WO2015115415A1 - 着色組成物、およびこれを用いた硬化膜、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置ならびに染料多量体 - Google Patents

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

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pigment
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宏明 出井
和也 尾田
賢 鮫島
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富士フイルム株式会社
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    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30Imagewise removal using liquid means
    • G03F7/32Liquid compositions therefor, e.g. developers

Definitions

  • the present invention relates to a coloring composition.
  • the present invention relates to a coloring composition suitable for forming colored pixels.
  • the present invention also relates to a cured film, a color filter, a solid-state imaging device, and an image display device using the colored composition.
  • the present invention also relates to a pattern forming method using a colored composition and a method for producing a color filter. It also relates to a dye multimer used in the colored composition.
  • Color filters are used as key devices for these displays and optical elements, and there is an increasing demand for higher sensitivity and miniaturization.
  • Such a color filter normally has a coloring pattern of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and plays a role of separating transmitted light into the three primary colors.
  • Colorants used in color filters are required to have the following properties in common. In other words, it has favorable light absorption characteristics in terms of color reproducibility, there is no optical disturbance such as optical density non-uniformity that causes light scattering, color unevenness, and roughness, under the environmental conditions under which it is manufactured and used.
  • the fastness for example, heat resistance, light resistance and the like are good, the molar extinction coefficient is large, and the thin film can be formed.
  • a method for producing the color filter is a pigment dispersion method.
  • a method for producing a color filter by a photolithography method or an inkjet method by a pigment dispersion method is stable to light and heat because a pigment is used.
  • the pigment itself is a fine particle, problems such as light scattering, color unevenness, and roughness often occur.
  • finer pigments are used, but there is a problem that it is difficult to achieve both dispersion stability.
  • the above problem can be solved by using a coloring composition containing a dye multimer having a pigment structure and a light-stable group having a specific structure in the same molecule and a curable compound.
  • the present invention has been completed.
  • the above problem has been solved by the following means ⁇ 1>, preferably by means ⁇ 2> to ⁇ 19>.
  • 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 4 represents the following formula (2A), an alkyl group or aryl group having 1 to 18 carbon atoms
  • R 5 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms
  • “*” Represents a bond between the structure represented by formula (2) and the polymer backbone
  • each R 6 independently represents 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
  • R 7 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms
  • n1 represents an integer of 0 to 3
  • each R 7 is the same or different “*” Represents a bond between the structure represented by the formula (3) and the polymer skeleton
  • R 8 and R 9 each independently represent 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
  • when n3 represents an integer of 2 to 4
  • each R 9 may be the same or different
  • "*" Indicates a bond between the structure represented by formula (4) and the polymer backbone
  • 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
  • ⁇ 2> The colored composition according to ⁇ 1>, wherein the curable compound is a polyfunctional polymerizable monomer and further contains a polymerization initiator.
  • ⁇ 3> The colored composition according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the dye multimer further has an acid group.
  • ⁇ 4> The colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the dye multimer further has a polymerizable group.
  • ⁇ 5> The colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the dye multimer is a random radical polymer.
  • the dye multimer has any one of ⁇ 1> to ⁇ 5> having a structural unit having a pigment structure and a structural unit having at least one of the structures represented by formulas (1) to (5) A coloring composition according to claim 1.
  • the content of the structural unit having at least one of the structures represented by formulas (1) to (5) in all the structural units of the dye multimer is 0.5 to 20 mol%.
  • the dye structure is derived from a dye selected from a dipyrromethene dye, an azo dye, an anthraquinone dye, a triphenylmethane dye, a xanthene dye, a cyanine dye, a squarylium dye, a quinophthalone dye, a phthalocyanine dye, and a subphthalocyanine dye.
  • ⁇ 10> The colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, further containing a pigment.
  • ⁇ 11> When a colored film having a thickness of 0.6 ⁇ m is formed, the color difference ( ⁇ E * ab) before and after exposure for 100 hours under conditions of illuminance of 75 mw / m 2 (300 to 400 nm) and humidity of 50% is 5
  • the coloring composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10> wherein: ⁇ 12>
  • the colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 11> which is used for forming a colored layer of a color filter.
  • ⁇ 13> A colored cured film obtained by curing the colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 12>.
  • ⁇ 14> A color filter having the colored cured film according to ⁇ 13>.
  • ⁇ 15> a step of applying the colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 12> 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.
  • ⁇ 16> a step of applying the colored composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 12> on a support to form a colored composition layer, a step of exposing the colored composition layer in a pattern, And a step of developing and removing an unexposed portion to form a colored pattern.
  • a solid-state imaging device having a color filter according to ⁇ 14> or a color filter obtained by the method for producing a color filter according to ⁇ 16>.
  • An image display device having the color filter according to ⁇ 14> or the color filter obtained by the method for producing a color filter according to ⁇ 16>.
  • Rtp 1 to Rtp 4 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group
  • Rtp 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or NRtp 9 Rtp 10
  • Rtp 9 and Rtp 10 are Represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group
  • Rtp 6 , Rtp 7 and Rtp 8 represent a substituent
  • a, b and c represent an integer of 0 to 4
  • a, b and c represent In the case of 2 or more, Rtp 6 , Rtp 7 and Rtp 8 may be linked to each other to form a ring
  • X ⁇ represents an anion
  • R 81 , R 82 , R 83 and R 84 each independently represents a hydrogen atom or a monovalent substituent
  • R 85 independently represents a monovalent substituent
  • R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an oxy radical
  • R 2 and R 3 each independently represent a methyl group or an ethyl group
  • “*” represents the formula (1 ) Represents a bond between the structure represented by) and the polymer skeleton.
  • a coloring composition having good exposure sensitivity and light resistance. It is also possible to provide a dye multimer, a cured film, a color filter, a method for producing a color filter, a solid-state imaging device, and an image display device.
  • the total solid content refers to the total mass of components excluding the solvent from the total composition of the colored composition.
  • the solid content at 25 ° C.
  • the notation which does not describe substitution and non-substitution includes a group (atomic group) having a substituent together with a group (atomic group) having no 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.
  • light means actinic rays or radiation.
  • exposure in this specification is not only exposure with far-ultraviolet rays such as mercury lamps and excimer lasers, X-rays, EUV light, but also drawing with particle beams such as electron beams and ion beams. Are also included in the exposure.
  • (meth) acrylate represents both and / or acrylate and methacrylate
  • (meth) acryl represents both and / or acryl and “(meth) acrylic”
  • "Acryloyl” represents both and / or acryloyl and methacryloyl.
  • “monomer” and “monomer” are synonymous.
  • a monomer is distinguished from an oligomer and a polymer, and refers to a compound having a weight average molecular weight of 2,000 or less.
  • the polymerizable compound means a compound having a polymerizable functional group, and may be a monomer or a polymer.
  • the polymerizable functional group refers to a group that participates in a polymerization reaction.
  • Me in the chemical formula represents a methyl group
  • Et represents an ethyl group
  • Pr represents a propyl group
  • Bu represents a butyl group
  • Ph represents a phenyl group.
  • the term “process” is not limited to an independent process, and is included in the term if the intended action of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes.
  • a weight average molecular weight and a number average molecular weight are defined as a polystyrene conversion value by GPC measurement.
  • the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are, for example, HLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation), and TSKgel Super AWM-H (manufactured by Tosoh Corporation, 6) as a column.
  • 0.0 mm ID ⁇ 15.0 cm can be determined by using a 10 mmol / L lithium bromide NMP (N-methylpyrrolidinone) solution as the eluent.
  • the colored composition of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “the composition of the present invention”) has at least one of the dye structure and the structure represented by the following formulas (1) to (5) as the same molecule. It contains a dye multimer and a curable compound.
  • 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 4 represents the following formula (2A), an alkyl group or aryl group having 1 to 18 carbon atoms
  • R 5 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms
  • “*” Represents a bond between the structure represented by formula (2) and the polymer backbone
  • each R 6 independently represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms; “*” represents a bond between the structure represented by formula (2A) and the structure represented by formula (2).
  • R 7 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms
  • n1 represents an integer of 0 to 3
  • each R 7 is the same or different “*” Represents a bond between the structure represented by the formula (3) and the polymer skeleton
  • R 8 and R 9 each independently represent 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
  • when n3 represents an integer of 2 to 4
  • each R 9 may be the same or different
  • "*" Indicates a bond between the structure represented by formula (4) and the polymer backbone
  • 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 represents an integer of 0 to 5
  • n5 represents 0 to 4 N
  • 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. Moreover, adhesiveness can be improved. Furthermore, 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. As a result, it is considered that exposure sensitivity and light resistance can be improved more effectively.
  • the dye and the compound having at least one of the structures represented by the formulas (1) to (5) are blended as separate molecules, the compatibility between them becomes a problem.
  • the dye multimer used in the present invention has at least one of the pigment structure and the structures represented by the formulas (1) to (5) in the same molecule, thereby avoiding compatibility problems. be able to.
  • the coloring composition of the present invention can be used for a color filter, an ink material (UV ink material), a sublimation thermal transfer material, and the like, and can be suitably used for a color filter.
  • the colored composition of the present invention can form a colored pattern in a thin film (for example, 1 ⁇ m or less in thickness) depending on the characteristics of the pigment structure contained in the dye multimer used in the present invention. Therefore, the coloring composition of the present invention is required to have a high definition of a fine size of 2 ⁇ m or less (the side length of the pixel pattern viewed from the substrate normal direction is, for example, 0.5 to 2.0 ⁇ m), and has a favorable rectangular shape.
  • the colored composition of the present invention has a color difference ( ⁇ E) before and after exposure for 100 hours under the conditions of an illuminance of 75 mw / m 2 (300 to 400 nm) and a humidity of 50% when a colored film having a thickness of 0.6 ⁇ m is formed.
  • ⁇ E color difference
  • Ab Ab
  • the coloring composition of the present invention contains at least one dye multimer and may contain two or more.
  • the dye multimer has a pigment structure and at least one structure of the above formulas (1) to (5) in the same molecule.
  • the “pigment structure” as used herein refers to a dye multimer connecting part (polymer chain or dendrimer) obtained by removing a hydrogen atom from a specific dye (hereinafter also referred to as a dye compound) capable of forming a dye structure described later. Represents a structure that can be connected to the core.
  • the dye multimer is preferably a random radical polymer.
  • the dye multimer preferably has a structural unit having a pigment structure and a structural unit having at least one structure represented by the above formulas (1) to (5). Moreover, the dye multimer may further have other structural units. Examples of other structural units include a structural unit having a polymerizable group and a structural unit having an acid group.
  • the dye multimer preferably has a cation moiety in the pigment structure.
  • a preferable structure of the dye multimer a functional group that the dye multimer may have (substituent group A described later), and preferable physical properties of the dye multimer will be described in detail.
  • the dye multimer is usually a multimer having a dye structure having a maximum absorption wavelength in the range of 400 nm to 780 nm in its molecular structure, and includes structures such as dimers, trimers, and polymers. .
  • the dye multimer functions as, for example, a colorant in the coloring composition of the present invention.
  • the dye multimer of the present invention preferably has a maximum absorption wavelength of 420 to 700 nm, and more preferably 450 to 650 nm.
  • Examples of the dye structure used in the present invention include quinone dyes (benzoquinone dyes, naphthoquinone dyes, anthraquinone dyes, anthrapyridone dyes, etc.), carbonium dyes (diarylmethane dyes, triarylmethane dyes, xanthene dyes, acridine dyes, etc.), Quinoneimine dyes (oxazine dyes, thiazine dyes, etc.), azine dyes, polymethine dyes (oxonol dyes, merocyanine dyes, arylidene dyes, styryl dyes, cyanine dyes, squarylium dyes, croconium dyes, etc.), quinophthalone dyes, phthalocyanine dyes, subphthalocyanine dyes, Dye structure selected from perinone dyes, indigo dyes, thioindigo dyes, quinoline dyes, nitro dyes
  • dye structures from the viewpoint of color separation and light fastness, from dipyrromethene dye, azo dye, anthraquinone dye, triarylmethane dye, xanthene dye, cyanine dye, squarylium dye, quinophthalone dye, phthalocyanine dye, subphthalocyanine dye
  • the dye structure selected is preferred, with triarylmethane dyes and xanthene dyes being more preferred.
  • the dye structure preferably used in the present invention will be described in detail.
  • Anthraquinone dye One of the aspects of the dye structure used in the present invention has a partial structure derived from an anthraquinone dye.
  • Those having a partial structure derived from an anthraquinone dye are preferably partial structures derived from compounds represented by the following general formulas (AQ-1) to (AQ-3).
  • An anthraquinone compound is a generic term for compounds having a dye moiety containing an anthraquinone skeleton in the molecule.
  • a and B each independently represent an amino group, a hydroxyl group, an alkoxy group or a hydrogen atom.
  • Xqa represents ORqa 1 or NRqa 2 Rqa 3.
  • Rqa 1 to Rqa 3 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.
  • Rq 1 to Rq 4 represent a substituent.
  • the substituents that Rq 1 to Rq 4 can take are the same as the substituents mentioned in the section of Substituent group A described later.
  • Ra and Rb each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.
  • C and D have the same meanings as A and B in general formula (AQ-1).
  • Xqb represents ORqb 1 or NRqb 2 Rqb 3.
  • Rqb 1 to Rqb 3 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.
  • Rq 5 to Rq 8 represent a substituent.
  • Rq 5 to Rq 8 have the same meanings as Rq 1 to Rq 4 in formula (AQ-1).
  • Rc has the same meaning as Ra or Rb in formula (AQ-1).
  • E and F have the same meanings as A and B in general formula (AQ-1).
  • Xqc represents ORqc 1 or NRqc 2 Rqc 3.
  • Rqc 1 to Rqc 3 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.
  • Rq 9 to Rq 12 have the same meanings as Rq 1 to Rq 4 in formula (AQ-1).
  • Rd has the same meaning as Ra or Rb in formula (AQ-1).
  • any hydrogen atom in the structure of the anthraquinone dye is bonded to the polymer skeleton.
  • Triarylmethane dye One embodiment of the dye structure used in the present invention has a partial structure derived from a triarylmethane dye (triarylmethane compound).
  • dye it has the partial structure derived from the compound represented by a following formula (TP) as a pigment
  • TP a formula for a pigment
  • a triarylmethane compound is a general term for compounds having a dye moiety containing a triarylmethane skeleton in the molecule.
  • Rtp 1 to Rtp 4 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.
  • Rtp 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or NRtp 9 Rtp 10 (Rtp 9 And Rtp 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group)
  • Rtp 6 , Rtp 7 and Rtp 8 represent a substituent, a, b and c each represents an integer of 0 to 4. a, When b and c are 2 or more, Rtp 6 , Rtp 7 and Rtp 8 may be linked to form a ring, and X ⁇ represents an anion structure.
  • Rtp 1 to Rtp 6 are preferably a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a phenyl group.
  • Rtp 5 is preferably a hydrogen atom or NRtp 9 Rtp 10 , particularly preferably NRtp 9 Rtp 10 .
  • Rtp 9 and Rtp 10 are preferably a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group.
  • substituents mentioned in the section of Substituent Group A described later can be used, and in particular, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, Preferred is an alkenyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a carboxyl group or a sulfo group, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 5 carbon atoms, phenyl A group or a carboxyl group is more preferable.
  • Rtp 6 and Rtp 8 are preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • Rtp 7 is preferably an alkenyl group (particularly a phenyl group in which two adjacent alkenyl groups are linked), a phenyl group or a carboxyl group.
  • a, b or c each independently represents an integer of 0 to 4;
  • a and b are each preferably 0 or 1
  • c is preferably an integer of 0 to 2.
  • the compound represented by the formula (TP) is preferably bonded to the polymer skeleton at any one of Rtp 1 to Rtp 10 .
  • X ⁇ represents an anion.
  • any hydrogen atom in the dye structure is bonded to the polymer backbone.
  • (tp-4), (tp-5), (tp-6) and (tp-8) are particularly preferable from the viewpoint of color characteristics and heat resistance.
  • a preferred embodiment of the dye structure in the present invention has a partial structure derived from a xanthene dye (xanthene compound).
  • xanthene compound As said pigment
  • R 81 , R 82 , R 83 and R 84 each independently represents a hydrogen atom or a monovalent substituent; R 85 each independently represents a monovalent substituent; m represents an integer of 0 to 5.
  • X ⁇ represents an anion or X ⁇ does not exist, and at least one of R 81 , R 82 , R 83 and R 84 contains an anion.
  • R 81 to R 84 and R 85 in the formula (J) are the same as those described in the section of the substituent group A described later.
  • the compound represented by the formula (J) is preferably bonded to the polymer skeleton at any one of R 81 to R 85 .
  • R 81 and R 82 in formula (J), R 83 and R 84 , and R 85 in the case where m is 2 or more are each independently bonded to each other to form a 5-membered, 6-membered or 7-membered saturated ring. Or a 5-membered, 6-membered or 7-membered unsaturated ring.
  • the 5-membered, 6-membered or 7-membered ring formed is a further substitutable group, it may be substituted with the substituents described for R 81 to R 85 above, and two or more substituents may be substituted. When substituted with a group, the substituents may be the same or different.
  • R 81 and R 82 , R 83 and R 84 , and R 85 in the case where m is 2 or more are each independently bonded to each other, and have no substituent.
  • 5-membered and 7-membered saturated ring or 5-membered, 6-membered and 7-membered unsaturated ring when forming 5-membered, 7-membered saturated ring or 5-membered, 6-membered and 7-membered Examples of the unsaturated ring include pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, pyrazole ring, imidazole ring, triazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrrolidine ring, piperidine ring, cyclopentene ring, cyclohexene ring, benzene ring and pyridine ring.
  • a pyrazine ring and a pyridazine ring preferably a
  • R 82 and R 83 are preferably a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 81 and R 84 are preferably a substituted or unsubstituted alkyl group or a phenyl group.
  • R 85 is preferably a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a sulfo group, a sulfonamide group, a carboxyl group, or an amide group. The sulfo group, the sulfonamide group, the carboxyl group, More preferred is an amide group.
  • R 85 is preferably bonded to the adjacent part of carbon linked to the xanthene ring.
  • the substituent that the phenyl group of R 81 and R 84 has is particularly preferably a hydrogen atom, a halogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a sulfo group, a sulfonamide group, or a carboxyl group.
  • the compound having a xanthene skeleton represented by the formula (J) can be synthesized by a method described in the literature. Specifically, the methods described in Tetrahedron Letters, 2003, vol. 44, No. 23, pages 4355-4360, Tetrahedron, 2005, vol. 61, No. 12, pages 3097-3106, etc. Can be applied.
  • R 81 and R 83 are a group represented by the following general formula (2)
  • the other of R 81 and R 83 is a hydrogen atom
  • the following general formula (2) Or an aryl group other than the group represented by the general formula (2) or an alkyl group.
  • R 82 and R 84 may each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.
  • 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 Alternatively, it represents a monovalent substituent.
  • the dye compound represented by the general formula (1) has a counter anion inside and / or outside the molecule.
  • R 81 and R 83 are a group represented by general formula (2), and the other of R 81 and R 83 is a hydrogen atom, represented by the following general formula (2).
  • both of R 81 and R 83 may be a group represented by the general formula (2).
  • the groups represented by the two general formulas (2) may be the same or different.
  • 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. Or an isopropyl group.
  • the alkyl group having 3 or more carbon atoms may be linear, branched or cyclic, may have 3 to 24 carbon atoms, may have 3 to 18 carbon atoms, The number may be 3 to 12.
  • propyl group isopropyl group, butyl group (for example, t-butyl group), pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, dodecyl group, hexadecyl group, cyclopropyl group, And 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, It may be a dodecyl group, a cyclopropyl group, a cyclopentyl group or a cyclohexyl group, and may be a propyl group, an isopropyl group, an isoprop
  • the aryl group includes a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the substituted or unsubstituted aryl group may be 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 those of the substituent group A described later.
  • the heterocycle of the heterocycle group may be a 5-membered or 6-membered ring, and they may be further condensed or not condensed. Further, it may be an aromatic heterocycle or a non-aromatic heterocycle.
  • it may be an aromatic heterocyclic group, such as a pyridine ring, pyrazine ring, pyridazine ring, pyrazole ring, imidazole ring, benzimidazole ring, triazole ring, benzoxazole ring, thiazole ring, benzothiazole ring, isothiazole ring, Examples thereof include a benzisothiazole ring and a thiadiazole ring, and may be a pyrazole ring, an imidazole ring, a benzoxazole ring, a thiadiazole ring, a pyrazole ring, a thiadiazole ring (1,3,4-thiadiazole ring, 1,2,4- A thiadiazole ring).
  • aromatic heterocyclic group such as a pyridine ring, pyrazine ring, pyridazine ring, pyrazole ring, imidazole ring
  • R 1 and R 2 may be an alkyl group having 3 or more carbon atoms, or an alkyl group 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 group A described later.
  • X 1 to X 3 may be a halogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an acyl group, an acyloxy group, an alkylthio group, a sulfonamide group, or a sulfamoyl group.
  • Examples of the aryl group other than the group represented by the general formula (2) include a phenyl group.
  • the phenyl group may or may not have a substituent.
  • Examples of the substituent include substituent group A described later, and may be an alkyl group or an aryl group.
  • R 82 and R 84 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 may be an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
  • a substituent the same thing as the substituent group A mentioned later is mentioned.
  • the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group (t-butyl group), an n-octyl group, and a 2-ethylhexyl group.
  • the substituted or unsubstituted aryl group may be 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 those of the substituent group A described later.
  • R 82 and R 84 may be a hydrogen atom or an alkyl group, and may be a hydrogen atom.
  • R 81 and R 83 may each independently be an aliphatic hydrocarbon group
  • R 82 and R 84 may each independently be an aromatic hydrocarbon group.
  • R 81 and R 83 each independently represents an aliphatic hydrocarbon group, which may be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a methyl group, It may be an ethyl group, a propyl group or a butyl group, and may be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group or an n-butyl group.
  • R 81 and R 83 may be different, but may be the same.
  • the alkyl group as R 81 and R 83 may have a substituent, but may have a substituent.
  • R 82 and R 84 are each independently an aromatic hydrocarbon group, and may be a phenyl group.
  • the aromatic hydrocarbon group as R 82 and R 84 may have a substituent, may be selected from the substituent group A described later, and may be an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. , An ethyl group, a propyl group or a butyl group, or a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an n-butyl group.
  • At least one of R 81 and R 83 and R 82 and R 84 may be represented by the following general formula (A1-1-2).
  • R 23 to R 25 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a carbonyl group, a carbonylamide group, a sulfonyl group.
  • R 22 and R 26 each independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. .
  • R 23 to R 25 may be a hydrogen atom or a halogen atom.
  • R 22 and R 26 may each independently be an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms may be a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group, and is a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, or an n-butyl group. Also good.
  • Each R 85 may independently be a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group, an alkylamino group, an arylamino group, or a sulfonyl group.
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom, and may be a fluorine atom or a chlorine atom.
  • the aliphatic hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, and an alkenyl group, and may be an alkyl group.
  • the aromatic hydrocarbon group may be an aryl group or a phenyl group.
  • xanthene compounds are shown below, but the present invention is not limited thereto.
  • X represents an anion.
  • any hydrogen atom in the dye structure is bonded to the polymer backbone.
  • the cation is delocalized in the dye structure, for example, as shown below, the cation exists on a nitrogen atom or a carbon atom of the xanthene ring.
  • Cyanine dye One of the embodiments of the dye structure used in the present invention has a partial structure derived from a cyanine dye (cyanine compound).
  • the partial structure derived from a compound (cyanine compound) represented by the following general formula (PM) is preferred as the one having a partial structure derived from a cyanine dye.
