WO2016013344A1 - カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物 - Google Patents

カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物 Download PDF

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    • C08F220/281—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing only one oxygen, e.g. furfuryl (meth)acrylate or 2-methoxyethyl (meth)acrylate

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition for forming a color filter underlayer film. More specifically, the present invention relates to a resin composition used for forming a cured film and a flattening film that are the base of the color filter in a device including a color filter such as an image sensor and a display device.
  • a transparent resin film such as a protective film and a flattening film is formed on the upper layer of the color filter.
  • the transparent resin film is also applied to the lower layer of the color filter for the purpose of improving the adhesion between the color filter and the base substrate and smoothing the unevenness caused by the presence of the circuit wiring part, the light shielding film, the inner lens, etc. Is formed.
  • Compositions for forming such a transparent resin film are disclosed in, for example, Patent Documents 1 to 4.
  • the color filter for example, three color resists of red, green and blue containing pigments or dyes are generally used.
  • a first color resist is applied, and exposure, development, and heat treatment are performed to form a first color resist pattern.
  • second and third color resist patterns are formed to form a color filter.
  • the transparent resin film When a color filter is formed on the transparent resin film, the transparent resin film is required to have characteristics that suppress the generation of the color resist residue as described above. However, when a color resist pattern is formed on a conventional transparent resin film, the property of suppressing the generation of color resist residues has not been fully satisfactory.
  • the present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to form a cured film having excellent solvent resistance, heat resistance and transparency, and to form a color filter on the cured film.
  • Another object of the present invention is to provide a resin composition for forming a color filter underlayer film that can suppress the occurrence of color resist residues.
  • Another object of the present invention is to provide a color filter underlayer film and a flattening film having excellent solvent resistance, heat resistance and transparency.
  • the present invention provides a 0% to 35% by weight cross-linkage based on the solid content in the homopolymer or copolymer having the structural unit represented by the following formula (1), the acid compound, the solvent and the resin composition. It is a resin composition for forming a color filter underlayer film containing an agent.
  • R 0 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms having at least one hydroxy group as a substituent, and the carbon atom having 1 to 6 carbon atoms
  • the hydrogen group may further have an ether bond.
  • the copolymer may further have a structural unit other than the structural unit represented by the formula (1).
  • the present invention is also a color filter underlayer film or a planarizing film produced from the color filter underlayer film forming resin composition.
  • the present invention also includes a step of applying the color filter underlayer film forming resin composition on a substrate and heating to form a color filter underlayer film, applying a color resist on the color filter underlayer film and heating to color It is a method for forming a color filter, which includes a step of forming a resist film, and a step of exposing, developing and rinsing the color resist film to form a color resist pattern.
  • the color filter underlayer film or flattened film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention has excellent chemical resistance, heat resistance and transparency.
  • the color filter underlayer film or planarizing film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention is a solvent, acid, or alkali in the formation process or the formation process of peripheral devices such as wiring.
  • the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention is suitable as a material for forming the color filter underlayer film and the planarizing film.
  • the present invention is a resin composition for forming a color filter underlayer film containing a specific homopolymer or copolymer, an acid compound and a solvent.
  • the solid content obtained by removing the solvent from the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention is usually 0.01% by mass to 50% by mass.
  • the homopolymer or copolymer contained in the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention is a polymer having a structural unit represented by the formula (1).
  • the copolymer means a polymer obtained by polymerizing two or more monomers.
  • examples of the hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms having at least one hydroxy group as the substituent represented by R 1 include a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, and a hydroxybutyl group. Groups, dihydroxypropyl groups, and dihydroxybutyl groups.
  • hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms further has an ether bond, for example, a —C 2 H 4 OC 2 H 4 OH group, a —C 2 H 4 OC 2 H 4 OC 2 H 4 OH group, and And —C 3 H 6 OC 3 H 6 OH group.
  • Examples of the compound (monomer) forming the structural unit represented by the formula (1) include hydroxymethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3- Hydroxypropyl (meth) acrylate, 2,3-dihydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3,4-dihydroxybutyl (meth) acrylate, diethylene glycol mono ( And (meth) acrylate and dipropylene glycol mono (meth) acrylate. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • (meth) acrylate means methacrylate and acrylate.
  • a structural unit other than the structural unit represented by the formula (1) can be contained.
  • the compound (monomer) forming such a structural unit is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the content of the structural unit represented by the formula (1) is set to the formula (1) with respect to the total mass of the monomers forming the structural unit of the copolymer. For example, it is 17% by mass to 100% by mass, and preferably 20% by mass to 100% by mass.
  • the weight average molecular weight of the polymer is usually 1,000 to 200,000, preferably 3,000 to 100,000.
  • the weight average molecular weight is a value obtained by gel permeation chromatography (GPC).
  • the homopolymer or copolymer may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the polymer in the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention is usually 30% by mass to 99% by mass based on the solid content in the resin composition, preferably It is 50 mass% to 95 mass%.
  • the method for obtaining the polymer is not particularly limited, but in general, the compound (monomer) that forms the structural unit represented by the formula (1), and if desired, the compound (monomer) other than the compound.
  • the polymer thus obtained is usually in a solution state dissolved in a solvent, and can be used in the resin composition of the present invention without isolation in this state.
  • the polymer solution obtained as described above is put into a poor solvent such as hexane, diethyl ether, toluene, methanol, water and the like which has been stirred to reprecipitate the polymer, and the generated precipitate is decanted.
  • the polymer can be made into an oily product or powder by filtering and washing as necessary, followed by drying at normal temperature or reduced pressure at room temperature or heating. By such an operation, the polymerization initiator and unreacted compounds that coexist with the polymer can be removed.
  • the oily substance or powder of the polymer may be used as it is, or the oily substance or powder may be redissolved in a solvent described later and used as a solution.
  • Examples of the acid compound contained in the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention include p-toluenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid monohydrate, trifluoromethanesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonate, camphor Sulfonic acid, 5-sulfosalicylic acid, 5-sulfosalicylic acid dihydrate, 4-chlorobenzenesulfonic acid, 4-chlorobenzenesulfonic acid monohydrate, 4-hydroxybenzenesulfonic acid, 4-hydroxybenzenesulfonic acid monohydrate , Benzenedisulfonic acid, benzenesulfonic acid, benzenesulfonic acid monohydrate, 2-naphthalenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid monohydrate and other sulfonic acid compounds, salicylic acid, citric acid, benzoic
  • Carboxylic acid compounds of 2,4,4,6-tetrabro Sulfonic acid esters such as cyclohexadienone, benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl tosylate, 4-nitrobenzyl tosylate, isopropyl p-toluenesulfonate, tert-butyl p-toluenesulfonate, cyclohexyl p-toluenesulfonate
  • the content of the acid compound in the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention is usually 0.1% by mass to 20% by mass based on the solid content in the resin composition.
  • the content is preferably 0.2% by mass to 15% by mass.
  • the method for preparing the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention is not particularly limited.
  • a homopolymer or copolymer having the structural unit represented by the formula (1) is dissolved in a solvent, and the solution is dissolved in this solution.
