WO2017145771A1 - ランダム共重合体、レジスト組成物、カラーフィルター及びランダム共重合体の製造方法 - Google Patents

ランダム共重合体、レジスト組成物、カラーフィルター及びランダム共重合体の製造方法 Download PDF

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WO2017145771A1
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meth
acrylate
random copolymer
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良平 清水
圭亮 坂本
慎 笹本
啓 高野
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Dic株式会社
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    • C08F220/10Esters
    • C08F220/22Esters containing halogen
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    • G03F7/105Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having substances, e.g. indicators, for forming visible images

Definitions

  • the present invention provides a smooth color resist layer, a random copolymer (which can suppress the generation of foreign matters derived from a colorant such as a pigment in the color resist layer, and provides a resist composition having excellent developability ( Fluorosurfactant), a resist composition using the same, and a color filter.
  • the present invention also relates to a method for producing the random copolymer.
  • surfactants called various leveling agents such as hydrocarbons, silicones, and fluorines have been used for the purpose of improving the homogeneity and smoothness of the resulting coating film.
  • fluorine-based surfactants are widely used because of their high surface tension reducing ability and low contamination after coating.
  • surfactants using perfluoroalkyl groups having 8 or more carbon atoms are excellent in performance as leveling agents due to their ability to reduce surface tension.
  • the above surfactants having a perfluoroalkyl group use perfluoroalkyl groups having fewer than 8 carbon atoms to produce compounds that are likely to accumulate in the environment and living organisms, such as perfluorooctane sulfonic acid. Surfactants have been proposed.
  • a surfactant for example, a random copolymer produced by living radical polymerization of a monomer having a fluorinated alkyl group having 6 or less carbon atoms and a non-fluorinated monomer in the coexistence.
  • a polymer has been proposed (for example, see Patent Document 1).
  • the coating film is not easily discolored even when exposed to an alkaline aqueous solution used as a developer (it is difficult to squeeze out). Performance is required.
  • a polymerizable monomer having a polymer segment of a polymerizable monomer having a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a backbone of a bridged ring hydrocarbon A fluorosurfactant that is a block copolymer having a polymer segment has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
  • the resist composition containing the fluorosurfactant disclosed in Patent Document 2 has a problem that developability with an alkaline aqueous solution is not sufficient.
  • a desired hue is also required.
  • a coating layer having a desired hue for example, a color resist pattern having a hue excellent in lightness
  • C.I. I. Pigment Red 254 and other pigments colorants
  • the C.I. I. Pigment Red 254 and other pigments have the property of being easy to sublimate and easily grow crystals due to their intermolecular interaction. Therefore, pigment molecules sublimated from the paint film in the heating process when forming a color filter are coated with the paint film. Crystallization / aggregation occurs on the surface, and foreign matter is generated. When such a foreign substance occurs, light scattering by the particles and non-uniform pigment dispersion occur, and as a result, it becomes difficult to obtain the desired hue.
  • a problem to be solved by the present invention is that a smooth color resist layer is obtained, the generation of a foreign material derived from a colorant in the color resist layer can be suppressed, and a resist composition excellent in developability can be obtained. It is to provide a coalescence (fluorinated surfactant), a resist composition using the same, and a color filter.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing the above-mentioned fluoropolymer (random copolymer of living radical polymerization).
  • a random copolymer that can be used as a surfactant can be obtained by using a polymerizable monomer having a cyclic hydrocarbon skeleton and a polymerizable unsaturated group, and among the random copolymers, By adding a random copolymer having a ratio [(Mw) / (Mn)] of the average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) in the range of 1.0 to 1.8, sublimation and crystallization It is desirable to obtain a resist composition that is less likely to cause generation of foreign matters in the coating film even when a colorant that is easy to peel off is used, the resist composition is also excellent in developability, and is desired by using these compositions. Color filter with hue Found such that the obtained, and have completed the present invention.
  • the present invention relates to a polymerizable monomer (a1) having a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms to which fluorine atoms are directly bonded and a polymerizable unsaturated group, and a crosslinked ring hydrocarbon skeleton. And a random copolymer of a polymerizable monomer (a2) having a polymerizable unsaturated group, and the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is 1
  • the present invention provides a random copolymer characterized by having a viscosity of 0.0 to 1.8.
  • the present invention also provides a resist composition
  • a resist composition comprising the random copolymer (A), a colorant (B), an alkali-soluble resin (C), and a polymerizable compound (D). It is.
  • the present invention also provides a color filter characterized in that a coating layer of the resist composition is formed on a substrate.
  • the present invention also provides a polymerizable monomer (a1) having a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms directly bonded with fluorine atoms and a polymerizable unsaturated group, and a skeleton of a bridged ring hydrocarbon. And a polymerizable monomer (a2) having a polymerizable unsaturated group is subjected to living radical polymerization in the presence of the polymerizable monomer (a1) and the polymerizable monomer (a2). A method for producing a random copolymer is provided.
  • the present invention provides a random copolymer that provides a smooth color resist layer, can suppress the generation of foreign substances derived from the colorant in the color resist layer, and provides a resist composition having excellent developability, and a method for producing the random copolymer. Can be provided. Moreover, this invention can provide the color filter which has the resist composition from which the coating layer of a desired hue is obtained, and the coating layer of a desired hue.
  • the random copolymer of the present invention can be suitably used for a color resist composition, and a coating layer is formed on the surface of an article such as a composition for forming a black matrix, a housing such as an electronic device. It can also be used suitably for the composition for doing.
  • FIG. 1 is an IR spectrum chart of the random copolymer (1) obtained in Example 1.
  • FIG. 2 is a chart of 13 C-NMR spectrum of the random copolymer (1) obtained in Example 1.
  • FIG. 3 is a GPC chart of the random copolymer (1) obtained in Example 1.
  • the present invention relates to a polymerizable monomer (a1) having a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms to which fluorine atoms are directly bonded and a polymerizable unsaturated group, and a skeleton of a bridged ring hydrocarbon and polymerization.
  • a random copolymer with a polymerizable monomer (a2) having a polymerizable unsaturated group, and the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is 1.0.
  • a random copolymer characterized in that it is ⁇ 1.8.
  • the polymerizable monomer (a1) having a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms directly bonded with fluorine atoms and a polymerizable unsaturated group may be polymerized with the fluorinated alkyl group in the molecule. Any compound having a polymerizable unsaturated group can be used without particular limitation.
  • the fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms directly bonded with fluorine atoms is a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms directly bonded with fluorine atoms or a part of hydrogen atoms. It is a partially fluorinated alkyl group having a fluorine atom.
  • perfluoroalkyl groups are preferred because of the high effect of the resulting polymer as a surfactant.
  • the larger the number of carbon atoms directly bonded with fluorine atoms the better.
  • the number of carbon atoms directly bonded with fluorine atoms is particularly preferably 4-6.
  • Examples of the polymerizable unsaturated group that the polymerizable monomer (a1) has include a (meth) acryloyl group, a vinyl group, and a maleimide group.
  • a (meth) acryloyl group a vinyl group, and a maleimide group.
  • the availability of raw materials is easy, and when the resist composition and coating composition are produced using the obtained random copolymer, the compatibility of the random copolymer with the compounding components in the composition is controlled.
  • (Meth) acryloyl groups are preferred because they are easy to do and have good polymerization reactivity.
  • a monomer represented by the following general formula (1) can be preferably exemplified.
  • the said polymerizable monomer (a1) may use only 1 type, or may use 2 or more types together.
  • R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, a cyano group, a phenyl group, a benzyl group, or —C n H 2n —Rf ′ (n represents an integer of 1 to 8, 'Represents any one group of the following formulas (Rf-1) to (Rf-4)), and X represents any one group of the following formulas (X-1) to (X-10) Rf represents any one group of the following formulas (Rf-1) to (Rf-4). ]
  • N in the above formulas (Rf-1) and (Rf-2) represents an integer of 1-6.
  • N in the above formula (Rf-3) represents an integer of 2 to 6.
  • N in the above formula (Rf-4) represents an integer of 4 to 6.
  • (meth) acrylate refers to one or both of methacrylate and acrylate
  • (meth) acrylic acid refers to one or both of methacrylic acid and acrylic acid.
  • the polymerizable monomer (a2) has a bridged cyclic hydrocarbon skeleton and a polymerizable unsaturated group.
  • a layer containing the random copolymer (hereinafter sometimes referred to as a block layer) is unevenly distributed on the surface.
  • the random copolymer of the present invention has a high glass transition temperature (Tg) due to the presence of the skeleton of the bridged ring hydrocarbon, and as a result, the block layer becomes a hard layer.
  • the coating layer formed in the method for producing a color filter described later has a block layer having high hardness due to the presence of the skeleton of the bridged cyclic hydrocarbon.
  • This high hardness block layer prevents colorants such as pigments in the coating layer from precipitating (sublimation) on the outermost surface, and the coating layer having the bridged cyclic hydrocarbon skeleton in the block layer underneath it.
  • the inventors presume that some influence is exerted on the pigment dispersed in the toner and, as a result, the formation of foreign matters derived from the colorant such as the pigment is suppressed.
  • Examples of the skeleton of the bridged ring hydrocarbon include an adamantane ring, perhydroindene ring, decalin ring, perhydrofluorene ring, perhydroanthracene ring, perhydrophenanthrene ring, dicyclopentane ring, dicyclopentene ring, perhydro Examples include acenaphthene ring, perhydrophenalene ring, norbornane ring, norbornene ring.
  • an adamantane ring, a dicyclopentane ring, a norbornane ring, and a norbornene ring are preferable, and an adamantane ring is more preferable because a block layer having a high Tg can be formed by the outermost surface of the coating film and generation of pigment-derived foreign matters can be suppressed.
  • Examples of the polymerizable monomer having an adamantane ring and a (meth) acryloyl group include compounds represented by the following formulas (a2-1) and (a2-2).
  • L represents a reactive functional group
  • X and Y represent a divalent organic group or a single bond
  • R represents a hydrogen atom, a methyl group, or CF 3 ).
  • Examples of the reactive functional group include a hydroxyl group, an isocyanate group, an epoxy group, a carboxyl group, a carboxylic acid halide group, and an acid anhydride group.
  • a hydroxyl group is preferable.
  • the organic functional group having the reactive functional group represented by -XL and the bonding position of Y may be bonded to any carbon atom in the adamantane ring.
  • -XL may have two or more.
  • part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms constituting the adamantane ring may be substituted with fluorine atoms, alkyl groups, or the like.
  • X and Y are a divalent organic group or a single bond. Examples of the divalent organic group include carbon atoms such as a methylene group, a propyl group, and an isopropylidene group. Examples thereof include alkylene groups of 1 to 8.
  • the (meth) acryloyl group may be bonded to any carbon atom in the adamantane ring.
  • a part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom constituting the adamantane structure in the general formula (a2-1) may be substituted with a fluorine atom, an alkyl group, or the like.
  • polymerizable monomer represented by the general formula (a2-1) include compounds represented by the following.
  • polymerizable monomer represented by the general formula (a2-2) include, for example, compounds represented by the following.
  • the compound represented by the formula (a2-2) is preferable because a copolymer is obtained, and the compound represented by the formula (a2-2-1) is more preferable.
  • the polymerizable monomer having a dicyclopentane ring and a polymerizable unsaturated group that can be preferably used as the polymerizable monomer (a2) in the present invention will be described.
  • Examples of the polymerizable monomer having a dicyclopentane ring and a (meth) acryloyl group include compounds represented by the following formula (a2-3).