  • the cyanine compound is a general term for compounds having a dye moiety containing a cyanine skeleton in the molecule.
  • ring Z1 and ring Z2 each independently represent a heterocyclic ring which may have a substituent.
  • l represents an integer of 0 or more and 3 or less.
  • X ⁇ represents an anion.
  • paragraphs 0077 to 0084 of JP 2013-29760 A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • paragraphs 0077 to 0084 any hydrogen atom in the cyanine dye structure is bonded to the polymer skeleton.
  • the dye structure used in the present invention has a partial structure derived from a squarylium dye (squarylium compound).
  • squarylium compound As what has a partial structure derived from a squarylium pigment
  • the squarylium compound is a general term for compounds having a dye moiety containing a squarylium skeleton in the molecule.
  • a and B each independently represent an aryl group or a heterocyclic group.
  • the aryl group is preferably an aryl group having 6 to 48 carbon atoms, more preferably 6 to 24 carbon atoms, and examples thereof include phenyl and naphthyl.
  • the heterocyclic group is preferably a 5-membered or 6-membered heterocyclic group, and examples thereof include pyroyl, imidazoyl, pyrazoyl, thienyl, pyridyl, pyrimidyl, pyridazyl, triazol-1-yl, thienyl, furyl, thiadiazoyl and the like. .
  • paragraphs 0088 to 0106 of JP2013-29760A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • any hydrogen atom in the squarylium dye structure is bonded to the polymer skeleton.
  • quinophthalone dye One embodiment of the dye structure used in the present invention has a partial structure derived from a quinophthalone dye (quinophthalone compound).
  • a partial structure derived from a compound (quinophthalone compound) represented by the following general formula (QP) is preferable.
  • the quinophthalone compound is a general term for compounds having a dye moiety containing a quinophthalone skeleton in the molecule.
  • Rqp 1 to Rqp 6 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. When at least two of Rqp 1 to Rqp 6 are adjacent to each other, they may be bonded to each other to form a ring, and the formed ring may further have a substituent.
  • the general formula (QP) for example, paragraphs 0110 to 0114 of JP2013-29760A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • any hydrogen atom in the quinophthalone dye structure is bonded to the polymer skeleton.
  • the dye structure used in the present invention has a partial structure derived from a phthalocyanine dye (phthalocyanine compound).
  • phthalocyanine compound As what has a partial structure derived from a phthalocyanine pigment
  • the phthalocyanine compound is a general term for compounds having a dye moiety containing a phthalocyanine skeleton in the molecule.
  • M 1 represents a metal
  • Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 are each independently composed of an atom selected from a hydrogen atom, a carbon atom, and a nitrogen atom. Represents a group of atoms necessary to form a 6-membered ring.
  • paragraphs 0118 to 0124 of JP2013-29760A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • any hydrogen atom in the phthalocyanine dye structure is bonded to the polymer skeleton.
  • Subphthalocyanine compound One of the embodiments of the cation having a dye structure according to the present invention has a partial structure derived from a subphthalocyanine dye (phthalocyanine compound). Those having a partial structure derived from a subphthalocyanine dye are preferably those having a partial structure derived from a compound (subphthalocyanine compound) represented by the following general formula (SP).
  • SP general formula
  • the term “subphthalocyanine compound” is a general term for compounds having a dye moiety containing a subphthalocyanine skeleton in the molecule.
  • Z 1 to Z 12 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a hydroxy group, a mercapto group, an amino group, an alkoxy group, an aryloxy group, or a thioether group.
  • X represents an anion.
  • paragraphs 0128 to 0133 of JP2013-29760A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • any hydrogen atom in the subphthalocyanine dye structure is bonded to the polymer skeleton.
  • a hydrogen atom in the pigment structure may be substituted with a substituent selected from the following substituent group A.
  • substituent group A examples of the substituent that the dye multimer may have include a halogen atom (for example, fluorine, chlorine, bromine), an alkyl group (preferably a straight chain having 1 to 48 carbon atoms, more preferably 1 to 24 carbon atoms, Branched or cyclic alkyl group such as 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 2 to 18 carbon atoms, such as vinyl, allyl, 3-butene-1- Y
  • 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, for example, N, N-diethylsulfamoyloxy 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
  • alkylsulfonyloxy groups preferably alkylsulfonyloxy groups having 1 to 38 carbon atoms, more preferably 1 to 24 carbon atoms, such as methylsulfonyloxy, hexadecylsulfonyloxy, cyclohexyl.
  • arylsulfo A ruoxy 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), an alkoxycarbonyl group (preferably having 2 to 48 carbon atoms, more preferably having 2 to 24 carbon atoms)
  • an alkoxycarbonyl group preferably having 2 to 48 carbon atoms, more preferably having 2 to 24 carbon atoms
  • aryloxycarbonyl group preferably having 7 to 32 carbon atoms, Preferably charcoal
  • a carbamoyl group preferably a carbamoyl group of 1 to 48
  • alkoxycarbonyla 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
  • alkoxycarbonyla 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
  • 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 an arylsulfinyl group (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).
  • an arylsulfinyl group 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 structural unit having the pigment structure of the dye multimer used in the colored composition of the present invention is not particularly defined, but is represented by the general formula (A) shown in paragraphs 0134 to 0178 of JP2013-29760A. It is preferable that at least one of the structural unit represented by general formula (B) and the structural unit represented by general formula (C) be a skeleton. The description of paragraph numbers 0134 to 0178 in JP 2013-29760 is incorporated in the present specification.
  • the dye multimer having the structural unit represented by the general formula (A), the structural unit represented by the general formula (C), and the structural unit represented by the general formula (D) is linked by a covalent bond.
  • the color composition containing the dye multimer has good heat resistance, and when the colored composition is applied to the formation of a plurality of colored patterns, it is preferable because it has an effect of suppressing color transfer to other adjacent colored patterns. . Moreover, the compound represented by the general formula (A) is preferable because the molecular weight of the dye multimer can be easily controlled.
  • X 1 represents a linking group formed by polymerization. That is, it refers to a portion that forms a structural unit corresponding to the main chain formed by the polymerization reaction.
  • part represented by two * becomes a structural unit.
  • 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 -2) and a (meth) acrylic linking chain represented by (XX-11) Styrene connecting chains are more preferred.
  • linking groups represented by the following (XX-1) to (X-24) are preferred, and (XX -1) and (XX
  • L 1 represents a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group may be a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 30 carbon atoms (eg, methylene group, ethylene group, trimethylene group, propylene group, butylene group).
  • L 1 is preferably also configured to include an anion.
  • L 1 is more preferably a single bond or an alkylene group, and more preferably a single bond or — (CH 2 ) n— (n is an integer of 1 to 5).
  • R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group each independently. An example of the case where L 1 contains an anion will be described later.
  • DyeI represents the dye structure described above.
  • the dye multimer having the structural unit represented by the general formula (A) includes (1) a method of synthesizing a monomer having a pigment 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) is a radical polymer obtained by radical polymerization using a dye monomer having an ethylenically unsaturated bond from the viewpoint of heat resistance. It is preferable that
  • X 2 has the same meaning as X 1 in general formula (A).
  • L 2 has the same meaning as L 1 in formula (A).
  • Y 2 represents a group capable of ionic bonding or coordination bonding with DyeII.
  • DyeII represents the dye structure described above.
  • L 3 represents a single bond or a divalent linking group.
  • DyeIII represents the dye structure described above.
  • m represents 0 or 1;
  • L 4 represents an n-valent linking group.
  • n represents an integer of 2 to 20.
  • the structures of DyeIV may be the same or different.
  • DyeIV represents the dye structure described above.
  • the counter anion may be within the same structural unit of the dye multimer or may be outside the same structural unit.
  • the counter anion is in the same structural unit means that the cation and the anion are bonded via a covalent bond in the structural unit having a dye structure.
  • “outside the same structural unit” means a case other than the above. For example, it refers to the case where the cation and the anion are not bonded via a covalent bond and exist as separate compounds, or the case where the cation and the anion are contained as independent constituent units of the dye multimer.
  • the anion in the present invention is preferably a non-nucleophilic anion.
  • the non-nucleophilic 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.
  • the non-nucleophilic property means a property that does not nucleophilic attack the dye by heating.
  • the first embodiment of the anion in the present invention is the case where the counter anion is in the same structural unit.
  • 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).
  • 1 type is preferable and at least 1 sort (s) selected from the structure represented by the following general formula (A1) and the structure represented by the following general formula (A2) is more preferable.
  • the anion moiety may contain a carboxylate anion, a sulfonate anion, an anion represented by general formula (A1-1-2), or an anion represented by general formula (A1-1-3).
  • 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.
  • a part of L 1 includes a portion represented by the general formula (A1).
  • the case is given as a preferred example. Specific examples in this case include (a-xt-1), (a-xt-5), and (a-xt-6) among examples of structural units having a dye structure described later.
  • the case where the skeleton of the dye multimer used in the present invention includes the structural unit represented by the general formula (B) is also given as an example. Specific examples in this case include (B-dp-1), (B-mp-1), (B-xt-1), (B-xt-) among examples of structural units having a dye structure to be described later. 2) is exemplified.
  • the second embodiment of the anion in the present invention is a case where the counter anion is outside the same structural 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 structural unit containing an anion and not containing a structural unit derived from a dye structure containing a cation.
  • a structural unit containing an anion a structural unit containing an anion described in the third embodiment to be described later can be cited as a preferred example.
  • the multimer containing an anion may have a structural unit other than the structural unit containing an anion.
  • another repeating unit which may be contained in the dye multimer used in the present invention described later is exemplified as a preferred example.
  • 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 structural unit containing an anion include the structural unit represented by the general formula (C1) and the structural unit represented by the general formula (D1).
  • Formula (C1) (In general formula (C1), X 1 represents the main chain of the structural unit. L 1 represents a single bond or a divalent linking group. Anion represents a counter anion.)
  • X 1 represents the main chain of the structural unit, and usually represents a linking group formed by a polymerization reaction.
  • (meth) acrylic, styrene-based, vinyl-based, etc. are preferable. More preferred are (meth) acrylic and styrene, and (meth) acrylic is more preferred.
  • part represented by two * becomes a structural unit.
  • 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.
  • 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 anion moiety described in the case where the counter anion is in the same structural unit is exemplified as a preferable anion.
  • X ⁇ represents a counter anion.
  • X represents a counter anion.
  • a part of X is shown in a state where the anion structure is not dissociated, it goes without saying that the dissociated state is also included in the present invention.
  • Examples of the structural unit having a dye structure used in the present invention include structural units derived from any of the following exemplary compounds M-17 to M-37, M-39, M-40, and M-43.
  • the content of the structural unit having a pigment structure is preferably 15 to 60 mol%, and preferably 20 to 50 mol%, assuming that all the structural units in the dye multimer are 100 mol%. Is more preferably 20 to 45 mol%.
  • the structural unit having a pigment structure may or may not contain a structure represented by the formulas (1) to (5).
  • the dye multimer used in the present invention has at least one of the above-described pigment structure and structures represented by the formulas (1) to (5) in the same molecule.
  • 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.
  • the structure represented by the formula (1) and the structure represented by the formula (2) are preferable, and the structure represented by the formula (1) is particularly preferable.
  • the dye multimer used in the present invention has the pigment structure and the structure represented by the formula (1) in the same molecule, so that the amine group in the structure represented by the formula (1) can interact with the substrate. Since it acts, adhesiveness can be improved more.
  • 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 an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a methyl group.
  • 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 particular, “*” 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.
  • N4 in the formula (5) represents an integer of 0 to 5, preferably an integer of 1 to 4, and preferably 2 or 3. When n4 represents an integer of 2 to 5, each 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. When n5 represents an integer of 2 to 5, each R 11 may be the same or different.
  • 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. When n6 represents an integer of 2 to 5, 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.
  • R 10 to R 12 in the formula (5) may each independently have a substituent or may be unsubstituted. Examples of the substituent which may have include a substituent selected from the substituent group A described above.
  • “*” 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.
  • “*” 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 the formulas (1) to (5) possessed by the dye multimer used in the present invention is preferably represented by the following formula (E).
  • 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 content of the structural unit having at least one of the structures represented by the formulas (1) to (5) is 0.5 to 0.5% when all the structural units in the dye multimer are 100% by mass. It is preferably 20% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, and particularly preferably 1 to 5% by mass.
  • the content of the structural unit having at least one of the structures represented by formulas (1) to (5) with respect to 1 mole of the structural unit including the dye structure is preferably 0.5 to 25 mol%. 10 mol% is more preferable, and 1 to 5 mol% is more preferable.
  • the dye multimer used in the present invention may have a functional group other than the above and other structural units.
  • the other functional group may be contained in the structural unit having a dye structure and / or in the structural unit having at least one structure represented by the above formulas (1) to (5). Apart from the units, they may be contained as other structural units containing other functional groups. Examples of other functional groups include polymerizable groups, acid groups, and other alkali-soluble groups.
  • the structural unit containing at least 1 sort (s) of a polymeric group and an acid group is illustrated. Details of these will be described below.
  • polymerizable group 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.
  • a method for introducing a polymerizable group (1) (a) a method in which a polymerizable group is introduced by modifying it with a polymerizable group-containing compound and (2) a copolymerization of the polymerizable group-containing compound. There are methods to introduce.
  • the amount of the polymerizable group contained in the dye monomer is preferably 0.1 to 2.0 mmol with respect to 1 g of the dye structure, and 0.2 to 1. It is more preferably 5 mmol, particularly preferably 0.3 to 1.0 mmol. Further, when the other structural unit contains a polymerizable group, the amount thereof is preferably 10 to 40% by weight, and more preferably 15 to 35% by weight with respect to 100% by weight of all the structural units.
  • Alkali-soluble group of dye multimer 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 structural unit having an alkali-soluble group (acid group).
  • an alkali-soluble group As 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-acrylamid
  • the alkali-soluble group amount (acid value) of the dye multimer is preferably 15 mg KOH / g to 130 mg KOH / g, more preferably 25 mg KOH / g to 100 mg KOH / g, and more preferably 25 mg KOH / g to 1 g of the dye multimer. More preferably, it is g to 80 mg KOH / g.
  • the alkali-soluble group amount (acid value) can be measured by titration using a 0.1N sodium hydroxide aqueous solution.
  • the proportion of the structural unit containing a structural unit having an acid group is the structural unit 100 containing a pigment monomer.
  • 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, as a structural unit containing an alkali-soluble group, a structural unit having a group consisting of repeating 2 to 20 unsubstituted alkyleneoxy chains in the side chain (hereinafter referred to as “(b) structural unit”. May be included).
  • the number of repeating alkyleneoxy chains in the structural 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 structural 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 proportion of the structural unit having a group consisting of repeating 2 to 20 unsubstituted alkyleneoxy chains in the side chain is 2 to 20 mol% of the total structural units constituting the dye multimer. Preferably, 5 to 15 mol% is more preferable.
  • Other functional groups possessed by the dye multimer include development promoting groups 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.
  • the dye multimer used in the present invention may have 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”). Good.
  • the dispersity (Mw / Mn) of the dye multimer can be further 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 is further improved by reducing the proportion of the low molecular weight component. be able to.
  • 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, the above 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. These monovalent heterocyclic groups having a total of 3 to 30 atoms, R 1 and R 2 , may be either 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).
  • 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 dye multimer preferably has a maximum absorption wavelength of 400 to 650 nm, and more preferably 450 to 600 nm.
  • the weight average molecular weight of the dye multimer is preferably 2000 or more, more preferably 3000 or more, still more preferably 4000 or more, and particularly preferably 5000 or more.
  • the upper limit of the weight average molecular weight of the dye multimer is not particularly limited, but is preferably 20000 or less, more preferably 15000 or less, and further preferably 10,000 or less.
  • the ratio [(Mw) / (Mn)] of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the dye multimer is preferably 1.0 to 3.0, preferably 1.6 to It is more preferably 2.5, and particularly preferably 1.6 to 2.0.
  • the glass transition temperature (Tg) of the dye multimer is preferably 50 ° C. or higher, and more preferably 100 ° C. or higher. Further, the 5% weight loss temperature by thermogravimetric analysis (TGA measurement) is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, and further preferably 200 ° C. or higher. By being in this region, when applying the colored composition of the present invention to the production of a color filter or the like, it becomes possible to reduce the concentration change caused by the heating process.
  • the molar extinction coefficient of the dye multimer is preferably as high as possible from the viewpoint of coloring power.
  • the maximum absorption wavelength and molar extinction coefficient are measured with a spectrophotometer carry5 (manufactured by Varian).
  • the dye multimer is preferably a compound that dissolves in the following organic solvent.
  • organic solvent examples include esters (eg, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl lactate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate), ethers (eg, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate).
  • the dye multimer may be used alone or in combination of two or more. When using 2 or more types, it is preferable that the total amount corresponds to content mentioned later.
  • the content of the dye multimer in the colored composition of the present invention is preferably 10 to 70% by mass, more preferably 10 to 50% by mass, and more preferably 15 to 30% by mass with respect to the total solid content of the colored composition. Particularly preferred.
  • the colorant component including the dye multimer (the total of the dye multimer, pigments and other dyes described later) with respect to the total solid content of the colored composition is 50% by mass or more of the total solid content of the colored composition. Is preferable, and it is more preferable that it is 60 mass% or more.
  • the coloring composition of the present invention contains a curable compound.
  • a curable compound a known polymerizable compound that can be cross-linked by a radical, acid, or heat can be used.
  • a polymerizable compound containing an ethylenically unsaturated bond, a cyclic ether (epoxy, oxetane), methylol, or the like can be used.
  • the polymerizable compound is suitably selected from compounds having at least one terminal ethylenically unsaturated bond, preferably two or more, from the viewpoint of sensitivity.
  • 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 of the present invention, and these can be used without particular limitation in the present invention. These may be in any chemical form such as, for example, monomers, prepolymers, ie dimers, trimers and oligomers or mixtures thereof and multimers thereof.
  • the polymeric compound in this invention may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • examples of monomers and prepolymers thereof include unsaturated carboxylic acids (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.), esters thereof, amides, And multimers thereof, preferably esters of unsaturated carboxylic acids and aliphatic polyhydric alcohol compounds, amides of unsaturated carboxylic acids and aliphatic polyhydric amine compounds, and multimers thereof. is there.
  • unsaturated carboxylic acids for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.
  • esters thereof for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.
  • esters thereof for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.
  • a dehydration condensation reaction product with a functional carboxylic acid is also preferably used.
  • 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 an ethylenically unsaturated group having at least one addition-polymerizable ethylene group and having a boiling point of 100 ° C. or higher under normal pressure is also preferable.
  • paragraph 0227 of JP2013-29760A can be referred to, the contents of which are incorporated herein.
  • Examples of the compound having a boiling point of 100 ° C. or higher under normal pressure and having at least one ethylenically unsaturated group capable of addition polymerization include compounds described in paragraphs 0254 to 0257 of JP-A-2008-292970. Which is incorporated herein by reference.
  • dipentaerythritol triacrylate (KAYARAD D-330 as a commercial product; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol tetraacrylate (KAYARAD D-320 as a commercial product); Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • dipentaerythritol penta (meth) acrylate (as a commercial product, KAYARAD D-310; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (as a commercial product, KAYARAD DPHA; Nippon Kayaku Co., Ltd.) And A-DPH-12E (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) and a structure in which these (meth) acryloyl groups are mediated by ethylene glycol and propylene glycol residues. These oligomer types can also be used. Preferred embodiments of the polymerizable compound are shown below.
  • 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 preferred, and particularly preferably, 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 having 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 ) yCH 2 O) — or — ((CH 2 ) yCH (CH 3 ) O) —.
  • Each represents independently 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 of the acryloyl group and the methacryloyl group 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. is there. However, when the total of each m is 0, 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 ) yCH 2 O) — or — ((CH 2 ) yCH (CH 3 ) O) — represents an oxygen atom side.
  • a form in which the terminal of X is bonded to X is preferred.
  • the compounds represented by the general formula (Z-4) or the general 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 (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 the general formula (Z-5) is a conventionally known process, in which ethylene oxide or propylene oxide is opened with pentaerythritol or dipentaerythritol. It can be synthesized from a step of bonding a ring-opening skeleton by an addition 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 (i) or (ii).
  • pentaerythritol derivatives and / or dipentaerythritol derivatives are more preferable.
  • Specific examples include compounds represented by the following formulas (a) to (f) (hereinafter also referred to as “exemplary compounds (a) to (f)”).
  • exemplary compounds (a), (f) b), (e) and (f) are preferred.
  • Examples of commercially available polymerizable compounds represented by the general 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 as polymerizable compounds.
  • polymerizable compounds include urethane oligomers UAS-10, UAB-140 (Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd.), UA-7200 (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd., DPHA-40H (Nippon Kayaku Co., Ltd.), UA- 306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, AI-600 (manufactured by Kyoeisha) and the like.
  • cyclic ether examples include those 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
  • bisphenol F As type epoxy resins, JER-806, JER-807, JER-4004, JER-4005, JER-4007, JER-4010 (above, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.), EPICLON83 EPICLON 835 (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.), EPICLONICN-740, EPICLON N-740,
  • the details of usage methods can be arbitrarily set according to the final performance design of a coloring composition.
  • a structure having a high unsaturated group content per molecule is preferable, and in many cases, a bifunctional or higher functionality is preferable.
  • those having three or more functionalities are preferable, and further, different functional groups / different polymerizable groups (for example, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, styrene compounds, vinyl ether compounds).
  • a method of adjusting both sensitivity and intensity by using a combination of these materials is also effective.
  • a tri- or higher functional polymerizable compound having a different ethylene oxide chain length in that the developability of the colored composition can be adjusted and an excellent pattern forming ability can be obtained.
  • selection and use of polymerizable compounds are important for compatibility and dispersibility with other components (eg, polymerization initiators, dispersions, alkali-soluble resins, etc.) contained in the colored composition.
  • the 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 is preferably 0.1% by mass to 90% by mass, and 1.0% by mass with respect to the total solid content in the colored composition. % To 50% by mass is more preferable, and 2.0% to 30% 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).
  • General formula (T1) In the formula (T1), 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 (T2) to (T4), and a compound represented by the formula (T2) is particularly preferable. These polyfunctional thiols can be used alone or in combination.
  • the polyfunctional thiol content 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 coloring composition of the present invention may contain other components in addition to the dye multimer and the curable compound.
  • the coloring composition used in the present invention may contain a pigment and a pigment dispersant in addition to the dye multimer.
  • a pigment it is preferable that the formed colored film has a high transmittance, and the kind, particle size, and amount of the pigment should be controlled so that the physical properties can be maintained.
  • the colored composition of the present invention is usually used in addition to the dye multimer, the curable compound and the pigment, and the pigment dispersion in the case of forming a color filter used for forming a colored layer of the color filter.
  • An agent may be included.
  • the composition may include a dye multimer, a polymerizable compound as a curable compound, a pigment, a pigment dispersion, and a polymerization initiator.
  • a surfactant and a solvent may be included.
  • the coloring composition of the present invention may further 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, or carbon black (CI Pigment Black 7).
  • specific examples of the metal compound include metal oxides such as iron, cobalt, aluminum, cadmium, lead, copper, titanium, magnesium, chromium, zinc, and antimony, and composite oxides of the above metals.
  • 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.
  • Examples of the pigment that can be preferably used in the present invention include the following. However, the present invention is not limited to these.
  • 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
  • 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 from 100: 5 to 100: 50, and more preferably from 100: 10 to 100: 30. In the case of a combination of red pigments, it can be adjusted in accordance with the desired 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 the green pigment to the yellow pigment is preferably from 100: 5 to 100: 150, more preferably from 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.
