commercial product; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (as a commercial product, KAYARAD DPHA; Nippon Kayaku Co., Ltd.) ), Ethyleneoxy-modified dipentaerythritol hexaacrylate (commercially available product is A-DPH-12E; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) and structures in which these (meth) acryloyl groups are mediated by ethylene glycol and propylene glycol residues Is preferred. These oligomer types 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.
  • curable compound having a cyclic ether examples include, for example, a compound having an epoxy group such as 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 860, EPICLON 1050, EPICLON 1051, EPICLON 1055 (manufactured by DIC Corporation), etc.
  • an epoxy group such as 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 860, EPICLON 1050, EPICLON 1051, EPICLON 1055 (manufactured
  • JER-806, JER-807, JER-4004, JER-4005, JER-4007, JER-4010 (above, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.) EPICLON830, EPICLON835 (above, manufactured by DIC Corporation), LCE-21, RE-602S (above, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), etc., and 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), etc.
  • cresol novolac type epoxy resin EPICLON N-660, EPICLON N-665, EPICLON N-670, EPICLON N-673, EPICLON N-680, EPICLON N-690, EPICLON N-695 (above, DIC Co., Ltd.), EOCN-1020 (above, Nippon Kayaku Co., Ltd.), aliphatic epoxy resins such as ADEKA RESIN EP-4080S, EP-4085S, EP-4088S (above, ADEKA Corporation) Manufactured) Celoxide 2021P, Celoxide 2081, Celoxide 2083, Celoxide 2085, EHPE-3150 (1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol), EPOLEEAD PB 3600, PB 4700 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), Denacol EX-211L, EX
  • Examples of the compound containing an alkoxymethyl group or a methylol group include compounds in which an alkoxymethyl group or a methylol group is bonded to a carbon atom that forms a nitrogen atom or an aromatic ring.
  • Compounds having an alkoxymethyl group or a methylol group bonded to a nitrogen atom include alkoxymethylated melamine, methylolated melamine, alkoxymethylated benzoguanamine, methylolated benzoguanamine, alkoxymethylated glycoluril, methylolated glycoluril, alkoxymethyl Urea urea, methylolated urea and the like are preferable.
  • the description in paragraphs 0134 to 0147 of JP-A-2004-295116 can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • Preferable structures of the compound in which an alkoxymethyl group or a methylol group is bonded to a nitrogen atom include compounds represented by the following formulas (8-1) to (8-4).
  • Examples of the compound in which an alkoxymethyl group or a methylol group is bonded to a carbon atom forming an aromatic ring include those represented by the following general formulas (4) to (5).
  • X represents a single bond or a monovalent to tetravalent organic group
  • R 11 and R 12 each independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • n is an integer of 1 to 4.
  • p and q are each independently an integer of 0 to 4.
  • two Y's are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and may contain an oxygen atom or a fluorine atom
  • R 13 to R 16 are each independently a hydrogen atom.
  • m and n are each independently an integer of 1 to 3
  • p and q are each independently an integer of 0 to 4.
  • a compound containing a blocked isocyanate group can also be used as the curable compound.
  • the blocked isocyanate group in the present invention is a group capable of generating an isocyanate group by heat.
  • a group obtained by reacting a blocking agent with an isocyanate group to protect the isocyanate group can be preferably exemplified.
  • the blocked isocyanate group is preferably a group capable of generating an isocyanate group by heat at 90 ° C. to 250 ° C.
  • the skeleton of the blocked isocyanate compound is not particularly limited, and may be an aliphatic, alicyclic or aromatic polyisocyanate.
  • Examples of the matrix structure of the blocked isocyanate compound include biuret type, isocyanurate type, adduct type, and bifunctional prepolymer type.
  • Examples of the blocking agent that forms the block structure of the blocked isocyanate compound include oxime compounds, lactam compounds, phenol compounds, alcohol compounds, amine compounds, active methylene compounds, pyrazole compounds, mercaptan compounds, imidazole compounds, and imide compounds. be able to.
  • a blocking agent selected from oxime compounds, lactam compounds, phenol compounds, alcohol compounds, amine compounds, active methylene compounds, and pyrazole compounds is particularly preferable.
  • Specific examples of the compound containing a blocked isocyanate group include the following.
  • the detail of usage methods such as the structure, single use, combined use, and addition amount, 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. Further, it is preferable to use a trifunctional or higher functional 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 selection and use method of the curable compound is This is an important factor.
  • 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 curable compound in the colored composition of the present invention is preferably 0.1% by mass to 90% by mass, and 1.0% by mass to 60% by mass with respect to the total solid content in the colored composition. % By mass is more preferable, and 2.0% by mass to 40% by mass is particularly preferable.
  • the composition of the present invention may contain only one type of curable compound, 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 may contain a polyfunctional thiol compound having two or more mercapto groups in the molecule for the purpose of promoting the reaction of the polymerizable compound.
  • the polyfunctional thiol compound is preferably a secondary alkanethiol, and particularly preferably a compound having a structure represented by the following general formula (I).
  • Formula (I) (In the formula, n represents an integer of 2 to 4, and L represents a divalent to tetravalent linking group.)
  • the linking group L is preferably an aliphatic group having 2 to 12 carbon atoms, particularly preferably n is 2 and L is an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms.
  • Specific examples of the polyfunctional thiol compound include compounds represented by the following structural formulas (II) to (IV), and a compound represented by (II) is particularly preferable. These polyfunctional thiols can be used alone or in combination.
  • the blending amount of the polyfunctional thiol in the composition of the present invention is in the range of 0.3 to 8.9% by weight, more preferably 0.8 to 6.4% by weight, based on the total solid content excluding the solvent. It is desirable to add at.
  • Polyfunctional thiols may be added for the purpose of improving stability, odor, resolution, developability, adhesion and the like.
  • the polyfunctional thiol compound for example, 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane can be used, and it may be used in combination with other curable compounds.
  • 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. From the viewpoint of heat resistance, polyhydroxystyrene resins, polysiloxane resins, acrylic resins, acrylamide resins, and acryl / acrylamide copolymer resins are preferable. From the viewpoint of development control, acrylic resins and acrylamide resins are preferable. Resins and acrylic / acrylamide copolymer resins are preferred.
  • Examples of the group that promotes alkali solubility include 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
  • a compound represented by the following general formula (ED) and / or a compound represented by the following general formula (ED2) (hereinafter, these compounds may be referred to as “ether dimers”) are essential. It is also preferable to include a polymer (a) obtained by polymerizing the monomer component.
  • 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.
  • General formula (ED2) In general formula (ED2), R represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 30 carbon atoms. As a specific example of the general formula (ED2), the description in JP 2010-168539 A can be referred to.
  • 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.
  • alkali-soluble resin may contain the structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer shown by following formula (X).
  • Formula (X) (In Formula (X), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, and R 3 represents a hydrogen atom or a benzene ring which may contain a benzene ring. And represents an alkyl group of 20. n represents an integer of 1 to 15.)
  • the alkylene group of R 2 preferably has 2 to 3 carbon atoms.
  • the alkyl group of R 3 has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10, and the alkyl group of R 3 may contain a benzene ring.
  • Examples of the alkyl group containing a benzene ring represented by R 3 include a benzyl group and a 2-phenyl (iso) propyl group.
  • an alkali-soluble resin having a polymerizable group In order to improve the crosslinking efficiency of the colored composition in the present invention, it is preferable to use an alkali-soluble resin having a polymerizable group.
  • 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 contains a solvent.
  • the 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 the solubility, coating property, and safety of UV absorbers, alkali-soluble resins and dispersants, etc. Is preferably selected in consideration of Moreover, when preparing the coloring composition in this invention, it is preferable that at least 2 type of solvent is included.
  • the solvent is preferably an organic solvent.
  • organic solvents examples include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, and ethyl lactate.
  • Alkyl oxyacetates eg, methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, butyl oxyacetate (eg, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate)
  • alkyl 3-oxypropionate Esters eg, methyl 3-oxypropionate, ethyl 3-oxypropionate, etc.
  • Oxypropionic acid alkyl esters eg, methyl 2-oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, propyl 2-oxypropionate, etc.
  • ethers For example, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether Acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate and the like, and ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone and 3-heptanone, and aromatic hydrocarbons such as Tolue And xylene are preferable.
  • ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone and 3-heptanone, and aromatic hydrocarbons
  • 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 solvent in the colored composition is preferably such that the total solid concentration of the composition is 5% by mass to 80% by mass from the viewpoint of applicability, and is further 5% by mass to 60% by mass. 10% by mass to 50% by mass is particularly preferable.
  • the composition of the present invention may contain only one type of solvent or two or more types of solvents. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • 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).
  • 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, and biimidazole compounds (for example, hexagonal compounds).
  • halogenated hydrocarbon derivatives for example, those having a triazine skeleton, those having an oxadiazole skeleton, etc.
  • acylphosphine compounds such as acylphosphine oxide
  • biimidazole compounds for example, hexagonal compounds.
  • Arylbiimidazole oxime compounds such as oxime derivatives, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketoxime ethers, aminoacetophenone compounds, hydroxyacetophenone, and the like, and oxime compounds are preferred.
  • the biimidazole compound is not limited in its structure as long as it is a dimer of an imidazole ring substituted with three aryl groups, and is particularly represented by the following general formula (II) or general formula (III). A compound having the structure is preferred.
  • X represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 9 carbon atoms
  • A represents each having 1 to 12 carbon atoms, A substituted or unsubstituted alkoxy group, or —COO—R 9 (wherein R 9 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 9 carbon atoms), and n represents 1 to 3
  • m is an integer of 1 to 3.
  • X 1 , X 2 and X 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 9 carbon atoms. However, two or more of X 1 , X 2 and X 3 do not take a hydrogen atom at the same time.
  • the biimidazole compound include the compounds described in paragraph numbers 0072 to 0075 of JP2013-209623A, the contents of which are incorporated herein.
  • 2,2′-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole (commercially available products are B-CIM, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.).
  • 2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetra- (3,4-dimethoxyphenyl) biimidazole (HABI1311, Nippon Sebel Hegner)
  • 2,2 Examples include '-bis (2-methylphenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenylbiimidazole (commercially available from Kurokin Kasei Co., Ltd.).
  • 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.
  • 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 a photopolymerization initiator for forming 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 initiator commercially available products such as IRGACURE-819 and DAROCUR-TPO (trade names: both manufactured by BASF) can be used.
  • More preferred 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, oxime compounds described in JP-A No. 2006-342166, WO 02 / 100903A1, 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 moiety, a ketoxime compound 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.
  • 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 may contain a sensitizer.
  • a sensitizer There is no restriction
  • Mercaptan sensitizers include 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, 2-mercapto-2,5-dimethylamino. Examples thereof include pyridine.
  • amine sensitizers examples include benzophenone, Michler's ketone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, xanthone, thioxanthone, isopropylxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-ethylanthraquinone, acetophenone, 2-hydroxy-2 -Methylpropiophenone, 2-hydroxy-2-methyl-4'-isopropylpropiophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, isopropyl benzoin ether, isobutyl benzoin ether, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy -2-phenylacetophenone, benzyl, camphorquinone, benzanthrone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzi -2-dimethylamino-1-
  • the content of the sensitizer is preferably 0.1% by mass to 50% by mass, and more preferably 0.5% by mass to 40% by mass with respect to the blending amount of the photopolymerization initiator.
  • a sensitizer may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. When 2 or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the colored composition of the present invention may further contain a colorant other than the dye compound represented by the general formula (1). Specifically, it is preferable to contain 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 coloring composition of the present invention preferably contains a pigment other than black, and is suitable for 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
  • the content of the pigment is preferably 10% by mass to 70% by mass, more preferably 20% by mass to 60% by mass, and still more preferably 25%, based on all components excluding the solvent contained in the coloring composition. % By mass to 50% 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.
  • a pigment dispersant can be used in combination as desired.
  • pigment dispersants 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 Kashiwagi 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
  • 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.
  • An alkali-soluble resin containing is also preferred. Specifically, an alkali-soluble resin: benzyl methacrylate / methacrylic acid / methacrylic acid-2-hydroxyethyl copolymer is exemplified.
  • 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 specific dispersion resin is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 70% by mass or more, among the dispersant components contained in the coloring composition.
  • 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 coloring agent and the dispersing agent component is 50% by mass or more and 90% by mass or less with respect to the total solid content constituting the coloring composition. Is more preferable, 55 mass% or more and 85 mass% or less is more preferable, and 60 mass% or more and 80 mass% or less is further more preferable.
  • a dye other than the pigment compound represented by the general formula (1) may be included.
  • the chemical structure uses dyes such as pyrazole azo, anilino azo, triphenylmethane, anthraquinone, benzylidene, oxonol, pyrazolotriazole azo, pyridone azo, cyanine, phenothiazine, pyrrolopyrazole azomethine. it can.
  • dyes such as pyrazole azo, anilino azo, triphenylmethane, anthraquinone, benzylidene, oxonol, pyrazolotriazole azo, pyridone azo, cyanine, phenothiazine, pyrrolopyrazole azomethine. it can.
  • the coloring composition of the present invention is within the range not impairing the effects of the present invention, and other components such as a polymerization inhibitor, a surfactant, an organic carboxylic acid, and an organic carboxylic acid anhydride. May be included.
  • ⁇ 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 light stabilizer described in paragraph 0078 of JP-A No. 2004-295116 and a thermal polymerization inhibitor described in paragraph 0081 of the 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 blended together, or may be blended sequentially 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.
  • any filter can be used without particular limitation as long as it has been conventionally used for filtration.
  • fluorine resins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyamide resins such as nylon-6 and nylon-6,6, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene (PP) (including high density and ultra high molecular weight), etc.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • polyamide resins such as nylon-6 and nylon-6,6, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene (PP) (including high density and ultra high molecular weight)
  • 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. By setting it as this range, it becomes possible to remove reliably the fine foreign material which inhibits preparation of the uniform and smooth coloring composition in a post process.
  • 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. .
  • the colored composition of the present invention is used for forming a colored pattern such as a solid-state imaging device (for example, CCD, CMOS, etc.), a color filter used in an image display device such as a liquid crystal display device (LCD) or an organic EL display device. Can be suitably used. 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.
  • 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 production method of the color filter 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 exposed 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 photoresist on the colored layer Illustrated is a method for producing a color filter, including a step of forming a 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.
  • the colored composition layer is formed by applying the colored composition of the present invention on the support.
  • 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.
  • 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 color filter of the present invention since a dye multimer excellent in hue is used, the color purity, light transmittance, etc. are good and the color pattern (pixel) is excellent in color, so the resolution is high and the long-term durability is excellent.
  • a COA type 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
  • Dye compounds P-1 to P-19 were synthesized in the same manner as described above except that the repeating unit in Dye Compound P-6 was changed to that shown in the following table.
  • Undercoat Layer Components having the following composition were mixed and dissolved to prepare an undercoat layer resist solution.
  • Solvent propylene glycol monomethyl ether acetate 19.20 parts
  • Solvent ethyl lactate 36.67 parts
  • ethylenically unsaturated double bond-containing compound dipentaerythritol hexaacrylate, 12.20 parts
  • polymerization inhibitor P-methoxyphenol 0.0061 parts
  • fluorine surfactant F-475, manufactured by DIC Corporation 0.83 parts
  • photopolymerization initiator trihalomethyltriazine photo
  • Color composition 3-1 Preparation of coloring composition 3-1.
  • Preparation of blue pigment dispersion Blue pigment dispersion 1 was prepared as follows. C. I. Pigment Blue 15: 6 (13.0 parts (blue pigment, average particle size 55 nm)), Dispersbyk 111 (pigment dispersant) 5.0 parts, and PGMEA 82.0 parts were mixed with a beads mill (zirconia beads). 0.3 mm diameter) was mixed and dispersed for 3 hours to prepare a pigment dispersion.