  • a method in which an acid compound is mixed at a predetermined ratio to form a uniform solution is exemplified.
  • a method in which other additives are further added and mixed as necessary may be mentioned.
  • the solvent is not particularly limited as long as it dissolves the homopolymer or copolymer contained in the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention.
  • solvents include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate.
  • propylene glycol monomethyl ether propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene from the viewpoint of improving the leveling property of the coating film formed by applying the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention on a substrate.
  • Glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, 2-heptanone, ethyl lactate, butyl lactate, cyclopentanone, cyclohexanone and ⁇ -butyrolactone are preferred.
  • the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention can form a cured film by using a homopolymer or copolymer and an acid compound contained in the composition, but for the purpose of improving curability, it is further a crosslinking agent.
  • a crosslinking agent can also be contained.
  • the cross-linking agent include hydroxymethyl group-substituted phenol compounds and compounds having an alkoxyalkylated amino group. These crosslinking agents can be used alone or in combination of two or more.
  • hydroxymethyl group-substituted phenol compound examples include 2-hydroxymethyl-4,6-dimethylphenol, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene, and 3,5-dihydroxymethyl-4-methoxytoluene [2, 6-bis (hydroxymethyl) -p-cresol].
  • Examples of the compound having an alkoxyalkylated amino group include (poly) methylolated melamine, (poly) methylolated glycoluril, (poly) methylolated benzoguanamine, (poly) methylolated urea, And a nitrogen-containing compound having a plurality of active methylol groups, wherein at least one hydrogen atom of the hydroxy group in the methylol group is substituted with an alkyl group such as a methyl group or a butyl group.
  • the alkoxyalkylated amino group-containing compound may be a mixture in which a plurality of substituted compounds are mixed, and there is a mixture containing an oligomer component that is partially self-condensed, and such a mixture is also used. be able to. More specifically, for example, hexamethoxymethyl melamine (manufactured by Nippon Cytec Industries, Ltd., CYMEL [registered trademark] 303), tetrabutoxymethyl glycoluril (manufactured by Nippon Cytec Industries, Ltd., CYMEL [registered trademark] 1170).
  • CYMEL series products such as tetramethoxymethyl benzoguanamine (CYMEL [registered trademark] 1123 manufactured by Nippon Cytec Industries, Ltd.), tetramethoxymethyl glycoluril (POWDERLINK [registered trademark] 1174 manufactured by Nippon Cytec Industries, Ltd.), etc.
  • POWDERLINK series products and methylated melamine resin (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd., Nicalac [registered trademark] MW-30HM, MW-390, MW-100LM, MX) 750LM), methylated urea resins (Co.
  • the content of the crosslinking agent in the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention is based on the solid content in the resin composition for forming a color filter underlayer film, For example, it is 35% by mass or less, preferably 1% by mass to 30% by mass, or 1% by mass to 20% by mass, and more preferably 1% by mass to 10% by mass.
  • the content of the crosslinking agent is excessive, the color resist residue observed on the color filter underlayer film increases.
  • the resin composition of the present invention can also contain a surfactant for the purpose of improving the coating property.
  • the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene Polyoxyethylene alkyl aryl ethers such as ethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan Sorbitan fatty acid esters such as tristearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as rubitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbit
  • the content of the surfactant in the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention is based on the solid content in the resin composition for forming a color filter underlayer film. In general, it is 0.001% to 3% by mass, preferably 0.01% to 2% by mass, and more preferably 0.1% to 1% by mass.
  • the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention may contain a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a sensitizer, a plasticizer, an antioxidant, an adhesion assistant, as necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. Additives such as agents and antifoaming agents can be included.
  • a method for producing a color filter underlayer film or a flattened film using the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention will be described.
  • a base material for example, a semiconductor substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a silicon wafer, and a substrate on which various metal films, a flattening film, etc. are formed
  • this is applied by an appropriate coating method such as a spinner or a coater.
  • the color filter underlayer film or the flattened film is prepared by baking and curing using a heating means such as a hot plate or an oven.
  • the baking conditions are appropriately selected from baking temperatures of 80 ° C. to 300 ° C. and baking times of 0.3 minutes to 60 minutes. Bake may be processed in two steps or more.
  • the film thickness of the film formed from the color filter underlayer film forming resin composition of the present invention is, for example, 0.001 ⁇ m to 100 ⁇ m, preferably 0.01 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • GPC system (Shodex [registered trademark] GPC-101) Column: Shodex (registered trademark) KD-800RH, KD-800RL, KD-803 and KD-805 Column temperature: 50 ° C Eluent: N, N-dimethylformamide (as additives, lithium bromide-hydrate (LiBr ⁇ H 2 O) 30 mmol / L, phosphoric acid / anhydrous crystals (o-phosphoric acid) 30 mmol / L, tetrahydrofuran) (THF) is 10 ml / L) Flow rate: 1.0 mL / min.
  • Standard sample for preparing a calibration curve TSK standard polyethylene oxide (weight average molecular weight (Mw) of about 900,000, 150,000, 100,000, 30,000) manufactured by Tosoh Corporation Polyethylene glycol manufactured by Polymer Laboratory (peak top molecular weight (Mp) of about 12,000, 4,000, 1,000).
  • Mw weight average molecular weight
  • Mp peak top molecular weight
  • the measurement was performed by mixing four types of 900,000, 100,000, 12,000, and 1,000, and three types of 150,000, 30,000, and 4,000. Two samples of mixed samples are measured separately.
  • Example 2 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 1, 0.02 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate as the acid compound, and tetramethoxymethylglycoluril (POWDERLINK [registered trademark] 1174 (Nippon Cytec Industries ( 0.2 g) was dissolved in 76.1 g of propylene glycol monomethyl ether and 26.6 g of ethyl lactate to prepare a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • POWDERLINK tetramethoxymethylglycoluril
  • Example 3 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 1, 0.02 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate as the acid compound, and methylated melamine resin (Nicarac (registered trademark) MW-390 (Co., Ltd.)) as the crosslinking agent Sanwa Chemical Co., Ltd.)) 0.2 g was dissolved in 76.1 g of propylene glycol monomethyl ether and 26.6 g of ethyl lactate to prepare a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • methylated melamine resin Naicarac (registered trademark) MW-390 (Co., Ltd.)
  • Example 4 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 2, 0.02 g of pyridinium p-toluenesulfonate as an acid compound, and tetramethoxymethylglycoluril (POWDERLINK [registered trademark] 1174 (manufactured by Nippon Cytec Industries Co., Ltd.) as a crosslinking agent )) 0.2 g was dissolved in 70.1 g of propylene glycol monomethyl ether and 32.6 g of ethyl lactate to prepare a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • POWDERLINK tetramethoxymethylglycoluril
  • Example 5 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 3 and 0.2 g of pyridinium p-toluenesulfonate as an acid compound were dissolved in 69.5 g of propylene glycol monomethyl ether and 32.3 g of ethyl lactate to obtain a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • Example 6 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 3, 0.2 g of pyridinium p-toluenesulfonate as an acid compound and 0.01 g of DFX-18 (manufactured by Neos) as a surfactant are mixed with propylene glycol monomethyl ether. A solution was prepared by dissolving in 69.8 g and 32.5 g of ethyl lactate. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • Example 7 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 3, 0.02 g of pyridinium p-toluenesulfonate as an acid compound, and tetramethoxymethylglycoluril (POWDERLINK [registered trademark] 1174 (manufactured by Nippon Cytec Industries Co., Ltd.) as a crosslinking agent )) 0.2 g and 0.01 g of DFX-18 (manufactured by Neos Co., Ltd.) as a surfactant were dissolved in 70.5 g of propylene glycol monomethyl ether and 32.8 g of ethyl lactate to obtain a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • POWDERLINK tetramethoxymethylglycoluril
  • DFX-18 manufactured by Neos Co., Ltd.