  • 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 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 to 70% by mass, more preferably 25 to 65% by mass, and still more preferably 35 to 55% by mass with respect to all components excluding the solvent contained in the coloring composition.
  • 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.
  • dyes other than the above-mentioned dye multimer and pigments other than those described above 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.
  • Pigment dispersant When the coloring composition of this invention contains a pigment, a pigment dispersant can be used together.
  • the pigment dispersant include polymer dispersants [for example, polyamidoamine and its salt, polycarboxylic acid and its salt, high molecular weight unsaturated acid ester, modified polyurethane, modified polyester, modified poly (meth) acrylate, (meth) acrylic. -Based copolymers, naphthalenesulfonic acid formalin condensates], surfactants such as polyoxyethylene alkyl phosphate esters, polyoxyethylene alkyl amines, alkanol amines, pigment derivatives, and the like.
  • the polymer dispersant can be further classified into a linear polymer, a terminal-modified polymer, a graft polymer, and a block polymer from the structure thereof.
  • 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, JP-A-2003-238837, JP-A-2008-9426, JP-A-2008-81732, etc.
  • a graft type polymer having a partial skeleton or a heterocyclic ring of the organic dye described in JP 2010-106268 A Copolymer of a macromonomer and acid group-containing monomer of the mounting thereof.
  • the amphoteric dispersion resin having a basic group and an acidic group described in JP-A-2009-203462 has the dispersibility of the pigment dispersion, the dispersion stability, and the developability exhibited by the coloring 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.
  • a polyester-based macromonomer that is particularly excellent in flexibility and solvophilicity is particularly preferable from the viewpoint of the dispersibility of the pigment dispersion, the dispersion stability, and the 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 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, and 107 (carbon carboxylate).
  • Acid ester 110 (copolymer containing an acid group), 130 (polyamide), 161, 162, 163, 164, 165, 166, 170 (polymer copolymer), “BYK-P104, P105 (high Molecular weight unsaturated polycarboxylic acid), manufactured by EFKA “EFKA 4047, 4050 to 4010 to 4165 (polyurethane type), EFKA 4330 to 4340 (block copolymer), 4400 to 4402 (modified polyacrylate), 5010 (polyesteramide), 5765 (High molecular weight polycarboxylate), 6220 (fatty acid Reester), 6745 (phthalocyanine derivative), 6750 (azo pigment derivative) ”,“ Ajisper PB821, PB822, PB880, PB881 ”manufactured by Ajinomoto Fan Techno Co.,“ Floren TG-710 (urethane oligomer) ”manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.,
  • 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 of the present invention may be used in combination with an alkali-soluble resin together with the terminal-modified polymer, graft polymer, or 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.
  • the acid cellulose derivative examples include a resin having a hydroxyl group modified with an acid anhydride, and a (meth) acrylic acid copolymer is particularly preferable.
  • a resin having a hydroxyl group modified with an acid anhydride examples include a resin having a hydroxyl group modified with an acid anhydride, and a (meth) acrylic acid copolymer is particularly preferable.
  • An alkali-soluble resin containing is also preferred.
  • 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 amount used is preferably in the range of 5 to 100 parts in terms of mass with respect to 100 parts by mass of the pigment, and in the range of 10 to 80 parts. It is more preferable that
  • the amount of the pigment derivative used is preferably in the range of 1 to 30 parts in terms of mass, preferably in the range of 3 to 20 parts, with respect to 100 parts by mass of the pigment. Is more preferable, and the range of 5 to 15 parts 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.
  • ⁇ Alkali-soluble resin >> The coloring composition of the present invention may further contain an alkali-soluble resin.
  • 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).
  • 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 capable of imparting an acid group after the 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 (methacrylate). ) Monomers having an isocyanate group such as acrylate. These monomers for introducing an acid group may be only one type or two or more types.
  • 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.
  • Linear or branched alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, tert-amyl, stearyl, lauryl, 2-ethylhexyl; aryl groups such as phenyl; Alicyclic groups such as cyclohexyl, tert-butylcyclohexyl, dicyclopentadienyl, tricyclodecanyl, isobornyl, adamantyl, 2-methyl-2-adamantyl; substituted with alkoxy such as 1-methoxyethyl, 1-ethoxyethyl An alkyl group substituted with an aryl group such as benzyl; and the like.
  • an acid such as methyl, ethyl, cyclohexyl, benzyl or the like, or a primary or secondary carbon substituent which is
  • ether dimer examples include dimethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, diethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, (N-propyl) -2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (isopropyl) -2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (n-butyl) ) -2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (isobutyl) -2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (tert-butyl) -2, 2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (tert-butyl) -2, 2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (tert-butyl)
  • dimethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, diethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, dicyclohexyl-2,2′- [Oxybis (methylene)] bis-2-propenoate and dibenzyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate are preferred.
  • These ether dimers may be only one kind or two or more kinds.
  • the structure derived from the compound represented by the general formula (ED) may be copolymerized with other monomers.
  • the alkali-soluble resin may contain a structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer (a) represented by the following formula (X).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms
  • R 3 represents a hydrogen atom or a benzene ring which may contain a benzene ring.
  • n represents an integer of 1 to 15.
  • the alkylene group of R 2 preferably has 2 to 3 carbon atoms.
  • the alkyl group of R 3 has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10, and the alkyl group of R 3 may contain a benzene ring.
  • Examples of the alkyl group containing a benzene ring represented by R 3 include a benzyl group and a 2-phenyl (iso) propyl group.
  • an alkali-soluble resin having a polymerizable group may be used.
  • an alkali-soluble resin having a polymerizable group an alkali-soluble resin containing an allyl group, a (meth) acryl group, an allyloxyalkyl group or the like in the side chain is useful.
  • Examples of the above-described polymer containing a polymerizable group include a dial NR series (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), Photomer 6173 (COOH-containing polyurethane acrylic oligomer.
  • Diamond Shamrock Co.Ltd. Biscote R-264, KS resist 106 (all manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), Cyclomer P series, Plaxel CF200 series (all manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), Ebecryl 3800 (manufactured by Daicel UCB Co., Ltd.), and the like.
  • an alkali-soluble resin containing these polymerizable groups an isocyanate group and an OH group are reacted in advance to leave one unreacted isocyanate group and a compound containing a (meth) acryloyl group and an acrylic resin containing a carboxyl group; Urethane-modified polymerizable double bond-containing acrylic resin obtained by the above reaction, unsaturated group-containing acrylic obtained by reaction of an acrylic resin containing a carboxyl group and a compound having both an epoxy group and a polymerizable double bond in the molecule Resin, acid pendant type epoxy acrylate resin, OH group-containing acrylic resin and polymerizable double bond-containing acrylic resin obtained by reacting a polymerizable double bond, OH group-containing acrylic resin and isocyanate Resin obtained by reacting compound having polymerizable group, JP 2002-229207 A Resin obtained by basic treatment of a resin having an ester group having a leaving group such as a halogen atom or a sulf
  • alkali-soluble resin in particular, a benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid copolymer or a multi-component copolymer composed of benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / other monomers is suitable. .
  • benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / (meth) acrylic acid-2-hydroxyethyl copolymer copolymerized with 2-hydroxyethyl methacrylate 2 described in JP-A-7-140654 -Hydroxypropyl (meth) acrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate / polymethyl methacrylate macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl Methacrylate / polystyrene macromonomer / methyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, etc.
  • the acid value of the alkali-soluble resin is preferably 30 mgKOH / g to 200 mgKOH / g, more preferably 50 mgKOH / g to 150 mgKOH / g, and particularly preferably 70 mgKOH / g to 120 mgKOH / g.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the alkali-soluble resin is preferably 2,000 to 50,000, more preferably 5,000 to 30,000, and particularly preferably 7,000 to 20,000.
  • the content of the alkali-soluble resin is preferably 1% by mass to 15% by mass, more preferably 2% by mass with respect to the total solid content of the coloring composition. It is ⁇ 12% by mass, and particularly preferably 3% by mass to 10% by mass.
  • the composition of the present invention may contain only one kind of alkali-soluble resin, or may contain two or more kinds. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the colored composition of the present invention further contains a polymerization initiator.
  • the polymerization 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 polymerization 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).
  • polymerization initiator examples include halogenated hydrocarbon derivatives (for example, those having a triazine skeleton, those having an oxadiazole skeleton, etc.), acylphosphine compounds such as acylphosphine oxide, hexaarylbiimidazole, oxime derivatives, etc. Oxime compounds, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketoxime ethers, aminoacetophenone compounds, hydroxyacetophenones, and the like.
  • halogenated hydrocarbon derivatives for example, those having a triazine skeleton, those having an oxadiazole skeleton, etc.
  • acylphosphine compounds such as acylphosphine oxide, hexaarylbiimidazole, oxime derivatives, etc.
  • Oxime compounds organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketoxime ethers
  • 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 compound More preferred are trihalomethyltriazine compound, ⁇ -aminoketone compound, acylphosphine compound, phosphine oxide compound, oxime compound, triallylimidazole dimer, onium compound, benzophenone compound, acetophenone compound, trihalomethyltriazine compound, ⁇ -aminoketone
  • the colored composition of the present invention when used for the production of a color filter of a solid-state imaging device, it is necessary to form a fine pattern with a sharp shape. It is important that it be developed. From such a viewpoint, it is particularly preferable to use an oxime compound as the polymerization initiator.
  • an oxime compound as the polymerization initiator.
  • 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.
  • paragraphs 0265 to 0268 of JP2013-29760A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • hydroxyacetophenone compounds As the polymerization 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 a compound described in JP-A-2009-191179 in which an absorption wavelength is matched with a long-wave light source such as 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 preferable examples of the polymerization initiator include oxime compounds.
  • oxime compounds As specific examples of the oxime initiator, compounds described in JP-A No. 2001-233842, compounds described in JP-A No. 2000-80068, and compounds described in JP-A No. 2006-342166 can be used.
  • oxime ester compounds examples include J.M. C. S. Perkin II (1979) pp. 1653-1660), J.M. C. S. Perkin II (1979) pp. 156-162, Journal of Photopolymer Science and Technology (1995) pp. 202-232, compounds described in JP-A No. 2000-66385, compounds described in JP-A Nos. 2000-80068, JP-T 2004-534797, JP-A No. 2006-342166, and the like.
  • IRGACURE OX-01 manufactured by BASF
  • IRGACURE OX-02 manufactured by BASF
  • TR-PBG-304 manufactured by Changzhou Strong Electronic New Materials Co., Ltd.
  • oxime ester compounds other than those described above compounds described in JP-T 2009-519904 in which oxime is linked to the N-position of carbazole, compounds described in US Pat. No. 7,626,957 in which a hetero substituent is introduced into the benzophenone moiety
  • a compound described in JP 2010-15025 A and US Patent Publication No. 2009-292039 in which a nitro group is introduced into the dye moiety a ketoxime compound described in International Publication No. 2009-131189, the triazine skeleton and the oxime skeleton are the same
  • a compound described in US Pat. No. 7,556,910 contained in the molecule a compound described in Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • the oxime polymerization initiator is preferably a compound represented by the following 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 from 1,000 to 300,000, more preferably from 2,000 to 300,000, more preferably from 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 polymerization initiator used in the present invention may be used in combination of two or more as required.
  • the content of the polymerization initiator is preferably 0.1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably, based on the total solid content of the colored composition. Is 0.5 mass% or more and 30 mass% or less, More preferably, it is 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 kind of polymerization initiator, or may contain two or more kinds. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • the coloring composition of the present invention is within the range that does not impair the effects of the present invention, and further includes an organic solvent, a crosslinking agent, a polymerization inhibitor, a surfactant, an organic carboxylic acid, and an organic carboxylic acid anhydride. It may contain other components such as products.
  • the coloring composition of the present invention may contain an organic solvent.
  • the organic solvent is basically not particularly limited as long as the solubility of each component and the coating property of the coloring composition are satisfied, but in particular, the solubility, coating property, and safety of ultraviolet absorbers, alkali-soluble resins and dispersants, etc. It is preferable to select in consideration of the properties. Moreover, when preparing the coloring composition in this invention, it is preferable that at least 2 type of organic solvent is included.
  • organic solvents examples include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, cyclohexyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, 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.
  • 2-oxypropionic acid alkyl esters eg, methyl 2-oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, propyl 2-oxypropionate, etc.
  • organic solvents are preferably mixed in two or more types from the viewpoints of solubility of the ultraviolet absorber and alkali-soluble resin, improvement of the coated surface, and the like.
  • It is a mixed solution composed of two or more selected from carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol methyl ether, and propylene glycol methyl ether acetate.
  • the content of the organic solvent in the colored composition is preferably such that the total solid content of the composition is 5% by mass to 80% by mass from the viewpoint of applicability, and 5% by mass to 60% by mass. More preferred is 10% by mass to 50% by mass.
  • the composition of the present invention may contain only one type of organic solvent or two or more types of organic solvents. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • Crosslinking agent is not particularly limited as long as the film can be cured by a crosslinking reaction.
  • the crosslinking agent is not particularly limited as long as the film can be cured by a crosslinking reaction.
  • the blending amount of the crosslinking agent is not particularly defined, but is preferably 2 to 30% by mass, and preferably 3 to 20% by mass based on the total solid content of the composition. More preferred.
  • the composition of the present invention may contain only one type of cross-linking agent, or may contain two or more types. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
  • Polymerization inhibitors that can be used in the present invention include hydroquinone, p-methoxyphenol, di-t-butyl-p-cresol, pyrogallol, t-butylcatechol, benzoquinone, 4,4′-thiobis (3-methyl-6- t-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-t-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, SC-103, SC-104, SC-105, SC1068, SC-381, SC-383, S393, KH-40 (above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) and the like.
  • 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.
  • the coloring composition of the present invention may contain an organic carboxylic acid having a molecular weight of 1000 or less and / or an organic carboxylic acid anhydride.
  • organic carboxylic acid and the organic carboxylic acid anhydride for example, paragraphs 0338 to 0340 of JP 2013-29760 A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • 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.
  • additives such as fillers, adhesion promoters, antioxidants, ultraviolet absorbers, anti-aggregation agents and the like can be blended with the coloring composition as necessary.
  • these additives include those described in JP-A No. 2004-295116, paragraphs 0155 to 0156, the contents of which are incorporated herein.
  • the coloring composition of the present invention may contain a sensitizer and a light stabilizer described in paragraph 0078 of JP-A No. 2004-295116 and a thermal polymerization inhibitor described in paragraph 0081 of the same publication.
  • the coloring composition of the present invention is prepared by mixing the aforementioned components.
  • the components constituting the colored composition may be mixed together, or may be sequentially added after each component is dissolved and dispersed in a solvent.
  • the composition may be prepared by dissolving and dispersing all components in a solvent at the same time. If necessary, each component may be suitably used as two or more solutions / dispersions at the time of use (at the time of application). ) May be mixed to prepare a composition.
  • the colored composition of the present invention is preferably filtered with a filter for the purpose of removing foreign substances or reducing defects.
  • fluorine resin such as PTFE (polytetrafluoroethylene), polyamide resin such as nylon-6 and nylon-6,6, polyolefin resin such as polyethylene and polypropylene (PP) (including high density and ultra high molecular weight), etc.
  • PP polypropylene
  • the pore size of the filter is suitably about 0.01 to 7.0 ⁇ m, preferably about 0.01 to 3.0 ⁇ m, more preferably about 0.05 to 0.5 ⁇ m.
  • the filtering by the first filter may be performed only once or may be performed twice or more.
  • the pore diameter here can refer to the nominal value of the filter manufacturer.
  • a commercially available filter for example, it can be selected from various filters provided by Nippon Pole Co., Ltd., Advantech Toyo Co., Ltd., Japan Entegris Co., Ltd. (formerly Japan Microlith Co., Ltd.) or KITZ Micro Filter Co., Ltd. .
  • the second filter a filter formed of the same material as the first filter described above can be used.
  • the filtering by the first filter may be performed only with the dispersion, and the second filtering may be performed after mixing other components.
  • the colored composition of the present invention can be suitably used to form a colored layer of a color filter because it can form a colored cured film with improved substrate adhesion and good surface roughness.
  • the colored composition of the present invention is suitably used for forming a colored pattern such as a color filter used in a solid-state imaging device (for example, CCD, CMOS, etc.) or an image display device such as a liquid crystal display device (LCD). Can do.
  • a color filter used in a solid-state imaging device for example, CCD, CMOS, etc.
  • an image display device such as a liquid crystal display device (LCD).
  • it can be suitably used as a production application for printing ink, inkjet ink, paint, and the like.
  • the color filter for solid-state image sensors such as CCD and CMOS, can be used suitably for a production use.
  • the cured film of the present invention is formed by curing the colored composition of the present invention. Such a cured film is preferably used for a color filter.
  • the colored composition of the present invention is applied onto a support to form a colored composition layer, and unnecessary portions are removed to form a colored pattern.
  • the pattern forming method of the present invention can be suitably applied to the formation of a colored pattern (pixel) included in a color filter.
  • the composition of the present invention may produce a color filter by pattern formation by a so-called photolithography method, or may form a pattern by dry etching. That is, as a first embodiment of the pattern forming method of the present invention, a step of applying a colored composition on a support to form a colored composition layer, and a step of exposing the colored composition layer in a pattern form And a step of forming a colored pattern by developing and removing the unexposed portion.
  • a step of applying a colored composition on a support to form a colored composition layer and curing to form a colored layer, on the colored layer A pattern forming method comprising a step of forming a photoresist layer, a step of obtaining a resist pattern by patterning the photoresist layer by exposure and development, and a step of dry etching the colored layer using the resist pattern as an etching mask Is exemplified.
  • a pattern forming method is used for manufacturing a colored layer of a color filter. That is, the present invention also discloses a method for manufacturing a color filter including the pattern forming method of the present invention.
  • Step of Forming Colored Composition Layer In the step of forming the colored composition layer, the colored composition layer forming step is formed on the support by applying the colored composition of the present invention.
  • a solid-state imaging in which an imaging element (light receiving element) such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) is provided on a substrate (for example, a silicon substrate).
  • An element substrate can be used.
  • the colored pattern in the present invention may be formed on the imaging element forming surface side (front surface) of the solid-state imaging element substrate, or may be formed on the imaging element non-forming surface side (back surface).
  • a light shielding film may be provided between the colored patterns in the solid-state image sensor or on the back surface of the substrate for the solid-state image sensor.
  • an undercoat layer may be provided on the support for improving adhesion with the upper layer, preventing diffusion of substances, or flattening the substrate surface.
  • a solvent, an alkali-soluble resin, a polymerizable compound, a polymerization inhibitor, a surfactant, a polymerization initiator, and the like can be blended. These components are appropriately selected from the components blended in the composition of the present invention described above. Preferably it is selected.
  • 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 transfer electrode made of a plurality of photodiodes and polysilicon constituting a light receiving area of a solid-state imaging device (CCD image sensor, CMOS image sensor, etc.) is provided on a support, and the photodiode and the transfer electrode are provided on the support.
  • light collecting means for example, a microlens, etc., the same shall apply hereinafter
  • the color filter of the present invention can be used not only for the solid-state imaging device but also for image display devices such as liquid crystal display devices and organic EL display devices, and is particularly suitable for use in liquid crystal display devices.
  • the liquid crystal display device provided with the color filter of the present invention can display a high-quality image with a good display image color and excellent display characteristics.
  • display devices For the definition of display devices and details of each display device, refer to, for example, “Electronic Display Device (Akio Sasaki, Kogyo Kenkyukai, 1990)”, “Display Device (Junsho Ibuki, Industrial Books Co., Ltd.) Issued in the first year).
  • the liquid crystal display device is described, for example, in “Next-generation liquid crystal display technology (edited by Tatsuo Uchida, Industrial Research Co., Ltd., published in 1994)”.
  • the liquid crystal display device to which the present invention can be applied is not particularly limited, and can be applied to, for example, various types of liquid crystal display devices described in the “next generation liquid crystal display technology”.
  • the color filter of the present invention may be used in a color TFT liquid crystal display device.
  • the color TFT liquid crystal display device is described in, for example, “Color TFT liquid crystal display (issued in 1996 by Kyoritsu Publishing Co., Ltd.)”.
  • the present invention is applied to a liquid crystal display device with a wide viewing angle, such as a horizontal electric field driving method such as IPS and a pixel division method such as MVA, STN, TN, VA, OCS, FFS, and R-OCB. it can.
  • the color filter in the present invention can be used for a bright and high-definition COA (Color-filter On Array) system.
  • COA Color-filter On Array
  • the required characteristics for the color filter layer require the required characteristics for the interlayer insulating film, that is, the low dielectric constant and the resistance to the stripping solution, in addition to the normal required characteristics as described above.
  • the COA method has high resolution and excellent long-term durability.
  • a liquid crystal display device can be provided.
  • a resin film may be provided on the color filter layer.
  • the liquid crystal display device provided with the color filter of the present invention includes various members such as an electrode substrate, a polarizing film, a retardation film, a backlight, a spacer, and a viewing angle guarantee film.
  • the color filter of the present invention can be applied to a liquid crystal display device composed of these known members.
  • these components for example, “'94 Liquid Crystal Display Peripheral Materials / Chemicals Market (Kentaro Shima CMC 1994)”, “2003 Liquid Crystal Related Markets Current Status and Future Prospects (Volume 2)” Fuji Chimera Research Institute, Ltd., published in 2003) ”.
  • backlighting SID meeting Digest 1380 (2005) (A. Konno et.al), Monthly Display December 2005, pages 18-24 (Yasuhiro Shima), pages 25-30 (Takaaki Yagi), etc. Are listed.
  • the color filter according to the present invention When the color filter according to the present invention is used in a liquid crystal display device, a high contrast can be realized when combined with a conventionally known three-wavelength tube of a cold cathode tube, and further, red, green and blue LED light sources (RGB-LED).
  • RGB-LED red, green and blue LED light sources
  • the colored composition in the present invention can also be suitably used for pattern formation by a dry etching process.
  • the obtained precipitate was filtered and then dried to obtain 70 g of dye a which is a dye multimer.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the dye a confirmed from the GPC measurement was 6,000, and the ratio of the weight average molecular weight / number average molecular weight (Mw / Mn) was 2.0.
  • the acid value was 82 mgKOH / g by titration using 0.1N sodium hydroxide aqueous solution.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the dye b confirmed from the GPC measurement was 9,000, and the ratio of the weight average molecular weight / number average molecular weight (Mw / Mn) was 2.2.
  • the acid value was 28 mgKOH / g by the titration using 0.1N sodium hydroxide aqueous solution.
  • the dye monomer M2 was synthesized by the method described in JP-A No. 2000-162429.
  • Pigment monomer M2 (15 g), Adekastab LA-82 (ADEKA) (1.0 g), benzyl methacrylate (10 g), methacrylic acid (3.5 g), and azobisisobutyronitrile (5 g) were added to N- In addition to ethylpyrrolidone (50 g), the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes to dissolve (polymerization solution for dropping).
  • dye monomer M2 (15 g), ADK STAB LA-82 (ADEKA) (1.0 g), benzyl methacrylate (10 g), methacrylic acid (3.5 g) dye monomer M2 (15 g), 2-acrylamide -2-Methylpropanesulfonic acid (6.5 g), hydroxyethyl methacrylate (23 g) and methacrylic acid (5.5 g) were dissolved in N-ethylpyrrolidone (50 g) and stirred at 95 ° C. The polymer solution for dripping prepared there was dripped over 3 hours, and after stirring for 1 hour, azoisobutyronitrile (2.5 g) was added, and further reacted for 2 hours to stop.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the obtained dye c was 20000.
  • the acid value was 77 mgKOH / g by the titration using 0.1N sodium hydroxide aqueous solution.