  • 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 with a decompression mechanism (manufactured by Nippon BEE Co., Ltd.).
  • This dispersion treatment was repeated 10 times to obtain a blue pigment dispersion 1 (CI Pigment Blue 15: 6 dispersion, pigment concentration 13%) used in the coloring compositions of Examples and Comparative Examples.
  • the particle diameter of the pigment was measured by a dynamic light scattering method (Microtrac Nanotrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.)) and found to be 24 nm.
  • DPHA dipentaerythritol hexaacrylate, KAYARAD DPHA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • A-DPH-12E ethyleneoxy modified dipentaerythritol hexaacrylate, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • DPHA / 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane mixture of 0.062 parts DPHA and 0.008 parts 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane
  • 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 silicon wafer substrate.
  • the silicon wafer on which the colored pattern is formed is fixed to the horizontal rotary table by a vacuum chuck method, and the silicon wafer substrate is rotated at a rotation speed of 50 r. p. m. While being rotated, pure water was supplied from the upper part of the rotation center in the form of a shower through a spray nozzle, followed by rinsing treatment, and then spray drying. As described above, a monochromatic color filter having a colored pattern formed by the colored composition of the example or the comparative example was produced. Thereafter, the size of the colored pattern was measured using a length measuring SEM “S-9260A” (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The exposure amount at which the pattern size was 1.0 ⁇ m was determined as the optimum exposure amount.
  • ⁇ Performance evaluation> 1 Heat resistance The obtained color filter was placed on a hot plate at 230 ° C. so as to be in contact with the substrate surface, heated for 1 hour, and then heated with a chromaticity meter MCPD-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). The color difference ( ⁇ E * ab value) before and after was measured as an index for evaluating heat fastness, and evaluated according to the following criteria. A smaller ⁇ E * ab value indicates better heat resistance.
  • the ⁇ E * ab value is a value obtained from the following color difference formula according to the CIE 1976 (L * , a * , b * ) space color system (Japanese Society for Color Science, New Color Science Handbook (Showa 60)) p. 266).
  • ⁇ E * ab ⁇ ( ⁇ L * ) 2 + ( ⁇ a * ) 2 + ( ⁇ b * ) 2 ⁇ 1/2 Evaluation was made according to the following criteria.
  • the color filter was irradiated with a xenon lamp at 50,000 lux for 20 hours (equivalent to 1 million lux ⁇ h) as a light resistance test, and then the ⁇ E * ab value of the color difference before and after the light resistance test was measured. A smaller ⁇ E * ab value indicates better light resistance. Evaluation was made according to the following criteria. A: ⁇ E * ab value ⁇ 3 B: 3 ⁇ ⁇ E * ab value ⁇ 10 C: 10 ⁇ ⁇ E * ab value ⁇ 20 D: 20 ⁇ ⁇ E * ab value
  • this colored film was post-baked at 230 ° C. for 30 minutes, and the colored film after the treatment was not uneven in the colored film at a bright field of 200 times using an optical microscope (MX-61L manufactured by Olympus). I observed.
  • an optical microscope MX-61L manufactured by Olympus.
  • the dye compounds of the compositions of the examples were excellent in solvent solubility. Moreover, when the color filter was produced with the photoresist using the composition of an Example, as a result, when the composition of the Example was used, it turned out that it is excellent in planar unevenness. Furthermore, it turned out that it is excellent also in heat resistance and light resistance. In addition, this tendency indicates that when a low nucleophilic anion is used, when the dye compound represented by the general formula (1) is a polymer or a polymerizable monomer, the dye compound represented by the general formula (1) It was found to be particularly effective when it has cations and anions in the molecule.
  • T-1 polymerizable compound: KAYARAD DPHA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., dipentaerythritol hexaacrylate)
  • U-1 Alkali-soluble resin: benzyl methacrylate / methacrylic acid (75/25 [mass ratio] copolymer (weight average molecular weight: 12,000) in propylene glycol monomethyl ether acetate solution (solid content: 40.0%)
  • V-1 Photopolymerization initiator: 2- (benzoyloxyimino) -1- [4- (phenylthio) phenyl] -1-octanone (manufactured by BASF)
  • the obtained colored composition (color resist solution) was applied on a 100 mm ⁇ 100 mm glass substrate (1737, manufactured by Corning) so that the x value serving as an index of color density was 0.150, and 90 ° C. In an oven for 60 seconds (pre-baking). Thereafter, the film was exposed to 200 mJ / cm 2 (illuminance 20 mW / cm 2 ) with a high-pressure mercury lamp through a photomask having a mask hole width of 10 to 100 ⁇ m for resolution evaluation, and the exposed coating film was subjected to alkali developer CDK- The film was developed with a 1% aqueous solution of No.
  • a filter substrate 1 (color filter 1) was produced.
  • ⁇ E * ab value was measured as an index for evaluating thermal fastness, and evaluated according to the following criteria. A smaller ⁇ E * ab value indicates better heat resistance.
  • the ⁇ E * ab value is a value obtained from the following color difference formula based on the CIE 1976 (L * , a * , b * ) space color system (Japanese Society for Color Science, New Color Science Handbook (Showa 60)) p. 266).
  • ⁇ E * ab ⁇ ( ⁇ L * ) 2 + ( ⁇ a * ) 2 + ( ⁇ b * ) 2 ⁇ 1/2 Evaluation was made according to the following criteria.
  • the color filter was irradiated with a xenon lamp at 50,000 lux for 20 hours (equivalent to 1 million lux ⁇ h) as a light resistance test, and then the ⁇ E * ab value of the color difference before and after the light resistance test was measured. A smaller ⁇ E * ab value indicates better light resistance. Evaluation was made according to the following criteria. A: ⁇ E * ab value ⁇ 3 B: 3 ⁇ ⁇ E * ab value ⁇ 5 C: 5 ⁇ ⁇ E * ab value ⁇ 10 D: 10 ⁇ ⁇ E * ab value
  • the substrate on which the pixels are formed and the substrate on which the ITO electrode is simply deposited in a predetermined shape are bonded together with a sealant mixed with 5 ⁇ m glass beads, and then a liquid crystal MJ971118 manufactured by Merck Co., Ltd. (trade name) ) was injected to prepare a liquid crystal cell.
  • a liquid crystal MJ971118 manufactured by Merck Co., Ltd. (trade name) ) was injected to prepare a liquid crystal cell.
  • the voltage holding ratio of the liquid crystal cell was measured by a liquid crystal voltage holding ratio measuring system VHR-1A type (trade name) manufactured by Toyo Technica. The higher the score, the better the voltage holding ratio.
  • the low voltage holding ratio of the liquid crystal cell means that the liquid crystal cell cannot hold the applied voltage at a predetermined level for a time of 16.7 msec, and the liquid crystal cannot be sufficiently aligned.
  • Voltage holding ratio liquid crystal cell potential difference after 16.7 msec / value of voltage applied at 0 msec
  • solubility The solubility of the dye compound in the solvent at the time of preparing the colored composition was visually observed, and A that completely dissolved, B that partially dissolved, and C that did not dissolve more than half were evaluated in three stages.
  • Example 2-1 Coloring composition 1
  • the types of the dye compound, photopolymerization initiator, and sensitizer were changed as shown in the following table. evaluated.
  • the dye compounds of the compositions of the examples were excellent in solvent solubility. Moreover, when the composition of the Example was used, it turned out that it is excellent in planar unevenness. Furthermore, it was found that the heat resistance, light resistance and voltage holding chamber were also excellent. In addition, this tendency indicates that when a low nucleophilic anion is used, when the dye compound represented by the general formula (1) is a polymer or a polymerizable monomer, the dye compound represented by the general formula (1) It was found to be particularly effective when it has cations and anions in the molecule.
  • the cured film was irradiated with a xenon lamp at 100,000 lux for 12 hours (equivalent to 1.2 million lux ⁇ h) as a light resistance test, and then the ⁇ E * ab value of the color difference before and after the light resistance test was measured. A smaller ⁇ E * ab value indicates better light resistance. Evaluation was made according to the following criteria. A: ⁇ E * ab value ⁇ 3 B: 3 ⁇ ⁇ E * ab value ⁇ 10 C: 10 ⁇ ⁇ E * ab value ⁇ 20 D: 20 ⁇ ⁇ E * ab value
  • Solubility The solubility of the dye compound in the solvent at the time of preparing the colored composition was visually observed, and evaluation was made in three stages: A for completely dissolving, B for partly remaining undissolved, and C for not more than half.
  • the coloring compound of the coloring composition of the example was excellent in solvent solubility. Moreover, when the composition of an Example was used, it turned out that it is excellent in the surface nonuniformity. Furthermore, it turned out that it is excellent also in heat resistance and light resistance.
  • the dye compound having excellent heat resistance, a cation and an anion in the molecule is excellent in light resistance, and has a polymer type structure having the dye compound as a repeating unit or polymerized. It turned out that it is excellent in planar nonuniformity by being the pigment
  • the curable compounds K-1 to K-6 shown in Table 6 are compounds having the following structures.
  • etching rate of the blue layer under the second stage etching conditions was 600 nm / min or more, and it took about 10 seconds to etch the remaining film of the blue layer.
  • the sum of 80 seconds of the first stage etching time and 10 seconds of the second stage etching time was calculated as the etching time.
  • the resist pattern is removed for 120 seconds using a photoresist stripping solution “MS230C” (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), and the resist pattern is removed, followed by washing with pure water. Spin drying was performed. Thereafter, a dehydration baking process was performed at 100 ° C. for 2 minutes. As described above, a blue pattern in which square green pixels having a side of 1.2 ⁇ m are arranged in a checkered pattern was obtained.
  • the blue pattern formed from the colored composition of Example (3-20) had a smooth surface state and had no residue in the etched portion, and was a good pattern.
  • the blue pattern formed from Comparative Example (3-1) had a rough surface state, and residues were observed in the etched portions.