  • Example 8 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 4 and 0.2 g of pyridinium p-toluenesulfonate as an acid compound were dissolved in 69.5 g of propylene glycol monomethyl ether and 32.3 g of ethyl lactate to obtain a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • Example 9 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 4, 0.02 g of pyridinium p-toluenesulfonate as an acid compound, and tetramethoxymethylglycoluril (POWDERLINK [registered trademark] 1174 (manufactured by Nippon Cytec Industries Co., Ltd.) as a crosslinking agent )) 0.2 g was dissolved in 70.1 g of propylene glycol monomethyl ether and 32.6 g of ethyl lactate to prepare a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • POWDERLINK tetramethoxymethylglycoluril
  • Example 10 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 5 and 0.2 g of pyridinium p-toluenesulfonate as an acid compound were dissolved in 69.5 g of propylene glycol monomethyl ether and 32.3 g of ethyl lactate to obtain a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • Example 11 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 5, 0.02 g of pyridinium p-toluenesulfonate as an acid compound, and tetramethoxymethylglycoluril (POWDERLINK [registered trademark] 1174 (manufactured by Nippon Cytec Industries Co., Ltd.) as a crosslinking agent )) 0.2 g was dissolved in 70.1 g of propylene glycol monomethyl ether and 32.6 g of ethyl lactate to prepare a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • Example 12 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 1, 0.02 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate as the acid compound, and tetramethoxymethylglycoluril (POWDERLINK [registered trademark] 1174 (Nippon Cytec Industries ( 0.6 g) was dissolved in 89.9 g of propylene glycol monomethyl ether and 32.5 g of ethyl lactate to prepare a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • POWDERLINK tetramethoxymethylglycoluril
  • Example 13 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 1, 0.02 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate as the acid compound, and tetramethoxymethylglycoluril (POWDERLINK [registered trademark] 1174 (Nippon Cytec Industries ( 0.8 g) was dissolved in 96.7 g of propylene glycol monomethyl ether and 35.5 g of ethyl lactate to obtain a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • POWDERLINK tetramethoxymethylglycoluril
  • Example 14 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 1, 0.02 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate as the acid compound, and tetramethoxymethylglycoluril (POWDERLINK [registered trademark] 1174 (Nippon Cytec Industries ( 1.0 g) was dissolved in 103.6 g of propylene glycol monomethyl ether and 38.4 g of ethyl lactate to prepare a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • POWDERLINK tetramethoxymethylglycoluril
  • Example 15 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 9 and 0.2 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate as an acid compound were dissolved in 69.5 g of propylene glycol monomethyl ether and 32.3 g of ethyl lactate to obtain a solution. did. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • Example 16 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 9 and 0.1 g of K-PURE (registered trademark) TAG-2687 (manufactured by King Industries Inc.) as an acid compound, 66.0 g of propylene glycol monomethyl ether and 30 of ethyl lactate The solution was dissolved in 9 g. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • K-PURE registered trademark
  • TAG-2687 manufactured by King Industries Inc.
  • a methylated melamine resin Naicarac [registered trademark] MX-706 (2-propanol solution, solid concentration 70 mass%) as a crosslinking agent (Sanwa Chemical Co., Ltd.) 0.6
  • ⁇ Comparative example 4> 8.0 g of the polymer solution obtained in Synthesis Example 1, 0.02 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate as the acid compound, and tetramethoxymethylglycoluril (POWDERLINK [registered trademark] 1174 (Nippon Cytec Industries ( 1.2 g) was dissolved in 111.8 g of propylene glycol monomethyl ether and 41.9 g of ethyl lactate to prepare a solution. Then, it filtered using the polyethylene micro filter with a hole diameter of 0.10 micrometer, and prepared the resin composition for color filter lower layer film formation.
  • POWDERLINK tetramethoxymethylglycoluril
  • Table 1 shows the values of the minimum transmittance measured in the wavelength range of 400 nm to 800 nm before and after heating at 260 ° C. for 5 minutes.
  • the film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention has high solvent resistance and high transparency, and also has high heat resistance that is not colored even after heating at 260 ° C. I had it. Moreover, on the film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention, almost no color resist residue is observed, and the film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention is It was excellent in the effect of suppressing the generation of color resist residues. On the other hand, the films formed from the resin compositions for forming the color filter underlayer film prepared in Comparative Examples 1 to 5 have high solvent resistance and high transparency and are not colored even after being heated at 260 ° C. It had high heat resistance.
  • the film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film prepared in Comparative Examples 1 to 5 is compared with the film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention. Many color resist residues were observed. That is, the film formed from the resin composition for forming the color filter underlayer film prepared in Comparative Examples 1 to 5 had no or insufficient effect of suppressing the generation of the color resist residue.
  • the resin composition for forming a color filter underlayer film of the present invention forms a color filter underlayer film, a planarizing film, a filler-dispersed resist underlayer film, etc. in devices such as CCD image sensors, CMOS image sensors, liquid crystal displays, and organic EL displays. It is suitable as a material to be used.
  • a color resist pattern is formed on the color filter underlayer film of the present invention, generation of color resist residues can be suppressed, which is useful for improving the quality and yield of a device equipped with a color filter.
  • FIG. 1 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern on a color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 1 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 2 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 2 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 3 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 3 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 1 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern on a color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 1 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 2 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on
  • FIG. 4 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 4 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 5 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 5 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 6 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 6 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 5 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 5 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 6 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on
  • FIG. 7 is an electron micrograph of the blue color resist residue around the rectangular pattern on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming the color filter underlayer film of Example 7 taken at a magnification of 30,000.
  • FIG. 8 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern on a color filter underlayer film formed from the color filter underlayer film forming resin composition of Example 8 taken at a magnification of 30,000.
  • 9 is an electron micrograph of the blue color resist residue around the rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming the color filter underlayer film of Example 9 taken at a magnification of 30,000 times.
  • FIG. 10 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern on a color filter underlayer film formed from the color filter underlayer film forming resin composition of Example 10 taken at a magnification of 30,000.
  • FIG. 11 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 11 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 12 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 12 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 11 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 12 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 12 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on the color
  • FIG. 13 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 13 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 14 is an electron micrograph of the blue color resist residue around the rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 14 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 15 is an electron micrograph of the blue color resist residue around the rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming the color filter underlayer film of Example 15 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 14 is an electron micrograph of the blue color resist residue around the rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 14 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 15 is an electron micrograph of the blue color resist residue around the rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the
  • FIG. 16 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern on a color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Example 16 taken at a magnification of 30,000.