  • pigment monomer M3 (8.21 g), methacrylic acid (1.61 g), Adeka Stub LA-82 (manufactured by ADEKA) (0.35 g), dodecyl mercaptan (0.20 g), propylene glycol 1-monomethyl Ether 2-acetate (PGMEA) (23.3 g) was added and heated to 80 ° C. under a nitrogen atmosphere.
  • Dye monomer M3 (8.21 g), methacrylic acid (1.61 g), Adeka Stub LA-82 (manufactured by ADEKA) (0.35 g), dodecyl mercaptan (0.25 g), 2,2′-azobis were added to this solution.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 9,000.
  • the ratio of weight average molecular weight / number average molecular weight (Mw / Mn) of the dye d was 1.9.
  • the acid value was 42 mgKOH / g by titration using 0.1N sodium hydroxide aqueous solution.
  • the amount of polymerizable groups contained in the dye d was 0.7 mmol / g based on the NMR measurement with respect to the dye d (1 g).
  • the dye monomer M4 and the dye monomer M5 are anthraquinone dyes
  • the dye monomer M6 is a squarylium dye
  • the dye monomer M7 is a cyanine dye
  • the dye monomer M8 is a phthalocyanine dye.
  • the dye monomer M9 is a subphthalocyanine dye
  • the dye monomer M10 is a quinophthalone dye
  • the dye monomer M11 is a xanthene dye
  • the dye monomers M12 to M15 are azo dyes.
  • the dye monomers M16 to M18 are xanthene dyes.
  • S1 used was ADK STAB LA-82 (manufactured by ADEKA), S2 and S3 were made by Tokyo Chemical Industry, and S4 was synthesized by the method described in Synthesis Example 22 of US5672704A1.
  • “-w-” represents a structural unit having a pigment structure.
  • the compound 105 has a structural unit represented by “-w-” in addition to the following three structural units.
  • Table 1 below shows the types of dye monomers (M1 to M18) that can form a dye structure contained in dye a to dye ad which are dye multimers (M1 to M18), dye multimers (compounds 101 to 130), and obtained
  • the acid value and weight average molecular weight (Mw) of the dye multimer are described.
  • (a-1) represents a structural unit having a dye structure.
  • (A-2) represents a structural unit having any of the structures represented by formulas (1) to (5).
  • (A-3) represents a structural unit having an acid group.
  • A-4) represents a structural unit having a polymerizable group. Others represent other structural units having a functional group other than (a-1) to (a-4).
  • the dye multimers (dyes a to ad) in the following table are random radical polymers.
  • a mixed solution of 50 g of the following dye monomer M19, 3.67 g of methacrylic acid, 1.78 g of the S5 precursor, 2.39 g of a polymerization initiator (V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries), and 50 g of PGMEA was prepared. Separately, 25 g of PGMEA was put in a reaction vessel, and nitrogen flow was performed, and the mixture was stirred at 80 ° C. The mixed solution prepared there was dropped over 1 hour and stirred for 3 hours, and then the reaction was stopped. After cooling to room temperature, potassium tert-pentylate 1.7 M toluene solution was added at 5.0 mL at room temperature, stirred at 55 ° C. for 1 hour, and then cooled to room temperature.
  • the structural unit derived from the pigment monomer M20 the structural unit derived from methacrylic acid: polyethylene glycol monomethacrylate
  • Comparative dye 1 Comparative Compound 1
  • pigment monomer M2 which is a triarylmethane pigment as a pigment.
  • Dye monomer M2 (15 g), benzyl methacrylate (11 g), methacrylic acid (3.5 g) and azobisisobutyronitrile (5 g) were added to N-ethylpyrrolidone (50 g) and dissolved by stirring at room temperature for 30 minutes. (Polymerization solution for dropping).
  • dye monomer M2 (15 g), benzyl methacrylate (11 g), methacrylic acid (3.5 g) dye monomer M2 (15 g), 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (6.5 g), hydroxy Ethyl methacrylate (23 g) and methacrylic acid (5.5 g) were dissolved in N-ethylpyrrolidone (50 g) and stirred at 95 ° C.
  • the polymer solution for dripping prepared there was dripped over 3 hours, and after stirring for 1 hour, azoisobutyronitrile (2.5 g) was added, and further reacted for 2 hours to stop. After cooling to room temperature, the solvent was distilled off to obtain Comparative Dye 1.
  • the comparative dye 1 obtained had a weight average molecular weight (Mw) of 19,000. Moreover, the acid value was 75 mgKOH / g by titration using 0.1N sodium hydroxide aqueous solution.
  • Comparative Compound 2 Comparative dye 2 (Comparative Compound 2) was synthesized as follows using dye monomer M16, which is a xanthene dye, as the dye.
  • Dye monomer M16 (8.5 g), methacrylic acid (1.6 g), dodecyl mercaptan (0.20 g), propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate (PGMEA) (23.3 g) were added to the reaction vessel. And heated to 80 ° C. under a nitrogen atmosphere.
  • Dye monomer M16 (8.5 g), methacrylic acid (1.6 g), dodecyl mercaptan (0.25 g), 2,2′-azobis (isobutyric acid) dimethyl (0.46 g), PGMEA ( 23.3 g) was added dropwise over 2 hours.
  • Pigment Blue 15: 6 (blue pigment; hereinafter also referred to as “PB15: 6”) 19.4 parts by mass (average primary particle size 55 nm), and pigment dispersant BY-161 (manufactured by BYK) 2.95 parts by mass
  • BYK pigment dispersant
  • the dispersion treatment was further performed at a flow rate of 500 g / min under a pressure of 2000 kg / cm 3 using a high-pressure disperser NANO-3000-10 (manufactured by Nippon BEE Co., Ltd.) with a decompression mechanism.
  • This dispersion treatment was repeated 10 times to obtain C.I. I. Pigment Blue 15: 6 dispersion was obtained.
  • the obtained C.I. I. Pigment Blue 15: 6 dispersion, the average primary particle diameter of the pigment was measured by a dynamic light scattering method (Microtrac Nanotrac UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.)), and was found to be 24 nm. .
  • composition of coloring composition 1 Organic solvent (PGMEA): 17.12 parts Alkali soluble resin 1: 1.23 parts Alkali soluble resin 2 (Acrycure-RD-F8 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)) 0.23 parts Polymerization initiator I -2 (the following compound, IRGACURE OXE-02): 0.975 parts. Cyclohexanone solution of dye a (solid content concentration 12.3%): 24.57 parts.
  • Pigment dispersion P1 (CI Pigment Blue 15: 6) Dispersion, PGMEA solution, solid content concentration 12.8%): 51.40 parts Polymerizable compound (NK ester A-DPH-12E (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)): 1.96 parts Polymerization inhibitor (p -Methoxyphenol): 0.0007 parts Fluorosurfactant (DIC Corporation F475, 1% PGMEA solution): 2.50 parts
  • Pigment dispersion P2 C Pigment Red 254 (PR254) (average primary particle size 26 nm)
  • -Red pigment B Pigment dispersion P3 C.
  • Pigment Red 177 PR177
  • Green pigment A Pigment dispersion P4 C.
  • Pigment Green 36 PG36
  • Green pigment B Pigment dispersion P5 C.
  • Pigment Green 58 PG58
  • Average primary particle size 30 nm -Yellow pigment
  • Pigment Yellow 139 (PY139) (average primary particle size 27 nm) -Yellow pigment B: Pigment dispersion P7 C. I. Pigment Yellow 150 (PY150) (average primary particle size 26 nm) Purple pigment A: Pigment dispersion P8 C. I. Pigment Violet 23 (PV150) (average primary particle size 27 nm)
  • Comparative Blue 2 (Preparation of Comparative Blue 2) The following components were mixed, dispersed, and dissolved to obtain a colored composition (Comparative Blue 2).
  • Composition of Comparative Blue 2 Organic solvent (PGMEA): 17.12 parts Alkali-soluble resin 1 (benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 30% PGMEA solution): 1.23 parts Alkali-soluble resin 2 (Acryl Cure-RD-F8 ( Nippon Shokubai Co., Ltd.)): 0.23 parts ⁇
  • Polymerization initiator I-2 (IRGACURE OXE-02): 0.975 parts ⁇ Comparative dye 1 cyclohexanone solution (solid content concentration 12.3%): 24.57 parts Pigment dispersion P1 (CI Pigment Blue 15: 6 dispersion, PGMEA solution, solid content concentration 12.8%): 51.40 parts Polymerizable compound (NK ester A-DPH-12E (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.) 1.66 parts
  • Comparative Blue 4 A colored composition (Comparative Blue 4) was obtained in the same manner as the preparation of Comparative Blue 2, except that the dye was changed from Comparative Dye 1 to Comparative Dye 2.
  • the obtained colored composition was evaluated for light resistance.
  • ⁇ Preparation of light resistance evaluation substrate> The colored composition prepared above was applied to a glass substrate using a spin coater (Mikasa Co., Ltd.) to form a coating film. And heat processing (prebaking) was performed for 120 second using a 100 degreeC hotplate so that the dry film thickness of this coating film might be set to 0.6 micrometer. Next, heating was performed at 200 ° C. for 5 minutes, and the coating film was cured to form a colored layer.
  • the glass substrate on which the colored film is formed is black panel temperature 63 ° C., quartz inner filter, 275 nm cut outer filter, illuminance 75 mw / m 2 (300 to 400 nm)
  • the light resistance test was performed for 100 hours under the condition of 50% humidity.
  • ⁇ Light resistance evaluation> The color difference ( ⁇ E * ab) before and after the light resistance test was measured with a spectrophotometer MCPD-3000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). Based on the measured color difference ( ⁇ E * ab), light resistance was evaluated according to the following evaluation criteria. It can be said that the smaller this value, the better the light resistance.
  • the evaluation results are shown in the following table. A and B are levels at which there is no problem in actual use.
  • ⁇ E * ab is 3 or less
  • the obtained composition was evaluated for exposure sensitivity, lithographic property and adhesion sensitivity.
  • a glass wafer with an undercoat layer used for evaluation was produced as follows.
  • the colored composition prepared above was applied onto the undercoat layer of the silicon wafer with the undercoat layer prepared above to form a colored layer (coating film). Then, heat treatment (pre-baking) was performed for 120 seconds using a hot plate at 100 ° C. so that the dry film thickness of the coating film became 1 ⁇ m. Next, using an i-line stepper exposure apparatus FPA-3000i5 + (manufactured by Canon Inc.), exposure was performed at various exposure doses of 50 to 1200 mJ / cm 2 through an Island pattern mask having a pattern of 1.0 ⁇ m square at a wavelength of 365 nm. .
  • the silicon wafer substrate on which the irradiated coating film is formed is placed on a horizontal rotary table of a spin shower developing machine (DW-30 type, manufactured by Chemitronics Co., Ltd.), and CD-2000 (Fuji Film). Paddle development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using Electronics Materials Co., Ltd. to form a colored pattern on the undercoat layer of the silicon wafer with the undercoat layer.
  • a silicon wafer on which a colored pattern is formed is fixed to the horizontal rotary table by a vacuum chuck method, and pure water is showered from an ejection nozzle above the rotation center while rotating the silicon wafer at a rotation speed of 50 rpm by a rotating device.
  • the substrate was rinsed and spray-dried, followed by post-baking with a hot plate at 200 ° C. for 300 seconds to obtain a transparent pattern (cured film) having a thickness of 1 ⁇ m on the silicon wafer.
  • a silicon wafer with a colored pattern having a structure in which a colored pattern (color filter) was provided on the undercoat layer of the silicon wafer with an undercoat layer was obtained.
  • the size of the colored pattern was measured using a length measuring SEM “S-9260A” (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).
  • the exposure dose and adhesion were evaluated using patterns exposed at various exposure doses of 50 to 1200 mJ / cm 2 .
  • the development residue was evaluated using a colored pattern having an exposure amount that resulted in a pattern size of 1.0 ⁇ m.
  • Comparative Examples 1 and 3 that do not contain at least one of the structures represented by the above formulas (1) to (5) have insufficient light resistance.
  • Comparative Examples 2 and 4 that do not contain a structural unit having a dye structure and a structural unit having at least one of the structures represented by the above formulas (1) to (5) have poor light resistance and exposure sensitivity. It turned out to be sufficient.
  • Example 33 In Example 1, the polymerizable compound was changed to KAYARAD DPHA of the same mass (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., dipentaerythritol hexaacrylate), and the others were tested in the same manner as in Example 1. The same preferred results as in 1 were obtained.
  • Example 34> In Example 1, the polymerization initiator was changed to IRGACURE OXE-01 (manufactured by BASF), and the others were tested in the same manner as in Example 1. As a result, the same preferable results as in Example 1 were obtained.
  • Example 35 Production of full-color color filter for solid-state imaging device Using the green coloring composition prepared in Example 9, green pixels are formed in a 1.0 ⁇ 1.0 ⁇ m island Bayer pattern, Using the red coloring composition prepared in Example 4, red pixels were formed in a 1.0 ⁇ 1.0 ⁇ m island pattern, and the blue color prepared in Example 32 was formed in the remaining lattice. A blue pixel having an island pattern of 1.0 ⁇ 1.0 ⁇ m was formed using the coloring composition, and a color filter for a light-shielding part solid-state imaging device was produced. ⁇ Evaluation> When the obtained full-color color filter for a solid-state imaging device was incorporated in the solid-state imaging device, it was confirmed that the solid-state imaging device had high resolution and excellent color separation.
  • ⁇ Production of color filter for liquid crystal display device> A red (R) coloring pattern of 80 ⁇ 80 ⁇ m was formed on the black matrix using the red coloring composition prepared in Example 10. Further, in the same manner, a green (G) colored pattern prepared using Example 8 and a blue (B) colored pattern formed sequentially using the blue colored composition prepared in Example 17 were formed. Thus, a color filter for a liquid crystal display device was produced.
  • a full-color color filter was processed such as an ITO transparent electrode and an alignment film to provide a liquid crystal display device. Since the colored composition of the present invention has good uniformity of the coated surface and the formed color filter has a good pattern shape, the liquid crystal display device provided with the color filter has no display unevenness and good image quality. Was confirmed.

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Abstract

 硬化膜を作製した場合、耐光性および露光感度が良好な着色組成物、およびこれを用いた硬化膜、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置ならびに染料多量体の提供。 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染料多量体、および、硬化性化合物を含有する、着色組成物;

Description

着色組成物、およびこれを用いた硬化膜、カラーフィルタ、パターン形成方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置ならびに染料多量体
 本発明は着色組成物に関する。特に、着色画素形成に好適な着色組成物に関する。また、着色組成物を用いた硬化膜、カラーフィルタ、固体撮像素子および画像表示装置に関する。また、着色組成物を用いたパターン形成方法およびカラーフィルタの製造方法にも関する。また、着色組成物に用いられる染料多量体にも関する。
 近年、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話等の普及から、CCDイメージセンサーなどの固体撮像素子の需要が大きく伸びている。これらのディスプレイや光学素子のキーデバイスとしてカラーフィルタが使用されており、更なる高感度化・小型化の要求が高まっている。このようなカラーフィルタは、通常、赤(R)、緑(G)、及び青(B)の3原色の着色パターンを備えており、透過光を3原色へ分解する役割を果たしている。
 カラーフィルタに使用されている着色剤には、共通して以下のような性質を有していることが求められる。即ち、色再現性上好ましい光吸収特性を有すること、光散乱や色ムラ・ザラツキ感の原因となる光学濃度の不均一性といった光学的な乱れがないこと、製造及び使用される環境条件下における堅牢性、例えば、耐熱性、耐光性等が良好であること、モル吸光係数が大きく薄膜化が可能なこと等が必要とされている。
 上記カラーフィルタを作製する方法の一つに顔料分散法を挙げることができる。顔料分散法で、フォトリソグラフィ法やインクジェット法によってカラーフィルタを作製する方法は、顔料を使用しているために光や熱に対して安定である。しかし、顔料自身が微粒子であるため、光散乱や色ムラ・ザラツキといった問題がしばしば生じる。それらを解決する為に顔料微細化が行われているが、分散安定性との両立が困難であるという課題がある。
 これら顔料分散法に替わるカラーフィルタの作製方法として、色材として染料を用いる方法が挙げられる。染料は、レジスト中で溶解しているため、顔料のような光散乱や色ムラ・ザラツキを抑制することが可能である。染料は、顔料と比較し耐熱性や耐光性が劣ることが課題であった。この課題に対して、近年、堅牢性に優れる染料が開発されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
 また、染料を含む着色組成物においては、成膜後に加熱処理を施した場合に、隣接の色相の異なる着色パターン間や積層されて重なり合っている層間で色移りする現象が生じやすいことが指摘されている。この課題に対して、色素をポリマー化することによって、これらの問題を解決する方法が開示されている(例えば、特許文献3~8参照)。
 また、耐光性に優れた色材が近年多く開発されているが、さらに耐光性を付与するために、着色組成物に光安定剤を別途添加することが知られている(例えば、特許文献9)。
特開2008-292970号公報 特開2010-18788号公報 特開2007-139906号公報 特開2007-138051号公報 特開2000-162429号公報 特開2011-95732号公報 特開2013-029760号公報 特開2012-32754号公報 特開2010-54808号公報(特許第5141448号)
Dyes and Pigments 74(207)187-194
 ここで、着色組成物を用いて硬化膜を作製した場合、良好な露光感度を維持しつつ、耐光性を良好にすることが求められている。
 本願発明は、かかる問題点を解決するものであって、硬化膜を作製した場合、露光感度および耐光性が良好な着色組成物を提供することを目的とする。
 本願発明者らが検討を行った結果、色素構造と特定構造の光安定基とを同一分子内に有する染料多量体および硬化性化合物を含有する着色組成物を用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 具体的には、下記手段<1>により、好ましくは、手段<2>~<19>により、上記課題は解決された。
<1>色素構造と、下記式(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染料多量体、および、硬化性化合物を含有する、着色組成物;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 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(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;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 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;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 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;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
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;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
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。
<2>硬化性化合物が多官能の重合性モノマーであり、重合開始剤をさらに含有する、<1>に記載の着色組成物。
<3>染料多量体が酸基をさらに有する、<1>または<2>に記載の着色組成物。
<4>染料多量体が重合性基をさらに有する、<1>~<3>のいずれかに記載の着色組成物。