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Abstract

面状ムラが解消されたカラーフィルタが提供可能な着色組成物の提供、ならびに、着色組成物を利用した、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置の提供。一般式(1)で表される色素化合物と、硬化性化合物と、溶剤を含む、着色組成物;Ar1およびAr2の一方は、一般式(2)で表される基であり、Ar1およびAr2の他方は、水素原子、下記一般式(2)で表される基などを表し、R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子などを表し、R7は1価の置換基を表し、R8は、ハロゲン原子などを表し、pは、0~4の整数を表す;R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数3以上のアルキル基などを表し、X1~X3は、それぞれ独立に、水素原子などを表す;一般式(1)で表される色素化合物は、分子内および/または分子外に対アニオンを有する。

Description

着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置
 本発明は、着色組成物およびこれらを用いた硬化膜に関する。また、着色組成物を用いた、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタを有する固体撮像素子および画像表示装置に関する。
 従来、カラーフィルタは、色素化合物、硬化性化合物および必要に応じその他の成分を含む着色組成物を用い、フォトリソグラフィ法やドライエッチング法などによって着色パターンを形成することで製造されている。このような着色組成物は、固体撮像素子や画像表示装置のからフィルタ層の形成に用いられる。
 このような着色組成物として、例えば、特許文献1および特許文献2では、キサンテン系色素化合物を用いた組成物が開示されている。
特開2005-250000号公報 国際公開WO2013/089197号パンフレット
 上記特許文献1および特許文献2を検討したところ、これらの文献に具体的に開示されている色素化合物を用いた場合、溶剤溶解性が十分ではなく、その結果面状ムラを引き起こしていることが分かった。
 本発明は、かかる課題を解決することを目的としたものであって、溶剤溶解性に優れ、面状ムラが抑制された着色層を形成可能な着色組成物を提供することを目的とする。さらに、着色組成物を利用した、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置を提供することを目的とする。
 本発明者らは詳細に検討した結果、キサンテン色素化合物であって、所定の構造を有する化合物を用いることにより、キサンテン色素化合物の凝集を抑制し、上記課題を解決しうることを見出した。具体的には、下記手段<1>により、好ましくは<2>~<16>により、上記課題は解決された。
<1>下記一般式(1)で表される色素化合物と、硬化性化合物と、溶剤を含む、着色組成物;
一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
一般式(1)中、Ar1およびAr2の一方は、下記一般式(2)で表される基であり、Ar1およびAr2の他方は、水素原子、下記一般式(2)で表される基、一般式(2)で表される基以外のアリール基、または、アルキル基を表し、R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、または、アリール基を表し、R7は1価の置換基を表し、R8は、ハロゲン原子、アルキル基、カルボキシル基、または、ニトロ基を表し、pは、0~4の整数を表す;
一般式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
一般式(2)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数3以上のアルキル基、アリール基、または、ヘテロ環基を表し、X1~X3は、それぞれ独立に、水素原子または1価の置換基を表す;一般式(1)で表される色素化合物は、分子内および/または分子外に対アニオンを有する。
<2>一般式(1)において、Ar1およびAr2の両方が、それぞれ独立に、一般式(2)で表される基である、<1>に記載の着色組成物。
<3>一般式(1)において、R1およびR2は、それぞれ、炭素数3~12のアルキル基である、<1>または<2>に記載の着色組成物。
<4>一般式(1)において、R1およびR2は、同一の基である、<1>~<3>のいずれかに記載の着色組成物。
<5>一般式(1)において、R1およびR2は、イソプロピル基である、<1>~<4>のいずれかに記載の着色組成物。
<6>一般式(1)で表される色素化合物の対アニオンが、硫酸のpKaより低いpKaを有する有機酸が解離したアニオンである、<1>~<5>のいずれかに記載の着色組成物。
<7>一般式(1)において、R7が下記構造で表される基である、<1>~<6>のいずれかに記載の着色組成物;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
一般式(1)中、R9およびR10は、それぞれ独立に、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、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アルキルアリールアミノ基、アルキルスルファモイル基、アリールスルファモイル基、アルキルカルバモイル基、またはアリールカルバモイル基を表す。
<8>一般式(1)で表される色素化合物の対アニオンが、カチオンと1つ以上の共有結合を介して結合している、<1>~<7>のいずれかに記載の着色組成物。
<9>色素化合物(A)が、一般式(1)で表される色素化合物を含む繰り返し単位を有するポリマーであるか、重合性基を有する化合物である、<1>~<8>のいずれかに記載の着色組成物。
<10>カラーフィルタ用である<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させてなる硬化膜。
<12><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。
<13><12>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。
<14><1>~<10>のいずれかに記載の着色組成物を用いて得られたカラーフィルタまたは<13>に記載のカラーフィルタの製造方法により製造されたカラーフィルタ。
<15><14>に記載のカラーフィルタを有する固体撮像素子。
<16><14>に記載のカラーフィルタを有する画像表示装置。
 本発明により、面状ムラが解消されたカラーフィルタが提供可能な着色組成物を提供可能になった。さらに、着色組成物を利用した、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置を提供可能になった。
 以下に、本発明の着色組成物、硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、固体撮像素子および画像表示装置について詳述する。
 以下に記載する本発明における構成要素の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
 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。
 本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 本明細書において、全固形分とは、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。
 本明細書における固形分濃度とは、25℃における固形分の濃度をいう。
 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「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。
 本明細書において、メチル基をMe、エチル基をEt、プロピル基をPr、ブチル基をBu、フェニル基をPHまたはPhと示すことがある。
 本発明の着色組成物(以下、単に、「本発明の組成物」ということがある)は、一般式(1)で表される色素化合物と、硬化性化合物と、溶剤を含む、着色組成物である。
一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
一般式(1)中、Ar1およびAr2の一方は、下記一般式(2)で表される基であり、Ar1およびAr2の他方は、水素原子、下記一般式(2)で表される基、一般式(2)で表される基以外のアリール基、または、アルキル基を表し、R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、または、アリール基を表し、R7は1価の置換基を表し、R8は、ハロゲン原子、アルキル基、カルボキシル基、または、ニトロ基を表し、pは、0~4の整数を表す;
一般式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
一般式(2)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数3以上のアルキル基、アリール基、または、ヘテロ環基を表し、X1~X3は、それぞれ独立に、水素原子または1価の置換基を表す;一般式(1)で表される色素化合物は、分子内および/または分子外に対アニオンを有する。
 このような構成とすることにより、着色組成物が、溶剤溶解性に優れ、結果として、面状ムラが抑制された着色層を形成可能になる。このメカニズムは推定であるが、本発明では、一般式(2)のR1およびR2に嵩高い置換基を導入することによって、溶解性基として働く。さらに、下記化合物に示される通り、キサンテン色素化合物が有する環AおよびBに対して、アニリノ環Xが捩れ、キサンテン骨格の平面性を低下させる効果があり、分子間相互作用が弱くなる。この結果、溶解性が向上すると考えられる。
 特に、キサンテン色素化合物は顔料分散液と混ぜたときにキサンテン色素化合物の凝集が起こり、面状ムラが発生していた。本発明では、R1~R4に嵩高い置換基を導入したキサンテン色素化合物は、顔料分散液に対する相溶性が向上することが分かった。その結果、カラーフィルタの製造時に、キサンテン色素化合物の凝集を引き起こすことがなく、面状ムラが改善可能になった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
<一般式(1)で表される色素化合物>
 一般式(1)で表される色素化合物は上述の通りである。一般式(1)で表される色素化合物は、低分子タイプ(例えば、分子量2000未満)であってもよいし、ポリマー(高分子タイプともいう(例えば、分子量2000以上))であってもよい。本発明では、高分子タイプ(ポリマー)の方が好ましい。
<<低分子タイプ>>
 まず、一般式(1)で表される色素化合物が低分子タイプの場合について説明する。
 一般式(1)中、Ar1およびAr2の一方は、一般式(2)で表される基であり、Ar1およびAr2の他方は、水素原子、下記一般式(2)で表される基または一般式(2)で表される基以外のアリール基、アルキル基を表し、下記一般式(2)で表される基または一般式(2)で表される基以外のアリール基が好ましい。本発明では、一般式(1)中、Ar1およびAr2の両方が一般式(2)で表される基であることがさらに好ましい。一般式(1)中、Ar1およびAr2の両方が一般式(2)で表される基である場合、2つの一般式(2)で表される基は同一であっても異なっていても良い。
一般式(2)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数3以上のアルキル基、アリール基、または、ヘテロ環基を表し、炭素数3~12の2級または3級アルキル基であることがより好ましく、イソプロピル基がさらに好ましい。
 炭素数3以上のアルキル基としては、具体的には、直鎖、分岐鎖、又は環状いずれでも良く、好ましくは炭素数3~24であり、より好ましくは炭素数3~18であり、さらに好ましくは、炭素数3~12である。具体的には、例えば、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基(好ましくは、t-ブチル基)、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、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-ノルボルニル基、1-アダマンチル基が挙げられ、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、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、シクロヘキシル基が好ましく、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基(好ましくは、t-ブチル基)、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基がより好ましく、イソプロピル基、t-ブチル基、2-エチルヘキシル基が特に好ましい。
 アリール基としては置換もしくは無置換のアリール基が含まれる。置換もしくは無置換の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、例えば、フェニル基、ナフチル基が挙げられる。置換基の例としては、後述する置換基Tと同じである。
 ヘテロ環基のヘテロ環としては、5員又は6員環のものが好ましく、それらは更に縮環していてもよいし、縮環していなくてもよい。また、芳香族ヘテロ環であっても非芳香族ヘテロ環であっても良い。例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、シンノリン環、フタラジン環、キノキサリン環、ピロール環、インドール環、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、ベンズイミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、ベンズオキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、イソチアゾール環、ベンズイソチアゾール環、チアジアゾール環、イソオキサゾール環、ベンズイソオキサゾール環、ピロリジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、イミダゾリジン環、チアゾリン環などが挙げられる。中では芳香族ヘテロ環基が好ましく、その好ましい例を先と同様に例示すると、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、ベンズイミダゾール環、トリアゾール環、ベンズオキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、イソチアゾール環、ベンズイソチアゾール環、チアジアゾール環が挙げられ、より好ましくはピラゾール環、イミダゾール環、ベンズオキサゾール環、チアジアゾール環が挙げられ、ピラゾール環、チアジアゾール環(好ましくは1,3,4-チアジアゾール環、1,2,4-チアジアゾール環)が特に好ましい。それらは置換基を有していても良く、置換基の例としては、後述するアリール基の置換基と同じである。
 R1およびR2は中でも、炭素数3以上のアルキル基であることが好ましく、炭素数3~12のアルキル基であることが特に好ましい。
 X1~X3は、それぞれ独立に、水素原子または1価の置換基を表す。置換基としては、後述する置換基Tが例示され、好ましい範囲も同義である。X1~X3は中でも、ハロゲン原子、アルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルキルチオ基、スルホンアミド基、スルファモイル基が好ましく、その場合の好ましい具体例は置換基Tで記載の通りである。
 一般式(1)中、Ar1およびAr2のうち、一般式(2)で表される基以外のアリール基としては、フェニル基が好ましい。フェニル基は置換基を有していても良いし、有していなくても良い。置換基としては、後述する置換基Tが例示され、アルキル基またはアリール基が好ましい。アルキル基およびアリール基の好ましい範囲は、それぞれ、後述するR5およびR6におけるアルキル基およびアリール基の好ましい範囲と同義である。
 一般式(1)中、Ar1およびAr2の一般式(2)で表される基以外の基としてのアルキル基は、後述するR5としてのアルキル基の好ましい範囲と同様である。
 R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、または、アリール基を表し、アルキル基およびアリール基は置換基を有していても良いし、有していなくても良い。
 置換又は無置換のアルキル基は、炭素原子数が1~30のアルキル基が好ましい。置換基の例としては、後述する置換基Tと同じものが挙げられる。アルキル基の例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基(好ましくは、t-ブチル基)、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基を挙げることができる。
 置換もしくは無置換の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、例えば、フェニル基、ナフチル基が挙げられる。置換基の例としては、後述する置換基Tと同じである。
 R5およびR6は、水素原子またはアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
 R7は1価の置換基を表し、後述の置換基Tが例示される。
 R7は中でも、下記構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
一般式(1)中、R9およびR10は、それぞれ独立に、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、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アルキルアリールアミノ基、アルキルスルファモイル基、アリールスルファモイル基、アルキルカルバモイル基、またはアリールカルバモイル基を表す。
 R9およびR10は、アルコキシ基、アリールオキシ基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アルキルアリールアミノ基、アルキルスルホニルアミノ基、アリールスルホニルアミノ基、アルキルカルボニルアミノ基、アリールカルボニルアミノ基が好ましく、アルコキシ基、ジアルキルアミノ基、アルキルスルホニルアミノ基、アリールスルホニルアミノ基、アルキルカルボニルアミノ基、アリールカルボニルアミノ基がより好ましく、アルキルスルホニルアミノ基、アリールスルホニルアミノ基が特に好ましい。
 アルコキシ基、アリールオキシ基の具体例は、置換基Tと同一である。
 アルキルアミノ基は好ましくは炭素数32以下、より好ましくは炭素数24以下のアミノ基で、例えば、アミノ基、メチルアミノ基、N,N-ジブチルアミノ基、ビスメトキシエチルアミノ基、2-エチルへキシルアミノ、N-エチルエタノールアミノ基、シクロヘキシルアミノ基などが挙げられる。
 アリールアミノ基は好ましくは炭素数6~32、より好ましくは6~24のアニリノ基で、例えば、アニリノ基、N-メチルアニリノ基が挙げられる。
 上記一般式中の、置換基を有しても良いジアルキルアミノ基の具体的な例を示す。この様なジアルキルアミノ基としては、N,N-ジメチルアミノ基、N,N-ジエチルアミノ基、N,N-ジイソプロピルアミノ基、N,N-メチルヘキシルアミノ基、N,N-ブチルエチルアミノ基、N,N-ブチルメチルアミノ基、N,N-エチルイソプロピルアミノ基、N,N-ジブチルアミノ基、N,N-ジ(2-エチルヘキシル)アミノ基、N-メチル-N-ベンジルアミノ基、N,N-ジ(2-エトキシエチル)アミノ基、N.N-ジ(2-ヒドロキシエチル)アミノ基が挙げられる。
 上記一般式中の、置換基を有しても良いジアリールアミノ基の具体的な例を示す。この様なジアリールアミノ基としては、N,N-ジフェニルアミノ基、N,N-ジ(4-メトキシフェニル)アミノ基、N,N-ジ(4-アシルフェニル)アミノ基が挙げられる。
 上記一般式中の、置換基を有しても良いアルキルアリールアミノ基の具体的な例を示す。この様なアルキルアリールアミノ基としては、N-メチル-N-フェニルアミノ基、N-ベンジルーN-フェニルアミノ基、N-メチル-N-(4-メトキシフェニル)アミノ基が挙げられる。
 上記一般式中の、置換基を有しても良いアルキルスルホニルアミノ基の具体的な例を示す。この様なアルキルスルホニルアミノ基としては、メチルスルホニルアミノ基、ブチルスルホニルアミノ基、ヒドロキシプロピルスルホニルアミノ基、2-エチルヘキシルスルホニルアミノ基、n-オクチルスルホニルアミノ基、フェノキシエチルスルホニルアミノ基、アリルスルホニルアミノ基が挙げられる。
 上記一般式中の、置換基を有しても良いアリールスルホニルアミノ基としては、フェニルスルホニルアミノ基、p-メトキシフェニルスルホニルアミノ基、p-エトキシフェニルスルホニルアミノ基、等が挙げられる。
 上記一般式中の、置換基を有しても良いアルキルカルボニルアミノ基としては、メチルカルボニルアミノ基、2-エチルヘキサノイルアミノ基、n-ヘプチルカルボニルアミノ基、エトキシエトキシメチルカルボニルアミノ基等が挙げられる。
 上記一般式中の、置換基を有しても良いアリールカルボニルアミノ基としては、ベンゾイルアミノ基、2-メトキシベンゾイルアミノ基、4-ビニルベンゾイルアミノ基等が挙げられる。
 特に、R7は、下記構造であることが好ましい。このような構造とすることにより、得られる着色層の硬化性をより向上させることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 R8は、ハロゲン原子、アルキル基、カルボキシル基、または、ニトロ基を表す。アルキル基は、炭素原子数が1~18のアルキル基が好ましい。置換基の例としては、後述する置換基Tと同じものが挙げられる。アルキル基の例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基(好ましくは、t-ブチル基)、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基を挙げることができる。
 pは、0~4の整数を表し、0~3の整数が好ましく、0~2の整数がより好ましく、0または1がさらに好ましく、0が特に好ましい。
<<<置換基T>>>