  • FIG. 17 is an electron micrograph of the blue color resist residue around the rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming the color filter underlayer film of Comparative Example 1 at a magnification of 30,000.
  • 18 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern on a color filter underlayer film formed from the color filter underlayer film forming resin composition of Comparative Example 2 taken at a magnification of 30,000 times.
  • FIG. 17 is an electron micrograph of the blue color resist residue around the rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Comparative Example 1 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 19 is an electron micrograph of a blue color resist residue around a rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming a color filter underlayer film of Comparative Example 3 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 20 is an electron micrograph of the blue color resist residue around the rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming the color filter underlayer film of Comparative Example 4 at a magnification of 30,000.
  • FIG. 21 is an electron micrograph of the blue color resist residue around the rectangular pattern formed on the color filter underlayer film formed from the resin composition for forming the color filter underlayer film of Comparative Example 5 at a magnification of 30,000.

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Abstract

【課題】 優れた耐溶剤性、耐熱性及び透明性を有する硬化膜を形成でき、該硬化膜上にカラーフィルターを形成する際にカラーレジストの残渣の発生を抑えることができる、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 下記式（１）で表される構造単位を有するホモポリマー又はコポリマー、酸化合物、溶剤及び樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて０質量％乃至３５質量％の架橋剤を含有するカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物。（式中、Ｒ０は水素原子又はメチル基を表し、Ｒ１は置換基としてヒドロキシ基を少なくとも１つ有する炭素原子数１乃至６の炭化水素基を表し、前記炭素原子数１乃至６の炭化水素基はエーテル結合をさらに有してもよい。）

Description

カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物
　本発明はカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物に関する。より詳しくは、イメージセンサ、ディスプレイデバイス等のカラーフィルターを備えたデバイスにおいて、当該カラーフィルターの下地となる硬化膜及び平坦化膜を形成するために用いられる樹脂組成物に関する。
　近年、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のデバイスは、カラーフィルターが欠かせない構成部品の一つになっている。
　一般に、カラーフィルターの保護及びカラーフィルター表面の凹凸を平滑化することを目的として、カラーフィルター上層には保護膜、平坦化膜といった透明樹脂膜が形成される。また、カラーフィルターと下地基板との密着性を向上させること、及び回路配線部、遮光膜、インナーレンズ等の存在に起因する凹凸を平滑化することを目的として、カラーフィルター下層にも透明樹脂膜が形成される。このような透明樹脂膜を形成するための組成物は、例えば特許文献１乃至特許文献４に開示されている。
　カラーフィルターの形成には、例えば、顔料又は染料を含有する、赤、緑及び青の３色のカラーレジストが一般的に用いられる。３色のカラーレジストを用いたカラーフィルターの形成方法は、まず第１色目のカラーレジストを塗布し、露光、現像、及び加熱処理を行い、第１色目のカラーレジストパターンを形成する。その後、第１色目のカラーレジストパターンと同様にして、第２色目及び第３色目のカラーレジストパターンを形成し、カラーフィルターを形成する。
　このようなカラーフィルター形成方法において、カラーフィルターの色再現性の劣化及びカラーフィルターを備えたデバイスの歩留まり低下を抑制するために、カラーレジストパターン形成時にカラーレジストの残渣の発生を抑えることが重要となる。
　前記透明樹脂膜上にカラーフィルターを形成する場合、前記のようなカラーレジストの残渣の発生を抑える特性が前記透明樹脂膜に要求される。しかしながら、従来の透明樹脂膜上でカラーレジストパターンを形成する場合、カラーレジストの残渣の発生を抑える特性は充分に満足できるものではなかった。
特開２０００－３４４８６６号公報 特開２００８－０３１３７０号公報 特許第４２２２４５７号 国際公開第２０１３／００５６１９号
　本発明は、前記の事情に基づいてなされたものであり、その目的は、優れた耐溶剤性、耐熱性及び透明性を有する硬化膜を形成でき、該硬化膜上にカラーフィルターを形成する際にカラーレジストの残渣の発生を抑えることができるカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を提供することである。また、本発明の他の目的は、優れた耐溶剤性、耐熱性及び透明性を有するカラーフィルター下層膜及び平坦化膜を提供することである。
　本発明者らは、前記の課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は下記式（１）で表される構造単位を有するホモポリマー又はコポリマー、酸化合物、溶剤及び樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて０質量％乃至３５質量％の架橋剤を含有するカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （式中、Ｒ０は水素原子又はメチル基を表し、Ｒ１は置換基としてヒドロキシ基を少なくとも１つ有する炭素原子数１乃至６の炭化水素基を表し、前記炭素原子数１乃至６の炭化水素基はエーテル結合をさらに有してもよい。）
　前記コポリマーは、前記式（１）で表される構造単位以外の構造単位をさらに有することができる。
　本発明はまた、前記カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から作製されるカラーフィルター下層膜又は平坦化膜である。
　本発明はまた、基材上に前記カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を塗布し加熱してカラーフィルター下層膜を形成する工程、前記カラーフィルター下層膜上にカラーレジストを塗布し加熱してカラーレジスト膜を形成する工程、及び前記カラーレジスト膜に対し露光、現像及びリンスを行い、カラーレジストパターンを形成する工程を有する、カラーフィルターの形成方法である。
　本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成されるカラーフィルター下層膜又は平坦化膜は、優れた耐薬品性、耐熱性及び透明性を有する。これにより、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成されるカラーフィルター下層膜又は平坦化膜は、その形成工程、又は配線等の周辺装置の形成工程において、溶剤、又は酸もしくはアルカリ溶液等の薬液に曝される処理や、スパッタリング、ドライエッチング、半田リフロー等の高温に曝される処理が行われる場合に、素子が劣化もしくは損傷する可能性を著しく減少できる。また、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物からカラーフィルター下層膜又は平坦化膜を形成し、その上にカラーレジストを塗布する場合には、カラーレジストとのミキシングの問題、カラーレジストの残渣発生の問題、及び上記薬液によるカラーフィルター下層膜又は平坦化膜の変形及び剥離といった問題も著しく減少できる。したがって、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物は、カラーフィルター下層膜及び平坦化膜を形成する材料として好適である。
　本発明は、特定のホモポリマー又はコポリマー、酸化合物及び溶剤を含有するカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物である。以下、各成分の詳細を説明する。本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から溶剤を除いた固形分は通常、０．０１質量％乃至５０質量％である。
＜ポリマー＞
　本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物に含まれるホモポリマー又はコポリマーは、前記式（１）で表される構造単位を有するポリマーである。ここで、コポリマーとは、２種以上のモノマーを重合して得られるポリマーを意味する。前記式（１）において、Ｒ１が表す置換基としてヒドロキシ基を少なくとも１つ有する炭素原子数１乃至６の炭化水素基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ジヒドロキシプロピル基、及びジヒドロキシブチル基が挙げられる。前記炭素原子数１乃至６の炭化水素基がエーテル結合をさらに有する場合、例えば、－Ｃ２Ｈ４ＯＣ２Ｈ４ＯＨ基、－Ｃ２Ｈ４ＯＣ２Ｈ４ＯＣ２Ｈ４ＯＨ基、及び－Ｃ３Ｈ６ＯＣ３Ｈ６ＯＨ基が挙げられる。