<5>染料多量体がランダムラジカル重合体である、<1>~<4>のいずれかに記載の着色組成物。
<6>染料多量体は、色素構造を有する構成単位と、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とを有する、<1>~<5>のいずれかに記載の着色組成物。
<7>染料多量体が有する全構成単位中、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モル%である、<6>に記載の着色組成物。
<8>アルカリ可溶性樹脂をさらに含有する、<1>~<7>のいずれかに記載の着色組成物。
<9>色素構造が、ジピロメテン色素、アゾ色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、キサンテン色素、シアニン色素、スクアリリウム色素、キノフタロン色素、フタロシアニン色素及びサブフタロシアニン色素から選ばれる色素に由来する、<1>~<8>のいずれかに記載の着色組成物。
<10>顔料をさらに含有する、<1>~<9>のいずれかに記載の着色組成物。
<11>0.6μmの厚さの着色膜を形成したときの、照度75mw/m2(300~400nm)、湿度50%の条件下で100時間さらした前後の色差(ΔE*ab)が5以下である、<1>~<10>のいずれかに記載の着色組成物。
<12>カラーフィルタの着色層形成に用いる、<1>~<11>のいずれかに記載の着色組成物。
<13><1>~<12>のいずれかに記載の着色組成物を硬化して得られた着色硬化膜。
<14><13>に記載の着色硬化膜を有するカラーフィルタ。
<15><1>~<12>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。
<16><1>~<12>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カラーフィルタの製造方法。
<17><14>に記載のカラーフィルタまたは<16>に記載のカラーフィルタの製造方法により得られたカラーフィルタを有する固体撮像素子。
<18><14>に記載のカラーフィルタまたは<16>に記載のカラーフィルタの製造方法により得られたカラーフィルタを有する画像表示装置。
<19>下記式(TP)または下記式(J)で表される色素構造を有する構成単位の少なくとも1種と、下記式(1)で表される構造を有する構成単位の少なくとも1種とを有する染料多量体;
式(TP)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式(TP)中、Rtp1~Rtp4はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基又はアリール基を表す;Rtp5は水素原子、アルキル基、アリール基又はNRtp9Rtp10(Rtp9及びRtp10は水素原子、アルキル基又はアリール基を表す)を表す;Rtp6、Rtp7及びRtp8は、置換基を表す;a、b及びcは、0~4の整数を表す;a、b及びcが2以上の場合、Rtp6、Rtp7及びRtp8はそれぞれ連結して環を形成してもよい;X-はアニオンを表す;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 式(J)中、R81、R82、R83及びR84はそれぞれ独立に水素原子又は1価の置換基を表し、R85はそれぞれ独立に1価の置換基を表し、mは0から5の整数を表す;X-は、アニオンを表すか、X-は存在せず、R81~R84の少なくとも1つがアニオンを含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 式(1)中、R1は水素原子、炭素数1~18のアルキル基またはオキシラジカルを表す;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す;「*」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。
 本願発明によれば、硬化膜を作製した場合、露光感度および耐光性が良好な着色組成物を提供することが可能となった。また、染料多量体、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子ならびに画像表示装置を提供することが可能になった。
 以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
 本明細書において、全固形分とは、着色組成物の全組成から溶剤を除いた成分の総質量をいう。また、25℃における固形分をいう。
 本明細書における基(原子団)の表記に於いて、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さない基(原子団)と共に置換基を有する基(原子団)をも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
 また、本明細書中における「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線等を意味する。また、本発明において光とは、活性光線または放射線を意味する。本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、EUV光などによる露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
 また、本明細書において、“(メタ)アクリレート”はアクリレートおよびメタクリレートの双方、または、いずれかを表し、“(メタ)アクリル”はアクリルおよびメタクリルの双方、または、いずれかを表し、“(メタ)アクリロイル”はアクリロイルおよびメタクリロイルの双方、または、いずれかを表す。
 また、本明細書において、“単量体”と“モノマー”とは同義である。単量体は、オリゴマーおよびポリマーと区別され、重量平均分子量が2,000以下の化合物をいう。本明細書において、重合性化合物とは、重合性官能基を有する化合物のことをいい、単量体であっても、ポリマーであってもよい。重合性官能基とは、重合反応に関与する基を言う。
 本明細書において、化学式中のMeはメチル基を、Etはエチル基を、Prはプロピル基を、Buはブチル基を、Phはフェニル基をそれぞれ示す。
 本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
 本明細書において、重量平均分子量および数平均分子量は、GPC測定によるポリスチレン換算値として定義される。本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、例えば、HLC-8220(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel Super AWM―H(東ソー(株)製、6.0mmID×15.0cmを、溶離液として10mmol/L リチウムブロミドNMP(N-メチルピロリジノン)溶液を用いることによって求めることができる。
 本発明の着色組成物(以下、単に、「本発明の組成物」ということがある)は、色素構造と、下記式(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染料多量体、および、硬化性化合物を含有することを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 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;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 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;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 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;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 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;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
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;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
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は0~5の整数を表す;n5は0~4の整数を表す;n6は0~4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。
 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染料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。また、染料と、式(1)~(5)で表される構造の少なくとも1種を有する化合物とを別々の分子として配合すると、これらの相溶性も問題となる。これに対して、本発明で用いられる染料多量体は、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ため、相溶性の問題を避けることができる。
 本発明の着色組成物は、カラーフィルタ、インク材料(UVインク材料)、昇華感熱転写材料等に用いることができ、カラーフィルタに好適に用いることができる。
 本発明の着色組成物は、本発明に用いられる染料多量体が含む色素構造の特性によって、着色パターンを薄膜(例えば、厚み1μm以下)に形成することができる。したがって、本発明の着色組成物は、2μm以下の微少サイズ(基板法線方向からみた画素パターンの辺長が、例えば0.5~2.0μm)の高精細さが求められ、良好な矩形の断面プロファイルが要求される固体撮像素子用のカラーフィルタ用に好適に用いることができる。
 本発明の着色組成物は、0.6μmの厚さの着色膜を形成したときの、照度75mw/m2(300~400nm)、湿度50%の条件下で100時間さらした前後の色差(ΔE*ab)が5以下であることが好ましく、上記色差3以下であることがより好ましい。
<染料多量体>
 本発明の着色組成物は、染料多量体の少なくとも1種を含有し、2種以上含有していても良い。
 染料多量体は、色素構造と、上述した式(1)~(5)の少なくとも1つの構造とを同一分子内に有する。なお、ここでいう「色素構造」とは、後述する色素構造を形成しうる具体的な色素(以下、色素化合物とも称する。)から水素原子を除いた、染料多量体連結部(ポリマー鎖やデンドリマーのコア等)と連結可能である構造を表す。
 染料多量体は、ランダムラジカル重合体であることが好ましい。このような構成とすることにより、ブロック重合体の場合よりも、色素構造と式(1)~(5)で表される構造との距離がより近くなるため、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。
 染料多量体は、色素構造を有する構成単位と、上述した式(1)~(5)で表される少なくとも1つの構造を有する構成単位とを有することが好ましい。また、染料多量体は、その他の構成単位をさらに有していてもよい。その他の構成単位としては、重合性基を有する構成単位、酸基を有する構成単位等が挙げられる。染料多量体は、色素構造がカチオン部位を有することが好ましい。 以下、染料多量体の好ましい構造、染料多量体が有してもよい官能基(後述する置換基群A)、染料多量体の好ましい物性について詳細に記述する。
<<色素構造>>
 染料多量体は、通常、その分子構造中に、最大吸収波長が400nm~780nmの範囲に存在する色素構造を有する多量体であり、二量体、三量体、およびポリマーなどの構造を包含する。
 染料多量体は、本発明の着色組成物において、例えば着色剤として機能する。
 本発明の染料多量体は、最大吸収波長が420~700nmであることが好ましく、450~650nmであることがより好ましい。
 色素構造を形成しうる具体的な色素化合物については「新版染料便覧」(有機合成化学協会編;丸善、1970)、「カラーインデックス」(The Society of Dyers and colourists)、「色素ハンドブック」(大河原他編;講談社、1986)などに記載されている。
 本発明で用いられる色素構造としては、例えば、キノン色素(ベンゾキノン色素、ナフトキノン色素、アントラキノン色素、アントラピリドン色素など)、カルボニウム色素(ジアリールメタン色素、トリアリールメタン色素、キサンテン色素、アクリジン色素など)、キノンイミン色素(オキサジン色素、チアジン色素など)、アジン色素、ポリメチン色素(オキソノール色素、メロシアニン色素、アリーリデン色素、スチリル色素、シアニン色素、スクアリリウム色素、クロコニウム色素など)、キノフタロン色素、フタロシアニン色素、サブフタロシアニン色素、ペリノン色素、インジゴ色素、チオインジゴ色素、キノリン色素、ニトロ色素、ニトロソ色素、ジピロメテン色素、アゾ色素及びそれらの金属錯体色素から選ばれる色素構造などを挙げることができる。
 これらの色素構造の中でも、色分離性、耐光性の観点から、ジピロメテン色素、アゾ色素、アントラキノン色素、トリアリールメタン色素、キサンテン色素、シアニン色素、スクアリリウム色素、キノフタロン色素、フタロシアニン色素、サブフタロシアニン色素から選ばれる色素構造が好ましく、トリアリールメタン色素およびキサンテン色素がより好ましい。
 以下、本発明で好ましく用いられる色素構造について具体的に説明する。
(アントラキノン色素)
 本発明に用いられる色素構造の態様の一つは、アントラキノン色素に由来する部分構造を有するものである。アントラキノン色素(アントラキノン化合物)に由来する部分構造を有するものとしては、下記一般式(AQ-1)~(AQ-3)で表される化合物に由来する部分構造が好ましい。アントラキノン化合物とは、分子内にアントラキノン骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 一般式(AQ-1)中、A及びBは、それぞれ独立してアミノ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基又は水素原子を表す。XqaはORqa1又はNRqa2Rqa3を表す。Rqa1~Rqa3はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。Rq1~Rq4は置換基を表す。Rq1~Rq4が取りうる置換基は、後述する置換基群Aの項で挙げた置換基と同様である。Ra及びRbは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。
 一般式(AQ-2)中、C及びDは、一般式(AQ-1)中のA及びBと同義である。XqbはORqb1又はNRqb2Rqb3を表す。Rqb1~Rqb3はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。Rq5~Rq8は置換基を表す。Rq5~Rq8は、一般式(AQ-1)中のRq1~Rq4と同義である。Rcは、一般式(AQ-1)中のRa又はRbと同義である。
 一般式(AQ-3)中、E及びFは、一般式(AQ-1)中のA及びBと同義である。XqcはORqc1又はNRqc2Rqc3を表す。Rqc1~Rqc3はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。Rq9~Rq12は、一般式(AQ-1)中のRq1~Rq4と同義である。Rdは、一般式(AQ-1)中のRa又はRbと同義である。
 一般式(AQ-1)、(AQ-2)及び(AQ-3)の好ましい範囲としては、例えば、特開2013-29760号公報の段落0045~0047を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
 アントラキノン色素の具体例としては、例えば、特開2013-29760号公報の段落0049~0050を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。なお、上記アントラキノン色素の具体例において、アントラキノン色素の構造中のいずれかの水素原子が、ポリマー骨格と結合する。
(トリアリールメタン色素)
 本発明に用いられる色素構造の態様の一つは、トリアリールメタン色素(トリアリールメタン化合物)に由来する部分構造を有するものである。上記色素としては、下記式(TP)で表される化合物に由来する部分構造を、色素構造として有する。トリアリールメタン化合物とは、分子内にトリアリールメタン骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
式(TP)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(式(TP)中、Rtp1~Rtp4は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基またはアリール基を表す。Rtp5は、水素原子、アルキル基、アリール基またはNRtp9Rtp10(Rtp9およびRtp10は水素原子、アルキル基またはアリール基を表す)を表す。Rtp6、Rtp7およびRtp8は、置換基を表す。a、bおよびcは、0~4の整数を表す。a、bおよびcが2以上の場合、Rtp6、Rtp7およびRtp8は、それぞれ連結して環を形成してもよい。X-はアニオン構造を表す。)
 Rtp1~Rtp6として、好ましくは水素原子、炭素数1~5の直鎖または分岐のアルキル基およびフェニル基が好ましい。Rtp5は水素原子またはNRtp9Rtp10が好ましく、NRtp9Rtp10であることが特に好ましい。Rtp9およびRtp10は水素原子、炭素数1~5の直鎖若しくは分岐のアルキル基またはフェニル基が好ましい。Rtp6、Rtp7およびRtp8が表す置換基は、後述する置換基群Aの項で挙げた置換基を用いることができるが、特に、炭素数1~5の直鎖若しくは分岐のアルキル基、炭素数1~5のアルケニル基、炭素数6~15のアリール基、カルボキシル基またはスルホ基が好ましく、炭素数1~5の直鎖若しくは分岐のアルキル基、炭素数1~5のアルケニル基、フェニル基またはカルボキシル基がさらに好ましい。特に、Rtp6、Rtp8は、炭素数1~5のアルキル基が好ましく、Rtp7はアルケニル基(特に隣接した2つのアルケニル基が連結したフェニル基が好ましい)、フェニル基またはカルボキシル基が好ましい。
 a、bまたはcは、それぞれ独立に0~4の整数を表す。特にaおよびbは、それぞれ、0または1が好ましく、cは0~2の整数が好ましい。
 式(TP)で表される化合物は、Rtp1~Rtp10のいずれか1つの部位でポリマー骨格と結合されていることが好ましい。
 下記に式(TP)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。下記具体例において、X-はアニオンを表す。また、色素構造中のいずれかの水素原子が、ポリマー骨格と結合する。
 下記具体例のうち、色特性および耐熱性の観点より、特に(tp-4)、(tp-5)、(tp-6)および(tp-8)が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(キサンテン色素)
 本発明における色素構造の好ましい態様は、キサンテン色素(キサンテン化合物)に由来する部分構造を有するものである。上記色素としては、下記式(J)で表されるキサンテン化合物に由来する部分構造を、色素構造として有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(式(J)中、R81、R82、R83およびR84は、各々独立に、水素原子または1価の置換基を表し、R85は、各々独立に1価の置換基を表し、mは、0~5の整数を表す。X-は、アニオンを表すか、X-は存在せず、R81、R82、R83およびR84の少なくとも1つがアニオンを含む。)
 式(J)におけるR81~R84およびR85が取りうる置換基は、後述する置換基群Aの項で挙げた置換基と同様である。
 式(J)で表される化合物は、R81~R85のいずれか1つの部位でポリマー骨格と結合されていることが好ましい。
 式(J)中のR81とR82、R83とR84、およびmが2以上の場合のR85同士は、各々独立に、互いに結合して5員、6員若しくは7員の飽和環、または5員、6員若しくは7員の不飽和環を形成していてもよい。形成される5員、6員または7員の環が、さらに置換可能な基である場合には、上記R81~R85で説明した置換基で置換されていてもよく、2個以上の置換基で置換されている場合には、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。
 上記式(J)中のR81とR82、R83とR84、およびmが2以上の場合のR85同士は、各々独立に、互いに結合して、置換基を有しない5員、6員並びに7員の飽和環または5員、6員並びに7員の不飽和環を形成する場合、置換基を有しない5員、6員並びに7員の飽和環または5員、6員並びに7員の不飽和環としては、例えば、ピロール環、フラン環、チオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピロリジン環、ピペリジン環、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環が挙げられ、好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環が挙げられる。
 特に、R82およびR83は水素原子または置換または無置換のアルキル基であり、R81およびR84は置換または無置換のアルキル基またはフェニル基であることが好ましい。また、R85はハロゲン原子、炭素数1~5の直鎖または分岐のアルキル基、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基、アミド基であることが好ましく、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基、アミド基であることがさらに好ましい。R85はキサンテン環と連結した炭素の隣接部に結合することが好ましい。R81およびR84のフェニル基が有する置換基は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~5の直鎖または分岐のアルキル基、スルホ基、スルホンアミド基、カルボキシル基であることが特に好ましい。
 式(J)で表されるキサンテン骨格を有する化合物は、文献記載の方法で合成することができる。具体的には、テトラへドロン レターズ、2003年、vol.44,No.23、4355~4360頁、テトラへドロン、2005年、vol.61,No.12、3097~3106頁などに記載の方法を適用することができる。
 X-が、アニオンを表す場合、後述の対アニオンが別分子の場合の記載を参酌できる。また、X-が存在せず、R81、R82、R83およびR84の少なくとも1つがアニオンを含む場合、対アニオンが同一構成単位内にある場合の記載を参酌できる。
 以下、式(J)で表される化合物の具体的な態様(第1の態様、第2の態様)について説明する。
(式(J)で表される化合物の第1の態様)
 式(J)で表される化合物は、R81およびR83の一方が下記一般式(2)で表される基であり、R81およびR83の他方が水素原子、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、アルキル基を表してもよい。また、R82およびR84は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、または、アリール基を表してもよい。
一般式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 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。
 一般式(1)中、R81およびR83の一方は、一般式(2)で表される基であり、R81およびR83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、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であってもよい。また、R81およびR83の両方が一般式(2)で表される基であってもよい。R81およびR83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級アルキル基であってもよく、イソプロピル基であってもよい。
 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、炭素数3~24であってもよく、炭素数3~18であってもよく、炭素数3~12であってもよい。具体的には、例えば、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基(例えば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、シクロヘキシル基であってもよく、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-エチルヘキシル基であってもよく、イソプロピル基、t-ブチル基、2-エチルヘキシル基であってもよい。
 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のアリール基であってもよく、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、後述する置換基群A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員環であってもよく、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であってもよく、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、ピラゾール環、イミダゾール環、ベンズオキサゾール環、チアジアゾール環であってもよく、ピラゾール環、チアジアゾール環(1,3,4-チアジアゾール環、1,2,4-チアジアゾール環)であってもよい。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、炭素数3以上のアルキル基であってもよく、炭素数3~12のアルキル基であってもよい。
 一般式(2)中、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、後述する置換基群Aが例示される。X1~X3は、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、スルファモイル基であってもよい。
 一般式(2)で表される基以外のアリール基としては、フェニル基が挙げられる。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、後述する置換基群Aが例示され、アルキル基またはアリール基であってもよい。
 R82およびR84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のアルキル基であってもよい。置換基の例としては、後述する置換基群Aと同じものが挙げられる。上記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(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のアリール基であってもよく、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、後述する置換基群Aと同じである。
 R82およびR84は、水素原子またはアルキル基であってもよく、水素原子であってもよい。
(式(J)で表される化合物の第2の態様)
 式(J)で表される化合物は、R81およびR83がそれぞれ独立に、脂肪族炭化水素基であり、R82およびR84がそれぞれ独立に、芳香族炭化水素基であってもよい。
 R81およびR83はそれぞれ独立に、脂肪族炭化水素基が挙げられ、炭素数1~10のアルキル基であってもよく、炭素数1~5のアルキル基であってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基であってもよく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基であってもよい。R81およびR83は異なっていても良いが、同一であってもよい。R81およびR83としてのアルキル基は置換基を有していても良いが、置換基を有していてもよい。
 R82およびR84はそれぞれ独立に芳香族炭化水素基であり、フェニル基であってもよい。R82およびR84としての芳香族炭化水素基は、置換基を有していても良く、後述する置換基群Aから選択され、炭素数1~5のアルキル基であってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基であってもよく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基であってもよい。
 R81およびR83ならびにR82およびR84の少なくとも1つが、下記一般式(A1-1-2)で表されてもよい。
一般式(A1-1-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 一般式(A1-1-2)において、R23~R25は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、炭素数1~12のアルキル基、カルボニル基、カルボニルアミド基、スルホニル基、スルホニルアミド基、ニトロ基、アミノ基、アミノカルボニル基、アミノスルホニル基、スルホニルイミド基またはカルボニルイミド基を表し、R22およびR26は、それぞれ独立に炭素数1~5のアルキル基を表す。
 一般式(A1-1-2)において、R23~R25は、水素原子またはハロゲン原子であってもよい。
 一般式(A1-1-2)において、R22およびR26は、それぞれ独立に炭素数1~5のアルキル基であってもよい。炭素数1~5のアルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基であってもよく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基であってもよい。
 R85はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、または、スルホニル基であってもよい。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が例示され、フッ素原子または塩素原子であってもよい。脂肪族炭化水素基は、炭素数1~10の脂肪族炭化水素基であってもよい。また、脂肪族炭化水素基は、アルキル基、アルケニル基、アルケニル基が例示され、アルキル基であってもよい。芳香族炭化水素基は、アリール基であってもよく、フェニル基であってもよい。
 以下にキサンテン化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。下記具体例において、Xは、アニオンを表す。また、色素構造中のいずれかの水素原子が、ポリマー骨格と結合する。
 また、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してする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
(シアニン色素)
 本発明に用いられる色素構造の態様の一つは、シアニン色素(シアニン化合物)に由来する部分構造を有するものである。シアニン色素に由来する部分構造を有するものとしては、下記一般式(PM)で表される化合物(シアニン化合物)に由来する部分構造が好ましい。本発明においてシアニン化合物とは、分子内にシアニン骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 一般式(PM)中、環Z1及び環Z2は、それぞれ独立に置換基を有してもよい複素環を表す。lは0以上3以下の整数を表す。X-はアニオンを表す。
 一般式(PM)の好ましい範囲としては、例えば、特開2013-29760号公報の段落0077~0084を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。なお、特開2013-29760号公報の段落0077~0084に記載のシアニン色素の具体例において、シアニン色素構造中のいずれかの水素原子が、ポリマー骨格と結合する。
(スクアリリウム色素)
 本発明に用いられる色素構造の態様の一つは、スクアリリウム色素(スクアリリウム化合物)に由来する部分構造を有するものである。スクアリリウム色素に由来する部分構造を有するものとしては、下記一般式(K)で表される化合物(スクアリリウム化合物)に由来する部分構造が好ましい。本発明においてスクアリリウム化合物とは、分子内にスクアリリウム骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 一般式(K)中、A及びBは、それぞれ独立に、アリール基又はヘテロ環基を表す。アリール基としては、好ましくは炭素数6~48、より好ましくは6~24のアリール基で、例えば、フェニル、ナフチル等が挙げられる。ヘテロ環基としては五員環又は六員環のへテロ環基が好ましく、例えばピロイル、イミダゾイル、ピラゾイル、チエニル、ピリジル、ピリミジル、ピリダジル、トリアゾール-1-イル、チエニル、フリル、チアジアゾイル等が挙げられる。
 一般式(K)の好ましい範囲としては、例えば、特開2013-29760号公報の段落0088~0106を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。なお、特開2013-29760号公報の段落0088~0106に記載のスクアリリウム色素の具体例において、スクアリリウム色素構造中のいずれかの水素原子が、ポリマー骨格と結合する。
(キノフタロン色素)
 本発明に用いられる色素構造の態様の一つは、キノフタロン色素(キノフタロン化合物)に由来する部分構造を有するものである。キノフタロン色素に由来する部分構造を有するものとしては、下記一般式(QP)で表される化合物(キノフタロン化合物)に由来する部分構造が好ましい。本発明においてキノフタロン化合物とは、分子内にキノフタロン骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 一般式(QP)中、Rqp1~Rqp6はそれぞれ独立して水素原子又は置換基を表す。Rqp1~Rqp6の少なくとも2つが隣接位にある場合は、互いに結合して環を形成してもよく、上記形成された環がさらに置換基を有してもよい。
 一般式(QP)の好ましい範囲としては、例えば、特開2013-29760号公報の段落0110~0114を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。なお、特開2013-29760号公報の段落0110~0114に記載のキノフタロン色素の具体例において、キノフタロン色素構造中のいずれかの水素原子が、ポリマー骨格と結合する。
(フタロシアニン色素)
 本発明に用いられる色素構造の態様の一つは、フタロシアニン色素(フタロシアニン化合物)に由来する部分構造を有するものである。フタロシアニン色素に由来する部分構造を有するものとしては、下記一般式(F)で表される化合物(フタロシアニン化合物)に由来する部分構造を有するものが好ましい。本発明においてフタロシアニン化合物とは、分子内にフタロシアニン骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 一般式(F)中、M1は金属類を表し、Z1、Z2、Z3、及びZ4は、各々独立に、水素原子、炭素原子及び窒素原子より選ばれる原子を含んで構成される6員環を形成するために必要な原子群を表す。
 一般式(F)の好ましい範囲としては、例えば、特開2013-29760号公報の段落0118~0124を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。なお、特開2013-29760号公報の段落0118~0124に記載のフタロシアニン色素の具体例において、フタロシアニン色素構造中のいずれかの水素原子が、ポリマー骨格と結合する。
(サブフタロシアニン化合物)
 本発明に係る色素構造を有するカチオンの態様の一つは、サブフタロシアニン色素(フタロシアニン化合物)に由来する部分構造を有するものである。サブフタロシアニン色素に由来する部分構造を有するものとしては、下記一般式(SP)で表される化合物(サブフタロシアニン化合物)に由来する部分構造を有するものが好ましい。本発明においてサブフタロシアニン化合物とは、分子内にサブフタロシアニン骨格を含む色素部位を有する化合物を総称するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 一般式(SP)中、Z1~Z12は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基、アリール基、ヒロドキシ基、メルカプト基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、チオエーテル基を表す。Xはアニオンを表す。
 一般式(SP)の好ましい範囲としては、例えば、特開2013-29760号公報の段落0128~0133を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。なお、特開2013-29760号公報の段落0128~0133に記載のサブフタロシアニン色素の具体例において、サブフタロシアニン色素構造中のいずれかの水素原子が、ポリマー骨格と結合する。
 また、本発明に係る色素構造を有するカチオンの態様の一つとして、ジピロメテン色素またはアゾ色素に由来する部分構造を有するものも挙げられる。ジピロメテン色素及びアゾ色素については、例えば、特開2011-95732号公報の段落0033~0135を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
 本発明に用いられる染料は、上記色素構造中の水素原子が下記置換基群Aから選択された置換基により置換されていてもよい。
(置換基群A)
 染料多量体が有してもよい置換基としては、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)、アルキルオキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数5~30、より好ましくは炭素数5~10のアルキルオキシカルボニルオキシ基)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。
 詳細については、例えば、特開2013-29760号公報の段落0027~0038を参酌することもでき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
<<色素構造を有する構成単位>>