 置換基Tとしては、例えば、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、臭素)、アルキル基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24の、直鎖、分岐鎖、又は環状のアルキル基で、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル基(好ましくは、t-ブチル基)、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、2-エチルヘキシル、ドデシル、ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、1-ノルボルニル、1-アダマンチル)、アルケニル基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~18のアルケニル基で、例えば、ビニル、アリル、3-ブテン-1-イル)、アルキニル基(好ましくは炭素数2~20、より好ましくは炭素数2~12、特に好ましくは炭素数2~8であり、例えばプロパルギル、3-ペンチニル等が挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6~48、より好ましくは炭素数6~24のアリール基で、例えば、フェニル、ナフチル)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~18のヘテロ環基で、例えば、2-チエニル、4-ピリジル、2-フリル、2-ピリミジニル、1-ピリジル、2-ベンゾチアゾリル、1-イミダゾリル、1-ピラゾリル、ベンゾトリアゾール-1-イル)、シリル基(好ましくは炭素数3~38、より好ましくは炭素数3~18のシリル基で、例えば、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリブチルシリル、t-ブチルジメチルシリル、t-ヘキシルジメチルシリル)、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のアルコキシ基で、例えば、メトキシ、エトキシ、1-ブトキシ、2-ブトキシ、イソプロポキシ、t-ブトキシ、ドデシルオキシ、シクロアルキルオキシ基で、例えば、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6~48、より好ましくは炭素数6~24のアリールオキシ基で、例えば、フェノキシ、1-ナフトキシ)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~18のヘテロ環オキシ基で、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)、シリルオキシ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~18のシリルオキシ基で、例えば、トリメチルシリルオキシ、t-ブチルジメチルシリルオキシ、ジフェニルメチルシリルオキシ)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~24のアシルオキシ基で、例えば、アセトキシ、ピバロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、ドデカノイルオキシ)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~24のアルコキシカルボニルオキシ基で、例えば、エトキシカルボニルオキシ、t-ブトキシカルボニルオキシ、シクロアルキルオキシカルボニルオキシ基で、例えば、シクロヘキシルオキシカルボニルオキシ)、アリールオキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数7~32、より好ましくは炭素数7~24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)、
カルバモイルオキシ基(好ましくは炭素数1~48、よりこの好ましくは炭素数1~24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-ブチルカルバモイルオキシ、N-フェニルカルバモイルオキシ、N-エチル-N-フェニルカルバモイルオキシ)、スルファモイルオキシ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のスルファモイルオキシ基で、例えば、N,N-ジエチルスルファモイルオキシ、N-プロピルスルファモイルオキシ)、アルキルスルホニルオキシ基(好ましくは炭素数1~38、より好ましくは炭素数1~24のアルキルスルホニルオキシ基で、例えば、メチルスルホニルオキシ、ヘキサデシルスルホニルオキシ、シクロヘキシルスルホニルオキシ)、アリールスルホニルオキシ基(好ましくは炭素数6~32、より好ましくは炭素数6~24のアリールスルホニルオキシ基で、例えば、フェニルスルホニルオキシ)、アシル基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のアシル基で、例えば、ホルミル、アセチル、ピバロイル、ベンゾイル、テトラデカノイル、シクロヘキサノイル)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~24の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、オクタデシルオキシカルボニル、シクロヘキシルオキシカルボニル、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルシクロヘキシルオキシカルボニル)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7~32、より好ましくは炭素数7~24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)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のカルバモイル基で、例えば、カルバモイル、N,N-ジエチルカルバモイル、Nーエチル-N-オクチルカルバモイル、N,N-ジブチルカルバモイル、N-プロピルカルバモイル、N-フェニルカルバモイル、N-メチルN-フェニルカルバモイル、N,N-ジシクロへキシルカルバモイル)、アミノ基(好ましくは炭素数32以下、より好ましくは炭素数24以下のアミノ基で、例えば、アミノ、メチルアミノ、N,N-ジブチルアミノ、テトラデシルアミノ、2-エチルへキシルアミノ、シクロヘキシルアミノ)、アニリノ基(好ましくは炭素数6~32、より好ましくは6~24のアニリノ基で、例えば、アニリノ、N-メチルアニリノ)、ヘテロ環アミノ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは1~18のヘテロ環アミノ基で、例えば、4-ピリジルアミノ)、カルボンアミド基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは2~24のカルボンアミド基で、例えば、アセトアミド、ベンズアミド、テトラデカンアミド、ピバロイルアミド、シクロヘキサンアミド)、ウレイド基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のウレイド基で、例えば、ウレイド、N,N-ジメチルウレイド、N-フェニルウレイド)、イミド基(好ましくは炭素数36以下、より好ましくは炭素数24以下のイミド基で、例えば、N-スクシンイミド、N-フタルイミド)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2~48、より好ましくは炭素数2~24の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、t-ブトキシカルボニルアミノ、オクタデシルオキシカルボニルアミノ、シクロヘキシルオ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7~32、より好ましくは炭素数7~24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)、スルホンアミド基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のスルホンアミド基で、例えば、メタンスルホンアミド、ブタンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、ヘキサデカンスルホンアミド、シクロヘキサンスルホンアミド)、スルファモイルアミノ基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のスルファモイルアミノ基で、例えば、N、N-ジプロピルスルファモイルアミノ、N-エチル-N-ドデシルスルファモイルアミノ)、アゾ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のアゾ基で、例えば、フェニルアゾ、3-ピラゾリルアゾ)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のアルキルチオ基で、例えば、メチルチオ、エチルチオ、オクチルチオ、シクロヘキシルチオ)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6~48、より好ましくは炭素数6~24のアリールチオ基で、例えば、フェニルチオ)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~18のヘテロ環チオ基で、例えば、2-ベンゾチアゾリルチオ、2-ピリジルチオ、1-フェニルテトラゾリルチオ)、アルキルスルフィニル基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のアルキルスルフィニル基で、例えば、ドデカンスルフィニル)、アリールスルフィニル基(好ましくは炭素数6~32、より好ましくは炭素数6~24のアリールスルフィニル基で、例えば、フェニルスルフィニル)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1~48、より好ましくは炭素数1~24のアルキルスルホニル基で、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、プロピルスルホニル、ブチルスルホニル、イソプロピルスルホニル、2-エチルヘキシルスルホニル、ヘキサデシルスルホニル、オクチルスルホニル、シクロヘキシルスルホニル)、アリールスルホニル基(好ましくは炭素数6~48、より好ましくは炭素数6~24のアリールスルホニル基で、例えば、フェニルスルホニル、1-ナフチルスルホニル)、スルファモイル基(好ましくは炭素数32以下、より好ましくは炭素数24以下のスルファモイル基で、例えば、スルファモイル、N,N-ジプロピルスルファモイル、N-エチル-N-ドデシルスルファモイル、N-エチル-N-フェニルスルファモイル、N-シクロヘキシルスルファモイル)、スルホ基、ホスホニル基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のホスホニル基で、例えば、フェノキシホスホニル、オクチルオキシホスホニル、フェニルホスホニル)、ホスフィノイルアミノ基(好ましくは炭素数1~32、より好ましくは炭素数1~24のホスフィノイルアミノ基で、例えば、ジエトキシホスフィノイルアミノ、ジオクチルオキシホスフィノイルアミノ)、等が挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよい。また置換基が二つ以上ある場合は、同一でも異なっていても良い。また、可能な場合には互いに連結して環を形成していてもよい。
<<<重合性基を含む化合物>>>
 一般式(1)で表される色素化合物が低分子タイプの場合、一般式(1)で表される色素化合物は、重合性基を有することが好ましい。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。
 本実施形態では、一般式(1)または一般式(2)において、X1~X3、R7およびR8の中から選ばれる少なくとも1つの基が重合性基を有していることが好ましく、末端に下記一般式(3)で表される構造のエチレン性不飽和二重結合を有していることがより好ましい。
 一般式(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 R11は水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、またはアルコキシメチル基を表す。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、2価の連結基としては、例えば、炭素数1~20のアルキレン基、炭素数6~20のアリーレン基、複素環から2個水素を除いた2価の基、-O-、-S-、―NR-(Rは水素原子又は1価の置換基(好ましくは上記置換基T)を表す。)、-SO2-、-CO-、-CS-、-C(=NH)-、又はこれらの複数を組み合わせてなる二価の連結基が好適に挙げられる。2価の連結基としてより好ましくは、炭素数1~12のアルキレン基、炭素数6~12のフェニレン基、-O-、-S-、―NR-(Rは水素又は1価の置換基(好ましくは上記置換基T)を表す。)、-CO-、又はこれらの複数を組み合わせてなる二価の連結基であり、特に好ましくは、炭素数1~6のアルキレン基、炭素数6のフェニレン基、-O-、―NR-(Rは水素又は1価の置換基(好ましくは上記置換基T)を表す。)、-CO-、又はこれらの複数を組み合わせてなる二価の連結基である。
<<<対アニオン>>>
 一般式(1)で表される色素化合物は、分子内および/または分子外に対アニオンを有する。対アニオンは、一般式(1)で表される色素化合物に含まれるカチオンの価数に応じて含まれる。カチオンは、通常、キサンテン構造1つに対し、1価または2価であり、1価が好ましい。分子内に対アニオンを有するとは、1つ以上の共有結合を介してアニオン部位とカチオン部位が一般式(1)で表される色素化合物内に存在していることをいう。分子外に対アニオンを有するとは、上述した以外の対応をいう。
 本発明では少なくとも、分子内にアニオンを有することが好ましい。
 また、本発明におけるアニオンは特に定めるものではないが、低求核性アニオンが好ましい。低求核性アニオンとは、硫酸のpKaより低いpKaを有する有機酸が解離したアニオン構造を示す。
対アニオンが分子内の場合
 本発明におけるアニオンの第一の実施形態は、対アニオンが一般式(1)で表される色素化合物と同一分子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。対アニオンの結合位置としては、一般式(1)におけるR7および/またはR8が好ましく、R7がより好ましい。
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。
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、過塩素酸アニオン等や非求核性アニオンが例示され、非求核性アニオンが好ましい。
 非求核性の対アニオンは、有機アニオンであっても、無機アニオンであってもよく、有機アニオンが好ましい。本発明で用いられる対アニオンの例として、特開2007-310315号公報の段落番号0075に記載の公知の非求核性アニオンが挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 好ましくは、ビス(スルホニル)イミドアニオン、トリス(スルホニル)メチルアニオン、テトラアリールボレートアニオン、B-(CN)n1(ORa4-n1(Raは炭素数1~10のアルキル基または炭素数6~10のアリール基を表し、n1は1~4を表す)およびPFn2P (6-n2) -(RPは炭素数1~10のフッ素化アルキル基を表し、n2は1~6の整数を表す)が挙げられ、ビス(スルホニル)イミドアニオン、トリス(スルホニル)メチルアニオンおよびテトラアリールボレートアニオンから選択されることがより好ましく、ビス(スルホニル)イミドアニオンであることがさらに好ましい。このような非求核性の対アニオンを用いることにより、本発明の効果がより効果的に発揮される傾向にある。
 非求核性の対アニオンであるビス(スルホニル)イミドアニオンとしては、下記一般式(AN-1)で表される構造が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式(AN-1)中、X1およびX2は、それぞれ独立に、フッ素原子またはフッ素原子を有する炭素数1~10のアルキル基を表す。X1およびX2は互いに結合して環を形成しても良い。)
 X1およびX2は、それぞれ独立に、フッ素原子またはフッ素原子を有する炭素数1~10のアルキル基を表し、フッ素原子またはフッ素原子を有する炭素数1~10のアルキル基が好ましく、炭素数1~10のペルフルオロアルキル基であることがより好ましく、炭素数1~4のペルフルオロアルキル基であることがさらに好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。
 非求核性の対アニオンであるトリス(スルホニル)メチルアニオンとしては、下記一般式(AN-2)である構造が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(式(AN-2)中、X3、X4およびX5はそれぞれ独立に、フッ素原子または炭素数1~10のフッ素原子を有するアルキル基を表す。)
 X3、X4およびX5は、それぞれ独立に、X1およびX2と同義であり、好ましい範囲も同義である。
 非求核性の対アニオンであるテトラアリールボレートアニオンとしては、下記一般式((AN-5)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(式(AN-5)中、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は、それぞれ独立に、アリール基を表す。)
 Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は、それぞれ独立に、炭素数6~20のアリール基が好ましく、炭素数6~14のアリール基がより好ましく、炭素数6~10のアリール基がさらに好ましい。
 Ar1、Ar2、Ar3およびAr4が表わすアリール基は、置換基を有しても良い。置換基を有する場合、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、カルボニル基、カルボニルオキシ基、カルバモイル基、スルホ基、スルホンアミド基、ニトロ基等が挙げられ、ハロゲン原子およびアルキル基が好ましく、フッ素原子、アルキル基がより好ましく、フッ素原子、炭素数1~4のペルフルオロアルキル基がさらに好ましい。
 Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は、それぞれ独立に、ハロゲン原子および/またはハロゲン原子を有するアルキル基を有するフェニル基がより好ましく、フッ素原子および/またはフッ素を有するアルキル基を有するフェニル基がさらに好ましい。
 非求核性の対アニオンは、また、-B(CN)n1(ORa4-n1(Raは炭素数1~10のアルキル基または炭素数6~10のアリール基を表し、n1は1~4の整数を表す)であることが好ましい。炭素数1~10のアルキル基としてのRaは、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、炭素数1~4のアルキル基がより好ましい。炭素数6~10のアリール基としてのRaは、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
 n1は、1~3が好ましく、1~2がより好ましい。
 非求核性の対アニオンは、さらにまた、-PF6P (6-n2) -(RPは炭素数1~10のフッ素化アルキル基を表し、n2は1~6の整数を表す)であることが好ましい。RPは、炭素数1~6のフッ素原子を有するアルキル基が好ましく、炭素数1~4のフッ素を有するアルキル基がより好ましく、炭素数1~3のペルフルオロアルキル基がさらに好ましい。
 n2は、1~4の整数が好ましく、1または2がより好ましい。
 本発明で用いられる非求核性対アニオンの1分子あたりの質量は、100~1,000が好ましく、200~500がより好ましい。
 本発明の色素多量体は、非求核性対アニオンを1種類のみ含んでいても良いし、2種類以上を含んでいても良い。
 以下に、本発明で用いられる非求核性の対アニオン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-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 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。
 以下に、低分子タイプのキサンテン化合物の色素構造の例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
 尚、色素構造中、カチオンは、非局在化しているため、例えば以下に示すように、窒素原子またはキサンテン環の炭素原子上に存在する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 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。
 本発明の着色組成物中における低分子タイプの一般式(1)で表される色素化合物の含有量は、着色組成物の全固形分の5~65質量%であることが好ましく、10~30質量%であることがより好ましい。
 また、本発明の着色組成物が、低分子タイプの一般式(1)で表される色素化合物に加え、他の着色剤(例えば、顔料)を含む場合、着色剤との含有比率を考慮した上で設定される。
 着色剤に対する一般式(1)で表される色素化合物の質量比(色素多量体/顔料)としては、0.2~1が好ましく、0.25~0.8がより好ましく、0.3~0.6がさらに好ましい。
<<高分子タイプ>>
 次に、一般式(1)で表される色素化合物が高分子タイプの場合について説明する。尚、本明細書において、一般式(1)で表される色素化合物が高分子タイプである場合、色素多量体ということがある。
 高分子タイプの場合、一般式(1)で表される色素化合物の少なくとも1つの置換基がポリマーと結合しており、一般式(1)または一般式(2)におけるX1~X3、R7およびR8の中から選ばれる少なくとも1つの基がポリマーの繰り返し単位であることが好ましい。ポリマーの繰り返し単位と結合している基以外の一般式(1)および一般式(2)における各置換基の好ましい範囲は、低分子タイプと同義であり、好ましい範囲も同様である。
 一般式(1)で表される色素化合物が高分子である場合の、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(1)で表される色素化合物が一般式(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。
 キサンテン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-C000031
(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は一般式(1)におけるAr1、Ar2、R7およびR8のいずれかと結合する部位である。)
 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-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 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は一般式(1)におけるAr1、Ar2、R7およびR8のいずれかと結合する部位である。Ar1またはAr2と結合する場合、一般式(2)のX1~X3のいずれかの位置で結合していることが好ましい。
 本発明では、DyeIは一般式(1)におけるR7と結合する部位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。
 特に好ましくは、置換基X1~X3、R7およびR8の中から選ばれる1つの基が下記一般式(4)のような繰り返し単位構造であることが好ましい。
 一般式(4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 R12は水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、または、アルコキシメチル基を表す。L2は単結合または2価の連結基を表す。
 L2が2価の連結基を表す場合、具体例は、一般式(3)におけるL1と同様であり、好ましい範囲も同義である。
<<<他の官能基および繰り返し単位>>>
 本発明の色素多量体は、上述した色素多量体の色素構造部分に他の官能基を有していても良い。他の官能基としては、重合性基、アルカリ可溶性基(好ましくは酸基)等が例示される。
 また、本発明の色素多量体は、上述した色素構造を含む繰り返し単位の他に、他の繰り返し単位を含んでいても良い。他の繰り返し単位は、官能基を有していても良い。
 また、他の繰り返し単位としては、重合性基、アルカリ可溶性基(好ましくは酸基)の少なくとも1種を含む繰り返し単位が例示される。
 すなわち、本発明の色素多量体は、一般式(A)~(C)で表される繰り返し単位のほかに、他の繰り返し単位を有していてもよい。他の繰り返し単位は、1つの色素多量体中に、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。
 また、本発明の色素多量体は、一般式(A)~(D)で表される色素多量体中に、他の官能基を有していても良い。以下、これらの詳細について説明する。
<<<<色素多量体が有する重合性基>>>>
 本発明の色素多量体は重合性基を含んでいてもよい。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。