　前記式（１）で表される構造単位を形成する化合物（モノマー）としては、例えば、ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキプロピル（メタ）アクリレート、３－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２，３－ジヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３，４－ジヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、及びジプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレートが挙げられる。なお、これらの化合物は単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、本明細書において、（メタ）アクリレートはメタクリレート及びアクリレートを意味する。
　また、本発明においては、前記式（１）で表される構造単位以外の構造単位を含有することができる。そのような構造単位を形成する化合物（モノマー）としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限は無く、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェネチル（メタ）アクリレート、γ－ブチロラクトン（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジプロピレングルコール（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピルアクリレート、２－（２－ビフェニルオキシ）エチル（メタ）アクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレン、α－メチルスチレン、４－メチルスチレン、４－ｔｅｒｔ－ブチルスチレン、４－メトキシスチレン、４－シアノスチレン、４－ビニル安息香酸、４－ビニルビフェニル、２－ビニルナフタレン、４－フルオロスチレン、４－クロロスチレン、４－ブロモスチレン、インデン、マレイミド、Ｎ－メチルマレイミド、Ｎ－エチルマレイミド、Ｎ－シクロヘキシルマレイミド、Ｎ－フェニルマレイミド、Ｎ－ベンジルマレイミド、Ｎ－（４－ヒドロキシフェニル）マレイミド、２－ヒドロキシエチルビニルエーテル、３－ヒドロキシプロピルビニルエーテル、４－ヒドロキシブチルビニルエーテル、５－ヒドロキシペンチルビニルエーテル、６－ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、４－ヒドロキシシクロヘキシルビニルエーテル、１，４－シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル及びジプロピレングリコールモノビニルエーテルが挙げられる。
　前記式（１）で表される構造単位を有するコポリマーにおいて、前記式（１）で表される構造単位の含有率を、前記コポリマーの構造単位を形成するモノマーの総質量に対する前記式（１）で表される構造単位を形成するモノマーの質量の質量％濃度で表すと、例えば１７質量％乃至１００質量％であり、好ましくは２０質量％乃至１００質量％である。
　前記ポリマーの重量平均分子量は通常、１，０００乃至２００，０００であり、好ましくは３，０００乃至１００，０００である。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により得られる値である。
　前記ホモポリマー又はコポリマーは、単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　また、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物における前記ポリマーの含有量は、当該樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて通常、３０質量％乃至９９質量％であり、好ましくは５０質量％乃至９５質量％である。
　本発明において、前記ポリマーを得る方法は特に限定されないが、一般的には、前記式（１）で表される構造単位を形成する化合物（モノマー）、並びに所望により前記化合物以外の化合物（モノマー）を、重合開始剤存在下の溶剤中において、通常５０℃乃至１２０℃の温度下で重合反応させることにより得られる。このようにして得られるポリマーは、通常、溶剤に溶解した溶液状態であり、この状態で単離することなく、本発明の樹脂組成物に用いることもできる。
　また、上記のようにして得られたポリマーの溶液を、攪拌させたヘキサン、ジエチルエーテル、トルエン、メタノール、水等の貧溶媒に投入して当該ポリマーを再沈殿させ、生成した沈殿物をデカンテーション又はろ過し、必要に応じて洗浄後、常圧又は減圧下で常温乾燥又は加熱乾燥することで、当該ポリマーをオイル状物又は粉体とすることができる。このような操作により、前記ポリマーと共存する重合開始剤や未反応化合物を除去することができる。本発明においては、前記ポリマーのオイル状物又は粉体をそのまま用いてもよく、あるいはそのオイル状物又は粉体を、例えば後述する溶剤に再溶解して溶液の状態として用いてもよい。
＜酸化合物＞
　本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物に含まれる酸化合物は、例えば、ｐ－トルエンスルホン酸、ｐ－トルエンスルホン酸一水和物、トリフルオロメタンスルホン酸、ピリジニウムｐ－トルエンスルホナート、カンファースルホン酸、５－スルホサリチル酸、５－スルホサリチル酸二水和物、４－クロロベンゼンスルホン酸、４－クロロベンゼンスルホン酸一水和物、４－ヒドロキシベンゼンスルホン酸、４－ヒドロキシベンゼンスルホン酸一水和物、ベンゼンジスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸一水和物、２－ナフタレンスルホン酸、２－ナフタレンスルホン酸一水和物等のスルホン酸化合物、サリチル酸、クエン酸、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸等のカルボン酸化合物、２，４，４，６－テトラブロモシクロヘキサジエノン、ベンゾイントシレート、２－ニトロベンジルトシレート、４－ニトロベンジルトシレート、ｐ－トルエンスルホン酸イソプロピル、ｐ－トルエンスルホン酸ｔｅｒｔ－ブチル、ｐ－トルエンスルホン酸シクロヘキシル等のスルホン酸エステル系熱酸発生剤、及びＴＡ－１００、ＴＡ－１２０、ＴＡ－１６０（以上、サンアプロ（株）製）、Ｋ－ＰＵＲＥ〔登録商標〕ＴＡＧ－２６８９、同ＴＡＧ－２６９０、同ＣＸＣ－１６１４、同ＣＸＣ－１７３８（以上、Ｋｉｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　Ｉｎｃ．製）、サンエイド〔登録商標〕ＳＩ－１１０Ｌ、同ＳＩ－１８０Ｌ（以上、三新化学工業（株）製）等の有機オニウム塩系熱酸発生剤が挙げられる。これらの酸化合物は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　また、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物における前記酸化合物の含有量は、当該樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて通常、０．１質量％乃至２０質量％であり、好ましくは０．２質量％乃至１５質量％である。
　本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物の調製方法は、特に限定されないが、例えば、前記式（１）で表される構造単位を有するホモポリマー又はコポリマーを溶剤に溶解し、この溶液に酸化合物を所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法が挙げられる。さらに、この調製方法の適当な段階において、必要に応じて、その他の添加剤を更に添加して混合する方法が挙げられる。
　前記溶剤としては、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物に含まれるホモポリマー又はコポリマーを溶解するものであれば特に限定されない。そのような溶剤としては、例えば、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、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、プロピ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ブチルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２－ヒドロキシプロピオン酸エチル、２－ヒドロキシ－２－メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２－ヒドロキシ－３－メチルブタン酸メチル、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エチル、３－エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、２－ヘプタノン、γ－ブチロラクトン、Ｎ－メチルピロリドン、及びＮ－エチルピロリドンを挙げることができる。これらの溶剤は、単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　前記溶剤の中でも、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を基板上に塗布して形成される塗膜のレベリング性の向上の観点から、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、２－ヘプタノン、乳酸エチル、乳酸ブチル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン及びγ－ブチロラクトンが好ましい。
　また、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物は、当該組成物に含まれるホモポリマー又はコポリマー及び酸化合物によって硬化膜の形成が可能であるが、硬化性を向上させる目的でさらに架橋剤を含有することもできる。当該架橋剤としては、例えば、ヒドロキシメチル基置換フェノール化合物、及びアルコキシアルキル化されたアミノ基を有する化合物等を挙げることができる。これらの架橋剤は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　前記ヒドロキシメチル基置換フェノール化合物としては、例えば、２－ヒドロキシメチル－４，６－ジメチルフェノール、１，３，５－トリヒドロキシメチルベンゼン、及び３，５－ジヒドロキシメチル－４－メトキシトルエン［２，６－ビス（ヒドロキシメチル）－ｐ－クレゾール］を挙げることができる。
　前記アルコキシアルキル化されたアミノ基を有する化合物としては、例えば、（ポリ）メチロール化メラミン、（ポリ）メチロール化グリコールウリル、（ポリ）メチロール化ベンゾグアナミン、（ポリ）メチロール化ウレア等の、一分子内に複数個の活性メチロール基を有する含窒素化合物であって、そのメチロール基中のヒドロキシ基の水素原子の少なくとも一つが、メチル基、ブチル基等のアルキル基によって置換された化合物を挙げることができる。