 本発明の着色組成物に用いる染料多量体が有する色素構造を有する構成単位は、特に定めるものではないが、特開2013-29760号公報の段落番号0134~0178に示される、一般式(A)で表される構成単位、一般式(B)で表される構成単位、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い。特開2013-29760号の段落番号0134~0178の記載は、本願明細書に組み込まれる。
 一般式(A)で表される構成単位、一般式(C)で表される構成単位及び一般式(D)で表される構成単位を有する染料多量体は、共有結合で連結されているため、染料多量体を含有する着色組成物の耐熱性が良好となり、着色組成物を複数色の着色パターン形成に適用した場合において、隣接する他の着色パターンへの色移り抑制に効果があるため好ましい。また、一般式(A)で表される化合物は、染料多量体の分子量の制御がし易く好ましい。
<<<一般式(A)で表される構成単位>>>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
(一般式(A)中、X1は重合によって形成される連結基を表し、L1は単結合または2価の連結基を表す。DyeIは色素構造を表す。)
 以下、一般式(A)について詳細に説明する。
 一般式(A)中、X1は重合によって形成される連結基を表す。すなわち重合反応で形成される主鎖に相当する構成単位を形成する部分を指す。なお、2つの*で表された部位が構成単位となる。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-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 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は上述した色素構造を表す。
 一般式(A)で表される構成単位を有する染料多量体は、(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、本発明で用いる染料多量体は、付加重合体であることが好ましい。
 中でも、一般式(A)で表される構成単位を有する染料多量体は、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。
<<<一般式(B)で表される構成単位>>>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 一般式(B)中、X2は一般式(A)中のX1と同義である。L2は一般式(A)中のL1と同義である。Y2はDyeIIとイオン結合もしくは配位結合可能な基を表す。DyeIIは上述した色素構造を表す。一般式(B)の詳細については、特開2013-29760号公報の段落0156~0161を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
<<<一般式(C)で表される構成単位>>>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 一般式(C)中、L3は単結合又は2価の連結基を表す。DyeIIIは、上述した色素構造を表す。mは0又は1を表す。一般式(C)の詳細については、特開2013-29760号公報の段落0165~0167を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
<<<一般式(D)で表される染料多量体>>>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 一般式(D)中、L4はn価の連結基を表す。nは2~20の整数を表す。nが2以上のときは、DyeIVの構造は同じであっても異なっていてもよい。DyeIVは、上述した色素構造を表す。一般式(D)の詳細については、特開2013-29760号公報の段落0173~0178を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
<<<対アニオン>>>
 本発明で用いる色素構造がカチオン構造を有する場合、対アニオンは、染料多量体の同一構成単位内にあってもよいし、同一構成単位外にあってもよい。対アニオンが同一構成単位内にあるとは、色素構造を有する構成単位内で、カチオンとアニオンが共有結合を介して結合している場合をいう。一方、同一構成単位外とは、上記以外の場合をいう。例えば、カチオンとアニオンが共有結合を介して結合せず、別化合物として存在している場合や、カチオンとアニオンが染料多量体のそれぞれ独立の構成単位として含まれる場合をいう。
 本発明におけるアニオンは、非求核性アニオンであることが好ましい非求核性のアニオンには、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。ここで、非求核性とは、加熱により色素を求核攻撃しない性質を意味する。
対アニオンが同一構成単位内にある場合
 本発明におけるアニオンの第一の実施形態は、対アニオンが同一構成単位内にある場合であり、具体的には、色素構造を有する構成単位内で、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種が好ましく、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種がより好ましい。
 また、アニオン部は、カルボン酸アニオン、スルホン酸アニオン、一般式(A1-1-2)で表されるアニオンまたは一般式(A1-1-3)で表されるアニオンを含んでいてもよい。
一般式(A1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
(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-C000048
(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-C000049
(一般式(A2)中、R3は、-SO2-または-CO-を表す。R4およびR5はそれぞれ独立して-SO2-、-CO-または-CNを表す。)
 一般式(A2)中、R3~R5の少なくとも1つが-SO2-を表すことが好ましく、R3~R5の少なくとも2つが-SO2-を表すことがより好ましい。
 本実施形態では特に、染料多量体の骨格が、上記一般式(A)で表される構成単位で表される場合において、L1の一部が一般式(A1)で表される部分を含む場合が好ましい一例として挙げられる。この場合の具体例としては、後述する色素構造を有する構成単位の例示のうち、(a-xt-1)、(a-xt-5)、(a-xt-6)が例示される。
 また、本実施形態では、本発明で用いる染料多量体の骨格が一般式(B)で表される構成単位を含む場合も、一例として挙げられる。この場合の具体例としては、後述する色素構造を有する構成単位の例示のうち、(B-dp-1)、(B-mp-1)、(B-xt-1)、(B-xt-2)が例示される。
対アニオンが別分子の場合
 本発明におけるアニオンの第二の実施形態は、対アニオンが同一構成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-C000050
(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-C000051
(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-C000052
(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。
 本発明の染料多量体は、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-C000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 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、アニオン含む構成単位を含み、カチオンを含む色素構造由来の構成単位を含まない多量体が例示される。ここで、アニオンを含む構成単位は、後述する第三の実施形態で述べるアニオンを含む構成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、アニオンを含む構成単位以外の構成単位を有していても良い。このような構成単位としては、後述する本発明で用いる染料多量体が含んでいても良い他の繰り返し単が好ましい例として例示される。
カチオンとアニオンが染料多量体の別々の構成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染料多量体のそれぞれ独立の構成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、染料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。
 アニオンを含む構成単位の好ましい例としては、一般式(C1)で表される構成単位および一般式(D1)で表される構成単位が例示される。
一般式(C1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
(一般式(C1)中、X1は、構成単位の主鎖を表す。L1は単結合または2価の連結基を表す。anionは、対アニオンを表す。)
 一般式(C1)中、X1は、構成単位の主鎖を表し、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、スチレン系がより好ましく、(メタ)アクリル系がさらに好ましい。なお、2つの*で表された部位が構成単位となる。
 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(D1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
(一般式(D1)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(D1)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。
 対アニオンとしては、上記対アニオンが同一構成単位内にある場合で述べたアニオン部が好ましいアニオンとして例示される。
 本実施形態におけるアニオンを含む構成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-C000059
 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-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 以下に、本発明で用いられる色素構造を有する構成単位の例を示す。本発明はこれらに限定されるものではないことは言うまでもない。X-は対アニオンを示す。また、一部のXはアニオン構造が解離していない状態で示されているが、解離している状態も本発明に含まれることは言うまでもない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
 本発明で用いられる色素構造を有する構成単位としては、下記例示化合物M-17~M-37、M-39、M-40、M-43のいずれか由来の構成単位も挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
 染料多量体は、染料多量体中の全構成単位を100モル%としたとき、色素構造を有する構成単位の含有量が15~60モル%であることが好ましく、20~50モル%であることがさらに好ましく、20~45モル%であることが特に好ましい。
 染料多量体は、色素構造を有する構成単位が、式(1)~(5)で表される構造を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。
<<式(1)~(5)で表される構造>>
 本発明で用いられる染料多量体は、上述した色素構造と、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する。
 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。
 式(1)~(5)で表される構造のうち、式(1)で表される構造および式(2)で表される構造が好ましく、式(1)で表される構造が特に好ましい。本発明で用いられる染料多量体が、色素構造と、式(1)で表される構造を同一分子内に有することにより、式(1)で表される構造中のアミン基が基板との相互作用するため、密着性をより向上させることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
 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はそれぞれ独立に炭素数1~18のアルキル基を表し、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。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-C000082
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
 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-C000084
 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-C000085
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
 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-C000087
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
 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-C000089
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
 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)中のR10~R12はそれぞれ独立に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(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-C000091
<<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>>
 本発明に用いる染料多量体が有する式(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-C000092
 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-C000093
 染料多量体は、染料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。
 また、色素構造を含む構成単位1モルに対する、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の含有量は、0.5~25モル%が好ましく、1~10モル%がより好ましく、1~5モル%がさらに好ましい。
<<他の官能基または他の構成単位>>
 本発明に用いられる染料多量体は、上記以外の他の官能基や他の構成単位を有していても良い。
 他の官能基は、色素構造を有する構成単位および/または上述した式(1)~(5)で表される少なくとも1つの構造を有する構成単位中に含まれていても良いし、これらの構成単位とは別に、他の官能基を含む他の構成単位として含まれていてもよい。
 他の官能基としては、重合性基、酸基およびその他のアルカリ可溶性基等が例示される。
 また、他の構成単位としては、重合性基および酸基の少なくとも1種を含む構成単位が例示される。
 以下、これらの詳細について説明する。
<<<重合性基>>>>
 重合性基は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。
 重合性基の導入方法としては、(1)(a)重合性基を導入したい構成単位に重合性基含有化合物で変性して導入する方法、(2)重合性基含有化合物を共重合して導入する方法等がある。
 色素単量体に重合性基が含まれる場合、色素単量体に含まれる重合性基量は、色素構造1gに対し0.1~2.0mmolであることが好ましく、0.2~1.5mmolであることがさらに好ましく、0.3~1.0mmolであることが特に好ましい。
 また、他の構成単位が重合性基を含有する場合、その量は、全構成単位100質量%に対し、例えば、10~40質量%が好ましく、15~35質量%がより好ましい。
 重合性基を有する構成単位としては、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-C000094
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
<<<染料多量体が有するアルカリ可溶性基>>>>
 染料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)を有する構成単位として、染料多量体中に含まれることが好ましい。
 染料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。
 染料多量体が有するアルカリ可溶性基量(酸価)は、染料多量体1gに対し15mgKOH/g~130mgKOH/gであることが好ましく、25mgKOH/g~100mgKOH/gであることがより好ましく、25mgKOH/g~80mgKOH/gであることがさらに好ましい。アルカリ可溶性基量(酸価)は0.1N水酸化ナトリウム水溶液を用いた滴定により、測定することができる。
 また、染料多量体が色素単量体を含む構成単位と酸基を有する構成単位を含有する場合、酸基を有する構成単位を含有する構成単位の割合は、色素単量体を含む構成単位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。
 本発明で用いる染料多量体は、アルカリ可溶性基を含む構成単位として、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構成単位(以下、「(b)構成単位」ということがある)を含んでいてもよい。
 構成単位(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)構成単位は、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-C000097
(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構成単位の割合が、上記染料多量体を構成する全構成単位の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)構成単位の例を示すが、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-C000098
 染料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。
 染料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構成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-C000099
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000101
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000103
<<<特定末端基>>>
 本発明で用いられる染料多量体は、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)を有していてもよい。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より効果的に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、染料多量体の分散度(Mw/Mn)をより小さくできる。すなわち、染料多量体であって、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、耐溶剤性をより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-C000104
 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、上記炭素数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-C000105
 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-C000106
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000107
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000108
 一般式(I)または(II)で表わされる末端基を、ポリマー主鎖に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-C000109
 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)
 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-C000111
 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、分散度が小さい染料多量体が得られる。
<<染料多量体の特性>>
 染料多量体は、最大吸収波長が400~650nmであることが好ましく、450~600nmであることがより好ましい。
 染料多量体の重量平均分子量は、2000以上であることが好ましく、3000以上であることがより好ましく、4000以上であることがさらに好ましく、5000以上であることが特に好ましい。染料多量体の重量平均分子量の上限については、特に限定されないが、20000以下であることが好ましく、15000以下であることがより好ましく、10000以下であることがさらに好ましい。
 また、染料多量体の重量平均分子量(Mw)と、数平均分子量(Mn)との比〔(Mw)/(Mn)〕は1.0~3.0であることが好ましく、1.6~2.5であることがさらに好ましく、1.6~2.0であることが特に好ましい。
 染料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℃以上であることが更に好ましい。この領域にあることで、本発明の着色組成物をカラーフィルタ等の作製に適用する際に、加熱プロセスに起因する濃度変化を低減する事ができるようになる。
 また、染料多量体の単位重量あたりの吸光係数(以後ε'と記す。ε'=ε/平均分子量、単位:L/g・cm)が、30以上であることが好ましく、60以上であることがより好ましく、100以上であることが更に好ましい。この範囲にあることで、本発明の着色組成物を適用してカラーフィルタを作製する場合において、色再現性のよいカラーフィルタを作製することができる。
 染料多量体のモル吸光係数は、着色力の観点から、できるだけ高いほうが好ましい。なお、最大吸収波長及びモル吸光係数は、分光光度計cary5(バリアン社製)により測定されるものである。
 染料多量体は、以下の有機溶剤に溶解する化合物であることが好ましい。
 有機溶剤としては、エステル類(例えば、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチル、酢酸ブチル、3-メトキシプロピオン酸メチル等)、エーテル類(例えばメチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等)、ケトン類(メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン等)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン等)が挙げられ、これら溶剤に対し、1質量%以上50質量%以下溶解することが好ましく、より好ましくは5質量%以上40質量%以下、さらに好ましくは10質量%以上30質量%以下である。この領域にあることで、本発明の着色組成物をカラーフィルタ等の作製に適用する際に、好適な塗布面状や、他色塗布後の溶出による濃度低下を低減させることができるようになる。
 本発明の着色組成物においては、染料多量体を1種単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。2種以上用いる場合、その合計量が後述する含有量に相当することが好ましい。
 本発明の着色組成物中における染料多量体の含有量は、着色組成物の全固形分に対して、10~70質量%が好ましく、10~50質量%がより好ましく、15~30質量%が特に好ましい。
 また、着色組成物の全固形分に対する染料多量体を含む着色剤成分(染料多量体、後述する顔料および他の染料の合計)は、着色組成物の全固形分の50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い。
<硬化性化合物>
<<重合性化合物>>
 本発明の着色組成物は、硬化性化合物を含有する。硬化性化合物としては、ラジカル、酸、熱により架橋可能な公知の重合性化合物を用いることができ、例えば、エチレン性不飽和結合、環状エーテル(エポキシ、オキセタン)、メチロール等を含む重合性化合物が挙げられる。重合性化合物は、感度の観点から、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物から好適に選ばれる。中でも、4官能以上の多官能重合性化合物が好ましく、5官能以上の多官能重合性化合物がさらに好ましい。
 このような化合物群は本発明の産業分野において広く知られているものであり、本発明においてはこれらを特に限定なく用いることができる。これらは、例えば、モノマー、プレポリマー、すなわち2量体、3量体およびオリゴマーまたはそれらの混合物並びにそれらの多量体などの化学的形態のいずれであってもよい。本発明における重合性化合物は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 より具体的には、モノマーおよびそのプレポリマーの例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類、並びにこれらの多量体が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、および不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類、並びにこれらの多量体である。また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能イソシアネート類或いはエポキシ類との付加反応物や、単官能若しくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、さらに、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン等のビニルベンゼン誘導体、ビニルエーテル、アリルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
 これらの具体的な化合物としては、特開2009-288705号公報の段落番号〔0095〕~〔0108〕に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができる。
 また、上記重合性化合物としては、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン基を有する、常圧下で100℃以上の沸点を持つエチレン性不飽和基を持つ化合物も好ましい。その例としては、例えば、特開2013-29760号公報の段落0227を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
 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に記載の化合物を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
 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、A-DPH-12E;新中村化学社製)、およびこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール、プロピレングリコール残基を介している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。以下に好ましい重合性化合物の態様を示す。
 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及び/又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、重合性モノマーとして、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)アクリル酸及び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-C000112
 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、又は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-C000113
 一般式(Z-2)中、R1は水素原子又はメチル基を示し、mは1又は2の数を示し、「*」は結合手であることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000114
 一般式(Z-3)中、R1は水素原子又はメチル基を示し、「*」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(Z-1)~(Z-3)においてm=1、式(Z-2)で表される基の数=2、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA-30(同式、m=1、式(Z-2)で表される基の数=3、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA-60(同式、m=1、式(Z-2)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA-120(同式においてm=2、式(Z-2)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)等を挙げることができる。
 本発明において、カプロラクトン構造を有する多官能性単量体は、単独で又は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)又は(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-C000115
 上記一般式(Z-4)及び(Z-5)中、Eは、各々独立に、-((CH2)yCH2O)-、又は-((CH2)yCH(CH3)O)-を表し、yは、各々独立に0~10の整数を表し、Xは、各々独立に、アクリロイル基、メタクリロイル基、水素原子、又はカルボキシル基を表す。
 上記一般式(Z-4)中、アクリロイル基及びメタクリロイル基の合計は3個又は4個であり、mは各々独立に0~10の整数を表し、各mの合計は0~40の整数である。但し、各mの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
 上記一般式(ii)中、アクリロイル基及びメタクリロイル基の合計は5個又は6個であり、nは各々独立に0~10の整数を表し、各nの合計は0~60の整数である。但し、各nの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
 上記一般式(Z-4)中、mは、0~6の整数が好ましく、0~4の整数がより好ましい。
 また、各mの合計は、2~40の整数が好ましく、2~16の整数がより好ましく、4~8の整数が特に好ましい。
上記一般式(Z-5)中、nは、0~6の整数が好ましく、0~4の整数がより好ましい。
 また、各nの合計は、3~60の整数が好ましく、3~24の整数がより好ましく、6~12の整数が特に好ましい。
 また、一般式(Z-4)又は一般式(Z-5)中の-((CH2)yCH2O)-又は-((CH2)yCH(CH3)O)-は、酸素原子側の末端がXに結合する形態が好ましい。
 上記一般式(Z-4)又は一般式(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(ii)において、6個のX全てがアクリロイル基である形態が好ましい。
 また、一般式(Z-4)又は一般式(Z-5)で表される化合物の重合性化合物中における全含有量としては、20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。
 上記一般式(Z-4)又は一般式(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-ル又はジペンタエリスリト-ルにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを開環付加反応により開環骨格を結合する工程と、開環骨格の末端水酸基に、例えば(メタ)アクリロイルクロライドを反応させて(メタ)アクリロイル基を導入する工程と、から合成することができる。各工程は良く知られた工程であり、当業者は容易に一般式(i)又は(ii)で表される化合物を合成することができる。
 上記一般式(Z-4)又は一般式(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及び/又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)」とも称する。)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-C000116
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000117
 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。更に、重合性化合物として、特開昭63-277653号公報、特開昭63-260909号公報、特開平1-105238号公報に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する付加重合性化合物類を用いることによって、非常に感光スピードに優れた硬化性組成物を得ることができる。
 重合性化合物の市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS-10、UAB-140(山陽国策パルプ社製)、UA-7200」(新中村化学社製、DPHA-40H(日本化薬社製)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(共栄社製)などが挙げられる。
 環状エーテル(エポキシ、オキセタン)としては、例えば、エポキシ基を有するものとしては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂として、JER-827、JER-828、JER-834、JER-1001、JER-1002、JER-1003、JER-1055、JER-1007、JER-1009、JER-1010(以上、ジャパンエポキシレジン(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。このような重合性化合物は、ドライエッチング法でパターンを形成する場合に好適である。
 これらの重合性化合物について、その構造、単独使用か併用か、添加量等の使用方法の詳細は、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、着色組成物膜の強度を高める観点では、3官能以上のものがよく、更に、異なる官能基数・異なる重合性基(例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。さらに、3官能以上のものでエチレンオキサイド鎖長の異なる重合性化合物を併用することが、着色組成物の現像性を調節することができ、優れたパターン形成能が得られるという点で好ましい。
 また、着色組成物に含有される他の成分(例えば、重合開始剤、被分散体、アルカリ可溶性樹脂等)との相溶性、分散性に対しても、重合性化合物の選択・使用法は重要な要因であり、例えば、低純度化合物の使用や2種以上の併用により相溶性を向上させうることがある。また、支持体などの硬質表面との密着性を向上させる観点で特定の構造を選択することもあり得る。
 本発明の着色組成物が硬化性化合物を含有する場合、硬化性化合物の含有量は、着色組成物中の全固形分に対して0.1質量%~90質量%が好ましく、1.0質量%~50質量%がさらに好ましく、2.0質量%~30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(T1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000118
(式(T1)中、nは2~4の整数を表し、Lは2~4価の連結基を表す。)
 上記一般式(T1)において、連結基Lは炭素数2~12の脂肪族基であることが好ましく、nが2であり、Lが炭素数2~12のアルキレン基であることが特に好ましい。多官能チオール化合物の具体的としては、下記の構造式(T2)~(T4)で表される化合物が挙げられ、式(T2)で表される化合物が特に好ましい。これらの多官能チオールは1種または複数組み合わせて使用することが可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000119
 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。
<着色組成物の他の成分>
 本発明の着色組成物は、上記染料多量体および硬化性化合物に加え、他の成分を含んでいても良い。例えば、色価を調節するため等の目的から、本発明で用いる着色組成物は、上記染料多量体に加えて、顔料および顔料分散剤を含んでいてもよい。顔料を用いる場合、形成された着色膜が高透過率であることが好ましく、この物性を維持しうるように顔料の種類、粒径、及び添加量を制御すべきである。
 また、本発明の着色組成物は、カラーフィルタの着色層の形成に用いられるカラーフィルタの形成の場合、通常、上記染料多量体、硬化性化合物および顔料、顔料分散物に加え、さらに、重合開始剤を含んでいてもよい。
 例えば、ドライエッチングによって、着色層を形成する場合、染料多量体、硬化性化合物としての重合性化合物、顔料、顔料分散物および重合開始剤を含む組成物とすることができる。さらに、界面活性剤、溶剤等の成分を含んでいてもよい。