 重合性基は、色素構造が重合性基を含んでいても良いし、他の部分が含んでいても良い。本発明では、色素構造が重合性基を含むことが好ましい。このような構成とすることにより耐熱性が向上する傾向にある。
 また、本発明では、色素構造以外の他の部分が重合性基を含む態様も好ましい。
 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。
 重合性基は、色素多量体中に、重合性基を有する繰り返し単位として含まれることが好ましく、エチレン性不飽和結合を有する繰り返し単位として含まれることがより好ましい。すなわち、本発明の色素多量体の好ましい実施形態の一例は、色素多量体が色素単量体を含む繰り返し単位と重合性基を有する繰り返し単位を含有する態様であり、色素単量体を含む繰り返し単位とエチレン性不飽和結合を有する繰り返し単位を含有することがより好ましい。
 重合性基の導入方法としては、(1)色素多量体を重合性基含有化合物で変性して導入する方法、(2)色素単量体と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。以下、詳細に述べる。
(1)色素多量体を重合性基含有化合物で変性して導入する方法:
 色素多量体を重合性基含有化合物で変性して導入する方法としては、特に制限なく公知の方法を用いることができる。例えば、(a)色素多量体が有するカルボン酸と不飽和結合含有エポキシ化合物とを反応させる方法、(b)色素多量体が有するヒドロキシル基またはアミノ基と不飽和結合含有イソシアネート化合物とを反応させる方法、(c)色素多量体が有するエポキシ化合物と不飽和結合含有カルボン酸化合物とを反応させる方法が製造上の観点から好ましい。
 (a)色素多量体が有するカルボン酸と不飽和結合含有エポキシ化合物とを反応させる方法における不飽和結合含有エポキシ化合物としては、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、3,4-エポキシーシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4-エポキシーシクロヘキシルメチルメタクリレート等が挙げられうるが、特にメタ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クリレートが、架橋性および保存安定性に優れ好ましい。反応条件は公知の条件を用いることができる。
 (b)色素多量体が有するヒドロキシル基またはアミノ基と不飽和結合含有イソシアネート化合物とを反応させる方法における不飽和結合含有イソシアネート化合物として、2-イソシアナトエチルメタクリレート、2-イソシアナトエチルアタクリレート、1,1-ビス(アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等が挙げられるが、2-イソシアナトエチルメタクリレートが、架橋性および保存安定性に優れ好ましい。反応条件は公知の条件を用いることができる。
 (c)色素多量体が有するエポキシ化合物と不飽和結合含有カルボン酸化合物とを反応させる方法における不飽和結合含有カルボン酸化合物として、公知の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するカルボン酸化合物であれば特に制限なく使用できるが、メタクリル酸およびアクリル酸が好ましく、特にメタクリル酸が架橋性および保存安定性に優れ好ましい。反応条件は公知の条件を用いることができる。
(2)色素モノマーと重合性基含有化合物を共重合して導入する方法:
 (2)色素単量体と重合性基含有化合物を共重合して導入する方法としては、特に制限なく公知の方法を用いることができるが、(d)ラジカル重合可能な色素単量体とラジカル重合可能な重合性基含有化合物とを共重合する方法、(e)重付加可能な色素単量体と重付加可能な重合性基含有化合物とを共重合する方法が好ましい。
 (d)ラジカル重合可能な色素単量体とラジカル重合可能な重合性基含有化合物とを共重合する方法におけるラジカル重合可能な重合性基含有化合物として、特にアリル基含有化合物(例えば、(メタ)アクリル酸アリル等)、エポキシ基含有化合物(例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、3,4-エポキシーシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等)、オキセタン基含有化合物(例えば、3-メチルー3-オキセタニルメチル(メタ)アクリレート等)、メチロール基含有化合物(例えば、N-(ヒドロキシメチル)アクリルアミド等)が挙げられ、特にエポキシ化合物、オキセタン化合物が好ましい。反応条件は公知の条件を用いることができる。
 (e)重付加可能な色素単量体と重付加可能な重合性基含有化合物とを共重合する方法における重付加可能な重合性基含有化合物として、不飽和結合含有ジオール化合物(例えば、2,3-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等)が挙げられる。反応条件は公知の条件を用いることができる。
 重合性基の導入方法として、色素多量体が有するカルボン酸と色素多量体が有するカルボン酸と不飽和結合含有エポキシ化合物を反応させる方法が特に好ましい。
 色素多量体が有する重合性基量は、色素多量体1gに対し0.1~2.0mmolであることが好ましく、0.2~1.5mmolであることがさらに好ましく、0.3~1.0mmolであることが特に好ましい。
 また、色素多量体が重合性基を有する繰り返し単位を含有する繰り返し単位の割合は、全繰り返し単位100モルに対し、例えば、5~50モルが好ましく、10~20モルがより好ましい。
 重合性基の導入方法として、色素多量体が有するカルボン酸と色素多量体が有するカルボン酸と不飽和結合含有エポキシ化合物を反応させる方法が特に好ましい。
 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-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
<<<色素多量体が有するアルカリ可溶性基>>>>
 本発明における色素多量体が有していてもよいアルカリ可溶性基の一例としては、酸基であり、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。
 本発明では好ましくは、アルカリ可溶性基(好ましくは酸基)は、アルカリ可溶性基(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。
 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および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が、双方の方法を用いることがさらに好ましい。
 色素多量体が有するアルカリ可溶性基量は、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、色素多量体が色素単量体を含む繰り返し単位と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、色素単量体を含む繰り返し単位100モルに対し、例えば、5~70モルが好ましく、10~50モルがより好ましい。
 本発明で用いる色素多量体は、アルカリ可溶性基を含む繰り返し単位として、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側鎖に有する繰り返し単位(以下、「(b)繰り返し単位」ということがある)を含んでいてもよい。
 繰り返し単位(b)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-C000037
(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-C000038
 色素多量体が有するその他の官能基として、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。
 導入方法として、色素単量体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。
 色素多量体が有してもよいアルカリ可溶性基その他の官能基を有する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
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
<<<<式(1)~(5)で表される構造の少なくとも1つを有する構成単位>>>>
 本発明で用いられる色素多量体は、式(1)~(5)で表される構造の少なくとも1つを同一分子内に有してもよい。このような構成とすることにより、硬化膜を作製した場合、露光感度および耐光性を良好にすることができる。ここで、式(1)~(5)で表される構造は、光安定剤として機能することにより、露光感度および耐光性の向上に寄与する。また、密着性を向上させることができる。さらに、現像残渣の発生を抑制することができる。このメカニズムは推定であるが、色素構造と、式(1)~(5)で表される構造の少なくとも1種を同一分子内に有する色素多量体を用いることにより、色素構造と式(1)~(5)で表される構造との距離がより近くとなる。結果として、より効果的に露光感度および耐光性を向上させることができると考えられる。
 式(1)で表される構造はヒンダードアミン系と総称されるものである。式(2)で表される構造はヒンダードフェノール系と総称されるものである。式(3)で表される構造はベンゾトリアゾール系と総称されるものである。式(4)で表される構造はヒドロキシベンゾフェノン系と総称されるものである。式(5)で表される構造はトリアジン系と総称されるものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 式(1)中、R1は水素原子、炭素数1~18のアルキル基、アリール基、オキシラジカルを表す。R2およびR3はそれぞれ独立に炭素数1~18のアルキル基を表す。R2およびR3は互いに結合して炭素数4~12の脂肪族環を表してもよい。「*」は式(1)で表される構造とポリマー骨格との結合手を表す。
 式(1)中、R1は水素原子、炭素数1~18のアルキル基、アリール基、オキシラジカルを表し、炭素数1~18のアルキル基が好ましい。
 炭素数1~18のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよいが、直鎖状が好ましい。炭素数1~18のアルキル基の炭素数は、1~12が好ましく、1~8がより好ましく、1~3がさらに好ましく、1または2が特に好ましい。特に、炭素数1~18のアルキル基は、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
 アリール基の炭素数は、6~18であってもよいし、6~12であってもよいし、6~6であってもよい。具体的には、フェニル基が挙げられる。
 式(1)中のR1が炭素数1~18のアルキル基またはアリール基を表す場合、炭素数1~18のアルキル基およびアリール基は、置換基を有していてもよいし、無置換であってもよい。有していてもよい置換基としては、上述した置換基群Aから選択された置換基が挙げられる。
 式(1)中、R2およびR3はそれぞれ独立にメチル基またはエチル基を表し、メチル基が好ましい。R2およびR3は互いに結合して炭素数4~12の脂肪族環を表してもよい。
 式(1)中、「*」は式(1)で表される構造とポリマー骨格との結合手を表す。結合手は、ポリマー骨格と直接または連結基を介して結合していてもよいし、上述した色素構造に直接または連結基を介して結合していてもよい。特に、式(1)中の「*」は、ポリマー骨格と直接または連結基を介して結合していていることが好ましい。
 以下、式(1)で表される構造の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。下記構造中、「*」は式(2)で表される構造とポリマー骨格との結合手を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 式(2)中、R4は下記式(2A)、炭素数1~18のアルキル基またはアリール基を表す。R5はそれぞれ独立に水素原子または炭素数1~18のアルキル基を表す。「*」は式(2)で表される構造とポリマー骨格との結合手を表す。
 式(2)中、R4は上記式(2A)、炭素数1~18のアルキル基またはアリール基を表し、式(2A)で表されることが好ましい。炭素数1~18のアルキル基およびアリール基は、式(1)中のR1で説明した炭素数1~18のアルキル基およびアリール基と同義である。また、「*」は、式(1)中で説明した結合手と同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 式(2A)中、R6はそれぞれ独立に炭素数1~18のアルキル基を表す。「*」は式(2A)で表される構造と式(2)で表される構造との結合手を示す。
 式(2A)中、R6は、式(1)中のR1で説明した炭素数1~18のアルキル基と同義である。また、「*」は、式(1)中で説明した結合手と同義である。
 以下、式(2)で表される構造の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。下記構造中、「*」は式(2)で表される構造とポリマー骨格との結合手を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 式(3)中、R7は炭素数1~18のアルキル基を表す;n1は0~3の整数を表す。n1が2または3の場合、それぞれのR7は、同一であっても異なっていても良い。「*」は式(3)で表される構造とポリマー骨格との結合手を示す。
 式(3)中、R7は、式(1)中のR1で説明した炭素数1~18のアルキル基と同義である。
 式(3)中、n1は0~3の整数を表し、0~2の整数が好ましく、0または1が好ましい。
 式(3)中、「*」は式(1)中で説明した結合手と同義である。
 以下、式(3)で表される構造の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。下記構造中、「*」は式(3)で表される構造とポリマー骨格との結合手を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 式(4)中、R8およびR9はそれぞれ独立に炭素数1~18のアルキル基を表す。n2は0~3の整数を表す。n3は0~4の整数を表す。n2が2または3の場合、それぞれのR8は、同一であっても異なっていても良い。n3が2~4の整数を表す場合、それぞれのR9は、同一であっても異なっていても良い。「*」は式(4)で表される構造とポリマー骨格との結合手を示す。
 式(4)中、R8およびR9は、式(1)中のR1で説明した炭素数1~18のアルキル基と同義である。
 式(4)中、n2は0~3の整数を表し、0~2の整数が好ましく、0または1が好ましい。
 式(4)中、n3は0~4の整数を表し、0~2の整数が好ましく、0または1が好ましい。
 式(4)中、「*」は、式(1)中で説明した結合手と同義である。
 以下、式(4)で表される構造の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。下記構造中、「*」は式(4)で表される構造とポリマー骨格との結合手を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
式(5)中、R10~R12はそれぞれ独立に炭素数1~18のアルキル基または炭素数1~8のアルコキシ基を表す。n4~n6はそれぞれ独立に0~5の整数を表す。n7~n9はそれぞれ独立に0または1を表し、n7~n9の少なくとも1つが1を表す。「*」は式(5)で表される構造とポリマー骨格との結合手を示す。
 式(5)中のR10が炭素数1~18のアルキル基を表す場合、式(1)中のR1で説明した炭素数1~18のアルキル基と同義であり、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。R10が炭素数1~8のアルコキシ基を表す場合、アルコキシ基の炭素数は、1~6が好ましく、1~5がより好ましく、1~4がさらに好ましい。
 式(5)中のR10は、置換基をさらに有していてもよい。有していてもよい置換基としては、上述した置換基群Aから選択された置換基が挙げられる。
 式(5)中のn4は0~5の整数を表し、1~4の整数が好ましく、2または3が好ましい。n4が2~5の整数を表す場合、それぞれのR10は、同一であっても異なっていても良い。
 式(5)中のR11は、式(5)中のR10と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 式(5)中のn5は0~5の整数を表し、1~3の整数が好ましく、1または2が好ましい。n5が2~5の整数を表す場合、それぞれのR11は、同一であっても異なっていても良い。
 式(5)中のR12は、式(5)中のR10と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 式(5)中のn6は0~5の整数を表し、0~3の整数が好ましく、0または1が好ましい。n6が2~5の整数を表す場合、それぞれのR12は、同一であっても異なっていても良い。
 式(5)中のn7~n9はそれぞれ独立に0または1を表し、n7~n9の少なくとも1つが1を表す。特に、n7のみが1を表すか、n8およびn9のみが1を表すか、n7とn8およびn9のいずれか一方のみが1を表すことが好ましい。
 式(5)中、「*」は式(1)中で説明した結合手と同義である。
 以下、式(5)で表される構造の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。下記構造中、「*」は式(5)で表される構造とポリマー骨格との結合手を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 本発明に用いる色素多量体が有する式(1)~(5)で表される構造の少なくとも1つを有する構成単位は、下記式(E)で表されることが好ましい。
式(E)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 一般式(E)中、X3は一般式(A)中のX1と同義である。L4は一般式(A)中のL1と同義である。Z1は上述した式(1)~(5)で表される構造を表す。
 以下、式(1)~(5)で表される構造の少なくとも1つを有する構成単位の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 色素多量体は、式(1)~(5)で表される構造の少なくとも1つを有する構成単位を有しなくてもよいが、有する場合は、色素多量体中の全構成単位を100質量%としたとき、式(1)~(5)で表される構造の少なくとも1つを有する構成単位の含有量が0.5~20質量%であることが好ましく、1~10質量%であることがさらに好ましく、1~5質量%であることが特に好ましい。
<<<<特定末端基>>>>
 本発明で用いられる色素多量体は、一般式(I)で表される基または一般式(II)で表される基(以下、「特定末端基」ということがある)を有することが好ましい。このような構成とすることにより、耐溶剤性および耐光性を付与することができる。また、例えば、リビングラジカル重合で合成されるため、色素多量体の分散度(Mw/Mn)を小さくできる。すなわち、色素多量体であって、高分子量成分の割合を少なめにすることにより、耐光性をより向上させることができ、低分子量成分の割合を少なめにすることにより、耐溶剤性を向上させることができる。さらに、耐熱性、塗布性、現像性をより向上させることができる。
一般式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
一般式(I)中、Zは水素原子または1価の置換基を表す。*は、主鎖末端との結合位置を示す;
 一般式(I)中、Zは1価の置換基を表す。Zは、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、シアノ基、炭素数1~30のアルキル基、炭素数6~30の1価の芳香族炭化水素基、炭素原子と異項原子との合計原子数3~30の1価の複素環基、-OR1、-SR1、-OC(=O)R1、-N(R1)(R2)、-C(=O)OR1、-C(=O)N(R1)(R2)、-P(=O)(OR12、-P(=O)(R12または重合体鎖を有する1価の基が好ましく、-SR1、アリール基、ヘテロアリール基、アルキル基および/またはアリール基で置換されたアミノ基、アルコキシ基、および、アリールオキシ基から選択されることが好ましく、-SR1(好ましくは、アルキルチオ基、アリールチオ基)、アリール基から選択されることがより好ましく、アルキルチオ基またはアリール基であることがさらに好ましく、アルキルチオ基であることが特に好ましい。
 Zとしてのアリール基は、フェニル基またはナフチル基が好ましい。Zとしてのヘテロアリール基は、含窒素5員環または6員環化合物が好ましい。Zとしてのアルキル基および/またはアリール基で置換されたアミノ基は、炭素数1~5のアルキル基またはフェニル基で置換されたアミノ基が好ましい。Zとしてのアルコキシ基は、炭素数2~5のアルコキシ基が好ましい。Zとしてのアリールオキシ基は、フェノキシ基が好ましい。
 R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数6~30の1価の芳香族炭化水素基または炭素原子と異項原子との合計原子数3~30の1価の複素環基を示し、炭素数1~30のアルキル基、炭素数6~30の1価の芳香族炭化水素基、炭素原子と異項原子との合計原子数3~30の1価の複素環基、R1およびR2は、いずれも置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。置換されている場合の置換基としては、アルキル基、アリール基等が例示される。
 R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基または炭素数6~30の1価の芳香族炭化水素基が好ましく、炭素数1~15のアルキル基またはフェニル基がより好ましい。
一般式(II)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
一般式(II)中、AおよびBは、それぞれ独立に、1価の置換基を表す。AとBは互いに連結して環を形成しても良い。*は、主鎖末端との結合位置を示す。
 AおよびBが表わす1価の置換基は、それぞれ独立に、炭素数1~30のアルキル基、炭素数6~30のアリール基が好ましい。炭素数1~30のアルキル基は、炭素数3~10であることがより好ましい。
 特に、AおよびBの一方は、炭素数1~30の二級または三級のアルキル基であり、他方は、炭素数1~30のアルキル基または炭素数6~30のアリール基であることが好ましく、AおよびBの一方は、炭素数1~30の三級アルキルであり、AおよびBの他方は、炭素数1~30のアルキル基であることがさらに好ましく、AおよびBの一方が、炭素数1~30の三級アルキルで、他方が炭素数1~30の二級または三級のアルキル基(より好ましくは炭素数1~30二級アルキル基)であることが特に好ましい。
 炭素数1~30のアルキル基が有していても良い置換基としては、アリール基が好ましく、フェニル基がより好ましい。アリール基が有していても良い置換基としては、アリール基が好ましい。さらに、これらの基が他の置換基で置換されていてもよい。AとBは互いに結合して環を形成していてもよい。
 本発明では特に、一般式(I)におけるZが、-SR1またはアリール基であり、一般式(II)におけるAおよびBが、それそれ、炭素数1~30の二級または三級アルキル基であることが好ましい(但し、AとBは互いに結合して環を形成していてもよい)。
 末端基の具体例を示すが、本発明はこれに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 一般式(I)または(II)で表わされる末端基を、ポリマー主鎖を導入する方法としては、一般式(Ia)で表される化合物、一般式(IIa)で表される化合物、および、一般式(IIb)で表されるラジカルの少なくとも1種の存在下で、色素構造を有する重合性化合物をラジカル重合する方法が好ましい。
一般式(Ia)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