  • R represents a hydrogen atom, a methyl group or CF 3.
  • the (meth) acryloyl group may be bonded to any carbon atom in the dicyclopentane ring.
  • the hydrogen atom bonded to the carbon atom constituting the dicyclopentane ring in the general formula (a2-3) may be partially or entirely substituted with a fluorine atom, an alkyl group, or the like. .
  • polymerizable monomer represented by the general formula (a2-3) include, for example, compounds represented by the following.
  • a compound represented by the above formula (a2-3-2) is preferable because a resist composition having a high coating film Tg can be obtained. .
  • Examples of the polymerizable monomer having a dicyclopentene ring and a (meth) acryloyl group include compounds represented by the following formula (a2-4).
  • R represents a hydrogen atom, a methyl group or CF 3.
  • the (meth) acryloyl group may be bonded to any carbon atom in the dicyclopentene ring.
  • a part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms constituting the dicyclopentene ring in the general formula (a2-3) may be substituted with a fluorine atom, an alkyl group, or the like.
  • polymerizable monomer represented by the general formula (a2-4) include, for example, compounds represented by the following.
  • a compound represented by the above formula (a2-4-2) is preferable because a resist composition having a high coating film Tg can be obtained.
  • the polymerizable monomer having a norbornane ring and a polymerizable unsaturated group that can be preferably used as the polymerizable monomer (a2) in the present invention will be described.
  • Examples of the polymerizable monomer having a norbornane ring and a (meth) acryloyl group include compounds represented by the following formula (a2-5).
  • R represents a hydrogen atom, a methyl group or CF 3.
  • the (meth) acryloyl group may be bonded to any carbon atom in the norbornane ring.
  • a part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom constituting the norbornane ring in the general formula (a2-5) may be substituted with a fluorine atom, an alkyl group, or the like.
  • polymerizable monomer represented by the general formula (a2-5) include, for example, compounds represented by the following.
  • a compound represented by the above formula (a2-5-2) is preferable because a resist composition having a high coating film Tg can be obtained.
  • the polymerizable monomer having a norbornene ring and a polymerizable unsaturated group that can be preferably used as the polymerizable monomer (a2) in the present invention will be described.
  • Examples of the polymerizable monomer having a norbornene ring and a (meth) acryloyl group include compounds represented by the following formula (a2-6).
  • R represents a hydrogen atom, a methyl group or CF 3.
  • the (meth) acryloyl group may be bonded to any carbon atom in the norbornene ring.
  • part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms constituting the norbornene ring may be substituted with fluorine atoms, alkyl groups, or the like.
  • polymerizable monomer represented by the general formula (a2-6) include, for example, compounds represented by the following.
  • a compound represented by the above formula (a2-6-2) is preferable because a resist composition having a high coating film Tg can be obtained.
  • the present invention relates to a polymerizable monomer (a1) having a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms to which fluorine atoms are directly bonded and a polymerizable unsaturated group, a skeleton of a bridged ring hydrocarbon and a polymerizable property.
  • the ratio (Mw / Mn) exceeds 1.8, it is not preferable because a firm coating surface cannot be formed.
  • the ratio (Mw / Mn) is more preferably in the range of 1.0 to 1.7, and still more preferably in the range of 1.0 to 1.5.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the random copolymer of the present invention is preferably 500 to 200,000 since a firmer coating surface can be obtained and a random copolymer having good leveling properties can be obtained.
  • the range of 1,000 to 150,000 is more preferable, and the range of 1,500 to 100,000 is more preferable.
  • the random copolymer of the present invention has a number average molecular weight (Mn) of 300 to 120,000 because a firmer coating surface can be obtained and a random copolymer having good leveling properties can be obtained.
  • Mn number average molecular weight
  • the range of 500 to 80,000 is more preferable, and the range of 800 to 60,000 is more preferable.
  • the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) are values converted to polystyrene based on gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as “GPC”) measurement.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the fluorine atom content in the random copolymer of the present invention is preferably in the range of 4 to 40% by mass, since it is a random copolymer that exhibits less coating unevenness and exhibits good leveling properties. % Is more preferable, and the range of 6 to 30% by mass is more preferable.
  • the fluorine atom content can be measured by combustion ion chromatography.
  • the random copolymer of the polymerizable monomer (a1) and the polymerizable monomer (a2) is a polymerizable monomer (a1) and a polymerizable monomer as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Examples of the polymerizable monomer (a3) include a monomer having an oxyalkylene group (a3-1) and a monomer having an alkyl group (a3-2).
  • examples of the polymerizable unsaturated group possessed by the polymerizable monomer (a3) include a (meth) acryloyl group, a vinyl group, and a maleimide group, and the polymerizable monomer (a1) and the polymerization monomer.
  • the copolymerizability is improved, so that the polymerizable unsaturated group possessed by the polymerizable monomer (a3)
  • the group is also preferably a (meth) acryloyl group.
  • Examples of the monomer (a3-1) having an oxyalkylene group include a monomer represented by the following general formula (a3-1).
  • R 2 is a hydrogen atom or a methyl group
  • Y 1 X and Y 2 are each independently an alkylene group
  • p and q are each 0 or an integer of 1 or more
  • the total is 1 or more
  • R 3 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • Y 1 and Y 2 in the general formula (a3-1) are alkylene groups, and the alkylene groups include those having a substituent.
  • Specific examples of the —O— (Y 1 O) n— (Y 2 O) m— moiety include ethylene glycol residues in which the number of repeating units p is 1, m is 0, and Y 1 is ethylene, Propylene glycol residue in which unit number p is 1 and m is 0 and Y 1 is propylene, butylene glycol residue in which repeating unit number p is 1 and m is 0 and Y 1 is butylene, repeating Polyethylene glycol residue in which unit number p is an integer of 2 or more and q is 0, and Y 1 is ethylene, repeating unit number p is an integer of 2 or more, q is 0, and Y 1 is propylene polypropylene glycol residues, the number of repeating units p and q are both an integer of 1 or more, and Y 1 or Y 2 is other hand
  • the polymerization degree of the polyalkylene glycol in the monomer (a3-1) having an oxyalkylene group, that is, the sum of p and q in the general formula (a3-1) is preferably in the range of 1 to 100.
  • the range of ⁇ 80 is more preferred, and the range of 3 ⁇ 50 is more preferred.
  • the repeating unit containing Y 1 and the repeating unit containing Y 2 may be arranged randomly or in a block form.
  • R 3 in the general formula (a3-1) is hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the monomer is a mono (meth) acrylic acid ester of alkylene glycol such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, etc., and when R 3 has 1 to 6 carbon atoms, The terminal of the glycol mono (meth) acrylate that is not the (meth) acrylate is sealed with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • monomers having a poly (oxyalkylene) group composed of a plurality of oxyalkylene groups are preferable.
  • Specific examples include polypropylene glycol mono (meta) ) Acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polytrimethylene glycol mono (meth) acrylate, polytetramethylene glycol mono (meth) acrylate, poly (ethylene glycol / propylene glycol) mono (meth) acrylate, polyethylene glycol / polypropylene glycol Mono (meth) acrylate, poly (ethylene glycol tetramethylene glycol) mono (meth) acrylate, polyethylene glycol polytetramethylene glycol mono (meth) acrylate, Poly (propylene glycol / tetramethylene glycol) mono (meth) acrylate, polypropylene glycol / polytetramethylene glycol mono (meth) acrylate, poly (propylene glycol / polytetramethylene glycol mono
  • Poly (ethylene glycol / propylene glycol) means a random copolymer of ethylene glycol and propylene glycol
  • polyethylene glycol / polypropylene glycol means a block copolymer of ethylene glycol and propylene glycol. means. The same applies to other items.
  • the monomer (a3-1) having an oxyalkylene group is used in the method for producing a fluoropolymer of the present invention, the compatibility with other components in the resist composition and the coating composition is improved.
  • Polypropylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, and polyethylene glycol / polypropylene glycol mono (meth) acrylate are preferred because a fluoropolymer can be obtained.
  • Examples of commercially available monomers (a3-1) having an oxyalkylene group include “NK Ester M-20G”, “NK Ester M-40G”, and “NK Ester” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. "M-90G”, “NK ester M-230G”, “NK ester AM-90G”, “NK ester AMP-10G”, “NK ester AMP-20G”, “NK ester AMP-60G”, manufactured by NOF Corporation “Blemmer PE-90”, “Blemmer PE-200”, “Blemmer PE-350”, “Blemmer PME-100”, “Blemmer PME-200”, “Blemmer PME-400”, “Blemmer PME-4000”, “Blemmer PP-1000”, “Blemmer PP-500”, “Blemmer PP-800”, “Blemmer 70” EP-350B “,” Blemmer 55PET-800 “,” Blemmer 50POEP-800B “,” Blemmer 10PPB-500B "
  • Examples of the monomer having an alkyl group (a3-2) include a monomer represented by the following general formula (a3-2).
  • R 4 is a hydrogen atom or a methyl group
  • R 5 is an alkyl group having a linear, branched or ring structure having 1 to 18 carbon atoms.
  • R 5 in the general formula (a3-2) is an alkyl group having a linear, branched, or cyclic structure having 1 to 18 carbon atoms, and this alkyl group is aliphatic or aromatic. You may have substituents, such as a hydrocarbon group and a hydroxyl group.
  • alkyl group-containing monomer (a3-2) examples include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2
  • An alkyl ester having 1 to 18 carbon atoms of (meth) acrylic acid such as ethylhexyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, etc .; dicyclopentanyloxylethyl ( (Meth) acrylate, isobornyloxylethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, dimethyladamantyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopen
  • the amounts used are the monomer (a1) and the monomer (a2). 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total suppresses the leveling property, the generation of foreign substances derived from colorants such as pigments, and can also exhibit various effects attributable to the monomer (a3). This is preferable because a random copolymer can be obtained, and more preferably 1 to 50 parts by mass.
  • the random copolymer of the present invention is, for example, crosslinked with a polymerizable monomer (a1) having a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms directly bonded with fluorine atoms and a polymerizable unsaturated group.
  • a polymerizable monomer (a1) having a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms directly bonded with fluorine atoms and a polymerizable unsaturated group.
  • Living radical polymerization of a polymerizable monomer (a2) having a cyclic hydrocarbon skeleton and a polymerizable unsaturated group in the presence of the polymerizable monomer (a1) and the polymerizable monomer (a2) It can obtain suitably.
  • a dormant species whose active polymerization terminal is protected by an atom or an atomic group reversibly generates a radical and reacts with a monomer to proceed with a growth reaction.
  • living radical polymerization include atom transfer radical polymerization (ATRP), reversible addition-cleavage radical polymerization (RAFT), radical polymerization via nitroxide (NMP), radical polymerization using organic tellurium (TERP), etc. Is mentioned.
  • ATRP atom transfer radical polymerization
  • RAFT reversible addition-cleavage radical polymerization
  • NMP radical polymerization via nitroxide
  • TMP radical polymerization using organic tellurium
  • ATRP is polymerized using an organic halide or a sulfonyl halide compound as an initiator, and a metal complex composed of a transition metal compound and a ligand as a catalyst.
  • An organic halogenated compound can be used as the polymerization initiator used in the ATRP.
  • Examples include alkyl esters.
  • alkyl ester having 1 to 6 carbon atoms of the 2-halogenated carboxylic acid having 1 to 6 carbon atoms include, for example, methyl 2-chloropropionate, ethyl 2-chloropropionate, Examples include methyl 2-bromopropionate and ethyl 2-bromoisobutyrate.