<<顔料>>
 本発明の着色組成物は、さらに、顔料を含有してもよい。
 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又はカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)を挙げることができる。金属化合物としては、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、及び上記金属の複合酸化物を挙げることができる。
 有機顔料としては、例えば、
C.I.ピグメントイエロー11,24,31,53,83,93,99,108,109,110,138,139,147,150,151,154,155,167,180,185,199,;
C.I.ピグメントオレンジ36,38,43,71;
C.I.ピグメントレッド81,105,122,149,150,155,171,175,176,177,209,220,224,242,254,255,264,270;
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1,7
 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が好ましく、100:10~100:30の範囲がより好ましい。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が好ましく、100:30~100:120の範囲がより好ましい。
 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が好ましい。
 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。
 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、10~70質量%が好ましく、25~65質量%がより好ましく、35~55質量%がさらに好ましい。
 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。
 また、本発明では、上記染料多量体以外の染料や上述以外の顔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。
<<顔料分散剤>>
 本発明の着色組成物は、顔料を含む場合、顔料分散剤を併用することができる。
 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〕、及び、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルカノールアミン等の界面活性剤、及び、顔料誘導体等を挙げることができる。
 高分子分散剤は、その構造から更に直鎖状高分子、末端変性型高分子、グラフト型高分子、ブロック型高分子に分類することができる。
 顔料表面へのアンカー部位を有する末端変性型高分子としては、例えば、特開平3-112992号公報、特表2003-533455号公報等に記載の末端にりん酸基を有する高分子、特開2002-273191号公報等に記載の末端にスルホン酸基を有する高分子、特開平9-77994号公報等に記載の有機色素の部分骨格や複素環を有する高分子などが挙げられる。また、特開2007-277514号公報に記載の高分子末端に2個以上の顔料表面へのアンカー部位(酸基、塩基性基、有機色素の部分骨格やヘテロ環等)を導入した高分子も分散安定性に優れ好ましい。
 顔料表面へのアンカー部位を有するグラフト型高分子としては、例えば、ポリエステル系分散剤等が挙げられ、具体的には、特開昭54-37082号公報、特表平8-507960号公報、特開2009-258668号公報等に記載のポリ(低級アルキレンイミン)とポリエステルの反応生成物、特開平9-169821号公報等に記載のポリアリルアミンとポリエステルの反応生成物、特開平10-339949号公報、特開2004-37986号公報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、及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)、及び特開平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、及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、更に、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。
 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(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」、及び三洋化成(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、本発明の顔料分散剤は、上記顔料表面へのアンカー部位を有する末端変性型高分子、グラフト型高分子、ブロック型高分子と伴に、アルカリ可溶性樹脂と併用して用いても良い。アルカリ可溶性樹脂としては、(メタ)アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等、並びに側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体、水酸基を有するポリマーに酸無水物を変性した樹脂が挙げられるが、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。
 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部~100部の範囲が好ましく、10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部~30部の範囲にあることが好ましく、3部~20部の範囲にあることがより好ましく、5部~15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。
<<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してもよい。
 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。
 上記重合後に酸基を付与しうるモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するモノマー、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有するモノマー、2-イソシアナートエチル(メタ)アクリレート等のイソシアネート基を有するモノマー等が挙げられる。これら酸基を導入するための単量体は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。アルカリ可溶性樹脂に酸基を導入するには、例えば、酸基を有するモノマーおよび/または重合後に酸基を付与しうるモノマー(以下「酸基を導入するための単量体」と称することもある。)を、単量体成分として重合するようにすればよい。
 なお、重合後に酸基を付与しうるモノマーを単量体成分として酸基を導入する場合には、重合後に例えば後述するような酸基を付与するための処理が必要となる。
 アルカリ可溶性樹脂の製造には、例えば、公知のラジカル重合法による方法を適用することができる。ラジカル重合法でアルカリ可溶性樹脂を製造する際の温度、圧力、ラジカル開始剤の種類およびその量、溶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-C000120
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-C000121
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。上記エーテルダイマーを示す上記一般式(ED)中、R1およびR2で表される置換基を有していてもよい炭素数1~25の炭化水素基としては、特に制限はないが、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、tert-アミル、ステアリル、ラウリル、2-エチルヘキシル等の直鎖状または分岐状のアルキル基;フェニル等のアリール基;シクロヘキシル、tert-ブチルシクロヘキシル、ジシクロペンタジエニル、トリシクロデカニル、イソボルニル、アダマンチル、2-メチル-2-アダマンチル等の脂環式基;1-メトキシエチル、1-エトキシエチル等のアルコキシで置換されたアルキル基;ベンジル等のアリール基で置換されたアルキル基;等が挙げられる。これらの中でも特に、メチル、エチル、シクロヘキシル、ベンジル等のような酸や熱で脱離しにくい1級または2級炭素の置換基が耐熱性の点で好ましい。
 上記エーテルダイマーの具体例としては、例えば、ジメチル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジエチル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(n-プロピル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソプロピル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(n-ブチル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソブチル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(tert-ブチル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(tert-アミル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ステアリル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ラウリル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(2-エチルヘキシル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(1-メトキシエチル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(1-エトキシエチル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジベンジル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジフェニル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジシクロヘキシル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(tert-ブチルシクロヘキシル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ジシクロペンタジエニル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(トリシクロデカニル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソボルニル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジアダマンチル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(2-メチル-2-アダマンチル)-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート等が挙げられる。これらの中でも特に、ジメチル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジエチル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジシクロヘキシル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジベンジル-2,2'-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエートが好ましい。これらエーテルダイマーは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。上記一般式(ED)で示される化合物由来の構造体は、その他の単量体を共重合させてもよい。
 アルカリ可溶性樹脂は、下記式(X)で示されるエチレン性不飽和単量体(a)に由来する構造単位を含んでいてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000122
(式(X)において、R1は、水素原子またはメチル基を表し、R2は炭素数2~10のアルキレン基を表し、R3は、水素原子またはベンゼン環を含んでもよい炭素数1~20のアルキル基を表す。nは1~15の整数を表す。)
 上記式(X)において、R2のアルキレン基の炭素数は、2~3であることが好ましい。また、R3のアルキル基の炭素数は1~20であるが、より好ましくは1~10であり、R3のアルキル基はベンゼン環を含んでもよい。R3で表されるベンゼン環を含むアルキル基としては、ベンジル基、2-フェニル(イソ)プロピル基等を挙げることができる。
 また、本発明における着色組成物の架橋効率を向上させるために、重合性基を有したアルカリ可溶性樹脂を使用してもよい。重合性基を有したアルカリ可溶性樹脂としては、アリル基、(メタ)アクリル基、アリルオキシアルキル基等を側鎖に含有したアルカリ可溶性樹脂等が有用である。上述の重合性基を含有するポリマーの例としては、ダイヤナ-ルNRシリーズ(三菱レイヨン株式会社製)、Photomer6173(COOH含有 polyurethane acrylic oligomer. Diamond Shamrock Co.Ltd.,製)、ビスコートR-264、KSレジスト106(いずれも大阪有機化学工業株式会社製)、サイクロマーPシリーズ、プラクセル CF200シリーズ(いずれもダイセル化学工業株式会社製)、Ebecryl3800(ダイセルユーシービー株式会社製)などが挙げられる。これら重合性基を含有するアルカリ可溶性樹脂としては、予めイソシアネート基とOH基を反応させ、未反応のイソシアネート基を1つ残し、かつ(メタ)アクリロイル基を含む化合物とカルボキシル基を含むアクリル樹脂との反応によって得られるウレタン変性した重合性二重結合含有アクリル樹脂、カルボキシル基を含むアクリル樹脂と分子内にエポキシ基および重合性二重結合を共に有する化合物との反応によって得られる不飽和基含有アクリル樹脂、酸ペンダント型エポキシアクリレート樹脂、OH基を含むアクリル樹脂と重合性二重結合を有する2塩基酸無水物を反応させた重合性二重結合含有アクリル樹脂、OH基を含むアクリル樹脂とイソシアネートと重合性基を有する化合物を反応させた樹脂、特開2002-229207号公報および特開2003-335814号公報に記載されるα位またはβ位にハロゲン原子或いはスルホネート基などの脱離基を有するエステル基を側鎖に有する樹脂を、塩基性処理することで得られる樹脂などが好ましい。また、アクリキュア-RD-F8(日本触媒社製)も好ましい。
 アルカリ可溶性樹脂としては、特に、(メタ)アクリル酸ベンジル/(メタ)アクリル酸共重合体や(メタ)アクリル酸ベンジル/(メタ)アクリル酸/他のモノマーからなる多元共重合体が好適である。この他、2-ヒドロキシエチルメタクリレートを共重合した(メタ)アクリル酸ベンジル/(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル共重合体、特開平7-140654号公報に記載の2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2-ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2-ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクレート/メタクリル酸共重合体などが挙げられ、特に好ましくはメタクリル酸ベンジル/メタクリル酸の共重合体等が挙げられる。
 アルカリ可溶性樹脂としては、特開2012-208494号公報段落0558~0571(対応する米国特許出願公開第2012/0235099号明細書の[0685]~[0700])以降の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 さらに、特開2012-32767号公報に記載の段落番号0029~0063に記載の共重合体(B)および実施例で用いられているアルカリ可溶性樹脂、特開2012-208474号公報の段落番号0088~0098に記載のバインダー樹脂および実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2012-137531号公報の段落番号0022~0032に記載のバインダー樹脂および実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2013-024934号公報の段落番号0132~0143に記載のバインダー樹脂および実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2011-242752号公報の段落番号0092~0098および実施例で用いられているバインダー樹脂、特開2012-032770号公報の段落番号0030~0072の記載のバインダー樹脂を用いること好ましい。これらの内容は本願明細書に組み込まれる。より具体的には、下記の樹脂が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000123
 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。
<<重合開始剤>>
 本発明の着色組成物は、さらに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必須である。
 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、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。
 重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの、など)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノン化合物、ヒドロキシアセトフェノンなどが挙げられる。
 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及びその誘導体、シクロペンタジエン-ベンゼン-鉄錯体及びその塩、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、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ダイマー、ベンゾフェノン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。
 特に、本発明の着色組成物を固体撮像素子の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。
 本発明に用いられる重合開始剤の具体例としては、例えば、特開2013-29760号公報の段落0265~0268を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
 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、及び、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、及び、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又は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。
 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。オキシム開始剤の具体例としては、特開2001-233842号公報記載の化合物、特開2000-80068号公報記載の化合物、特開2006-342166号公報記載の化合物を用いることができる。
 本発明における重合開始剤として好適に用いられるオキシム誘導体等のオキシム化合物としては、例えば、3-ベンゾイロキシイミノブタン-2-オン、3-アセトキシイミノブタン-2-オン、3-プロピオニルオキシイミノブタン-2-オン、2-アセトキシイミノペンタン-3-オン、2-アセトキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オン、2-ベンゾイロキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オン、3-(4-トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン-2-オン、及び2-エトキシカルボニルオキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オンなどが挙げられる。
 オキシムエステル化合物としては、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.1653-1660)、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.156-162、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年)pp.202-232、特開2000-66385号公報記載の化合物、特開2000-80068号公報、特表2004-534797号公報、特開2006-342166号公報の各公報に記載の化合物等が挙げられる。
 市販品ではIRGACURE OXE-01(BASF社製)、IRGACURE OXE-02(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エステル化合物として、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号公報及び米国特許公開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、例えば、特開2013-29760号公報の段落0274~0275を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
 具体的には、オキシム重合開始剤としては、下記式(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-C000124
 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。
 上記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。
 一般式(OX-1)で表される化合物の具体例(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-C000125
 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及び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又は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。
 本発明に用いられる重合開始剤は、必要に応じて2種以上を組み合わせて使用しても良い。
 本発明の着色組成物に重合開始剤が含有する場合、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、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。
<他の成分>
 本発明の着色組成物は、上述の各成分に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに、有機溶剤、架橋剤、重合禁止剤、界面活性剤、有機カルボン酸、有機カルボン酸無水物などの他の成分を含んでいてもよい。
<<有機溶剤>>
 本発明の着色組成物は、有機溶剤を含有してもよい。
 有機溶剤は、各成分の溶解性や着色組成物の塗布性を満足すれば基本的には特に制限はないが、特に紫外線吸収剤、アルカリ可溶性樹脂や分散剤等の溶解性、塗布性、安全性を考慮して選ばれることが好ましい。また、本発明における着色組成物を調製する際には、少なくとも2種類の有機溶剤を含むことが好ましい。
 有機溶剤としては、エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸シクロヘキシル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、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メチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコール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、紫外線吸収剤及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、及びプロピレングリコールメチルエーテルアセテートから選択される2種以上で構成される混合溶液である。
 有機溶剤の着色組成物中における含有量は、塗布性の観点から、組成物の全固形分濃度が5質量%~80質量%になる量とすることが好ましく、5質量%~60質量%がさらに好ましく、10質量%~50質量%が特に好ましい。
 本発明の組成物は、有機溶剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<架橋剤>>
 本発明の着色組成物に補足的に架橋剤を用い、着色組成物を硬化させてなる着色硬化膜の硬度をより高めることもできる。
 架橋剤としては、架橋反応により膜硬化を行なえるものであれば、特に限定はなく、例えば、(a)エポキシ樹脂、(b)メチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換された、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物、(c)メチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換された、フェノール化合物、ナフトール化合物又はヒドロキシアントラセン化合物、が挙げられる。中でも、多官能エポキシ樹脂が好ましい。
 架橋剤の具体例などの詳細については、特開2004-295116号公報の段落0134~0147の記載を参照することができ、こ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中に架橋剤を含有する場合、架橋剤の配合量は、特に定めるものではないが、組成物の全固形分の2~30質量%が好ましく、3~20質量%がより好ましい。
 本発明の組成物は、架橋剤を、1種類のみを含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
<<重合禁止剤>>
 本発明の着色組成物においては、上記着色組成物の製造中又は保存中において、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-t-ブチル-p-クレゾール、ピロガロール、t-ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4'-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2'-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、N-ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩等が挙げられる。
 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)等が挙げられる。
 ノニオン系界面活性剤として具体的には、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン並びにそれらのエトキシレートおよびプロポキシレート(例えば、グリセロールプロポキシレート、グリセリンエトキシレート等)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル(BASF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、及び/又は有機カルボン酸無水物を含有していてもよい。有機カルボン酸及び有機カルボン酸無水物の具体例としては、例えば、特開2013-29760号公報の段落0338~0340を参酌することができ、こ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。
 上記のほか、着色組成物には、必要に応じて、各種添加物、例えば、充填剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することができる。これらの添加物としては、特開2004-295116号公報の段落0155~0156に記載のものを挙げることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 本発明の着色組成物においては、特開2004-295116号公報の段落0078に記載の増感剤や光安定剤、同公報の段落0081に記載の熱重合防止剤を含有することができる。
<着色組成物の調製方法>
 本発明の着色組成物は、前述の成分を混合することで調製される。
 なお、着色組成物の調製に際しては、着色組成物を構成する各成分を一括配合してもよいし、各成分を溶剤に溶解・分散した後に逐次配合してもよい。また、配合する際の投入順序や作業条件は特に制約を受けない。例えば、全成分を同時に溶剤に溶解・分散して組成物を調製してもよいし、必要に応じては、各成分を適宜2つ以上の溶液・分散液としておいて、使用時(塗布時)にこれらを混合して組成物として調製してもよい。
 本発明の着色組成物は、異物の除去や欠陥の低減などの目的で、フィルタで濾過することが好ましい。従来からろ過用途等に用いられているものであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂、ナイロン-6、ナイロン-6,6等のポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂(高密度、超高分子量を含む)等によるフィルタが挙げられる。これら素材の中でもポリプロピレン(高密度ポリプロピレンを含む)が好ましい。
 フィルタの孔径は、0.01~7.0μm程度が適しており、好ましくは0.01~3.0μm程度、さらに好ましくは0.05~0.5μm程度である。この範囲とすることにより、後工程において均一及び平滑な着色組成物の調製を阻害する、微細な異物を確実に除去することが可能となる。
 フィルタを使用する際、異なるフィルタを組み合わせてもよい。その際、第1のフィルタでのフィルタリングは、1回のみでもよいし、2回以上行ってもよい。
 また、上述した範囲内で異なる孔径の第1のフィルタを組み合わせてもよい。ここでの孔径は、フィルタメーカーの公称値を参照することができる。市販のフィルタとしては、例えば、日本ポール株式会社、アドバンテック東洋株式会社、日本インテグリス株式会社(旧日本マイクロリス株式会社)又は株式会社キッツマイクロフィルタ等が提供する各種フィルタの中から選択することができる。
 第2のフィルタは、上述した第1のフィルタと同様の材料等で形成されたものを使用することができる。
 例えば、第1のフィルタでのフィルタリングは、分散液のみで行い、他の成分を混合した後で、第2のフィルタリングを行ってもよい。
 本発明の着色組成物は、基板密着性を改良し、且つ表面粗度が良好な着色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層を形成するために好適に用いられる。また、本発明の着色組成物は、固体撮像素子(例えば、CCD、CMOS等)や、液晶表示装置(LCD)などの画像表示装置に用いられるカラーフィルタなどの着色パターン形成用として好適に用いることができる。さらに、印刷インキ、インクジェットインキ及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及びCMOS等の固体撮像素子用のカラーフィルタを作製用途として好適に用いることができる。
<硬化膜、パターン形成方法、カラーフィルタおよびカラーフィルタの製造方法>
 次に、本発明における硬化膜、パターン形成方法およびカラーフィルタについて、その製造方法を通じて詳述する。また、本発明のパターン形成方法を用いたカラーフィルタの製造方法についても説明する。
 本発明の硬化膜は、本発明の着色組成物を硬化してなる。かかる硬化膜はカラーフィルタに好ましく用いられる。
 本発明のパターン形成方法は、本発明の着色組成物を支持体上に適用して着色組成物層を形成し、不要部分を除去して、着色パターンを形成する。
 本発明のパターン形成方法は、カラーフィルタが有する着色パターン(画素)の形成に好適に適用することができる。
 本発明の組成物は、いわゆるフォトリソグラフィ法でパターン形成によって、カラーフィルタを製造してもよいし、ドライエッチング法によってパターンを形成してもよい。
 すなわち、本発明のパターン形成方法の第一の実施形態として、着色組成物を支持体上に適用して着色組成物層を形成する工程と、上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が例示される。
 また、本発明のパターン形成方法の第二の実施形態として、着色組成物を支持体上に適用して着色組成物層を形成し、硬化して着色層を形成する工程、上記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上記フォトレジスト層をパターニングしてレジストパターンを得る工程、および上記レジストパターンをエッチングマスクとして上記着色層をドライエッチングする工程を含む、パターン形成方法が例示される。
 このようなパターン形成方方法は、カラーフィルタの着色層の製造に用いられる。すなわち、本発明では、本発明のパターン形成方法を含むカラーフィルタの製造方法についても開示する。
 以下これらの詳細を述べる。
 以下、本発明のパターン形成方法における各工程については、固体撮像素子用カラーフィルタの製造方法を通じて詳細に説明するが、本発明はこの方法に限定されるものではない。以下、固体撮像素子用カラーフィルタを単に「カラーフィルタ」ということがある。
<<着色組成物層を形成する工程>>
 着色組成物層を形成する工程では、支持体上に、本発明の着色組成物を適用して着色組成物層形成工程を形成する。
 本工程に用いうる支持体としては、例えば、基板(例えば、シリコン基板)上にCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の撮像素子(受光素子)が設けられた固体撮像素子用基板を用いることができる。
 本発明における着色パターンは、固体撮像素子用基板の撮像素子形成面側(おもて面)に形成されてもよいし、撮像素子非形成面側(裏面)に形成されてもよい。
 固体撮像素子における着色パターンの間や、固体撮像素子用基板の裏面には、遮光膜が設けられていてもよい。
 また、支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止或いは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。下塗り層には、溶剤、アルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、重合禁止剤、界面活性剤、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。
 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、上記フォトダイオードおよび上記転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口したタングステン等からなる遮光膜を有し、遮光膜上に遮光膜全面およびフォトダイオード受光部を覆うように形成された窒化シリコン等からなるデバイス保護膜を有し、上記デバイス保護膜上に、本発明の固体撮像素子用カラーフィルタを有する構成である。
 さらに、上記デバイス保護層上であってカラーフィルタの下(支持体に近い側)に集光手段(例えば、マイクロレンズ等。以下同じ)を有する構成や、カラーフィルタ上に集光手段を有する構成等であってもよい。
<画像表示装置>
 本発明のカラーフィルタは、上記固体撮像素子のみならず、液晶表示装置や有機EL表示装置などの、画像表示装置に用いることができ、特に液晶表示装置の用途に好適である。本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置は、表示画像の色合いが良好で表示特性に優れた高画質画像を表示することができる。
 表示装置の定義や各表示装置の詳細については、例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに記載されている。また、液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば、上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。
 本発明のカラーフィルタは、カラーTFT方式の液晶表示装置に用いてもよい。カラーTFT方式の液晶表示装置については、例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ(共立出版(株)1996年発行)」に記載されている。さらに、本発明はIPSなどの横電界駆動方式、MVAなどの画素分割方式などの視野角が拡大された液晶表示装置や、STN、TN、VA、OCS、FFS、およびR-OCB等にも適用できる。
 また、本発明におけるカラーフィルタは、明るく高精細なCOA(Color-filter On Array)方式にも供することが可能である。COA方式の液晶表示装置にあっては、カラーフィルタ層に対する要求特性は、前述のような通常の要求特性に加えて、層間絶縁膜に対する要求特性、すなわち低誘電率および剥離液耐性が必要とされることがある。本発明のカラーフィルタにおいては、色相に優れた色素を用いることから、色純度、光透過性などが良好で着色パターン(画素)の色合いに優れるので、解像度が高く長期耐久性に優れたCOA方式の液晶表示装置を提供することができる。なお、低誘電率の要求特性を満足するためには、カラーフィルタ層の上に樹脂被膜を設けてもよい。