　前記アルコキシアルキル化されたアミノ基を有する化合物は、複数の置換化合物を混合した混合物である場合があり、一部自己縮合してなるオリゴマー成分を含む混合物も存在し、そのような混合物も使用することができる。より具体的には、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン（日本サイテックインダストリーズ（株）製、ＣＹＭＥＬ〔登録商標〕３０３）、テトラブトキシメチルグリコールウリル（日本サイテックインダストリーズ（株）製、ＣＹＭＥＬ〔登録商標〕１１７０）、テトラメトキシメチルベンゾグアナミン（日本サイテックインダストリーズ（株）製、ＣＹＭＥＬ〔登録商標〕１１２３）等のＣＹＭＥＬシリーズの商品、テトラメトキシメチルグリコールウリル（日本サイテックインダストリーズ（株）製、ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４）等のＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫシリーズの商品、及びメチル化メラミン樹脂（（株）三和ケミカル製、ニカラック〔登録商標〕ＭＷ－３０ＨＭ、同ＭＷ－３９０、同ＭＷ－１００ＬＭ、同ＭＸ－７５０ＬＭ）、メチル化尿素樹脂（（株）三和ケミカル製、ニカラック〔登録商標〕ＭＸ－２７０、同ＭＸ－２８０、同ＭＸ－２９０）等のニカラックシリーズの商品、を挙げることができる。これらの架橋剤は、単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　前記架橋剤が使用される場合、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物における架橋剤の含有量は、当該カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて、例えば３５質量％以下、好ましくは１質量％乃至３０質量％であり、又は１質量％乃至２０質量％であり、より好ましくは１質量％乃至１０質量％である。架橋剤の含有量が過剰であると、カラーフィルター下層膜上に観察されるカラーレジストの残渣が多くなる。
　また、本発明の樹脂組成物は、塗布性を向上させる目的で、界面活性剤を含有することもできる。当該界面活性剤としては、例えば、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セチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、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等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップ〔登録商標〕ＥＦ３０１、同ＥＦ３０３、同ＥＦ３５２（以上、三菱マテリアル電子化成（株）製）、メガファック〔登録商標〕Ｆ－１７１、同Ｆ－１７３、同Ｒ－３０、同Ｒ－４０、同Ｒ－４０－ＬＭ（以上、ＤＩＣ（株）製）、フロラードＦＣ４３０、同ＦＣ４３１（以上、住友スリーエム（株）製）、アサヒガード〔登録商標〕ＡＧ７１０、サーフロン〔登録商標〕Ｓ－３８２、同ＳＣ１０１、同ＳＣ１０２、同ＳＣ１０３、同ＳＣ１０４、同ＳＣ１０５、同ＳＣ１０６（旭硝子（株）製）、ＦＴＸ－２０６Ｄ、ＦＴＸ－２１２Ｄ、ＦＴＸ－２１８、ＦＴＸ－２２０Ｄ、ＦＴＸ－２３０Ｄ、ＦＴＸ－２４０Ｄ、ＦＴＸ－２１２Ｐ、ＦＴＸ－２２０Ｐ、ＦＴＸ－２２８Ｐ、ＦＴＸ－２４０Ｇ、ＤＦＸ－１８等のフタージェントシリーズ（（株）ネオス製）等のフッ素系界面活性剤、及びオルガノシロキサンポリマーＫＰ３４１（信越化学工業（株）製）を挙げることができる。これらの界面活性剤は、単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　前記界面活性剤が使用される場合、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物における界面活性剤の含有量は、当該カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて、通常０．００１質量％乃至３質量％であり、好ましくは０．０１質量％乃至２質量％であり、より好ましくは０．１質量％乃至１質量％である。
　本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、光安定剤、紫外線吸収剤、増感剤、可塑剤、酸化防止剤、密着助剤、消泡剤等の添加剤を含むことができる。
＜カラーフィルター下層膜又は平坦化膜の作製方法＞
　本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を用いたカラーフィルター下層膜又は平坦化膜の作製方法について説明する。基材（例えば、半導体基板、ガラス基板、石英基板、シリコンウエハー、及びこれらの表面に各種金属膜、平坦化膜等が形成された基板）上に、スピナー、コーター等の適当な塗布方法により本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を塗布後、ホットプレート、オーブン等の加熱手段を用いてベークして硬化させてカラーフィルター下層膜又は平坦化膜を作製する。ベーク条件は、ベーク温度８０℃乃至３００℃、ベーク時間０．３分乃至６０分間の中から適宜選択される。ベークは２ステップ以上処理してもよい。また、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成される膜の膜厚としては、例えば０．００１μｍ乃至１００μｍであり、好ましくは０．０１μｍ乃至１０μｍである。
　以下に実施例及び比較例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでない。
〔下記合成例で得られたポリマーの重量平均分子量の測定〕
　ポリマーの分子量はＧＰＣ装置によって測定し、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド換算値として重量平均分子量Ｍｗを算出した。
ＧＰＣ装置：昭和電工（株）製ＧＰＣシステム（Ｓｈｏｄｅｘ〔登録商標〕ＧＰＣ－１０１）
カラム：Ｓｈｏｄｅｘ〔登録商標〕ＫＤ－８００ＲＨ、ＫＤ－８００ＲＬ、ＫＤ－８０３及びＫＤ－８０５
カラム温度：５０℃
溶離液：Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（添加剤として、臭化リチウム－水和物（ＬｉＢｒ・Ｈ２Ｏ）が３０ｍｍｏｌ／Ｌ、リン酸・無水結晶（ｏ－リン酸）が３０ｍｍｏｌ／Ｌ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が１０ｍｌ／Ｌ）
流速：１．０ｍＬ／分
検量線作成用標準サンプル：東ソー（株）製　ＴＳＫ　標準ポリエチレンオキサイド（重量平均分子量（Ｍｗ）約９００，０００、１５０，０００、１００，０００、３０，０００）、及び、ポリマーラボラトリー社製　ポリエチレングリコール（ピークトップ分子量（Ｍｐ）約１２，０００、４，０００、１，０００）。測定は、ピークが重なるのを避けるため、９００，０００、１００，０００、１２，０００、１，０００の４種を混合したサンプル、及び１５０，０００、３０，０００、４，０００の３種を混合したサンプルの２サンプルを別々に測定。
［ポリマーの合成］
＜合成例１＞
　２－ヒドロキシエチルアクリレート４０．０ｇ及び２，２’－アゾビスイソブチロニトリル３．１ｇを乳酸エチル８０．１ｇに溶解させた後、この溶液を、乳酸エチル４９．２ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは７，３００であった。
＜合成例２＞
　２－ヒドロキシエチルアクリレート８．０ｇ、メチルアクリレート３２．０ｇ及び２，２’－アゾビスイソブチロニトリル２．０ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル７８．０ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル４８．０ｇを６５℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５．０質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは７，０００であった。
＜合成例３＞
　２－ヒドロキシエチルメタクリレート４０．０ｇ及び２，２’－アゾビスイソブチロニトリル３．０ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル８０．０ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル４９．０ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは２４，２００であった。
＜合成例４＞
　４－ヒドロキシブチルアクリレート４０．０ｇ及び２，２’－アゾビスイソブチロニトリル３．２ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル８０．２ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル４９．４ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは５，５００であった。
＜合成例５＞
　２－ヒドロキシプロピルアクリレート３０．２ｇ、ベンジルアクリレート１０．０ｇ及び２，２’－アゾビスイソブチロニトリル３．４ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル８０．９ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル４９．８ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５．０質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは１３，５００であった。
＜合成例６＞
　スチレン８．０ｇ、グリシジルメタクリレート３２．０ｇ及び２，２’－アゾビスイソブチロニトリル２．４ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７８．７ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４８．５ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５．０質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは６，５００であった。
＜合成例７＞
　メチルメタクリレート４０．０ｇ、２－ヒドロキシエチルメタクリレート４．７ｇ、メタクリル酸２．４ｇ及び２，２’－アゾビスイソブチロニトリル３．１ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート６１．２ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５５．７ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度３０．０質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは９，３００であった。
＜合成例８＞
　スチレン２５．０ｇ、２－ヒドロキシエチルアクリレート１０．１ｇ、２－［（３，５－ジメチルピラゾリル）カルボニルアミノ］エチルメタクリレート（カレンズ〔登録商標〕ＭＯＩ－ＢＰ（昭和電工（株）製））２７．４ｇ及び２，２’－アゾビスイソブチロニトリル２．８ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル６５．４ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル３２．７ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度４０．０質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは２２，５００であった。
＜合成例９＞