  • transition metal compound used in the ATRP is represented by M n + X n .
  • Transition metal M n + is Cu + , Cu 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Ru 2+ , Ru 3+ , Cr 2+ , Cr 3+ , Mo 0 , Mo + , Mo 2+ , Mo 3+ , W 2+ , W 3+ , Rh 3+ , Rh 4+ , Co + , Co 2+ , Re 2+ , Re 3+ , Ni 0 , Ni + , Mn 3+ , Mn 4+ , V 2+ , V 3+ , Zn + , Zn 2+ , Au + , Au 2+ , Ag + And Ag 2+ .
  • X represents a halogen atom, an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, (S0 4 ) 1/2 , (P0 4 ) 1/3 , (HP0 4 ) 1/2 , (H 2 P0 4 ), triflate , Hexafluorophosphate, methane sulfonate, aryl sulfonate (preferably benzene sulfonate or toluene sulfonate), SeR 1 , CN and R 2 COO.
  • R 1 represents aryl, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (preferably 1 to 10 carbon atoms)
  • R 2 represents 1 to 5 hydrogen atom or halogen.
  • a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (preferably a methyl group) which may be substituted once (preferably 1 to 3 times with fluorine or chlorine).
  • n represents a formal charge on the metal and is an integer from 0 to 7.
  • the transition metal complex of 7,8,9,10,11 is still more preferable as zero valent copper, monovalent copper, divalent ruthenium.
  • a complex of divalent iron or divalent nickel may be mentioned.
  • the compound having a ligand capable of coordinating with a transition metal is a ligand containing at least one nitrogen atom, oxygen atom, phosphorus atom or sulfur atom that can be coordinated with the transition metal via a ⁇ bond.
  • a compound having two or more carbon atoms capable of coordinating with a transition metal via a ⁇ bond, a compound having a ligand capable of coordinating with a transition metal via a ⁇ bond or ⁇ bond Is mentioned.
  • the compound having a ligand include, for example, when the central metal is copper, 2,2′-bipyridyl and its derivative, 1,10-phenanthroline and its derivative, tetramethylethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, hexa And a complex with a ligand such as polyamine such as methyltris (2-aminoethyl) amine.
  • Examples of the divalent ruthenium complex include dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium, dichlorotris (tributylphosphine) ruthenium, dichloro (cyclooctadiene) ruthenium, dichlorobenzeneruthenium, dichlorop-cymenruthenium, dichloro (norbornadiene) ruthenium, Examples thereof include cis-dichlorobis (2,2′-bipyridine) ruthenium, dichlorotris (1,10-phenanthroline) ruthenium, and carbonylchlorohydridotris (triphenylphosphine) ruthenium.
  • examples of the divalent iron complex include a bistriphenylphosphine complex and a triazacyclononane complex.
  • a solvent In the living radical polymerization, it is preferable to use a solvent.
  • the solvent used include ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and propylene glycol monomethyl ether acetate; ether solvents such as diisopropyl ether, dimethoxyethane, and diethylene glycol dimethyl ether; halogen solvents such as dichloromethane and dichloroethane; toluene, Aromatic solvents such as xylene; ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropanol; aprotic polar solvents such as dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • a polymerizable monomer (a1) is present in the presence of a polymerization initiator, a transition metal compound, a compound having a ligand capable of coordinating with the transition metal, and a solvent.
  • the polymerizable monomer (a2) are preferably subjected to living radical polymerization.
  • the use ratio (reaction ratio) of the polymerizable monomer (a1) and the polymerizable monomer (a2) is 100 parts by mass of the polymerizable monomer (a1).
  • the polymerizable monomer (a2) in an amount of 50 to 900 parts by mass is preferable because a random copolymer having good leveling properties and a high pigment sublimation inhibiting effect can be obtained.
  • the polymerizable monomer (a2) is more preferably 100 to 800 parts by mass with respect to parts by mass.
  • the polymerization temperature during living radical polymerization is preferably in the range of room temperature to 120 ° C.
  • the random copolymer of the present invention is produced by the method for producing a random copolymer of the present invention, a metal resulting from the transition metal compound may remain in the random copolymer. Therefore, when a random copolymer is used by the production method of the present invention for semiconductor applications such as a photoresist composition that causes problems when the metal remains, the residual metal may be removed using activated alumina or the like after the polymerization reaction. preferable.
  • the present invention relates to a random copolymer of the present invention (hereinafter, this may be referred to as “random copolymer (A)”), a colorant (B), an alkali-soluble resin (C), and a polymerizable property.
  • a resist composition comprising a compound (D) is provided.
  • the resist composition includes, for example, a polymerizable monomer (a1) having a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms directly bonded with fluorine atoms and a polymerizable unsaturated group, and a crosslinked ring hydrocarbon.
  • Living radical polymerization of a polymerizable monomer (a2) having a skeleton and a polymerizable unsaturated group in the presence of the polymerizable monomer (a1) and the polymerizable monomer (a2) Including a step of obtaining a random copolymer (A) of radical polymerization, and a step of mixing the random copolymer (A), a colorant (B), an alkali-soluble resin (C), and a polymerizable compound (D).
  • the resist composition can be suitably provided by a method for producing a resist composition.
  • the step of obtaining the random copolymer (A) is a step corresponding to the method for producing a random copolymer of the present invention.
  • the colorant (B) examples include pigments and dyes, and the pigments may be organic pigments or inorganic pigments.
  • the organic pigment pigments of various hues such as a red pigment, a green pigment, a blue pigment, a yellow pigment, a purple pigment, and an orange pigment can be used.
  • the chemical structure of the organic pigment for example, quinacridone, perylene, pyrrolo-pyrrole, anthraquinone, phthalocyanine, indanthrene, halogenated phthalocyanine, tetrachloroisoindolinone, hansa yellow
  • examples thereof include benzidine yellow, azo, aventimidazolone, isoindolinone, and dioxazine.
  • CI means a color index (CI; issued by The Society of Dyer and Colorists).
  • red pigment examples include C.I. I. Pigment red 1, C.I. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I. Pigment red 4, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 6, C.I. I. Pigment red 7, C.I. I. Pigment red 8, C.I. I. Pigment red 9, C.I. I. Pigment red 12, C.I. I. Pigment red 14, C.I. I. Pigment red 15, C.I. I. Pigment red 16, C.I. I. Pigment red 17, C.I. I. Pigment red 21, C.I. I. Pigment red 22, C.I. I. Pigment red 23, C.I. I. Pigment red 31, C.I. I.
  • Pigment red 32 C.I. I. Pigment red 37, C.I. I. Pigment red 38, C.I. I. Pigment red 41, C.I. I. Pigment red 47, C.I. I. Pigment red 48, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 48: 2, C.I. I. Pigment red 48: 3, C.I. I. Pigment red 48: 4, C.I. I. Pigment red 49, C.I. I. Pigment red 49: 1, C.I. I. Pigment red 49: 2, C.I. I. Pigment red 50: 1, C.I. I. Pigment red 52: 1, C.I. I. Pigment red 52: 2, C.I. I.
  • Pigment red 112 C.I. I. Pigment red 113, C.I. I. Pigment red 114, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 144, C.I. I. Pigment red 146, C.I. I. Pigment red 147, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 151, C.I. I. Pigment red 166, C.I. I. Pigment red 168, C.I. I. Pigment red 169, C.I. I. Pigment red 170, C.I. I. Pigment red 172, C.I. I. Pigment red 173, C.I. I.
  • Pigment red 174 C.I. I. Pigment red 175, C.I. I. Pigment red 176, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 178, C.I. I. Pigment red 179, C.I. I. Pigment red 180, C.I. I. Pigment red 181, C.I. I. Pigment red 184, C.I. I. Pigment red 185, C.I. I. Pigment red 187, C.I. I. Pigment red 188, C.I. I. Pigment red 190, C.I. I. Pigment red 192, C.I. I. Pigment red 193, C.I. I. Pigment red 194, C.I. I.
  • Pigment red 200 C.I. I. Pigment red 202, C.I. I. Pigment red 206, C.I. I. Pigment red 207, C.I. I. Pigment red 208, C.I. I. Pigment red 209, C.I. I. Pigment red 210, C.I. I. Pigment red 213, C.I. I. Pigment red 214, C.I. I. Pigment red 215, C.I. I. Pigment red 216, C.I. I. Pigment red 217, C.I. I. Pigment red 220, C.I. I. Pigment red 221, C.I. I. Pigment red 223, C.I. I. Pigment red 224, C.I. I.
  • green pigment examples include C.I. I. Pigment green 1, C.I. I. Pigment green 2, C.I. I. Pigment green 4, C.I. I. Pigment green 7, C.I. I. Pigment green 8, C.I. I. Pigment green 10, C.I. I. Pigment green 13, C.I. I. Pigment green 14, C.I. I. Pigment green 15, C.I. I. Pigment green 17, C.I. I. Pigment green 18, C.I. I. Pigment green 19, C.I. I. Pigment green 26, C.I. I. Pigment green 36, C.I. I. Pigment green 45, C.I. I. Pigment green 48, C.I. I. Pigment green 50, C.I. I. Pigment green 51, C.I. I. Pigment green 54, C.I. I. Pigment green 55, C.I. I. Pigment green 58, C.I. I. And CI Pigment Green 59.
  • blue pigment examples include C.I. I. Pigment blue 1, C.I. I. Pigment blue 1: 2, C.I. I. Pigment blue 9, C.I. I. Pigment blue 14, C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 15: 6, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 17, C.I. I. Pigment blue 19, C.I. I. Pigment blue 22, C.I. I. Pigment blue 25, C.I. I. Pigment blue 27, C.I. I. Pigment blue 28, C.I.
  • yellow pigment examples include C.I. I. Pigment yellow 1, C.I. I. Pigment yellow 1: 1, C.I. I. Pigment yellow 2, C.I. I. Pigment yellow 3, C.I. I. Pigment yellow 4, C.I. I. Pigment yellow 5, C.I. I. Pigment yellow 6, C.I. I. Pigment yellow 9, C.I. I. Pigment yellow 10, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 16, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 20, C.I. I. Pigment yellow 24, C.I. I. Pigment yellow 31, C.I. I.
  • Pigment yellow 62 1, C.I. I. Pigment yellow 63, C.I. I. Pigment yellow 65, C.I. I. Pigment yellow 73, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 75, C.I. I. Pigment yellow 81, C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 86, C.I. I. Pigment yellow 87, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. Pigment yellow 95, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 100, C.I. I. Pigment yellow 101, C.I. I.
  • Pigment yellow 104 C.I. I. Pigment yellow 105, C.I. I. Pigment yellow 108, C.I. I. Pigment yellow 109, C.I. I. Pigment yellow 110, C.I. I. Pigment yellow 111, C.I. I. Pigment yellow 116, C.I. I. Pigment yellow 117, C.I. I. Pigment yellow 119, C.I. I. Pigment yellow 120, C.I. I. Pigment yellow 125, C.I. I. Pigment yellow 126, C.I. I. Pigment yellow 127, C.I. I. Pigment yellow 127: 1, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. Pigment yellow 129, C.I. I.
  • Pigment yellow 133 C.I. I. Pigment yellow 134, C.I. I. Pigment yellow 136, C.I. I. Pigment yellow 137, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment yellow 142, C.I. I. Pigment yellow 147, C.I. I. Pigment yellow 148, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 151, C.I. I. Pigment yellow 153, C.I. I. Pigment yellow 154, C.I. I. Pigment yellow 155, C.I. I. Pigment yellow 157, C.I. I. Pigment yellow 158, C.I. I.