一般式(Ia)中、Zは一般式(I)と同義である。Cは一価の有機基を表す。
一般式(IIa)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
一般式(IIa)中、Zは一般式(II)と同義である。Dは一価の有機基を表す。
一般式(IIb)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
一般式(IIb)中、AおよびBは一般式(II)と同義である。
 この様な添加剤を配合することで、ラジカル重合する際の末端の活性不活性化が平衡化状態となり、見かけ上ラジカルが失活しない状態になる。このようなリビングラジカル重合で重合することにより、分散度が小さい多量体が得られる。
 色素多量体の重量平均分子量(Mw)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。
 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1.0~2.0であることが好ましく、1.1~1.8であることがさらに好ましく、1.1~1.5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。
 本発明で用いる色素多量体が、色素構造を有する繰り返し単位と、他の繰り返し単位を含む場合、色素を含む重合性化合物と他の重合性化合物のランダム重合体であることが好ましい。ランダム重合体とすることにより、色素構造が色素多量体にランダムに存在し、本発明の効果がより効果的に発揮される。
<<<対アニオン>>>
 一般式(1)で表される色素化合物が高分子タイプである場合においても、分子内および/または分子外に対アニオンを有する。対アニオンは、一般式(1)で表される色素化合物に含まれるカチオンの価数に応じて含まれる。カチオンは、通常、キサンテン構造1つに対し、1価または2価であり、1価が好ましい。
 本実施形態において、分子内に対アニオンがあるとは、色素多量体の同一繰り返し単位内にあることを意味する。すなわち、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、分子外に対アニオンを有するとは、上記以外をいい、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。
 本発明では、少なくとも、分子内にアニオンを有することが好ましい。
 また、本発明におけるアニオンは特に定めるものではないが、低求核性アニオンが好ましい。低求核性アニオンとは、硫酸のpKaより低いpKaを有する有機酸が解離したアニオン構造を示す。
対アニオンが同一繰り返し単位内にある場合
 対アニオンが同一繰り返し単位内にある場合のアニオン部としては、上記低分子タイプにおけるアニオンの第一の実施形態と同様であり、好ましい範囲も同様である。対アニオンの結合位置としては、一般式(1)におけるR7および/またはR8が好ましく、R7がより好ましい。
対アニオンが別分子の場合
 対アニオンが別分子の場合の対アニオンとしては、上記低分子タイプにおけるアニオンの第二の実施形態と同様であり、好ましい範囲も同様である。
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-C000065
(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-C000066
(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-C000067
 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-C000068
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 以下に、本発明の色素多量体により好ましく用いられる他の繰り返し単位の例を示す。本発明は、これらの繰り返し単位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-C000073
 次に、本発明で用いられる高分子タイプの色素化合物の例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
 以下に示す本発明で用いられる高分子タイプの色素化合物の例において、繰り返し単位1は、上記例示化合物M-17~M-37のいずれか由来の繰り返し単位を意味する。また、繰り返し単位2~4は、上述の他の繰り返し単位(B-1)~(B-33)のいずれかを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000075
 本発明の着色組成物中における高分子タイプの一般式(1)で表される色素化合物の含有量は、着色組成物の全固形分の10~70質量%であることが好ましく、15~45質量%であることがより好ましい。
 また、本発明の着色組成物が、高分子タイプの一般式(1)で表される色素化合物に加え、他の着色剤(例えば、顔料)を含む場合、着色剤との含有比率を考慮した上で設定される。
 着色剤に対する一般式(1)で表される色素化合物の質量比(色素多量体/顔料)としては、0.3~1が好ましく、0.35~0.8がより好ましく、0.45~0.75がさらに好ましい。
 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。本発明で用いる着色組成物は、好ましくは、一般式(1)で表される色素化合物に加えて、硬化性化合物および溶剤を含む。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。また、一般式(1)で表される色素化合物以外の着色剤(好ましくは顔料)を含んでいても良い。
 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、一般式(1)で表される色素化合物、硬化性化合物、溶剤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、一般式(1)で表される色素化合物以外の着色剤(好ましくは顔料)を含んでいても良い。
 また、ドライエッチングによって、着色層を形成する場合、一般式(1)で表される色素化合物、硬化性化合物、溶剤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、一般式(1)で表される色素化合物以外の着色剤(好ましくは顔料)を含んでいても良い。
 以下、これらの詳細について説明する。
<硬化性化合物>
 本発明の着色組成物は、硬化性化合物を含有する。硬化性化合物は、少なくとも、重合性化合物を含むことが好ましい。
 硬化性化合物は、ラジカル、酸、熱により架橋可能な公知の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、アルコキシメチル、ブロックイソシアネート等を含む化合物が挙げられる。硬化性化合物は、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個以上有する重合性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。本発明における硬化性化合物は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-C000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
 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)、エチレンオキシ変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(市販品としてはA-DPH-12E;新中村化学株式会社製)およびこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール、プロピレングリコール残基を介している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。
 重合性化合物としては、多官能モノマーであって、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等の酸基を有していてもよい。エチレン性化合物が、上記のように混合物である場合のように未反応のカルボキシル基を有するものであれば、これをそのまま利用することができるが、必要において、上述のエチレン性化合物のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を導入してもよい。この場合、使用される非芳香族カルボン酸無水物の具体例としては、無水テトラヒドロフタル酸、アルキル化無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、アルキル化無水ヘキサヒドロフタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸が挙げられる。
 本発明において、酸基を有するモノマーとしては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルであり、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせた多官能モノマーが好ましく、特に好ましくは、このエステルにおいて、脂肪族ポリヒドロキシ化合物がペンタエリスリトールおよび/またはジペンタエリスリトールであるものである。市販品としては、例えば、東亞合成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-C000078
 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-C000079
 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-C000080
 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-C000081
 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-C000082
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
 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)を有する硬化性化合物としては、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)、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)等が挙げられる。このような化合物は、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。
 また、エポキシ基を有する化合物としては、以下の化合物を用いることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
 アルコキシメチル基またはメチロール基を含有する化合物としては、アルコキシメチル基またはメチロール基が、窒素原子または芳香族環を形成する炭素原子に結合している化合物が挙げられる。
 アルコキシメチル基またはメチロール基が、窒素原子に結合している化合物としては、アルコキシメチル化メラミン、メチロール化メラミン、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、メチロール化ベンゾグアナミン、アルコキシメチル化グリコールウリル、メチロール化グリコールウリル、アルコキシメチル化尿素およびメチロール化尿素等が好ましい。 また、特開2004-295116号公報の段落0134~0147の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 アルコキシメチル基またはメチロール基が窒素原子に結合している化合物の好ましい構造として、下記式(8-1)~(8-4)で示される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
 アルコキシメチル基またはメチロール基が、芳香族環を形成する炭素原子に結合している化合物の例として、例えば下記一般式(4)~(5)で表されるものを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
(式(4)中、Xは単結合または1~4価の有機基を表し、R11、R12は各々独立に水素原子または一価の有機基を表し、nは1~4の整数であり、pおよびqは各々独立に0~4の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087
(式(5)中、2つのYは各々独立に水素原子または炭素原子数1~10のアルキル基で酸素原子、フッ素原子を含んでいてもよく、R13~R16は各々独立に水素原子または一価の有機基を示し、mおよびnは各々独立に1~3の整数であり、pおよびqは各々独立に0~4の整数である。)
 アルコキシメチル基またはメチロール基を含有する化合物の具体例としては、例えば以下に示すものを挙げることができる。Meはメチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
 本発明では、硬化性化合物として、ブロックイソシアネート基を含有する化合物を用いることもできる。本発明におけるブロックイソシアネート基とは、熱によりイソシアネート基を生成することが可能な基であり、例えば、ブロック剤とイソシアネート基とを反応させイソシアネート基を保護した基が好ましく例示できる。また、上記ブロックイソシアネート基は、90℃~250℃の熱によりイソシアネート基を生成することが可能な基であることが好ましい。
 また、ブロックイソシアネート化合物としては、その骨格は特に限定されるものではなく、脂肪族、脂環族または芳香族のポリイソシアネートであってよい。
 ブロックイソシアネート化合物の母構造としては、ビウレット型、イソシアヌレート型、アダクト型、2官能プレポリマー型等を挙げることができる。
 上記ブロックイソシアネート化合物のブロック構造を形成するブロック剤としては、オキシム化合物、ラクタム化合物、フェノール化合物、アルコール化合物、アミン化合物、活性メチレン化合物、ピラゾール化合物、メルカプタン化合物、イミダゾール系化合物、イミド系化合物等を挙げることができる。これらの中でも、オキシム化合物、ラクタム化合物、フェノール化合物、アルコール化合物、アミン化合物、活性メチレン化合物、ピラゾール化合物から選ばれるブロック剤が特に好ましい。
 ブロックイソシアネート基を含有する化合物の具体例としては、以下が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
 これらの硬化性化合物について、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、硬化性化合物の選択・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おける硬化性化合物の含有量は、配合する場合、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、硬化性化合物を、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。
<<多官能チオール化合物>>
 本発明の着色組成物は、重合性化合物の反応を促進させることなどを目的として、分子内に2個以上のメルカプト基を有する多官能チオール化合物を含んでいてもよい。多官能チオール化合物は、2級のアルカンチオール類であることが好ましく、特に下記一般式(I)で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
一般式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
(式中、nは2~4の整数を表し、Lは2~4価の連結基を表す。)
 上記一般式(I)において、連結基Lは炭素数2~12の脂肪族基であることが好ましく、nが2であり、Lが炭素数2~12のアルキレン基であることが特に好ましい。多官能チオール化合物の具体的としては、下記の構造式(II)~(IV)で表される化合物が挙げられ、(II)で表される化合物が特に好ましい。これらの多官能チオールは1種または複数組み合わせて使用することが可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
 本発明の組成物中の多官能チオールの配合量については、溶剤を除いた全固形分に対して0.3~8.9重量%、より好ましくは0.8~6.4重量%の範囲で添加することが望ましい。また、多官能チオールは安定性、臭気、解像性、現像性、密着性等の改良を目的として添加してもよい。
 多官能チオール化合物としては、例えば、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタンを使用することができ、他の硬化性化合物と併用してもよい。
<<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)で示される化合物および/または下記一般式(ED2)で表される化合物(以下、これらの化合物を「エーテルダイマー」と称することもある。)を必須とする単量体成分を重合してなるポリマー(a)を含むことも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
 一般式(ED)中、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1~25の炭化水素基を表す。
一般式(ED2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
一般式(ED2)中、Rは、水素原子または炭素数1~30の有機基を表す。一般式(ED2)の具体例としては、特開2010-168539号公報の記載を参酌できる。
 これにより、本発明の着色組成物は、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。
 また、アルカリ可溶性樹脂は、下記式(X)で示されるエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を含んでいてもよい。
一般式(X)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
(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することが好ましい。このようなアルカリ可溶性樹脂を用いると耐溶剤性がより向上する傾向にある。さらに、耐光性や耐熱性もより向上する傾向にある。重合性基を有したアルカリ可溶性樹脂としては、アリル基、(メタ)アクリル基、アリルオキシアルキル基等を側鎖に含有したアルカリ可溶性樹脂等が有用である。上述の重合性基を含有するポリマーの例としては、ダイヤナ-ルNRシリーズ(三菱レイヨン株式会社製)、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。
 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-C000095
 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。
<溶剤>
 本発明の着色組成物は、溶剤を含む。
 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種類の溶剤を含むことが好ましい。溶剤は、有機溶剤が好ましい。
 有機溶剤としては、エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸アルキル(例:オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3-オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:3-オキシプロピオン酸メチル、3-オキシプロピオン酸エチル等(例えば、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等))、2-オキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2-オキシプロピオン酸メチル、2-オキシプロピオン酸エチル、2-オキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル))、2-オキシ-2-メチルプロピオン酸メチルおよび2-オキシ-2-メチルプロピオン酸エチル(例えば、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸メチル、2-オキソブタン酸エチル等、並びに、エーテル類として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等、並びに、ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン等、並びに、芳香族炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン等が好適に挙げられる。
 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。
 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、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。
<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、ビイミダゾール化合物(例えば、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。
 ビイミダゾール系化合物としては、3個のアリール基を置換したイミダゾール環の2量体であれば、その構造に制限はないが、特に、下記一般式(II)、または一般式(III)で表される構造を有する化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
 一般式(II)中、Xは水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~4のアルキル基または炭素数6~9のアリール基を示し、Aは、それぞれ、炭素数1~12の、置換もしくは無置換のアルコキシ基、あるいは-COO-R9(但し、R9は、炭素数1~4のアルキル基または炭素数6~9のアリール基を示す。)を示し、nは1~3の整数であり、mは1~3の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000097
 一般式(III)中、X1、X2およびX3は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~4のアルキル基または炭素数6~9のアリール基を示す。但し、X1、X2およびX3の2個以上が同時に水素原子をとることはない。
 ビイミダゾール系化合物としては、特開2013-209623号公報の段落番号0072~0075に記載の化合物が例示され、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 上記の中でも、特に好ましい化合物としては、2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニルビイミダゾール(市販品としては、B-CIM、保土ヶ谷化学工業製が挙げられる)、2,2’-ビス(o-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラ-(3,4-ジメトキシフェニル)ビイミダゾール(HABI1311、日本シーベルヘグナー)、2,2’-ビス(2-メチルフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニルビイミダゾール(黒金化成社より市販されている)が挙げられる。
 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-C000098
 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-C000099