　２，３－ジヒドロキシプロピルメタクリレート（ブレンマー〔登録商標〕ＧＬＭ（日油（株）製））４０．０ｇ及び２，２’－アゾビスイソブチロニトリル３．０ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル８０．０ｇに溶解させた後、この溶液を、プロピレングリコールモノメチルエーテル４９．０ｇを７０℃に保持したフラスコ中に４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに１８時間反応させて、ポリマーの溶液（固形分濃度２５質量％）を得た。得られたポリマーの重量平均分子量Ｍｗは１９，４００であった。
［カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物の調製］
＜実施例１＞
　合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてｐ－トルエンスルホン酸一水和物０．１ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７２．０ｇ及び乳酸エチル２４．９ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例２＞
　合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ－トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７６．１ｇ及び乳酸エチル２６．６ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例３＞
　合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ－トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてメチル化メラミン樹脂（ニカラック〔登録商標〕ＭＷ－３９０（（株）三和ケミカル製））０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７６．１ｇ及び乳酸エチル２６．６ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例４＞
　合成例２で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてピリジニウムｐ－トルエンスルホナート０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７０．１ｇ及び乳酸エチル３２．６ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例５＞
　合成例３で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてピリジニウムｐ－トルエンスルホナート０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６９．５ｇ及び乳酸エチル３２．３ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例６＞
　合成例３で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてピリジニウムｐ－トルエンスルホナート０．２ｇ及び界面活性剤としてＤＦＸ－１８（（株）ネオス製）０．０１ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６９．８ｇ及び乳酸エチル３２．５ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例７＞
　合成例３で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてピリジニウムｐ－トルエンスルホナート０．０２ｇ、架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．２ｇ及び界面活性剤としてＤＦＸ－１８（（株）ネオス製）０．０１ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７０．５ｇ及び乳酸エチル３２．８ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例８＞
　合成例４で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてピリジニウムｐ－トルエンスルホナート０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６９．５ｇ及び乳酸エチル３２．３ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例９＞
　合成例４で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてピリジニウムｐ－トルエンスルホナート０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７０．１ｇ及び乳酸エチル３２．６ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例１０＞
　合成例５で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてピリジニウムｐ－トルエンスルホナート０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６９．５ｇ及び乳酸エチル３２．３ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例１１＞
　合成例５で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてピリジニウムｐ－トルエンスルホナート０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル７０．１ｇ及び乳酸エチル３２．６ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例１２＞
　合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ－トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．６ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル８９．９ｇ及び乳酸エチル３２．５ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例１３＞
　合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ－トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））０．８ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル９６．７ｇ及び乳酸エチル３５．５ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例１４＞
　合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ－トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））１．０ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル１０３．６ｇ及び乳酸エチル３８．４ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例１５＞
　合成例９で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてｐ－トルエンスルホン酸一水和物０．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６９．５ｇ及び乳酸エチル３２．３ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜実施例１６＞
　合成例９で得られたポリマーの溶液８．０ｇ及び酸化合物としてＫ－ＰＵＲＥ〔登録商標〕ＴＡＧ－２６８９（Ｋｉｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　Ｉｎｃ．製）０．１ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６６．０ｇ及び乳酸エチル３０．９ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜比較例１＞
　合成例６で得られたポリマーの溶液７．０ｇ、エポキシ樹脂ｊＥＲ〔登録商標〕８２８（三菱化学（株）製）０．４ｇ及び酸化合物としてサンエイド〔登録商標〕ＳＩ－１００Ｌ（γ－ブチロラクトン溶液、固形分濃度４９質量％）（三新化学工業（株）製）０．０８ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート８９．１ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜比較例２＞
　合成例７で得られたポリマーの溶液７．０ｇ及び架橋剤としてメチル化メラミン樹脂（ニカラック〔登録商標〕ＭＸ－７０６（２－プロパノール溶液、固形分濃度７０質量％）（（株）三和ケミカル製））０．６ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル３３．４ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７３．５ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜比較例３＞
　合成例８で得られたポリマーの溶液５．０ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル６５．６ｇ及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２９．４ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜比較例４＞
　合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ－トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））１．２ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル１１１．８ｇ及び乳酸エチル４１．９ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
＜比較例５＞
　合成例１で得られたポリマーの溶液８．０ｇ、酸化合物としてｐ－トルエンスルホン酸一水和物０．０２ｇ及び架橋剤としてテトラメトキシメチルグリコールウリル（ＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ〔登録商標〕１１７４（日本サイテックインダストリーズ（株）製））１．４ｇを、プロピレングリコールモノメチルエーテル１１８．７ｇ及び乳酸エチル４４．９ｇに溶解させて溶液とした。その後、孔径０．１０μｍのポリエチレン製ミクロフィルターを用いてろ過して、カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を調製した。
［耐溶剤性試験］