 これらの画像表示方式については、例えば、「EL、PDP、LCDディスプレイ-技術と市場の最新動向-(東レリサーチセンター調査研究部門 2001年発行)」の43ページなどに記載されている。
 本発明におけるカラーフィルタを備えた液晶表示装置は、本発明におけるカラーフィルタ以外に、電極基板、偏光フィルム、位相差フィルム、バックライト、スペーサ、視野角保障フィルムなど様々な部材から構成される。本発明のカラーフィルタは、これらの公知の部材で構成される液晶表示装置に適用することができる。これらの部材については、例えば、「'94液晶ディスプレイ周辺材料・ケミカルズの市場(島 健太郎 (株)シーエムシー 1994年発行)」、「2003液晶関連市場の現状と将来展望(下巻)(表良吉(株)富士キメラ総研、2003年発行)」に記載されている。
 バックライトに関しては、SID meeting Digest 1380(2005)(A.Konno et.al)や、月刊ディスプレイ 2005年12月号の18~24ページ(島 康裕)、同25~30ページ(八木隆明)などに記載されている。
 本発明におけるカラーフィルタを液晶表示装置に用いると、従来公知の冷陰極管の三波長管と組み合わせたときに高いコントラストを実現できるが、さらに、赤、緑、青のLED光源(RGB-LED)をバックライトとすることによって輝度が高く、また、色純度の高い色再現性の良好な液晶表示装置を提供することができる。
 本発明における着色組成物は、ドライエッチングプロセスによるパターン形成にも好適に用いることができる。
 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」および「部」は質量基準である。
(染料a・bの合成)
 特開2012-158739号公報の段落0413~0423に記載の方法により色素単量体M1を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000126
(合成例1)
 色素単量体M1を50g、メタクリル酸3.67g、アデカスタブLA-82(上述した式(1)で表される構造を有する構成単位に由来する単量体)(ADEKA製)1.78g、ドデカンチオール1.05g、重合開始剤(V-601、和光純薬製)2.39g、シクロヘキサノン50gの混合溶液を調製した。別途、反応容器に色素単量体M1を50g、メタクリル酸3.67g、ドデカンチオール1.05g、アデカスタブLA-82(ADEKA製)1.78g、シクロヘキサノン50gを入れ、窒素フローをし、80℃に保ち撹拌させた。そこに調製した上記混合溶液を1時間かけて滴下し、3時間撹拌した後、反応を停止した。室温まで冷却後、アセトニトリル6200mLに、得られた反応溶液とメタノール1038mLを混合した溶液を20分かけて滴下し、10分撹拌した。得られた析出物をろ過し、次いで乾燥し、染料多量体である染料aを70g得た。GPC測定より確認した染料aの重量平均分子量(Mw)は、6,000であり、重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)の比は2.0であった。また、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を用いた滴定により、酸価は82mgKOH/gであった。
 以下に、染料aの構造(化合物101)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000127
(合成例2)
 染料aを15g、メタクリル酸グリシジル2.08g、テトラブチルアンモニウムブロミド0.38g、p-メトキシフェノール0.017g、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート96.8gに加え100℃、8時間加熱撹拌した。得られた染料溶液をアセトニトリル180gとイオン交換水900gの混合溶液に滴下し、ろ過し、乾燥させ、染料多量体である染料bを15g得た。GPC測定より確認した染料bの重量平均分子量(Mw)は、9,000であり、重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)の比は2.2であった。また、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を用いた滴定により、酸価は28mgKOH/gであった。
 以下に染料bの構造(化合物102)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000128
(合成例3)
(染料cの合成)
 色素としてトリフェニルメタン色素である色素単量体M2を用い、下記染料c(化合物103)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000129
 以下、染料cの合成例について詳細な操作を説明する。
 特開2000-162429号公報に記載の方法により色素単量体M2を合成した。
 色素単量体M2(15g)、アデカスタブLA-82(ADEKA製)(1.0g)、ベンジルメタクリレート(10g)、メタクリル酸(3.5g)、及びアゾビスイソブチロニトリル(5g)をN-エチルピロリドン(50g)に加え、室温で30分攪拌し溶解させた(滴下用重合溶液)。
 別途、色素単量体M2(15g)、アデカスタブLA-82(ADEKA製)(1.0g)、ベンジルメタクリレート(10g)、メタクリル酸(3.5g)色素単量体M2(15g)、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸(6.5g)、ヒドロキシエチルメタクリレート(23g)、メタクリル酸(5.5g)をN-エチルピロリドン(50g)に溶解させ、95℃で攪拌した。そこに調製した上記滴下用重合溶液を3時間かけて滴下し、1時間攪拌した後、アゾイソブチロニトリル(2.5g)を添加、さらに2時間反応させ停止した。室温まで冷却後、溶媒を留去して染料cを得た。得られた染料cの重量平均分子量(Mw)は20000であった。また、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を用いた滴定により、酸価は77mgKOH/gであった。
(合成例4)
(染料dの合成)
 色素としてアントラキノン色素である色素単量体M3を用い、以下のようにして染料d(化合物104)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000130
 反応容器に、色素単量体M3(8.21g)、メタクリル酸(1.61g)、アデカスタブLA-82(ADEKA製)(0.35g)、ドデシルメルカプタン(0.20g)、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセテート(PGMEA)(23.3g)を添加し、窒素雰囲気下で80℃に加熱した。この溶液に、色素単量体M3(8.21g)、メタクリル酸(1.61g)、アデカスタブLA-82(ADEKA製)(0.35g)ドデシルメルカプタン(0.25g)、2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル(0.46g)、PGMEA(23.3g)の混合溶液を2時間かけて滴下した。その後3時間攪拌した後、90℃に昇温し、2時間加熱攪拌した後、放冷して(MD-1)のPGMEA溶液を得た。次に、(MD-1)のPGMEA溶液に、メタクリル酸グリシジル(1.42g)、テトラブチルアンモニウムブロミド(80mg)、p-メトキシフェノール(20mg)を添加し、空気雰囲気下で100℃で15時間加熱し、メタクリル酸グリシジルが消失するのを確認した。冷却後、メタノール/イオン交換水=100mL/10mLの混合溶媒に滴下して再沈し、染料dを17.6g得た。GPC測定より、重量平均分子量(Mw)は9,000であった。染料dの重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)の比は1.9であった。また、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を用いた滴定により、酸価は42mgKOH/gであった。また、NMR測定により染料dが含有する重合性基量が、染料d(1g)に対し0.7mmol/gであった。
(合成例5~30)
(染料e~染料adの合成)
 色素単量体の種類およびアデカスタブLA-82(上述した式(1)で表される構造を有する構成単位に由来する単量体)を下記表1に示すように変更したこと以外は、染料dの合成と同様にして、染料e~染料adを合成した。合成例29および30は2種類の色素単量体をそれぞれ半分の重量ずつ用いて合成した。
 下記表1において、色素単量体M4~M18、及び、上述した式(1)~(5)で表される構造を有する構成単位に由来する単量体S1~S4、化合物105~化合物130は以下の通りである。
 ここで、色素単量体M4及び色素単量体M5はアントラキノン色素であり、色素単量体M6はスクアリリウム色素であり、色素単量体M7はシアニン色素であり、色素単量体M8はフタロシアニン色素であり、色素単量体M9はサブフタロシアニン色素であり、色素単量体M10はキノフタロン色素であり、色素単量体M11はキサンテン色素であり、色素単量体M12~色素単量体M15はアゾ色素であり、色素単量体M16~18はキサンテン色素である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000131
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000132
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000133
 S1は、アデカスタブLA-82(ADEKA製)を、S2、S3は東京化成製を、S4はUS5672704A1号公報の合成例22に記載の方法で合成したものを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000134
 以下の染料多量体において、「-w-」は、色素構造を有する構成単位を表す。例えば、化合物105は、以下の3つの構成単位に加えて、「-w-」で表される構成単位を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000135
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000136
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000137
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000138
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000139
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000140
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000141
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000142
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000143
 下記表1には、染料多量体である染料a~染料adに含まれる、色素構造を形成しうる色素単量体の種類(M1~M18)、染料多量体(化合物101~130)及び得られた染料多量体の酸価、重量平均分子量(Mw)を記載する。
 下記表中、(a-1)は、色素構造を有する構成単位を表す。(a-2)は、式(1)~(5)で表される構造のいずれかを有する構成単位を表す。(a-3)は、酸基を有する構成単位を表す。(a-4)は、重合性基を有する構成単位を表す。その他は、(a-1)~(a-4)以外の官能基を有する他の構成単位を表す。
 また、下記表中の染料多量体(染料a~染料ad)は、ランダムラジカル重合体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000144
(合成例31)
(染料aeの合成)
 単量体S5前駆体の合成
 Bulletin of the Chemical Society of Japan,1980 , vol.53, # 7 p.1853 - 1859に記載の方法で、下式単量体S5前駆体を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000145
 下記色素単量体M19を50g、メタクリル酸3.67g、上記S5前駆体1.78g、重合開始剤(V-601、和光純薬製)2.39g、PGMEA50gの混合溶液を調製した。別途、反応容器にPGMEA25gを入れ、窒素フローをし、80℃に保ち撹拌させた。そこに調製した上記混合溶液を1時間かけて滴下し、3時間撹拌した後、反応を停止した。室温まで冷却後、カリウムtert-ペンチラート1.7Mトルエン溶液を5.0mL室温で添加し、55℃1時間攪拌した後、室温まで冷却した。続いて、メタンスルホン酸0.88gを滴下し、その後、水1000gに反応液を滴下した。得られた析出物をろ過し、次いで乾燥し、染料多量体である染料aeを55g得た。GPC測定より確認した染料aeの重量平均分子量(Mw)は、9,000であった。また、染料xの重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)の比は2.0であった。また、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を用いた滴定により、染料aeの酸価は82mgKOH/gであった。
 染料ae中の各構成単位のモル比は、色素単量体M19に由来する構成単位:メタクリル酸に由来する構成単位:上記S5前駆体に由来する構成単位=49:44:7:であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000146
(合成例32)
(染料afの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000147
 三口フラスコにシクロヘキサノン31.2gを添加し、窒素雰囲気下で90℃に加熱した。この溶液に色素単量体M20(33.0g、31mmol)、メタクリル酸(9.6g、112mmol)、ドデシルメルカプタン(2.8g、13mmol)、ポリエチレングリコールモノメタクリレート〔商品名:ブレンマーPE-90、日油(株)製〕(3.5g)、アデカスタブLA-82(ADEKA製)(2.0g)、2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル)〔商品名:V601、和光純薬工業(株)製〕(6.2g、27mmol)、シクロヘキサノン(81g)の混合溶液を1時間かけて滴下した。その後90℃で3時間攪拌した後、室温まで冷却し、酢酸エチル/アセトニトリル=1530mL/170mLの混合溶媒に滴下して再沈した。40℃で送風乾燥を1日行った後、染料多量体である染料afを25.3g得た。染料afは酸価123mgKOH/gであり、組成比(モル比)を1H-NMRで確認したところ、色素単量体M20に由来する構成単位:メタクリル酸に由来する構成単位:ポリエチレングリコールモノメタクリレートに由来する構成単位:アデカスタブLA-82に由来する構成単位=18:65:11:6であった。GPC測定より、重量平均分子量(Mw)は15000であった。染料afの重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)の比は1.9であった。
比較化合物1の合成
 色素としてトリアリールメタン色素である色素単量体M2を用い、以下のようにして比較染料1(比較化合物1)を合成した。
 色素単量体M2(15g)、ベンジルメタクリレート(11g)、メタクリル酸(3.5g)及びアゾビスイソブチロニトリル(5g)をN-エチルピロリドン(50g)に加え、室温で30分攪拌し溶解させた(滴下用重合溶液)。
 別途、色素単量体M2(15g)、ベンジルメタクリレート(11g)、メタクリル酸(3.5g)色素単量体M2(15g)、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸(6.5g)、ヒドロキシエチルメタクリレート(23g)、メタクリル酸(5.5g)をN-エチルピロリドン(50g)に溶解させ、95℃で攪拌した。そこに調製した上記滴下用重合溶液を3時間かけて滴下し、1時間攪拌した後、アゾイソブチロニトリル(2.5g)を添加、さらに2時間反応させ停止した。室温まで冷却後、溶媒を留去して比較染料1を得た。得られた比較染料1の重量平均分子量(Mw)は19,000であった。また、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を用いた滴定により、酸価は75mgKOH/gであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000148
比較化合物2の合成
 色素としてキサンテン色素である色素単量体M16を用い、以下のようにして比較染料2(比較化合物2)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000149
 反応容器に、色素単量体M16(8.5g)、メタクリル酸(1.6g)、ドデシルメルカプタン(0.20g)、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセテート(PGMEA)(23.3g)を添加し、窒素雰囲気下で80℃に加熱した。この溶液に、色素単量体M16(8.5g)、メタクリル酸(1.6g)、ドデシルメルカプタン(0.25g)、2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル(0.46g)、PGMEA(23.3g)の混合溶液を2時間かけて滴下した。その後3時間攪拌した後、90℃に昇温し、2時間加熱攪拌した後、放冷して(XA-1)のPGMEA溶液を得た。次に、(XA-1)のPGMEA溶液に、メタクリル酸グリシジル(1.4g)、テトラブチルアンモニウムブロミド(80mg)、p-メトキシフェノール(20mg)を添加し、空気雰囲気下で100℃で15時間加熱し、メタクリル酸グリシジルが消失するのを確認した。冷却後、メタノール/イオン交換水=100mL/10mLの混合溶媒に滴下して再沈し、比較染料2を17.6g得た。GPC測定より、重量平均分子量(Mw)は10,000であった。比較染料2の重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)の比は1.9であった。また、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を用いた滴定により、酸価は45mgKOH/gであった。また、NMR測定により比較染料2が含有する重合性基量が、比較染料2(1g)に対し0.7mmol/gであった。
<着色組成物の調製>
<実施例1>
(顔料分散液P1(C.I.Pigment Blue15:6分散液)の調製)
 以下のようにして、顔料分散液P1(C.I.Pigment Blue15:6分散液)を調製した。
 即ち、C.I.Pigment Blue15:6(青色顔料;以下、「PB15:6」とも称する)を19.4質量部(平均一次粒子径55nm)、及び顔料分散剤BY-161(BYK社製)を2.95質量部、アルカリ可溶性樹脂1(メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸の共重合体、30%PGMEA溶液)を2.95質量部、PGMEA172.3質量部からなる混合液を、ビーズミル(beads mill)(ジルコニアビーズ0.3mm径)により3時間混合・分散した。その後、さらに、減圧機構付き高圧分散機NANO-3000-10(日本ビーイーイー(株)製)を用いて、2000kg/cm3の圧力下で流量500g/minとして分散処理を行なった。この分散処理を10回繰り返し、顔料分散液として、C.I.Pigment Blue15:6分散液を得た。得られたC.I.Pigment Blue15:6分散液について、顔料の平均一次粒子径を動的光散乱法(Microtrac Nanotrac UPA-EX150(日機装社(Nikkiso Co.,)td.)製))により測定したところ、24nmであった。
(着色組成物Blue1の調製)
 下記の各成分を混合して分散、溶解し、着色組成物(着色組成物1)を得た。
(着色組成物1の組成)
・有機溶剤(PGMEA):17.12部
・上記アルカリ可溶性樹脂1:1.23部
・アルカリ可溶性樹脂2(アクリキュア-RD-F8(日本触媒社製)):0.23部
・重合開始剤I-2(下記化合物、IRGACURE OXE-02):0.975部
・染料aのシクロヘキサノン溶液(固形分濃度12.3%):24.57部
・顔料分散液P1(C.I.Pigment Blue15:6分散液、PGMEA溶液、固形分濃度12.8%):51.40部
・重合性化合物(NKエステル A-DPH-12E(新中村化学社製)):1.96部
・重合禁止剤(p-メトキシフェノール):0.0007部
・フッ素系界面活性剤(DIC社製F475、1%PGMEA溶液):2.50部
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000150
<実施例2~32、比較例1~4>
(顔料分散液P2~P8の調製)
 下記の顔料分散液は、実施例1における「C.I.Pigment Blue15:6分散液の調製」において青色顔料として用いたC.I.Pigment Blue15:6に代えて、下記の顔料を用いたこと以外は実施例1における「C.I.Pigment Blue15:6分散液の調製」と同様にして調製した。
・赤色用顔料A:顔料分散液P2
 C.I.ピグメントレッド254(PR254)(平均一次粒子径26nm)
・赤色用顔料B:顔料分散液P3
 C.I.ピグメントレッド177(PR177)(平均一次粒子径28nm)
・緑色用顔料A:顔料分散液P4
 C.I.ピグメントグリーン36(PG36)(平均一次粒子径25nm)
・緑色用顔料B:顔料分散液P5
 C.I.ピグメントグリーン58(PG58)(平均一次粒子径30nm)
・黄色用顔料A:顔料分散液P6
 C.I.ピグメントイエロー139(PY139)(平均一次粒子径27nm)
・黄色用顔料B:顔料分散液P7
 C.I.ピグメントイエロー150(PY150)(平均一次粒子径26nm)
・紫色用顔料A:顔料分散液P8
 C.I.ピグメントバイオレット23(PV150)(平均一次粒子径27nm)
(着色組成物の調製)
 実施例1における顔料分散液、染料を下記表のように変更したこと以外は、実施例1における「着色組成物Blue1の調製」と同様にして、着色組成物Blue2~19、Green1~5、Red1~8および比較Blue1、3を調製した。
(比較Blue2の調製)
 下記の各成分を混合して分散、溶解し、着色組成物(比較Blue2)を得た。
(比較Blue2の組成)
・有機溶剤(PGMEA):17.12部
・アルカリ可溶性樹脂1(メタクリル酸ベンジル/メタクリル酸の共重合体、30%PGMEA溶液):1.23部
・アルカリ可溶性樹脂2(アクリキュア-RD-F8(日本触媒社製)):0.23部
・重合開始剤I-2(IRGACURE OXE-02):0.975部
・比較染料1のシクロヘキサノン溶液(固形分濃度12.3%):24.57部
・顔料分散液P1(C.I.Pigment Blue15:6分散液、PGMEA溶液、固形分濃度12.8%):51.40部
・重合性化合物(NKエステル A-DPH-12E(新中村化学社製)):1.66部
・重合禁止剤(p-メトキシフェノール):0.0007部
・フッ素系界面活性剤(DIC社製F475、1%PGMEA溶液):2.50部
・(添加剤)アデカスタブLA-52:0.30部
(比較Blue4の調製)
 染料を比較染料1から比較染料2に変更したこと以外は、比較Blue2の調製と同様にして着色組成物(比較Blue4)を得た。
 得られた着色組成物について、耐光性の評価を行った。
<耐光性評価基板の作製>
 上記で調製された着色組成物をガラス基板にスピンコーター(ミカサ(株)社製)を用いて塗布し、塗膜を形成した。そして、この塗膜の乾燥膜厚が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)を行った。次いで200℃で5分間の加熱を行い、塗布膜の硬化を行って着色層を形成した。
<耐光性試験>
 着色膜を形成したガラス基板を、耐光試験装置(スガ試験機社製SX-75)を用いてブラックパネル温度63℃、石英インナーフィルター、275nmカットアウターフィルター、照度75mw/m2(300~400nm)、湿度50%の条件下で100時間、耐光性試験を実施した。
<耐光性評価>
 耐光性試験前後の色差(ΔE*ab)を分光光度計MCPD-3000(大塚電子(株)社製)で測定した。測定された色差(ΔE*ab)に基づき、下記評価基準に従って耐光性を評価した。この数値が小さいほど、耐光性が良好であるといえる。評価結果を下記表に示す。AおよびBが実際の使用に問題のないレベルである。
<評価基準>
 A:ΔE*abが3以下
 B:ΔE*abが3より大きく5以下
 C:ΔE*abが5より大きく10以下
 D:ΔE*abが10より大きい
 得られた組成物について、露光感度・リソ性・密着感度の評価を行った。
<下塗り層付ガラスウェハの作製>
 評価に用いる下塗り層付ガラスウェハを以下のように作製した。
(1)下塗り層用組成物の調製
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA):19.20部
・乳酸エチル:36.67部
・バインダー((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=60:20:20)41%EL溶液):30.51部
・KAYARAD DPHA(日本化薬(株)社製、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):0.006部
・フッ素系界面活性剤:0.83部
・重合開始剤(TAZ-107(みどり化学社製)):0.59部
(2)下塗り層付ガラスウェハの作製
 8インチガラスウェハ上に、上記で得た下塗り層用組成物をスピンコートで均一に塗布して塗布膜を形成し、形成された塗布膜を120℃のホットプレート上で120秒間加熱処理した。尚、スピンコートの塗布回転数は、上記加熱処理後の塗布膜の膜厚が約0.5μmとなるように調整した。
 上記加熱処理後の塗布膜を、さらに220℃のオーブンで1時間処理し、塗布膜を硬化させ、下塗り層とした。
 以上のようにして、8インチガラスウェハ上に下塗り層が形成された、下塗り層付ガラスウェハを得た。
 上記で調製された着色組成物を、上記で作製された下塗り層付シリコンウエハの下塗り層上に塗布し、着色層(塗布膜)を形成した。そして、この塗布膜の乾燥膜厚が1μmになるように、100℃のホットプレートを用いて120秒間加熱処理(プリベーク)を行なった。
 次いで、i線ステッパー露光装置FPA-3000i5+(Canon(株)製)を使用して365nmの波長でパターンが1.0μm四方のIslandパターンマスクを通して50~1200mJ/cm2の種々の露光量で露光した。
 その後、照射された塗布膜が形成されているシリコンウエハ基板をスピン・シャワー現像機(DW-30型、(株)ケミトロニクス製)の水平回転テーブル上に載置し、CD-2000(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を用いて23℃で60秒間パドル現像を行ない、下塗り層付シリコンウエハの下塗り層上に着色パターンを形成した。
 着色パターンが形成されたシリコンウエハを、真空チャック方式で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を回転数50rpmで回転させつつ、その回転中心の上方より純水を噴出ノズルからシャワー状に供給してリンス処理を行ない、その後スプレー乾燥し、200℃で300秒間、ホットプレートでポストベークを行い、シリコンウエハ上の膜厚1μmの透明パターン(硬化膜)を得た。
 以上により、下塗り層付シリコンウエハの下塗り層上に着色パターン(カラーフィルタ)が設けられた構成の着色パターン付シリコンウエハを得た。
 その後、測長SEM「S-9260A」(日立ハイテクノロジーズ(株)製)を用いて、着色パターンのサイズを測定した。
 50~1200mJ/cm2の種々の露光量で露光したパターンを用いて、露光量、密着性の評価を行った。また、パターンサイズが1.0μmとなる露光量の着色パターンを用い現像残渣の評価を行った。
<露光感度の評価>
 パターンサイズが1.0μmとなる露光量が何mJ/cm2であるかを評価した。評価結果を下記表に示す。AおよびBが実際の使用に問題のないレベルである。
<評価基準>
 A:100mJ/cm2以下
 B:100mJ/cm2より大きく500mJ/cm2以下
 C:500mJ/cm2より大きく1000mJ以下
 D:1000mJより大きい
<密着性の評価>
 現像液により形成されたアイランドパターンが流されることのなくなった露光量が何mJ/cm2であるかを評価した。評価結果を下記表に示す。AおよびBが実際の使用に問題のないレベルである。
<評価基準>
 A:100mJ/cm2以下
 B:100mJ/cm2より大きく500mJ/cm2以下
 C:500mJ/cm2より大きく1000mJ以下
 D:1000mJより大きい
<現像残渣の評価>
 シリコンウエハにおける着色パターンの形成領域外(未露光部)を走査式電子顕微鏡を用いて、倍率30000倍にて観察し、下記評価基準に従って評価した。
A:着色パターン形成領域外(未露光部)には残渣が全く確認されなかった。
B:着色パターン形成領域外(未露光部)に、残渣がわずかに確認されたが、実用上問題のない程度であった。
C:着色パターン形成領域外(未露光部)に残渣が著しく確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000151
 評価結果より、実施例の着色組成物は、硬化膜を作製した場合、耐光性および露光感度が良好であることがわかった。また、密着性も良好であり、現像残渣の発生も抑制できることがわかった。
 これに対し、上述した式(1)~(5)で表される構造の少なくとも1種を含有しない比較例1および3では、耐光性が不十分であることがわかった。
 また、色素構造を有する構成単位と、上述した式(1)~(5)で表される構造の少なくとも1種を有する構成単位を含有しない比較例2および4では、耐光性および露光感度が不十分であることがわかった。すなわち、染料多量体に、上述した式(1)~(5)で表される構造を有する化合物(ヒンダードアミン)を添加剤として加えても耐光性および露光感度が不十分であることがわかった。また、比較例2および4では、密着性も良好ではないことがわかった。
<実施例33>
 実施例1において、重合性化合物を同質量のKAYARAD DPHA(日本化薬(株)社製、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)に変更し、その他は実施例1と同様に試験を行ったところ、実施例1と同様の好ましい結果が得られた。
<実施例34>
 実施例1において、重合開始剤をIRGACURE OXE-01(BASF社製)に変更し、その他は実施例1と同様に試験を行ったところ、実施例1と同様の好ましい結果が得られた
<実施例35>
固体撮像素子用のフルカラーのカラーフィルタの作製
 実施例9で調製した緑色用着色組成物を用いて、1.0×1.0μmのアイランド ベイヤー(bayer)状パターンで緑色画素を形成し、次いで、実施例4で調製した赤色用着色組成物を用いて1.0×1.0μmのアイランド(island)状パターンで赤色画素を形成し、さらに残りの格子の中に実施例32で調製した青色用着色組成物を用いて1.0×1.0μmのアイランド状パターンの青色画素を形成して、遮光部固体撮像素子用のカラーフィルタを作製した。
<評価>
 得られた固体撮像素子用のフルカラーのカラーフィルタを固体撮像素子に組み込んだところ、上記固体撮像素子は、高解像度で、色分離性に優れることが確認された。
<液晶表示装置用カラーフィルタの作製>
 ブラックマトリックス上に、実施例10で調製した赤色用着色組成物を用いて、80×80μmの赤色(R)の着色パターンを形成した。さらに、同様にして実施例8で調製した緑色用着色組成物を用いて緑色(G)、及び実施例17で調製した青色用着色組成物を用いて青色(B)の着色パターンを順次形成して液晶表示装置用カラーフィルタを作製した。
<評価>
 フルカラーのカラーフィルタにITO透明電極、配向膜等の加工を施し、液晶表示装置を設けた。本発明の着色組成物は塗布面均一性が良好で、形成されたカラーフィルタは良好なパターン形状を有するため、カラーフィルタを備えた液晶表示装置は、表示ムラが無く、画質が良好であることが確認された。

Claims (19)

  1. 色素構造と、下記式(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染料多量体、および、硬化性化合物を含有する、着色組成物;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     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;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     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;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     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;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     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;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    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;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    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。
  2. 前記硬化性化合物が多官能の重合性モノマーであり、重合開始剤をさらに含有する、請求項1に記載の着色組成物。
  3. 前記染料多量体が酸基をさらに有する、請求項1または2に記載の着色組成物。
  4. 前記染料多量体が重合性基をさらに有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の着色組成物。
  5. 前記染料多量体がランダムラジカル重合体である、請求項1~4のいずれか1項に記載の着色組成物。
  6. 前記染料多量体は、前記色素構造を有する構成単位と、前記式(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とを有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の着色組成物。
  7. 前記染料多量体が有する全構成単位中、前記式(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モル%である、請求項6に記載の着色組成物。
  8. アルカリ可溶性樹脂をさらに含有する、請求項1~7のいずれか1項に記載の着色組成物。
  9. 前記色素構造が、ジピロメテン色素、アゾ色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、キサンテン色素、シアニン色素、スクアリリウム色素、キノフタロン色素、フタロシアニン色素及びサブフタロシアニン色素から選ばれる色素に由来する、請求項1~8のいずれか1項に記載の着色組成物。
  10. 顔料をさらに含有する、請求項1~9のいずれか1項に記載の着色組成物。
  11. 0.6μmの厚さの着色膜を形成したときの、照度75mw/m2(300~400nm)、湿度50%の条件下で100時間さらした前後の色差(ΔE*ab)が5以下である、請求項1~10のいずれか1項に記載の着色組成物。
  12. カラーフィルタの着色層形成に用いる、請求項1~11のいずれか1項に記載の着色組成物。
  13. 請求項1~12のいずれか1項に記載の着色組成物を硬化して得られた着色硬化膜。
  14. 請求項13に記載の着色硬化膜を有するカラーフィルタ。
  15. 請求項1~12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。
  16. 請求項1~12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カラーフィルタの製造方法。
  17. 請求項14に記載のカラーフィルタまたは請求項16に記載のカラーフィルタの製造方法により得られたカラーフィルタを有する固体撮像素子。
  18. 請求項14に記載のカラーフィルタまたは請求項16に記載のカラーフィルタの製造方法により得られたカラーフィルタを有する画像表示装置。
  19. 下記式(TP)または下記式(J)で表される色素構造を有する構成単位の少なくとも1種と、下記式(1)で表される構造を有する構成単位の少なくとも1種とを有する染料多量体;
    式(TP)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    式(TP)中、Rtp1~Rtp4はそれぞれ独立して水素原子、アルキル基又はアリール基を表す;Rtp5は水素原子、アルキル基、アリール基又はNRtp9Rtp10(Rtp9及びRtp10は水素原子、アルキル基又はアリール基を表す)を表す;Rtp6、Rtp7及びRtp8は、置換基を表す;a、b及びcは、0~4の整数を表す;a、b及びcが2以上の場合、Rtp6、Rtp7及びRtp8はそれぞれ連結して環を形成してもよい;X-はアニオンを表す;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    式(J)中、R81、R82、R83及びR84はそれぞれ独立に水素原子又は1価の置換基を表し、R85はそれぞれ独立に1価の置換基を表し、mは0から5の整数を表す;X-は、アニオンを表すか、X-は存在せず、R81~R84の少なくとも1つがアニオンを含む;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    式(1)中、R1は水素原子、炭素数1~18のアルキル基またはオキシラジカルを表す;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す;「*」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。
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