 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)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、WO02/100903A1等に記載のオキシム化合物が挙げられる。
  具体的な例としては、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-ブタンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-ペンタンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-ヘキサンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-ヘプタンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-オクタンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(メチルフェニルチオ)フェニル]-1,2-ブタンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(エチルフェニルチオ)フェニル]-1,2-ブタンジオン、2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(ブチルフェニルチオ)フェニル]-1,2-ブタンジオン、1-(O-アセチルオキシム)-1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン、1-(O-アセチルオキシム)-1-[9-メチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン、1-(O-アセチルオキシム)-1-[9-プロピル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン、1-(O-アセチルオキシム)-1-[9-エチル-6-(2-エチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン、1-(O-アセチルオキシム)-1-[9-エチル-6-(2-ブチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン、2-(ベンゾイルオキシイミノ)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1-オクタノン、2-(アセトキシイミノ)-4-(4-クロロフェニルチオ)-1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-ブタノンなどが挙げられる。但し、これらに限定されるものではない。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、色素部位にニトロ基が導入された特開2010-15025号公報および米国特許公開2009-292039号記載の化合物、国際公開特許2009-131189号公報に記載のケトオキシム化合物、トリアジン骨格とオキシム骨格を同一分子内に含有する米国特許7556910号公報に記載の化合物、405nmに吸収極大を有しg線光源に対して良好な感度を有する特開2009-221114号公報記載の化合物、などを用いてもよい。
 好ましくはさらに、特開2007-231000号公報、および、特開2007-322744号公報に記載される環状オキシム化合物に対しても好適に用いることができる。環状オキシム化合物の中でも、特に特開2010-32985号公報、特開2010-185072号公報に記載されるカルバゾール色素に縮環した環状オキシム化合物は、高い光吸収性を有し高感度化の観点から好ましい。
 また、オキシム化合物の特定部位に不飽和結合を有する特開2009-242469号公報に記載の化合物も、重合不活性ラジカルから活性ラジカルを再生することで高感度化を達成でき好適に使用することができる。
 特に好ましくは、特開2007-269779号公報に示される特定置換基を有するオキシム化合物や、特開2009-191061号公報に示されるチオアリール基を有するオキシム化合物が挙げられる。
 具体的には、光重合開始剤であるオキシム化合物としては、下記一般式(OX-1)で表される化合物が好ましい。なお、オキシムのN-O結合が(E)体のオキシム化合物であっても、(Z)体のオキシム化合物であっても、(E)体と(Z)体との混合物であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
 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。
 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-C000101
 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。
<増感剤>
 本発明の着色組成物は、増感剤を含んでいても良い。増感剤としては、特に制限はなく、メルカプタン系増感剤、アミン系増感剤等が例示される。メルカプタン系増感剤としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾオキサゾール、2-メルカプトベンゾイミダゾール、2,5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール、2-メルカプト-2,5-ジメチルアミノピリジン等を挙げることができる。
 アミン系増感剤としては、例えばベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,4'-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2-エチルアントラキノン、アセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-4'-イソプロピルプロピオフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、2,2-ジエトキシアセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、ベンジル、カンファーキノン、ベンズアントロン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1,4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、3,4,4'-トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,5,4'-トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,5-トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,3,4-トリ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4'-トリ(t-アミルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4'-トリ(t-ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,4,4'-トリ(t-オクチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3,4'-トリ(t-クミルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4-メトキシ-2',4'-ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3-メトキシ-2',4'-ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2-メトキシ-2',4'-ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4-エトキシ-2',4'-ジ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3',4,4'-テトラ(t-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3',4,4'-テトラ(t-ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイル-フェニルフォスフィン酸メチルエステル、2,4,6-トリメチルベンゾイル-フェニルフォスフィン酸エチルエステル、2,4-ジクロルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、2,6-ジクロルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、2,3,5,6-テトラメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、3,4-ジメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイド、4-[p-N,N-ジ(エトキシカルボニルメチル)]-2,6-ジ(トリクロロメチル)-s-トリアジン、1,3-ビス(トリクロロメチル)-5-(2'-クロロフェニル)-s-トリアジン、1,3-ビス(トリクロロメチル)-5-(4'-メトキシフェニル)-s-トリアジン、などが挙げられる。
 増感剤の含有量は、光重合開始剤の配合量に対し、0.1質量%~50質量%が好ましく、0.5質量%~40質量%がより好ましい。増感剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。2種以上含む場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
<顔料>
 本発明の着色組成物は、さらに、上記一般式(1)で表される色素化合物以外の着色剤を含んでいても良い。具体的には、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、青色の顔料に適している。
 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。
 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、10質量%~70質量%が好ましく、より好ましくは20質量%~60質量%であり、さらに好ましくは25質量%~50質量%である。
 本発明の組成物は、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リン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、楠木化成株式会社製「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」等が挙げられる。
 これらの顔料分散剤は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。本発明においては、特に、顔料誘導体と高分子分散剤とを組み合わせて使用することが好ましい。また、顔料分散剤は、顔料表面へのアンカー部位を有する末端変性型高分子、グラフト型高分子、ブロック型高分子と伴に、アルカリ可溶性樹脂と併用して用いても良い。アルカリ可溶性樹脂としては、(メタ)アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等、並びに側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体、が挙げられるが、特に(メタ)アクリル酸共重合体が好ましい。また、特開平10-300922号公報に記載のN位置換マレイミドモノマー共重合体、特開2004-300204号公報に記載のエーテルダイマー共重合体、特開平7-319161号公報に記載の重合性基を含有するアルカリ可溶性樹脂も好ましい。具体的には、アルカリ可溶性樹脂:メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸/メタクリル酸-2-ヒドロキシエチル共重合体が例示される。
 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。特定分散樹脂は、着色組成物に含有される分散剤成分のうち、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく70質量%以上であることがさらに好ましい。
 本発明の組成物は、顔料分散剤を、それぞれ、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
 具体的には、高分子分散剤を用いる場合であれば、その使用量としては、顔料100質量部に対して、質量換算で5質量部~100質量部の範囲が好ましく、10質量部~80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、着色剤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。
 また、本発明では、一般式(1)で表される色素化合物以外の染料を含んでいても良い。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、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系等の染料を使用できる。
<他の成分>
 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、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。
<<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。
 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、フィルタでろ過することが好ましい。フィルタとしては、従来からろ過用途等に用いられている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、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)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)や有機EL表示装置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。
 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、本発明のカラーフィルタの第一の製造方法として、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カラーフィルタの製造方法が例示される。
 また、本発明のカラーフィルタの第二の製造方法として、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、カラーフィルタの製造方法が例示される。
 本発明では、フォトリソグラフィ法で製造することがより好ましい。
 以下これらの詳細を述べる。
 以下、本発明のパターン形成方法における各工程については、固体撮像素子用カラーフィルタの製造方法を通じて詳細に説明するが、本発明はこの方法に限定されるものではない。以下、固体撮像素子用カラーフィルタを単に「カラーフィルタ」ということがある。
<<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工程>
<<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。
<ドライエッチング法でパターン形成する場合>
 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、色相に優れた色素多量体を用いることから、色純度、光透過性などが良好で着色パターン(画素)の色合いに優れるので、解像度が高く長期耐久性に優れたCOA方式の液晶表示装置を提供することができる。なお、低誘電率の要求特性を満足するためには、カラーフィルタ層の上に樹脂被膜を設けてもよい。
 これらの画像表示方式については、例えば、「EL、PDP、LCDディスプレイ-技術と市場の最新動向-(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページなどに記載されている。
 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。
<色素化合物M-3の合成例>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
<<中間体1の合成>>
 上記に示される化合物DCSF(中外化成製)20部、2,6-ジイソプロピルアニリン43.9部、塩化亜鉛11.05部、スルホラン80部をフラスコへ入れ外温200℃にて4時間攪拌した。その後、60℃まで放冷し、2N塩酸500部へ滴下し、析出した結晶をろ別した。結晶を、アセトニトリル240部を用い、45℃で分散洗浄し、ろ取し、送風乾燥10時間をし、中間体1を29.6部(収率:88%)得た。
<<中間体2の合成>>
 中間体1を20部およびオキシ塩化リン200部をフラスコへ入れ60℃で4時間攪拌した。室温まで放冷し、氷水1300部へ反応液を滴下し、30分攪拌した。得られた結晶をろ別し、水3000部で洗浄し、送風乾燥10時間し、中間体2を21.6部(収率:100%)得た。
<<中間体3の合成>>
 ジブチルアミン33.6部を塩化メチレン100部に溶かし、0℃まで冷却する。そこに、中間体2を3.85部添加し、室温に戻して4時間攪拌した。室温まで放冷し、氷水1300部へ反応液を滴下し、30分攪拌した。反応終了後、水100部を加えて分液精製したのち、有機層を濃縮し、得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、中間体3を3.0部(収率:70%)得た。
<<色素化合物M-3の合成>>
 中間体3を1.67部、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム塩を0.63部、メタノール50部に溶かし、室温で4時間攪拌した。反応終了後、メタノールを留去したのち、クロロホルム50部に溶かし、水50部を用いて分液精製を行った。得られた有機層を濃縮することで、色素化合物M-3を1.74部(収率:81%)得た。
<色素化合物M-23の合成例>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000103
<<中間体4の合成>>
 上記に示される化合物PFBSC(東京化成製)175部、テトラヒドロフラン3500部、をフラスコへ入れ-10℃に冷却した後、アンモニア水80部をゆっくり滴下した。滴下後、0℃で1時間攪拌した。反応終了後、析出した固体をろ別したのち、ろ液を濃縮して、結晶を得た。得られた結晶を水2Lでリスラリー洗浄したのち、固体をろ取し、送風乾燥10時間することで、中間体4を148部(収率:91%)得た。
<<中間体5の合成>>
 メタノール80部に中間体5を12.4部溶解させ、続いて、2-メルカプトエタノール4.3部を加え、室温で攪拌した。そこに、トリエチルアミンをゆっくり滴下した後、引き続き室温で4時間攪拌した。反応終了後、メタノールを留去したのち、酢酸エチル100部、水100部を加えて、分液精製を行った。得られた有機層を濃縮することで、中間体5を14.3部(収率:94部)得た。
<<中間体6の合成>>
 中間体5を40部、無水メタクリル酸を60部、メタンスルホン酸を3.15部加え、50℃で1時間攪拌した。反応終了後、反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、中間体6を41.5部(収率:85%)得た。
<<色素化合物M-23の合成>>
 中間体6を18.67部、トリエチルアミン15.2部を塩化メチレン200部に溶解させ、中間体2を55.6部添加したのち、室温で3時間攪拌した。その後、水200部を入れ水洗し、有機層を硫酸ナトリウムにて乾燥させ濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、減圧濃縮をして色素化合物M-23を34部(収率:65%))を得た。
 そのほかの色素化合物M-1、M-2、M-4~M-22、M-24~M-37に関しても、色素化合物M-3、M-23を参考に、原材料を変更することで合成した。
<色素化合物P-6の合成>
 Nエチルピロリドン12.14部を90℃で撹拌し、その溶液に対しM-23を15部、メタクリル酸を3.7部、ドデシルメルカプタンを0.35部、和光純薬社製 V601を0.79部、Nエチルピロリドン31.5部加えた溶液を1時間かけて滴下した。その後、90℃にて3時間撹拌した。反応液を室温まで放冷し、酢酸エチル360部、アセトニトリル40部の混合溶媒に対し反応液を滴下した。得られた結晶をろ別し、酢酸エチル270部、アセトニトリル30部にて洗浄し、40℃で減圧乾燥し、P-6を15.5部得た。
<色素化合物P-1~P-19の合成例>
 色素化合物P-6における繰り返し単位を下記表に記載のものに変更した以外は、同様の操作を行い色素化合物P-1~P-19を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000104
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000105
<比較用色素化合物>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000106
<イメージセンサ用パターンの形成>
1.下塗り層の形成
 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
 150mm(6inch)のシリコンウエハをオーブン中で200℃のもと30分加熱処理した。次いで、このシリコンウエハ上に、上記レジスト液を乾燥膜厚が1.5μmになるように塗布し、更に220℃のオーブン中で1時間加熱乾燥させて下塗り層を形成し、下塗り層付シリコンウエハ基板を得た。
3.着色組成物の調製
3-1.青色顔料分散液の調製
 青色顔料分散液1を、以下のようにして調製した。
 C.I.Pigment Blue15:6を13.0部(青色顔料、平均粒子径55nm)、および顔料分散剤であるDisperbyk111を5.0部、PGMEA82.0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・分散して、顔料分散液を調製した。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、実施例または比較例の着色組成物に用いる青色用顔料分散液1(C.I.Pigment Blue15:6分散液、顔料濃度13%)を得た。
 得られた青色顔料分散液について、顔料の粒子径を動的光散乱法(Microtrac Nanotrac UPA-EX150(日機装社(Nikkiso Co., Ltd.)製))により測定したところ、24nmであった。
 上記「3-1.青色顔料分散液の調製」において、青色顔料分散液1に青色顔料として用いたC.I.Pigment Blue15:6と分散樹脂剤Disperbyk111との組み合わせに代えて、下記表に示す顔料と分散樹脂剤Disperbyk111との組み合わせにした以外は、上記青色顔料分散液1の調製と同様にして、赤色顔料分散液、緑色顔料分散液、および黄色顔料分散液を調製した。
 ・C.I.ピグメントレッド254(PR254)
 ・C.I.ピグメントイエロー(PY139)
3-2.着色組成物の調製
 下記の各成分を混合して分散、溶解し、実施例および比較例の各着色組成物を得た。
・(A)色素化合物(下記表に記載の化合物) 色素固形分として 
                             0.04部
・溶剤(PGMEA)                  1.133部
・アルカリ可溶性樹脂(下記J1またはJ2の化合物)    0.03部
・分散剤(ソルスパース20000:(1%シクロヘキサン溶液、日本ルーブリゾール(株)製)                  0.125部
・光重合開始剤(下記C-4~C-13の化合物)     0.012部