  • Pigment yellow 159 C.I. I. Pigment yellow 160, C.I. I. Pigment yellow 161, C.I. I. Pigment yellow 162, C.I. I. Pigment yellow 163, C.I. I. Pigment yellow 164, C.I. I. Pigment yellow 165, C.I. I. Pigment yellow 166, C.I. I. Pigment yellow 167, C.I. I. Pigment yellow 168, C.I. I. Pigment yellow 169, C.I. I. Pigment yellow 170, C.I. I. Pigment yellow 172, C.I. I. Pigment yellow 173, C.I. I. Pigment yellow 174, C.I. I. Pigment yellow 175, C.I. I.
  • Pigment yellow 176 C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Pigment yellow 181, C.I. I. Pigment yellow 182, C.I. I. Pigment yellow 183, C.I. I. Pigment yellow 184, C.I. I. Pigment yellow 185, C.I. I. Pigment yellow 188, C.I. I. Pigment yellow 189, C.I. I. Pigment yellow 190, C.I. I. Pigment yellow 191, C.I. I. Pigment yellow 191: 1, C.I. I. Pigment yellow 192, C.I. I. Pigment yellow 193, C.I. I. Pigment yellow 194, C.I. I. Pigment yellow 195, C.I. I.
  • Pigment yellow 196 C.I. I. Pigment yellow 197, C.I. I. Pigment yellow 198, C.I. I. Pigment yellow 199, C.I. I. Pigment yellow 200, C.I. I. Pigment yellow 202, C.I. I. Pigment yellow 203, C.I. I. Pigment yellow 204, C.I. I. Pigment yellow 205, C.I. I. Pigment yellow 206, C.I. I. Pigment yellow 207, C.I. I. And CI Pigment Yellow 208.
  • Examples of the purple pigment include C.I. I. Pigment violet 1, C.I. I. Pigment violet 1: 1, C.I. I. Pigment violet 2, C.I. I. Pigment violet 2: 2, C.I. I. Pigment violet 3, C.I. I. Pigment violet 3: 1, C.I. I. Pigment violet 3: 3, C.I. I. Pigment violet 5, 5: 1, C.I. I. Pigment violet 14, C.I. I. Pigment violet 15, C.I. I. Pigment violet 16, C.I. I. Pigment violet 19, C.I. I. Pigment violet 23, C.I. I. Pigment violet 25, C.I. I. Pigment violet 27, C.I. I. Pigment violet 29, pigment violet 30, C.I. I.
  • orange pigment examples include C.I. I. Pigment orange 1, C.I. I. Pigment orange 2, C.I. I. Pigment orange 5, C.I. I. Pigment orange 13, C.I. I. Pigment orange 16, C.I. I. Pigment orange 17, C.I. I. Pigment orange 19, C.I. I. Pigment orange 20, C.I. I. Pigment orange 21, C.I. I. Pigment orange 22, C.I. I. Pigment orange 23, C.I. I. Pigment orange 24, C.I. I. Pigment orange 34, C.I. I. Pigment orange 36, C.I. I. Pigment orange 38, C.I. I. Pigment orange 39, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. I.
  • each pixel of the three primary colors of the color filter used in the liquid crystal display device and the organic EL display device is red (R), green (G), and blue (B)
  • the red pigment, the green pigment, and the blue pigment are the main components.
  • the organic pigments of colors such as yellow, purple and orange may be used for hue adjustment.
  • examples of the inorganic pigment include barium sulfate, lead sulfate, titanium oxide, yellow lead, bengara, and chromium oxide.
  • Examples of the dye used in the present invention include the following (b1)
  • Preferred examples include salts represented by the formula (1) and xanthene dyes.
  • xanthene dye examples include C.I. I. Acid Red 51, 52, 87, 92, 289, 388, C.I. I. Acid Violet 9, 30, C.I. I. Basic Red 8, C.I. I. Examples thereof include Modern Red 27, Rose Bengal B, Sulforhodamine G, Rhodamine 6G, and xanthene dyes described in JP2010-032999A and JP2011-138094A.
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom, —R 8 or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms; hydrogen atoms contained is a halogen atom, -R 8, -OH, -OR 8 , -SO 3 -, - SO 3 H, -SO 3 - M +, -CO 2 H, -CO 2 R 8, -SO It may be substituted with 3 R 8 or —SO 2 NR 9 R 10 .
  • R 5 is, -OH, -SO 3 -, - SO 3 H, -SO 3 - M +, -CO 2 H, -CO 2 - M +, -CO 2 R 8, -SO 3 R 8 or -SO 2 represents NR 9 R 10 m represents an integer of 0 to 5. When m is an integer of 2 or more, the plurality of R 5 are the same or different.
  • R 6 and R 7 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • M + represents + N (R 11 ) 4 , Na + or K + .
  • X represents a halogen atom.
  • a represents an integer of 0 or 1.
  • R 8 represents a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom.
  • R 11 each independently represents a hydrogen atom, a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms.
  • R 9 and R 10 each independently represents a hydrogen atom or a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group is —OH or a halogen atom.
  • the —CH 2 — contained in the saturated aliphatic hydrocarbon group may be substituted with —O—, —CO—, —NH— or —NR 8 —, and R 9 And R 10 may be bonded to each other to form a 3- to 10-membered heterocyclic ring containing a nitrogen atom.
  • the dye which has as a main component the compound represented by is preferable.
  • Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms in R 1 to R 4 in the formula (b2) include a phenyl group, a toluyl group, a xylyl group, a mesityl group, a propylphenyl group, and butyl. A phenyl group etc. are mentioned.
  • Monovalent aromatic hydrocarbon radical of the formula (b2) having 6 to 10 carbon atoms in as substituent, -SO 3 -, - SO 3 H, -SO 3 - M + and -SO 2 NR 9 R preferably has at least one selected from the group consisting of 10, -SO 3 - and more to have at least one selected from M + and the group consisting of -SO 2 NR 9 R 10 preferable.
  • —SO 3 ⁇ M + —SO 3 ⁇ + N (R 11 ) 4 is preferable.
  • R 1 to R 4 are these groups, the resist composition can be expected to produce a coating layer with less generation of foreign matter and excellent heat resistance.
  • Examples of the monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms in R 8 to R 11 in the formula (b2) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, hexadecyl group, icosyl group; A cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms such as a group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, and a tricyclodecyl
  • Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms for R 6 and R 7 in the formula (b2) include those having 1 to 6 carbon atoms among the above-mentioned alkyl groups.
  • Examples of the aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms in R 11 in the formula (b2) include a benzyl group, a phenylethyl group, a phenylbutyl group, and the like.
  • the M + is, for example, + N (R 11 ) 4 , Na + or K + , and preferably + N (R 11 ) 4 .
  • the + N (R 11 ) 4 for example, at least two of the four R 11 are preferably monovalent saturated hydrocarbon groups having 5 to 20 carbon atoms. Further, the total carbon number of the four R 11 is preferably 20 to 80, and more preferably 20 to 60. When R 11 is such a group, the resist composition of the present invention can be expected to form a colored coating film or pattern with few foreign matters.
  • R 21 to R 24 each independently represents a hydrogen atom, —R 26 or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, and the aromatic hydrocarbon group includes hydrogen atoms contained in, -SO 3 -, - SO 3 - M a +, -SO 3 H, optionally substituted by -SO 3 R 26 or -SO 2 NHR 26.
  • X represents a halogen atom.
  • a1 represents an integer of 0 or 1.
  • m1 represents an integer of 0 to 5. When m1 is an integer of 2 or more, the plurality of R 25 are the same or different.
  • M a + represents + N (R 27 ) 4 , Na + or K + .
  • R 25 is, -SO 3 -, - representing the M a +, -SO 3 H or SO 2 NHR 26 - SO 3.
  • R 26 represents a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 27 each independently represents a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a benzyl group.
  • the dye represented by is more preferable.
  • Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms in R 21 to R 24 in the formula (b3) are the same as those exemplified as the aromatic hydrocarbon group in R 1 to R 4 .
  • the group of is mentioned.
  • R 21 and R 23 are hydrogen atoms
  • R 22 and R 24 are monovalent aromatic hydrocarbon groups having 6 to 10 carbon atoms
  • the hydrogen atoms contained in the aromatic hydrocarbon group are: It is preferably one that may be substituted with SO 3 —, —SO 3 —M + , —SO 3 H, —SO 3 R 26, or —SO 2 NHR 26 .
  • R 21 and R 23 are hydrogen atoms
  • R 22 and R 24 are monovalent aromatic hydrocarbon groups having 6 to 10 carbon atoms
  • the hydrogen atoms contained in the aromatic hydrocarbon groups are: Those substituted with —SO 3 — M + or —SO 2 NHR 26 are preferred.
  • R 21 to R 24 are these groups, the resist composition containing the compound (b-2-3) is expected to form a colored coating film or pattern having excellent heat resistance.
  • Examples of the monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms for R 26 and R 27 in the formula (b3) are the same as those exemplified as the saturated hydrocarbon group for R 8 to R 11 . Groups and the like.
  • the R 26 in -SO 3 R 26 and -SO 2 NHR 26 in the formula (b3) preferred branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, branched chain having 6 to 12 carbon atoms
  • the alkyl group is more preferable, and the 2-ethylhexyl group is more preferable.
  • R 26 is any of these groups, the resist composition containing the compound (b3) is expected to form a colored coating film or pattern with less generation of foreign matters.
  • Ma + is + N (R 27 ) 4 , Na + or K + , preferably + N (R 27 ) 4 .
  • the + N (R 27 ) 4 at least two of the four R 27 are preferably monovalent saturated hydrocarbon groups having 5 to 20 carbon atoms.
  • the total number of carbon atoms of the four R 27 is preferably 20 to 80, and more preferably 20 to 60. It is expected that the resist composition containing the compound (b3) in which R 27 is any of these groups can form a coating layer or pattern with less generation of foreign matters.
  • Examples of preferable xanthene dyes that can be used in the present invention include dyes mainly composed of compounds represented by formulas (b4) to (b21).
  • Ra represents a 2-ethylhexyl group.
  • a quaternary ammonium salt of Acid Red 289 is preferred.
  • examples of such compounds include compounds represented by formula (b4) to formula (b11), formula (b16), and formula (b17).
  • the compound represented by the formula (b1) is obtained by, for example, chlorinating a dye or dye intermediate having —SO 3 H by a conventional method, and converting the obtained dye or dye intermediate having —SO 2 Cl into R 8 —. It can be produced by reacting with an amine represented by NH 2 .
  • a dye produced by the method described in the upper right column to the lower left column of page 3 of JP-A-3-78702 can also be produced by reacting with an amine after chlorination, as described above.
  • dye (b2) used in the present invention other dyes other than the salt represented by the formula (b1) and the xanthene dye can be used.
  • the other dyes include oil-soluble dyes, acid dyes, amine salts of acid dyes, sulfonamides of acid dyes, and the like. Specifically, for example, a color index (The Society of Dyers). and dyes classified by Dye and Colorists), and various dyes described in dyeing notes (color dyeing company).
  • Examples of the other dyes include C.I. I. Solvent Yellow 4 (hereinafter, description of CI Solvent Yellow is omitted, and only the number is described), 14, 15, 23, 24, 38, 62, 63, 68, 82, 94, 98, 99 C.