　実施例１乃至実施例１６及び比較例１乃至比較例５で調製したカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物をそれぞれ、シリコンウエハー上にスピンコーターを用いて塗布し、ホットプレート上において１００℃で１分間、さらに２００℃で５分間ベークを行い、膜厚０．０６μｍの膜を形成した。これらの膜に対して、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、乳酸エチル、シクロヘキサノン、２－プロパノール及び２．３８質量％濃度の水酸化テトラメチルアンモニウム（以下、ＴＭＡＨと略称する。）水溶液に、それぞれ２３℃の温度条件下、５分間浸漬した後、１００℃で１分間乾燥ベークを行った。浸漬前及び乾燥ベーク後の膜厚測定を行い、膜厚変化を算出した。前記浸漬溶剤のうち１つでも、浸漬前の膜厚に対して１０％以上の膜厚増減があった場合は“×”、全ての溶剤について膜厚増減が１０％未満であった場合は“○”として耐溶剤性を評価した。評価結果を表１に示す。
［透過率測定］
　実施例１乃至実施例１６及び比較例１乃至比較例５で調製したカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物をそれぞれ、石英基板上にスピンコーターを用いて塗布し、ホットプレート上において１００℃で１分間、さらに２００℃で５分間ベークを行い、膜厚０．０６μｍの膜を形成した。これらの膜に対して、紫外線可視分光光度計ＵＶ－２５５０（（株）島津製作所製）を用いて、波長４００ｎｍ～８００ｎｍの範囲で波長を２ｎｍずつ変化させて透過率を測定した。さらにこの膜を２６０℃で５分間加熱した後、再び波長４００ｎｍ～８００ｎｍの範囲で波長を２ｎｍずつ変化させて透過率を測定した。２６０℃で５分間加熱する前及び後での、波長４００ｎｍ～８００ｎｍの範囲で測定された最低透過率の値を表１に示す。
［カラーレジスト残渣］
　実施例１乃至実施例１６及び比較例１乃至比較例５で調製したカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物をそれぞれ、シリコンウエハー上にスピンコーターを用いて塗布し、ホットプレート上において１００℃で１分間、さらに２００℃で５分間ベークを行い、膜厚０．０６μｍの膜を形成した。この膜上に、顔料としてＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｂｌｕｅ　１５：６及びＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｖｉｏｌｅｔ　２３を含む、光ラジカル重合性顔料分散型青色カラーレジスト液を塗布し、ホットプレート上において１００℃で１分間ベークを行い、膜厚０．５μｍの青色カラーレジスト膜を形成した。次いで、ｉ線ステッパーＮＳＲ－２２０５ｉ１２Ｄ（ＮＡ＝０．６３）（（株）ニコン製）を用いて、前記青色カラーレジスト膜を、マスクを介して露光し、２．３８質量％のＴＭＡＨ水溶液で６０秒間現像し、超純水で２０秒間リンス後、乾燥して、１００μｍ×１００μｍの矩形パターンを形成した。走査型電子顕微鏡Ｓ－９２６０（（株）日立ハイテクノロジーズ製）を用いて、矩形パターン周囲のカラーフィルター下層膜上の青色カラーレジスト残渣の観察を行った。比較例１と比較した際の残渣レベル評価結果を表１に示す。さらに矩形パターン周囲を３０，０００倍の倍率で撮影した写真を図１乃至図２１に示す。カラーフィルター下層膜上に観察される青色カラーレジスト残渣が、比較例１よりも“少ない”、“多い”、“同等”の３レベルで、残渣レベルを評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１の結果から、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜は、高耐溶剤性、高透明性であると共に、２６０℃で加熱した後でも着色しない高耐熱性を有するものであった。また、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜上では、カラーレジストの残渣がほとんど観察されず、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜はカラーレジストの残渣の発生を抑える効果に優れるものであった。一方、比較例１乃至比較例５で調製したカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜についても、高耐溶剤性、高透明性であると共に、２６０℃で加熱した後でも着色しない高耐熱性を有するものであった。しかし、比較例１乃至比較例５で調製したカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜上では、本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜上と比較してカラーレジストの残渣が多く観察された。すなわち、比較例１乃至比較例５で調製したカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成された膜は、カラーレジストの残渣の発生を抑える効果は無い又は不十分なものであった。
　本発明のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物は、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のデバイスにおける、カラーフィルター下層膜、平坦化膜、フィラー分散レジスト下層膜等を形成する材料として好適である。また、本発明のカラーフィルター下層膜上にカラーレジストパターンを形成した場合、カラーレジストの残渣の発生を抑えることができ、カラーフィルターを備えたデバイスの品質及び歩留まりの向上に有用である。
図１は、実施例１のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図２は、実施例２のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図３は、実施例３のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図４は、実施例４のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図５は、実施例５のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図６は、実施例６のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図７は、実施例７のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図８は、実施例８のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図９は、実施例９のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図１０は、実施例１０のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図１１は、実施例１１のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図１２は、実施例１２のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図１３は、実施例１３のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図１４は、実施例１４のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図１５は、実施例１５のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図１６は、実施例１６のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図１７は、比較例１のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図１８は、比較例２のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図１９は、比較例３のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図２０は、比較例４のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。 図２１は、比較例５のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から形成したカラーフィルター下層膜上の矩形パターン周囲における青色カラーレジスト残渣を３０，０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真である。

Claims (9)

  1. 下記式（１）で表される構造単位を有するホモポリマー又はコポリマー、酸化合物、溶剤及び樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて０質量％乃至３５質量％の架橋剤を含有するカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式中、Ｒ０は水素原子又はメチル基を表し、Ｒ１は置換基としてヒドロキシ基を少なくとも１つ有する炭素原子数１乃至６の炭化水素基を表し、前記炭素原子数１乃至６の炭化水素基はエーテル結合をさらに有してもよい。）
  2. 前記コポリマーは前記式（１）で表される構造単位以外の構造単位をさらに有する、請求項１に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物。
  3. 前記コポリマーにおいて、前記式（１）で表される構造単位の含有率は１７質量％乃至１００質量％である、請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物。
  4. 前記酸化合物が、スルホン酸化合物、カルボン酸化合物、スルホン酸エステル系熱酸発生剤又は有機オニウム塩系熱酸発生剤である請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物。
  5. さらに前記カラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物中の固形分の含有量に基づいて１質量％乃至３０質量％の架橋剤を含む請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物。
  6. さらに界面活性剤を含む請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から得られるカラーフィルター下層膜。
  8. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物から得られる平坦化膜。
  9. 基材上に請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のカラーフィルター下層膜形成用樹脂組成物を塗布し加熱してカラーフィルター下層膜を形成する工程、前記カラーフィルター下層膜上にカラーレジストを塗布し加熱してカラーレジスト膜を形成する工程、及び前記カラーレジスト膜に対し露光、現像及びリンスを行い、カラーレジストパターンを形成する工程を有する、カラーフィルターの形成方法。
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