・上記顔料分散液(顔料濃度13質量%)         0.615部
・硬化性化合物                      0.07部
・界面活性剤(グリセロールプロポキシレート:(1%シクロヘキサン溶液))                          0.048部
 硬化性化合物は、以下のいずれかを採用した。
 DPHA(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)
 A-DPH-12E(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、日本化薬社製)
 DPHA/1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン(DPHA 0.062部と、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン 0.008部の混合物)


Figure JPOXMLDOC01-appb-C000107
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000108
4.着色組成物によるカラーフィルタの作製
<パターン形成>
 上記のように調製した実施例および比較例の着色組成物の各々を、上記2.で得られた下塗り層付シリコンウエハ基板の下塗り層上に塗布し、着色組成物層(塗布膜)を形成した。そして、この塗布膜の乾燥膜厚が0.6μmになるように、100℃のホットプレートを用いて120秒間加熱処理(プリベーク)を行なった。
 次いで、i線ステッパー露光装置FPA-3000i5+(Canon(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、シリコンウエハ基板に着色パターンを形成した。
 着色パターンが形成されたシリコンウエハを、真空チャック方式で上記水平回転テーブルに固定し、回転装置によって上記シリコンウエハ基板を回転数50r.p.m.で回転させつつ、その回転中心の上方より純水を噴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た。
 以上のようにして、実施例または比較例の着色組成物により形成された着色パターンを有する単色のカラーフィルタを作製した。
 その後、測長SEM「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となる露光量を最適露光量とした。
<性能評価>
1.耐熱性
 上記得たカラーフィルタを、上記基板面で接するように230℃のホットプレートに載置して1時間加熱した後、色度計MCPD-1000(大塚電子(株)製)にて、加熱前後での色差(ΔE*ab値)を測定して熱堅牢性を評価する指標とし、下記判定基準に従って評価した。ΔE*ab値は、値の小さい方が、耐熱性が良好なことを示す。なお、ΔE*ab値は、CIE1976(L*,a*,b*)空間表色系による以下の色差公式から求められる値である(日本色彩学会編 新編色彩科学ハンドブック(昭和60年)p.266)。
ΔE*ab={(ΔL*2+(Δa*2+(Δb*21/2 
以下の基準で評価した。
A:ΔE*abの値が0以上、1.0未満
B:ΔE*abの値が1.0以上、3.0未満
C:ΔE*abの値が3.0以上
2.耐光性
 カラーフィルタに対し、耐光テストとしてキセノンランプを5万luxで20時間照射(100万lux・h相当)した後、耐光テスト前後の色差のΔE*ab値を測定した。ΔE*ab値の小さい方が、耐光性が良好であることを示す。
以下の基準で評価した。
A:ΔE*ab値<3
B:3≦ΔE*ab値<10
C:10≦ΔE*ab値<20
D:20≦ΔE*ab値
3.溶解性
 色素化合物のPGMEA/シクロヘキサノン=1/1(質量比)溶媒に対する溶剤溶解性を以下の基準で評価した。
A:20質量以上溶解性を示した場合
B:10質量%以上、20質量%未満の場合
C:5質量%以上、10質量%未満の場合
D:5質量%未満の場合
4.面状ムラ評価
 ガラス(EAGLE XG;コーニング社製)上に、上記で調製した着色組成物を着色膜の膜厚は2.5μmになるようにスピンコート法で塗布し、揮発成分を乾燥させた後、100℃で80秒間加熱することにより、着色膜を形成した。
 上記で得られた着色膜を冷却後、i線(波長365nm)を照射し、着色膜を硬化させた。i線の光源には超高圧水銀ランプを用い、このとき、照射光量を40mJ/cm2とした。次いで、25℃下、0.05%KOH水溶液で40秒間現像処理を行ったのち、純水を用いたリンス処理で現像液を洗い流した。
 次いで、この着色膜に対して230℃で30分間、ポストベーク処理を行ない、処理後の着色膜について光学顕微鏡(オリンパス社製 MX-61L)を用いて明視野200倍で着色膜にムラが無いか観察した。光学顕微鏡でムラが確認されず均一な膜となっている場合、ポストベーク時の熱応力に対する耐性が優れていると判断される。
A:光学顕微鏡でムラが見られない。
B:光学顕微鏡で僅かにムラが見られる。
C:光学顕微鏡でムラが強く見られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000109
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000110
 上記結果から明らかなとおり、実施例の組成物の色素化合物は、溶剤溶解性に優れていることが分かった。また、実施例の組成物を用いてフォトレジストによってカラーフィルタを作製した場合、その結果、実施例の組成物を用いた場合、面状ムラに優れていることが分かった。さらに、耐熱性および耐光性にも優れていることが分かった。
 また、この傾向は、低求核性のアニオンを用いた場合、一般式(1)で表される色素化合物がポリマーまたは重合性モノマーである場合、一般式(1)で表される色素化合物が分子内にカチオンとアニオンを持つ場合に特に効果的であることが分かった。
<LCD用パターンの形成>
(S-1)C.I.ピグメント・ブルー15:6と、12.8部とアクリル系顔料分散剤7.2部と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート80.0部とを混合し、ビーズミルを用いて顔料を十分に分散させて得られた顔料分散液
(T-1)重合性化合物:KAYARAD DPHA(日本化薬(株)製、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)
(U-1)アルカリ可溶性樹脂:ベンジルメタクリレート/メタクリル酸(75/25[質量比]共重合体(重量平均分子量:12,000)のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液(固形分40.0%)
(V-1)光重合開始剤:2-(ベンゾイルオキシイミノ)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1-オクタノン(BASF製)
(V-2)光重合開始剤:2-(アセトキシイミノ)-4-(4-クロロフェニルチオ)-1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-ブタノン(BASF製)
(V-3)光重合開始剤:下記構造のオキシム系化合物(Acはアセチル基を表す)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000111
(V-4)光重合開始剤:イルガキュア369(BASF製)
(V-5)2,2’-ビス(2-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニルビイミダゾール(B-CIM 保土ヶ谷化学工業製)
(V-6)光重合開始剤:下記構造のオキシム系化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000112
(W-1)増感剤:4,4'-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
(W-2)増感剤:2-メルカプトベンゾチアゾール(東京化成社製)
(X-1)有機溶剤:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(X-2)有機溶剤:3-エトキシプロピオン酸エチル
(Y-1)界面活性剤:メガファックF781(DIC(株)製)
-着色組成物(塗布液)の調製-
 下記組成中の成分を混合して、着色組成物1(実施例2-1)を調製した。
<組成>
・色素化合物:下記表の化合物・・・色素固形分として6.9部
・顔料分散液:(S-1)         ・・・43.0部
・重合性化合物:(T-1)       ・・・103.4部
・アルカリ可溶性樹脂:(U-1)    ・・・212.2部(固形分換算値:84.9部)
・光重合開始剤:(V-1)        ・・・21.2部
・光増感剤:(W-1)           ・・・3.5部
・有機溶剤:(X-1)          ・・・71.9部
・有機溶剤:(X-2)           ・・・3.6部
・界面活性剤:(Y-1)         ・・・0.06部
-着色組成物によるカラーフィルタの作製及び評価-
 得られた着色組成物(カラーレジスト液)を、100mm×100mmのガラス基板(1737、コーニング社製)上に、色濃度の指標となるx値が0.150となるように塗布し、90℃のオーブンで60秒間乾燥させた(プリベーク)。その後、解像度評価用の10~100μmのマスク孔幅を有するフォトマスクを介して高圧水銀灯により200mJ/cm2にて(照度20mW/cm2)露光し、露光後の塗膜をアルカリ現像液CDK-1(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)の1%水溶液にて現像し、純水をシャワー状に散布して現像液を洗い流した。そして、上記のように露光及び現像が施された塗膜を220℃のオーブンで1時間加熱処理し(ポストベーク)、ガラス基板上にカラーフィルタ用の着色パターン(着色層)を形成し、着色フィルタ基板1(カラーフィルタ1)を作製した。
-評価-
 上記で得られたカラーフィルタ1について下記の評価を行なった。
1.耐熱性
 カラーフィルタを、基板面で接するように230℃のホットプレートに載置して1時間加熱した後、色度計MCPD-1000(大塚電子(株)製)にて、加熱前後での色差(ΔE*ab値)を測定して熱堅牢性を評価する指標とし、下記判定基準に従って評価した。ΔE*ab値は、値の小さい方が、耐熱性が良好なことを示す。なお、ΔE*ab値は、CIE1976(L*,a*,b*)空間表色系による以下の色差公式から求められる値である(日本色彩学会編 新編色彩科学ハンドブック(昭和60年)p.266)。
ΔE*ab={(ΔL*2+(Δa*2+(Δb*21/2
以下の基準で評価した。
 A:ΔE*ab値<3
 B:3≦ΔE*ab値<5
 C:5≦ΔE*ab値<10
 D:10≦ΔE*ab値
2.耐光性
 カラーフィルタに対し、耐光テストとしてキセノンランプを5万luxで20時間照射(100万lux・h相当)した後、耐光テスト前後の色差のΔE*ab値を測定した。ΔE*ab値の小さい方が、耐光性が良好であることを示す。
以下の基準で評価した。
 A:ΔE*ab値<3
 B:3≦ΔE*ab値<5
 C:5≦ΔE*ab値<10
 D:10≦ΔE*ab値
3.電圧保持率
 ITO電極つきのガラス基板(商品名:1737 コーニング社製)上に、着色組成物1を乾燥後の膜厚が2.0μmとなるように塗布し、90℃のオーブンで60秒乾燥(プリベーク)した。その後、マスクを介さずに100mj/cm2の露光(照度は20mW/cm2)をし、アルカリ現像液(商品名:CDK-1、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)の1質量%水溶液を用いて25℃で現像し、水洗、乾燥後の塗布膜を230℃のオーブンで30分間加熱処理(ポストベーク)を施した。次いで、この画素を形成した基板とITO電極を所定形状に蒸着しただけの基板とを、5μmのガラスビーズを混合したシール剤で貼り合わせた後、メルク(株)社製の液晶MJ971189(商品名)を注入し、液晶セルを作製した。
 次いで、液晶セルを70℃の恒温層に48時間入れた後、液晶セルの電圧保持率を、東陽テクニカ社製の液晶電圧保持率測定システムVHR-1A型(商品名)により測定した。点数が高いほど電圧保持率が良好であることを示す。
 液晶セルの電圧保持率が低いことは、液晶セルは16.7msecの時間、印加電圧を所定レベルに保持できず、十分に液晶を配向させることができないことを意味する。点数が高いほど電圧保持率が良好であることを示す。
測定条件
・電極間距離:5~15μm
・印加電圧パルス振幅 :5V
・印加電圧パルス周波数:60Hz
・印加電圧パルス幅:16.67msec
・電圧保持率:16.7msec後の液晶セル電位差/0msecで印加した電圧の値
以下の基準で評価した。
A:90%以上
B:80%以上90%未満
C:80%未満
(溶解性)
 着色組成物作製時の溶媒に対する色素化合物の溶解性を目視観察し、完全に溶解するものをA、一部溶け残るものをB、半分以上溶解しないものをCの3段階で評価した。
 他の実施例および比較例は、実施例2-1(着色組成物1)において、色素化合物、光重合開始剤、増感剤の種類を下記表に示す通り変更し、他は同様に行って評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000113
 上記結果から明らかなとおり、実施例の組成物の色素化合物は、溶剤溶解性に優れていることが分かった。また、実施例の組成物を用いた場合、面状ムラに優れていることが分かった。さらに、耐熱性、耐光性および電圧保持室にも優れていることが分かった。また、この傾向は、低求核性のアニオンを用いた場合、一般式(1)で表される色素化合物がポリマーまたは重合性モノマーである場合、一般式(1)で表される色素化合物が分子内にカチオンとアニオンを持つ場合に特に効果的であることが分かった。
<ドライエッチング法を用いたイメージセンサ用パターンの形成>
 -着色組成物の調製-
 下記の各成分を混合して分散、溶解し、実施例及び比較例の各着色組成物を得た。
・(A)色素化合物(表6に記載)・・・色素固形物として1.0部
・溶剤:PGMEA・・・5.0部
・硬化性組成物(表6に記載)・・・5.0部
・青色顔料分散液(顔料濃度13質量%)    ・・・15.4部
・界面活性剤(グリセロールプロポキシレート)(1%シクロヘキサン溶液)・・・1.0部
<<着色組成物の評価>>
 ガラス基板上に、上記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、硬化膜を形成した。
1.耐熱性
 硬化膜が形成されたガラス基板を、基板面で接するように260℃のホットプレートに載置して5分加熱した後、色度計MCPD-1000(大塚電子(株)製)にて、加熱前後での色差(ΔE*ab値)を測定して熱堅牢性を評価する指標とし、下記判定基準に従って評価した。
ΔE*ab={(ΔL*2+(Δa*2+(Δb*21/2 
 以下の基準で評価した。
A:ΔE*abの値が0以上、1.0未満
B:ΔE*abの値が1.0以上、3.0未満
C:ΔE*abの値が3.0以上
2.耐光性
 硬化膜に対し、耐光テストとしてキセノンランプを10万luxで12時間照射(120万lux・h相当)した後、耐光テスト前後の色差のΔE*ab値を測定した。ΔE*ab値の小さい方が、耐光性が良好であることを示す。
 以下の基準で評価した。
A:ΔE*ab値<3
B:3≦ΔE*ab値<10
C:10≦ΔE*ab値<20
D:20≦ΔE*ab値
3.溶解性
 着色組成物作製時の溶媒に対する色素化合物の溶解性を目視観察し、完全に溶解するものをA、一部溶け残るものをB、半分以上溶解しないものをCの3段階で評価した。
4.面状ムラ評価
 耐熱性試験後のガラス基板について光学顕微鏡(オリンパス社製 MX-61L)を用いて明視野200倍で着色膜にムラが無いか観察した。光学顕微鏡でムラが確認されず均一な膜となっている場合、ポストベーク時の熱応力に対する耐性が優れていると判断される。
A:光学顕微鏡でムラが見られない。
B:光学顕微鏡で僅かにムラが見られる。
C:光学顕微鏡でムラが強く見られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000114
 上記の結果から明らかな通り、実施例の着色組成物の色素化合物は、溶剤溶解性に優れていることが分かった。また、実施例の組成物を用いた場合、面上ムラに優れていることが分かった。さらに、耐熱性および耐光性にも優れていることが分かった。特に、硬化性組成物にエポキシ化合物を用いた場合、耐熱性に優れ、分子内にカチオンとアニオンを有する色素化合物が耐光性に優れ、色素化合物を繰り返し単位として有するポリマー型構造であるか、重合性基を有する色素化合物であることにより面状ムラに優れることが分かった。
 表6に記載の硬化性化合物K-1~K-6は、以下に示す構造の化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000115
<ドライエッチングによる青色パターン(青色画素)形成工程>
(青色層の形成)
 ガラスウエハ上にスピンコータにて、実施例(3-20)及び比較例(3-1)の青色フィルタ形成用着色組成物を膜厚0.6μmの塗布膜となるように塗布した後、100℃180秒間ホットプレートで乾燥し、乾燥した後、さらに、200℃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)を行うことで、緑色層を形成した。この緑色層の膜厚は0.6μmであった。
(マスク用レジストの塗布)
 次いで、青色層の上に、ポジ型フォトレジスト「FHi622BC」(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を塗布し、プリベークを実施し、膜厚0.8μmのフォトレジスト層を形成した。
(マスク用レジストのパターン露光と現像)
 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1.25μmで形成された正方形状のレジスト膜が市松状に配列されてなるパターンである。
(ドライエッチング)
 次に、レジストパターンをエッチングマスクとして、青色層のドライエッチングを以下の手順で行った。
 ドライエッチング装置(日立ハイテクノロジーズ社製、U-621)にて、RFパワー:800W、アンテナバイアス:400W、ウエハバイアス:200W、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/min.、O2:40mL/min.、Ar:800mL/min.として、80秒の第1段階のエッチング処理を実施した。
 このエッチング条件での青色層の削れ量は521nm(89%のエッチング量)となり、約59nmの残膜がある状態になった。
 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/min.、O2:50mL/min.、Ar:500mL/min.とし(N2/O2/Ar=10/1/10)、エッチングトータルでのオーバーエッチング率を20%として、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。
 第2段階のエッチング条件での青色層のエッチングレートは600nm/min以上であって、青色層の残膜をエッチングするのに約10秒の時間を要した。第1段階のエッチング時間の80秒と第2段階のエッチング時間10秒を加算したものをエッチング時間と算出した。その結果、エッチング時間:80+10=90秒、オーバーエッチング時間:90×0.2=18秒になり、全エッチング時間は90+18=108秒に設定した。
 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120秒間、剥離処理を実施してレジストパターンを除去し、更に純水による洗浄、スピン乾燥を実施した。その後、100℃で2分間の脱水ベーク処理を行った。以上により、一辺1.2μmの正方形状の緑色画素が市松状に配列されてなる青色パターンを得た。
 実施例(3-20)の着色組成物から形成した青色パターンは表面状態が滑らかであり、且つエッチング部には残渣がなく、良好なパターンであった。
 一方、比較例(3-1)から形成した青色パターンは、表面状態が粗く、且つエッチング部にも残渣が見られた。

Claims (16)

  1.  下記一般式(1)で表される色素化合物と、硬化性化合物と、溶剤を含む、着色組成物;
    一般式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     一般式(1)中、Ar1およびAr2の一方は、下記一般式(2)で表される基であり、Ar1およびAr2の他方は、水素原子、下記一般式(2)で表される基、一般式(2)で表される基以外のアリール基、または、アルキル基を表し、R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、または、アリール基を表し、R7は1価の置換基を表し、R8は、ハロゲン原子、アルキル基、カルボキシル基、または、ニトロ基を表し、pは、0~4の整数を表す;
    一般式(2)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     一般式(2)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数3以上のアルキル基、アリール基、または、ヘテロ環基を表し、X1~X3は、それぞれ独立に、水素原子または1価の置換基を表す;一般式(1)で表される色素化合物は、分子内および/または分子外に対アニオンを有する。
  2.  一般式(1)において、Ar1およびAr2の両方が、それぞれ独立に、一般式(2)で表される基である、請求項1に記載の着色組成物。
  3.  一般式(1)において、R1およびR2は、それぞれ、炭素数3~12のアルキル基である、請求項1または2に記載の着色組成物。
  4.  一般式(1)において、R1およびR2は、同一の基である、請求項1~3のいずれか1項に記載の着色組成物。
  5.  一般式(1)において、R1およびR2は、イソプロピル基である、請求項1~4のいずれか1項に記載の着色組成物。
  6.  一般式(1)で表される色素化合物の対アニオンが、硫酸のpKaより低いpKaを有する有機酸が解離したアニオンである、請求項1~5のいずれか1項に記載の着色組成物。
  7.  一般式(1)において、R7が下記構造で表される基である、請求項1~6のいずれか1項に記載の着色組成物;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     一般式(1)中、R9およびR10は、それぞれ独立に、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、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アルキルアリールアミノ基、アルキルスルファモイル基、アリールスルファモイル基、アルキルカルバモイル基、またはアリールカルバモイル基を表す。
  8.  一般式(1)で表される色素化合物の対アニオンが、カチオンと1つ以上の共有結合を介して結合している、請求項1~7のいずれか1項に記載の着色組成物。
  9.  前記色素化合物(A)が、前記一般式(1)で表される色素化合物を含む繰り返し単位を有するポリマーであるか、重合性基を有する化合物である、請求項1~8のいずれか1項に記載の着色組成物。
  10.  カラーフィルタ用である請求項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させてなる硬化膜。
  12.  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。
  13.  請求項12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。
  14.  請求項1~10のいずれか1項に記載の着色組成物を用いて得られたカラーフィルタまたは請求項13に記載のカラーフィルタの製造方法により製造されたカラーフィルタ。
  15.  請求項14に記載のカラーフィルタを有する固体撮像素子。
  16.  請求項14に記載のカラーフィルタを有する画像表示装置。
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