  • the colorant (B) used for forming the black matrix (BM) is not particularly limited as long as it is black.
  • carbon black, metal oxide, two or more metal oxides A pigment such as a composite metal compound made of is preferable.
  • a combination in which two or more organic pigments selected from pigments having hues of red, blue, green, purple, yellow, cyan, and magenta are mixed and made black by mixing colors may be used.
  • Examples of the carbon black include lamp black, acetylene black, thermal black, channel black, and furnace black.
  • Examples of the metal oxide include titanium black obtained by oxidation of titanium or reduction of titanium dioxide. Usually, titanium black is represented by Ti m O 2m-1 (m is a number of 1 or more).
  • metal oxides such as copper, iron, chromium, manganese, cobalt, are mentioned as a metal oxide.
  • the composite metal compound composed of two or more kinds of metal oxides for example, copper-chromium oxide, copper-chromium-manganese oxide, copper-iron-manganese oxide, or cobalt-iron-manganese An oxide etc. are mentioned.
  • Examples of commercially available carbon black include MA7, MA8, MA11, MA100, MA100R, MA220, MA230, MA600, # 5, # 10, # 20, # 25, # 30, # 32 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. , # 33, # 40, # 44, # 45, # 47, # 50, # 52, # 55, # 650, # 750, # 850, # 950, # 960, # 970, # 980, # 990, # 1000, # 2200, # 2300, # 2350, # 2400, # 2600, # 3050, # 3150, # 3250, # 3600, # 3750, # 3950, # 4000, # 4010, OIL7B, OIL9B, OIL11B, OIL30B, OIL31B Etc., Printonic3, Printex3OP, Pri, manufactured by Eponic Degussa Japan tex30, Printex30OP, Printex40, Printex45, Printex55, Printex60, Printex75, Printex80, Printex85, Printex90,
  • carbon black coated with a resin as having high optical density and high surface resistivity required for a black matrix of a color filter.
  • the carbon black coated with the resin is, for example, disclosed in JP-A-9-26571, JP-A-9-71733, JP-A-9-95625, JP-A-9-238863, or JP-A-11-60989. It can be obtained by treating a known carbon black by the method described in Japanese Patent Publication.
  • a method for producing the titanium black a method of heating and reducing a mixture of titanium dioxide and metal titanium described in JP-A-49-5432 under a reducing atmosphere, JP-A-57-205322, described in JP-A-57-205322.
  • a method of reducing ultrafine titanium dioxide obtained by high-temperature hydrolysis of titanium tetrachloride in a reducing atmosphere containing hydrogen, titanium dioxide or water described in JP-A-60-65069 and JP-A-61-201610 examples thereof include a method of reducing titanium oxide at a high temperature in the presence of ammonia, and a method of reducing a high temperature in the presence of ammonia by attaching a vanadium compound to titanium dioxide or titanium hydroxide described in JP-A-61-201610.
  • Examples of commercially available titanium black include Titanium Black 10S, 12S, 13R, 13M, and 13M-C manufactured by Mitsubishi Materials Corporation.
  • a black pigment in which three colors of red, green and blue pigments are mixed can be mentioned.
  • Color materials that can be mixed and used to prepare a black pigment include Victoria Pure Blue (C.I. 42595), Auramine O (C.I. 41000), Catillon Brilliant Flavin (Basic 13), Rhodamine 6GCP (C I.45160), rhodamine B (C.I. 45170), safranin OK70: 100 (C.I.50240), Erioglaucine X (C.I.42080), No. 120 / Lionol Yellow (C.I. 21090), Lionol Yellow GRO (C.I.
  • colorants that can be mixed and used to prepare a black pigment include, for example, C.I. I. Pigment yellow 20, C.I. I. Pigment yellow 24, C.I. I. Pigment yellow 86, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 109, C.I. I. Pigment yellow 110, C.I. I. Pigment yellow 117, C.I. I. Pigment yellow 125, C.I. I. Pigment yellow 137, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 147, C.I. I. Pigment yellow 148, C.I. I. Pigment yellow 153, C.I. I. Pigment yellow 154, C.I. I.
  • Pigment yellow 166 C.I. I. Pigment orange 36, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment orange 51, C.I. I. Pigment orange 55, C.I. I. Pigment orange 59, C.I. I. Pigment orange 61, C.I. I. Pigment red 9, C.I. I. Pigment red 97, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 168, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 180, C.I. I. Pigment red 192, C.I. I.
  • the average primary particle size is preferably in the range of 0.01 to 0.08 ⁇ m, and more preferably in the range of 0.02 to 0.05 ⁇ m because of good developability.
  • dibutyl phthalate of the carbon black to be used (hereinafter,. Abbreviated as "DBP") absorption amount, 40 ⁇ 100 cm 3 / is preferably in the range of 100 g, 50 since it is good dispersibility, developing property ⁇ 80 cm 3 The range of / 100 g is more preferable.
  • BET specific surface area of carbon black used is more preferably in the range of 50 ⁇ 120m 2 / g is preferably in the range of the dispersion 60 from the stability that good ⁇ 95m 2 / g.
  • carbon black exists in a state called a structure in which primary particles are fused, and fine pores may be formed on the particle surface by post-treatment. Therefore, in order to represent the particle shape of carbon black, in addition to the average particle diameter of primary particles obtained by the same method as that of the organic pigment, DBP absorption (JIS K6221) and specific surface area by BET method ( It is preferable to measure JIS K6217) as an index of structure and pore volume.
  • DBP absorption JIS K6221
  • specific surface area by BET method It is preferable to measure JIS K6217
  • colorants (B) since a coating layer having good productivity, high color density, and excellent durability can be obtained, pigments are preferable, and generation of foreign matters derived from the colorant can also be suppressed. Since the effects of the present invention can be maximized, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 207, C.I. I. Pigment red 254, C.I. I. Pigment green 7, C.I. I. Pigment green 36, C.I. I. Pigment green 58, C.I. I. Pigment green 59, C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 109, C.I. I.
  • Pigment yellow 110 C.I. I. Pigment yellow 129, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 154, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Pigment yellow 185, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 6 and C.I. I.
  • One or more pigments selected from the group consisting of CI Pigment Violet 23 are more preferable.
  • the colorant (B) can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the colorant (B) is in the range of 10 to 80 parts by mass on the basis of 100 parts by mass in total of the alkali-soluble resin (C) and the polymerizable compound (D) described later.
  • the range of 15 to 65 parts by mass is more preferable.
  • the alkali-soluble resin (C) used in the present invention is soluble in an alkali developer.
  • the alkali-soluble resin (C) is preferably a resin having at least one acidic group selected from the group consisting of a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group and a sulfonic acid group or a salt thereof.
  • the alkali-soluble resin (C) will be described more specifically. Examples thereof include the following resins.
  • Unsaturated monocarboxylic acid is added to at least a part of the epoxy group of the copolymer of epoxy group-containing (meth) acrylate and other polymerizable monomers.
  • Examples of the alkali-soluble resin (C1) include an alkali-soluble resin obtained by polymerizing a (meth) acrylic polymerizable monomer having a carboxyl group as an essential component and a (meth) acrylic group having a sulfonic acid group.
  • Examples thereof include alkali-soluble resins obtained by polymerizing a polymerizable monomer as an essential component.
  • an alkali-soluble resin obtained by polymerizing a (meth) acrylic polymerizable monomer having a carboxyl group as an essential component is preferable.
  • Examples of the (meth) acrylic polymerizable monomer having a carboxyl group include (meth) acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, itaconic acid, fumaric acid, cinnamic acid, and 2- (meth) acryloyloxyethyl.
  • These (meth) acrylic polymerizable monomers having a carboxyl group can be used alone or in combination of two or more.
  • (meth) acrylic polymerizable monomers having a carboxyl group (meth) acrylic acid and 2- (meth) acryloyloxyethyl succinic acid are preferable.
  • Examples of the (meth) acrylic polymerizable monomer having a sulfonic acid group include (meth) acrylic acid-2-sulfoethyl, (meth) acrylic acid-2-sulfopropyl, 2-hydroxy-3- (meth). ) Acryloxypropanesulfonic acid, 2- (meth) acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, or salts thereof.
  • alkali-soluble resin (C1) When preparing the alkali-soluble resin (C1), other polymerizable monomers may be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • examples of other monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and benzyl (meth).
  • Aromatic vinyl compounds such as styrene and derivatives thereof; vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone; N-substituted maleimides such as N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-benzylmaleimide;
  • macromonomers such as polymethyl (meth) acrylate macromonomer, polystyrene macromonomer, poly-2-hydroxyethyl (meth) acrylate macromonomer, polyethylene glycol macromonomer, polypropylene glycol macromonomer, and polycaprolactone macromonomer.
  • macromonomers such as polymethyl (meth) acrylate macromonomer, polystyrene macromonomer, poly-2-hydroxyethyl (meth) acrylate macromonomer, polyethylene glycol macromonomer, polypropylene glycol macromonomer, and polycaprolactone macromonomer.
  • Other polymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • styrene methyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxy Propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, N-cyclohexylmaleimide, N-benzylmaleimide, and N-phenylmaleimide are preferable from the viewpoint of good transparency and resistance to heat resistance.
  • the amount of these other polymerizable monomers used is preferably 95% by mass or less, more preferably 85% by mass or less in the total polymerizable monomer component.
  • alkali-soluble resin (C1) examples include, for example, (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate.
  • a polymerizable monomer containing no hydroxyl group such as cyclohexylmaleimide, and a hydroxyl group-containing polymerizable monomer such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and the like
  • a copolymer of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester such as methyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate;
  • a copolymer of (meth) acrylic acid and styrene a copolymer of (meth) acrylic acid, styrene and ⁇ -methylstyrene; a copolymer of (meth) acrylic acid and cyclohexylmaleimide.
  • alkali-soluble resins (C1) an alkali-soluble resin using benzyl (meth) acrylate is preferable because a resist composition having excellent pigment dispersibility can be obtained.
  • the acid value of the alkali-soluble resin (C1) is preferably in the range of 10 to 500 mgKOH / g, more preferably in the range of 30 to 350 mgKOH / g, and still more preferably in the range of 40 to 300 mgKOH / g.
  • the polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) measured by GPC of the alkali-soluble resin (C1) is preferably in the range of 2,000 to 100,000, more preferably in the range of 3,000 to 80,000. A range of 4,000 to 50,000 is more preferable.
  • an alkali obtained by adding an epoxy group-containing unsaturated compound to a carboxyl group of a carboxyl group-containing alkali-soluble resin obtained by polymerizing a (meth) acrylic polymerizable monomer having a carboxyl group as an essential component Soluble resin (C1-1) can also be used.
  • epoxy group-containing unsaturated compound examples include glycidyl (meth) acrylate, allyl glycidyl ether, glycidyl- ⁇ -ethyl acrylate, crotonyl glycidyl ether, (iso) crotonic acid glycidyl ether, N- (3,5-dimethyl).
  • an alicyclic epoxy group-containing unsaturated compound is preferable because heat resistance can be improved and dispersibility can be improved when a pigment is used as the colorant (B).
  • Examples of the alicyclic epoxy group possessed by the unsaturated compound containing an alicyclic epoxy group include 2,3-epoxycyclopentyl group, 3,4-epoxycyclohexyl group, 7,8-epoxy [tricyclo [5.2. 1.0] dec-2-yl] group and the like.
  • the ethylenically unsaturated group is preferably a (meth) acryloyl group.
  • the alicyclic epoxy group-containing unsaturated compound can be used alone or in combination of two or more.
  • a known method can be used. For example, a carboxyl group-containing alkali-soluble resin and an epoxy group-containing unsaturated compound are converted into a tertiary amine such as triethylamine or benzylmethylamine; A quaternary ammonium salt such as ammonium chloride; by reacting in an organic solvent at a reaction temperature of 50 to 150 ° C. for several hours to several tens of hours in the presence of a catalyst such as pyridine and triphenylphosphine, an epoxy group is added to the carboxyl group of the resin. Containing unsaturated compounds can be added.
  • a catalyst such as pyridine and triphenylphosphine
  • the acid value of the alkali-soluble resin (C1-1) is preferably in the range of 10 to 500 mgKOH / g, more preferably in the range of 30 to 350 mgKOH / g, and still more preferably in the range of 40 to 300 mgKOH / g.
  • the polystyrene-reduced weight average molecular weight of the alkali-soluble resin (C1-1) measured by GPC is preferably in the range of 2,000 to 100,000, more preferably in the range of 3,000 to 80,000, The range of 000 to 50,000 is more preferable.
  • alkali-soluble resins (C1) an alkali-soluble resin (C1-2) obtained by using, as a polymerizable monomer, a (meth) acrylic acid ester having an alicyclic structure such as an ether dimer or an adamantyl group. Is more preferable.
  • ether dimer examples include dimethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, diethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (n- Propyl) -2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (isopropyl) -2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (n-butyl) -2 , 2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (isobutyl) -2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (t-butyl) -2,2′- [Oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, di (t-amyl) -2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate Di (stearyl) -2,2
  • dimethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, diethyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate, dicyclohexyl-2,2 ′-[ Oxybis (methylene)] bis-2-propenoate and dibenzyl-2,2 ′-[oxybis (methylene)] bis-2-propenoate are preferred.
  • These ether dimers can be used alone or in combination of two or more.
  • the proportion of the ether dimer in the polymerizable monomer is such that a low molecular weight alkali-soluble resin can be obtained by suppressing gelation.
  • the resist composition is excellent in heat resistance, it is preferably in the range of 2 to 60% by mass, more preferably in the range of 5 to 55% by mass, and in the range of 5 to 50% by mass of the total polymerizable monomer. Further preferred.
  • the proportion of the (meth) acrylic acid ester used is the colorant (B In the range of 0.5 to 60% by weight of the weight of the total polymerizable monomer, because it is possible to improve the dispersibility of the pigment when the pigment is used in The range of 1 to 55% by mass is more preferable, and the range of 5 to 50% by mass is more preferable.
  • the production method of the alkali-soluble resin (C1) used in the present invention is not particularly limited, and various conventionally known methods can be adopted, but the solution polymerization method is particularly preferable.
  • the polymerization temperature and the polymerization concentration are the types of polymerizable monomers used. It depends on the ratio and the molecular weight of the target alkali-soluble resin.
  • the polymerization temperature is preferably in the range of 40 to 150 ° C., more preferably in the range of 60 to 130 ° C.
  • the polymerization concentration is preferably in the range of 5 to 50%, more preferably in the range of 10 to 40%.
  • the solvent used in the solution polymerization method may be that used in a normal radical polymerization reaction.
  • ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether
  • ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone
  • Alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether
  • Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and ethylbenzene; Chloroform; Dimethyl sulfoxide, etc. Is mentioned.
  • These solvents can be used alone or in combination of two
  • a polymerization initiator When polymerizing the polymerizable monomer, a polymerization initiator may be used as necessary.
  • the polymerization initiator include cumene hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl peroxyisopropyl carbonate, and t-amyl peroxy-2.
  • Organic peroxides such as ethylhexanoate and t-butylperoxy-2-ethylhexanoate; 2,2′-azobis (isobutyronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile), And azo compounds such as 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate).
  • These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more. The amount of these polymerization initiators to be used may be appropriately set according to the combination of monomers to be used, reaction conditions, the molecular weight of the target alkali-soluble resin (C1), etc., and is not particularly limited.
  • an alkali-soluble resin having a weight average molecular weight of several thousand to several tens of thousands can be obtained without any problem, the range of 0.1 to 15% by mass with respect to the total polymerizable monomer component is preferable, and 0.5 to 10% by mass The range of is more preferable.
  • a chain transfer agent may be added for adjusting the molecular weight.
  • the chain transfer agent include mercaptan chain transfer agents such as n-dodecyl mercaptan, mercaptoacetic acid and methyl mercaptoacetate; ⁇ -methylstyrene dimer, etc., which have a high chain transfer effect and remain in the reaction system. N-dodecyl mercaptan and mercaptoacetic acid, which can reduce the polymerizable monomer and are easily available, are preferred.
  • the amount used in the case of using a chain transfer agent may be appropriately set according to the combination of the monomers used, the reaction conditions, the molecular weight of the target monomer, etc., and is not particularly limited.
  • an alkali-soluble resin having a weight average molecular weight of several thousand to several tens of thousands can be obtained. Therefore, the range of 0.1 to 15% by mass is preferable with respect to all monomers, and the range of 0.5 to 10% by mass is more preferable. preferable.
  • the alkali-soluble resin (C2) includes a polymer having no acidic group obtained by polymerizing a (meth) acrylic polymerizable monomer having a reactive group as an essential component, and the reactive group. It is obtained by reacting a compound having a reactive group and an acid group.
  • Examples of the alkali-soluble resin (C2) include the following alkali-soluble resins.
  • the alkali-soluble resin (C2) has a weight average molecular weight of 1,000 to 200,000 as the polystyrene equivalent weight average molecular weight measured by GPC is that a coating film with good coating film formation and excellent heat resistance is obtained.
  • the range of 2,000 to 50,000 is more preferred, the range of 2,000 to 30,000 is even more preferred.
  • the alkali-soluble resin (C3) has an unsaturated monocarboxylic acid in at least a part of the epoxy group of the copolymer with respect to a copolymer of an epoxy group-containing (meth) acrylate and another polymerizable monomer. It can be obtained by adding an acid and further adding an acid anhydride of polycarboxylic acid to at least a part of the hydroxyl group generated by the addition reaction of unsaturated monocarboxylic acid.
  • epoxy group-containing (meth) acrylate examples include glycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxybutyl (meth) acrylate, (3,4-epoxycyclohexyl) methyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate. ) Acrylate glycidyl ether and the like. Of these, glycidyl (meth) acrylate is preferred. These epoxy group-containing (meth) acrylates can be used alone or in combination of two or more.
  • a monomer having an alicyclic structure such as a norbornene skeleton or a dicyclopentadiene skeleton is used as a polymerizable monomer other than the epoxy group-containing (meth) acrylate that is a raw material of the alkali-soluble resin (C3). It is preferable because the heat resistance and mechanical strength of the cured product of the color resist composition of the present invention can be improved.
  • a polymerizable monomer having no alicyclic structure may be used as a polymerizable monomer other than the epoxy group-containing (meth) acrylate.
  • the polymerizable monomer include vinyl aromatics such as styrene, ⁇ -, o-, m-, p-alkyl, nitro, cyano, amide, ester derivatives of styrene;
  • Dienes such as butadiene, 2,3-dimethylbutadiene, isoprene, chloroprene;
  • (Meth) acrylic acid amide (meth) acrylic acid N, N-dimethylamide, (meth) acrylic acid N, N-diethylamide, (meth) acrylic acid N, N-dipropylamide, (meth) acrylic acid-N , N-di-i-propylamide, (meth) acrylic acid amides such as (meth) acrylic acid anthracenyl amide; (meth) acrylic acid anilide, (meth) acryloylnitrile, acrolein, vinyl chloride, vinylidene chloride, fluorine Vinyl compounds such as vinyl chloride, vinylidene fluoride, N-vinylpyrrolidone, vinylpyridine, vinyl acetate;
  • Unsaturated dicarboxylic acid diesters such as diethyl citraconic acid, diethyl maleate, diethyl fumarate, diethyl itaconate; N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-laurylmaleimide, N- (4-hydroxyphenyl) maleimide, etc. Monomaleimides; N- (meth) acryloylphthalimide and the like.
  • the heat resistance and mechanical strength of the cured product of the color resist composition of the present invention can be improved, at least from among styrene, benzyl (meth) acrylate and monomaleimides
  • styrene, benzyl (meth) acrylate and monomaleimides One type is preferably used.
  • the proportion of styrene, benzyl (meth) acrylate and monomaleimide is preferably 1 to 70 mol%, more preferably 3 to 50 mol%, based on the total amount of other polymerizable monomers.
  • the copolymerization reaction between the epoxy group-containing (meth) acrylate and the other polymerizable monomer can use a known polymerization method such as a solution polymerization method using a radical polymerization initiator.
  • the solvent to be used is not particularly limited as long as it is inert to radical polymerization, and a commonly used organic solvent can be used.
  • Examples of the copolymer of the epoxy group-containing (meth) acrylate and the other polymerizable monomer include 5 to 90 mol% of repeating units derived from the epoxy group-containing (meth) acrylate, and other radical polymerizable monomers. Are preferably composed of 10 to 95 mol% of the repeating units derived from the above, more preferably 20 to 80 mol% of the former and 80 to 20 mol% of the latter, and 30 to 70 mol% of the former and 70 of the latter. Those consisting of ⁇ 30 mol% are more preferred.
  • the alkali-soluble resin (C3) includes an unsaturated monocarboxylic acid (polymerizable component), a polycarboxylic acid, and an epoxy group portion of a copolymer of the epoxy group-containing (meth) acrylate and another polymerizable monomer. It can be obtained by reacting with an acid anhydride (an alkali-soluble component).
  • Examples of the unsaturated monocarboxylic acid include (meth) acrylic acid, crotonic acid, o-, m-, p-vinylbenzoic acid, a haloalkyl group at the ⁇ -position, an alkoxyl group, a halogen atom, a nitro group, or cyano. And monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid substituted with a group. Among these, (meth) acrylic acid is preferable. These unsaturated monocarboxylic acids can be used alone or in combination of two or more. By using this unsaturated monocarboxylic acid, polymerizability can be imparted to the alkali-soluble resin (A3).
  • the unsaturated monocarboxylic acid is usually preferably added to 10 to 100 mol% of the epoxy group of the copolymer, more preferably 30 to 100 mol%, and more preferably 50 to 100 mol%. More preferably, it is added.
  • Examples of the acid anhydride of the polycarboxylic acid include dicarboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride, succinic anhydride, itaconic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, and chlorendic anhydride.
  • a carboxylic acid anhydride having three or more carboxyl groups such as trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid anhydride, biphenyltetracarboxylic acid anhydride; Among these, tetrahydrophthalic anhydride and succinic anhydride are preferable.
  • These polycarboxylic acid anhydrides can be used alone or in combination of two or more. By using the acid anhydride of this polycarboxylic acid, alkali solubility can be imparted to the alkali-soluble resin (C3).
  • the acid anhydride of the polycarboxylic acid is usually preferably added to 10 to 100 mol% of the hydroxyl group generated by adding an unsaturated monocarboxylic acid to the epoxy group of the copolymer, It is more preferable to add to mol%, and it is more preferable to add to 30 to 80 mol%.
  • the polystyrene-converted weight average molecular weight (Mw) of the alkali-soluble resin (C3) measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably in the range of 3,000 to 100,000, and in the range of 5,000 to 50,000. Is more preferable. Further, the dispersity (Mw / Mn) of the alkali-soluble resin (C3) is preferably in the range of 2.0 to 5.0.
  • the epoxy (meth) acrylate resin (C4) is obtained, for example, by adding an ⁇ , ⁇ -unsaturated monocarboxylic acid or an ⁇ , ⁇ -unsaturated monocarboxylic acid ester having a carboxyl group to the ester portion to the epoxy resin, It can be obtained by reacting a polybasic acid anhydride.
  • epoxy resin examples include bisphenol A-type epoxy resins (commercially available products such as “jER828”, “jER1001”, “jER1002”, and “jER1004” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and alcoholic properties of bisphenol A-type epoxy resins.
  • Epoxy resin obtained by reaction of hydroxyl group with epichlorohydrin (commercially available “NER-1302” (epoxy equivalent 323, softening point 76 ° C.) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), bisphenol F type resin (commercially available, Mitsubishi Chemical) "JER807", “EP-4001”, “EP-4002", “EP-4004", etc., manufactured by Co., Ltd.), epoxy resins obtained by reaction of alcoholic hydroxyl groups of bisphenol F type epoxy resins with epichlorohydrin (as commercial products) "Neka Chemical Co., Ltd.” NE -7406 ”(epoxy equivalent 350, softening point 66 ° C.)), bisphenol S type epoxy resin, biphenyl glycidyl ether (commercially available,“ YX-4000 ”manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), phenol novolac type epoxy resin (commercially available product) "EPPN-201” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., "EP-152
  • TEPIC trisphenol methane type epoxy resin (as a commercial product, Nippon Kayaku Co., Ltd.) "EPPN-501", “EPN-502", “EPPN-503"), fluorene epoxy resin (as a commercial product, cardo epoxy resin "ESF-300” manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), alicyclic Epoxy resin (“Celoxide 2021P”, “Celoxide EHPE” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), dicyclopentadiene type epoxy resin obtained by glycidylation of phenol resin by reaction of dicyclopentadiene and phenol (for example, Nippon Kayaku Co., Ltd.) “XD-1000” manufactured by DIC Corporation, “EXA-7200” manufactured by DIC Corporation, “NC-3000” and “NC-7300” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and epoxy resins having a fluorene skeleton (Japanese Patent Laid-Open No. Hei
  • the epoxy resin is a copolymer type epoxy resin.
  • the copolymer type epoxy resin include monomers having an epoxy group such as glycidyl (meth) acrylate, (meth) acryloylmethylcyclohexene oxide, vinylcyclohexene oxide, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl ( (Meth) acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, styrene, phenoxyethyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, ⁇ -methylstyrene, glycerin mono (meth)
  • examples thereof include a copolymer obtained by copolymerizing a polymerizable monomer having no epoxy group, such as acrylate and (meth) acrylate having a polyoxyalkylene chain.
  • Examples of the (meth) acrylate having a polyoxyalkylene chain include polyethylene glycol mono (meth) acrylates such as diethylene glycol mono (meth) acrylate, triethylene glycol mono (meth) acrylate, and tetraethylene glycol mono (meth) acrylate; Examples thereof include alkoxy polyethylene glycol (meth) acrylates such as methoxydiethylene glycol mono (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol mono (meth) acrylate, and methoxytetraethylene glycol mono (meth) acrylate.
  • polyethylene glycol mono (meth) acrylates such as diethylene glycol mono (meth) acrylate, triethylene glycol mono (meth) acrylate, and tetraethylene glycol mono (meth) acrylate
  • alkoxy polyethylene glycol (meth) acrylates such as methoxydiethylene glycol mono (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol mono (meth)
  • the molecular weight of the copolymerization type epoxy resin is preferably in the range of 1,000 to 200,000.
  • the amount of the monomer having an epoxy group used as a raw material for the copolymerization type epoxy resin is preferably in the range of 10 to 70% by mass, more preferably in the range of 20 to 50% by mass with respect to the monomer having no epoxy group. preferable.
  • copolymerization type epoxy resin examples include, for example, “CP-15”, “CP-30”, “CP-50”, “CP-20SA”, “CP-510SA” manufactured by NOF Corporation, “CP-50S”, “CP-50M”, “CP-20MA” and the like can be mentioned.
  • the molecular weight of the epoxy resin is such that the coating film formation is good and gelation during the addition reaction of ⁇ , ⁇ -unsaturated monocarboxylic acid can be prevented.
  • the range of 000 is preferable, and the range of 300 to 100,000 is more preferable.
  • Examples of the ⁇ , ⁇ -unsaturated monocarboxylic acid include itaconic acid, crotonic acid, cinnamic acid, acrylic acid, and methacrylic acid.
  • Acrylic acid and methacrylic acid are preferable, and acrylic acid has good reactivity. To more preferable.
  • Examples of the ⁇ , ⁇ -unsaturated monocarboxylic acid ester having a carboxyl group in the ester moiety include 2-succinoyloxyethyl acrylate, 2-malenoyloxyethyl acrylate, 2-phthaloyloxyethyl acrylate, Acrylic acid-2-hexahydrophthaloyloxyethyl, methacrylic acid-2-succinoyloxyethyl, methacrylic acid-2-malenoyloxyethyl, methacrylic acid-2-phthaloyloxyethyl, methacrylic acid-2-hexahydrophthalo Yloxyethyl, crotonic acid-2-succinoyloxyethyl, and the like.
  • Acrylic acid-2-malenoyloxyethyl and 2-phthaloyloxyethyl acrylate are preferred, and 2-maleoyloxyethyl acrylate is preferred. More preferred.
  • These ⁇ , ⁇ -unsaturated monocarboxylic acid and ⁇ , ⁇ -unsaturated monocarboxylic acid ester can be used alone or in combination of two or more.
  • a known method can be used for the addition reaction of ⁇ , ⁇ -unsaturated monocarboxylic acid or an ester thereof with an epoxy resin, for example, a method of reacting at a temperature of 50 to 150 ° C. in the presence of an esterification catalyst.
  • the esterification catalyst include tertiary amines such as triethylamine, trimethylamine, benzyldimethylamine, and benzyldiethylamine; quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium chloride, and dodecyltrimethylammonium chloride.
  • the amount of ⁇ , ⁇ -unsaturated monocarboxylic acid or ester thereof used is preferably in the range of 0.5 to 1.2 equivalents, preferably 0.7 to 1.1 equivalents, relative to 1 equivalent of epoxy group of the epoxy resin used as a raw material.
  • the range of is more preferable.
  • Examples of the polybasic acid anhydride to be further added to the epoxy resin to which ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its ester is added include, for example, maleic anhydride, succinic anhydride, itaconic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride Acid, hexahydrophthalic anhydride, pyromellitic anhydride, trimellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, anhydrous methylhexahydrophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, chlorendic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, Biphenyltetracarboxylic dianhydride etc.
  • maleic anhydride, succinic anhydride, itaconic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, pyromellitic anhydride, trimellitic anhydride, and biphenyltetracarboxylic dianhydride are preferable. More preferred are tetrahydrophthalic anhydride and biphenyltetracarboxylic dianhydride.
  • These polybasic acid anhydrides can be used alone or in combination of two or more.
  • a known method can also be used for the addition reaction of polybasic acid anhydride, and the reaction can be continued continuously under the same conditions as the addition reaction of ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its ester.
  • the amount of polybasic acid anhydride used is preferably such that the acid value of the resulting epoxy (meth) acrylate resin is in the range of 10 to 150, since the alkali developability and coating formation can be made favorable. An amount that is in the range of 20 to 140 is more preferred.
  • epoxy (meth) acrylate resins having a carboxyl group naphthalene-containing resins described in JP-A-6-49174; JP-A 2003-89716, JP-A 2003-165830, JP-A 2005-325331, Examples of the fluorene-containing resin described in JP-A-2001-354735; and resins described in JP-A-2005-126684, JP-A-2005-55814, JP-A-2004-295084, and the like can also be exemplified. Examples of commercially available products include “ACA-200M” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
  • the alkali-soluble resin (C) may be used alone or in combination of two or more of the alkali-soluble resins (C1) to (C4).
  • the alkali-soluble resin (C) is used in combination with a pigment dispersant described later, so that an undissolved substance does not remain in a non-pixel portion on the substrate, and has a high density color with excellent adhesion to the substrate. This is preferable because a pixel can be formed.
  • the alkali-soluble resin (C) is preferably used in the range of 5 to 200% by mass with respect to the pigment, and more preferably in the range of 10 to 100% by mass.
  • alkali-soluble resin (C) used in the present invention alkali-soluble resins other than the alkali-soluble resins (C1) to (C4) may be used.
  • a resin for example, an alkali-soluble resin obtained by using a polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group as an acidic group as an essential component, or a polymerizable monomer having a sulfonic acid group as an acidic group is an essential component.
  • Alkali-soluble resin obtained by using as the above examples of the polymerizable monomer having a phenolic hydroxyl group include o-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, and p-hydroxystyrene.
  • one or more hydrogen atoms other than the phenolic hydroxyl group and vinyl group bonded to the aromatic ring of these monomers were substituted with an alkyl group, an alkoxyl group, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, or an amide group.
  • a compound etc. are also mentioned.
  • Examples of the polymerizable monomer having a sulfonic acid group as an acidic group include vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, 2-hydroxy-3- (meth) allyloxypropane sulfonic acid, Examples include (meth) acrylic acid-2-sulfoethyl, or a salt thereof.
  • the content of the alkali-soluble resin (C) is from 0.1 to 80% by mass in the total solid content because the appearance of the coating film and the adhesion to the substrate are good.
  • the range is preferable, and the range of 1 to 60% by mass is more preferable.
  • Examples of the polymerizable compound (D) used in the present invention include a photopolymerizable compound having one or more ethylenically unsaturated bonds.
  • Examples of the polymerizable compound (D1) having one ethylenically unsaturated bond include the compounds mentioned as (c1), (c2) and (c3). Of these, (meth) acrylic acid esters are preferable.
  • Examples of the polymerizable compound (D2) having two ethylenically unsaturated bonds include 1,3-butanediol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol (meth) acrylate, and 1,6-hexanediol diester.
  • (Meth) acrylate ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di Acrylate, bis (acryloyloxyethyl) ether of bisphenol A, ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, propoxylated neopentyl glycol di (meth) acrylate, ethoxylated neopentyl glycol Ruji (meth) acrylate, 3-methyl-pentanediol di (meth) acrylate.
  • Examples of the polymerizable compound (D3) having three ethylenically unsaturated bonds include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate tri (meth).
  • Examples of the polymerizable compound (D4) having four ethylenically unsaturated bonds include pentaerythritol tetra (meth) acrylate, tripentaerythritol tetra (meth) acrylate, caprolactone-modified tripentaerythritol tetra (meth) acrylate, and the like. It is done.
  • Examples of the polymerizable compound (D5) having 5 or more ethylenically unsaturated bonds include dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tripentaerythritol penta (meth) acrylate, and tripenta.
  • a photocurable resin can also be illustrated as a polymeric compound (D) used by this invention.
  • photocurable resin examples include urethane (meth) acrylate resins, unsaturated polyester resins, epoxy (meth) acrylate resins, polyester (meth) acrylate resins, acrylic (meth) acrylate resins, and maleimide group-containing resins. .
  • the urethane (meth) acrylate resin is, for example, a resin having a urethane bond and a (meth) acryloyl group obtained by reacting an aliphatic polyisocyanate compound or an aromatic polyisocyanate compound with a hydroxy group-containing (meth) acrylate compound. Etc.
  • Examples of the aliphatic polyisocyanate compound include tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, heptamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, 2-methyl-1,5-pentane diisocyanate, 3-methyl- 1,5-pentane diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 2-methylpentamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornane diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate , Hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated xylylene Diisocyanate, hydrogenated tetramethylxylylene diisocyanate, cyclohexyl diisocyanate
  • Examples of the hydroxy group-containing (meth) acrylate compound include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, Dihydric alcohols such as 1,5-pentanediol mono (meth) acrylate, 1,6-hexanediol mono (meth) acrylate, neopentyl glycol mono (meth) acrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol mono (meth) acrylate, etc.
  • urethanization catalysts include amines such as pyridine, pyrrole, triethylamine, diethylamine, and dibutylamine; phosphines such as triphenylphosphine and triethylphosphine; Organic tin compounds such as tin diacetate, dibutyltin diacetate and tin octylate; and organometallic compounds such as zinc octylate.
  • urethane (meth) acrylate resins those obtained by reacting an aliphatic polyisocyanate compound with a hydroxy group-containing (meth) acrylate compound are excellent in the transparency of the cured coating film and are sensitive to active energy rays. Is preferable from the viewpoint of excellent curability.
  • the unsaturated polyester resin is obtained by, for example, polycondensation of an ⁇ , ⁇ -unsaturated dibasic acid or an acid anhydride thereof, a dibasic acid other than the dibasic acid or an acid anhydride thereof, and a glycol.
  • examples thereof include curable resins obtained.
  • the ⁇ , ⁇ -unsaturated dibasic acid or its acid anhydride include maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, chloromaleic acid, and esters thereof.
  • dibasic acids other than ⁇ , ⁇ -unsaturated dibasic acids or acid anhydrides and acid anhydrides thereof include aromatic saturated dibasic acids, aliphatic dibasic acids, alicyclic saturated dibasic acids, and the like. These acid anhydrides etc. are mentioned.
  • aromatic saturated dibasic acids or acid anhydrides thereof include phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, nitrophthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, halogenated phthalic anhydride, and the like. These esters are exemplified.
  • Examples of the aliphatic dibasic acid, alicyclic saturated dibasic acid and acid anhydrides thereof include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, glutaric acid, hexahydrophthalic anhydride, and the like. These esters are exemplified.
  • glycols include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2-methylpropane-1,3-diol, neopentyl glycol, triethylene glycol, Examples include tetraethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, ethylene glycol carbonate, 2,2-di- (4-hydroxypropoxydiphenyl) propane, etc.
  • oxides such as ethylene oxide and propylene oxide can be used in the same manner.
  • epoxy vinyl ester resin for example, (meth) acrylic acid is reacted with an epoxy group of an epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin Can be obtained.
  • an epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin Can be obtained.
  • maleimide group-containing resins examples include bifunctional maleimide urethane compounds obtained by urethanizing N-hydroxyethylmaleimide and isophorone diisocyanate, bifunctional maleimide ester compounds obtained by esterifying maleimide acetic acid and polytetramethylene glycol, Examples thereof include a tetrafunctional maleimide ester compound obtained by esterification of maleimidocaproic acid and a tetraethylene oxide adduct of pentaerythritol, a polyfunctional maleimide ester compound obtained by esterification of maleimide acetic acid and a polyhydric alcohol compound, and the like. These active energy ray-curable resins can be used alone or in combination of two or more.
  • trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meta) are particularly excellent in the hardness of the coating layer.
  • Trifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylates such as acrylate and pentaerythritol tetra (meth) acrylate are preferred.
  • These polymerizable compounds (D) can be used alone or in combination of two or more.
  • the total content of the polymerizable compound (D) is preferably 10 to 50% by mass and more preferably 15 to 50% by mass with respect to the solid content of the resist composition.
  • the total content of the polymerizable compound (D) is in the above range, the sensitivity, the strength, smoothness, and reliability of the coating layer tend to be improved.
  • the content of the polymerizable compound (D5) is preferably 1 to 50 mass%, more preferably 5 to 40 mass%, more preferably 5 to 35 mass%, based on the solid content of the resist composition. % Is particularly preferred. When the content of the polymerizable compound (D5) is in the above range, the sensitivity, the strength, smoothness, and reliability of the coating layer tend to be good.
  • content of polymeric compound (D5) among polymeric compounds (D) is with respect to the total amount of polymeric compounds (D1), (D2), (D3), (D4), and (D5). 10 to 95% by mass is preferable, and 20 to 90% by mass is more preferable.
  • the content of the polymerizable compound (D5) is in the above range, the sensitivity, the strength, smoothness, and reliability of the coating layer tend to be good.
  • the method for producing the resist composition includes the step of obtaining the random copolymer (A) according to the first invention of the present invention, the random copolymer (A), the pigment (B), and the alkali-soluble resin. A step of mixing (C) and the polymerizable compound (D).
  • a pigment dispersion prepared by dispersing in an organic solvent using a dispersant can be used as a colorant (B) to obtain good dispersibility and obtain a desired hue. Therefore, it is preferable.
  • the dispersant examples include surfactants; pigment intermediates or derivatives; resin-type dispersants such as polyamide resins, polyurethane resins, polyester resins, and acrylic resins.
  • a resin-type dispersant is preferable, an acrylic resin-type dispersant is more preferable, and an acrylic polymer having an N, N-disubstituted amino group and an acidic group in the main chain or side chain is contained. More preferred are resin-type dispersants.
  • examples of such commercially available resin-type dispersants include “BYK-160”, “BYK-161”, “BYK-2001” manufactured by BYK Chemie, “Efka 46” manufactured by Fuka Chemicals, and Ajinomoto Fine. Examples thereof include “Ajisper PB-814” manufactured by Techno Corporation. These dispersants can be used alone or in combination of two or more.
  • organic solvent used in the preparation of the pigment dispersion examples include acetate solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate; propionate solvents such as ethoxypropionate; toluene and xylene , Aromatic solvents such as methoxybenzene; ether solvents such as butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol ethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether; ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; aliphatic hydrocarbons such as hexane Solvent; Nitrogen compound solvents such as N, N-dimethylformamide, ⁇ -butyrolactam, N-methyl-2-pyrrolidone; ⁇ -butyrolactone, etc. Lactone solvents; and carbamates. These solvents can be used
  • Examples of the method for preparing the pigment dispersion include a method in which a pigment kneading and dispersing step and a fine dispersion step are performed, and a method in which only the fine dispersion step is performed.
  • the pigment, the alkali-soluble resin (C) and, if necessary, the dispersing agent are mixed and kneaded.
  • the machine used for kneading for example, a two-roll, three-roll, ball mill, tron mill, disper, kneader, kneader, homogenizer, blender, single-screw or twin-screw extruder can be used as a kneader.
  • the pigment can be dispersed in the alkali-soluble resin (C) by dispersing it while applying a strong shearing force using a kneader.
  • the alkali-soluble resin the whole amount used in the method for producing a resist composition of the present invention may be used, or a part thereof may be used.
  • an organic solvent is added to the composition containing the pigment obtained in the kneading dispersion step, or a mixture of the pigment, the alkali-soluble resin (C) solvent, and the dispersant as necessary. Is mixed and dispersed together with a dispersion medium for fine particles of glass, zirconia or ceramic using a disperser, whereby the pigment particles can be dispersed to a fine state close to primary particles.
  • organic solvent examples include acetate solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate; propionate solvents such as ethoxypropionate; aromatic solvents such as toluene, xylene and methoxybenzene; Ether solvents such as butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether; ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane; N, N-dimethylformamide, ⁇ -Nitrogen compound solvents such as butyrolactam and N-methyl-2-pyrrolidone; lactone solvents such as ⁇ -butyrolactone; Examples include stealth. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle diameter of the primary particles of the pigment is preferably 10 to 100 nm, and more preferably 10 to 60 nm.
  • the average particle size of the pigment (B) was measured with a dynamic light scattering particle size distribution meter.
  • the solid content is converted.
  • the random copolymer (A), the colorant (B), the alkali-soluble resin (C), and the polymerizable compound (D) are mixed, the solid content is converted.
  • the random copolymer (A), the colorant (B), the alkali-soluble resin (C), and the polymerizable compound (D) are mixed, the solid content is converted.
  • the mixing may be performed using a method such as a shaker, a paint shaker, stirring using a stirring blade, or the like, and an organic solvent may be added as necessary when mixing.
  • an organic solvent for example, an organic solvent that can be used in preparing the pigment dispersion can be used.
  • the amount of the organic solvent used is, for example, usually 100 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the coating layer forming component.
  • a polymerization initiator is usually blended.
  • the polymerization initiator is mixed when the random copolymer (A), the colorant (B), the alkali-soluble resin (C) and the polymerizable compound (D) are mixed in the method for producing a resist composition of the present invention.
  • it may be mixed in a resist composition obtained by mixing (A), (B), (C), and (D).
  • polymerization initiator examples include benzophenone, acetophenone, benzoin, benzoin ethyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyl methyl ketal, azobisisobutyronitrile, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1 -Phenyl-1-one, 1- (4'-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- (4'-dodecylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropane-1 —One, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, 4,4 ′′ -diethylisophthalophen, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1- ON, benzoin isopropyl ether, thioxanthone, 2-c Rothioxanthone, 2-methylthioxanthone
  • the blending amount of the polymerization initiator is in the range of 0.01 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the colorant (B), the alkali-soluble resin (C) and the polymerizable compound (D).
  • the range of 0.3 to 7 parts by mass is more preferable.
  • a photosensitizer such as an amine compound or a phosphorus compound can be added to the resist composition obtained by the production method of the present invention to promote photopolymerization.
  • the resist composition obtained by the production method of the present invention is an organic solvent, a polymerization inhibitor, an antistatic agent, an antifoaming agent, a viscosity within a range that does not impair the effects of the present invention, depending on the purpose of use, characteristics, etc.
  • Additives such as a regulator, a light-resistant stabilizer, a heat-resistant stabilizer, and an antioxidant can be blended.
  • organic solvent examples include organic solvents that can be used in the method for preparing the pigment dispersion.
  • the amount of the organic solvent used varies depending on the intended use and the desired film thickness and viscosity, but is 0.5 to 6 times on a mass basis with respect to the total of the alkali-soluble resin (C) and the polymerizable compound (D). A range of amounts is preferred.
  • polymerization inhibitor examples 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.
  • antistatic agent examples include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenol, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, fatty acid polyethylene glycol ester, fatty acid sorbitan ester, polyoxyethylene fatty acid sorbitan ester, fatty acid glycerin.
  • Nonionic antistatic agents such as esters and alkylpolyethyleneimines, and cationic antistatic agents such as alkylamine salts, alkyl quaternary ammonium salts, and alkyl imidazoline derivatives.
  • antifoaming agent examples include a silicone antifoaming agent, a fluorine antifoaming agent, a nonionic surfactant, a polyether, a higher alcohol, and a polymer surfactant.
  • viscosity modifier examples include acrylic polymer and synthetic rubber latex that can be thickened by adjusting to alkaline, urethane resin that can be thickened by association of molecules, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, and polyvinyl alcohol. , Water-added castor oil, amide wax, polyethylene oxide, metal soap, dibenzylidene sorbitol, and the like.
  • Examples of the light resistance stabilizer include hindered amine compounds, phosphorus compounds, cyanoacrylate compounds, and the like.
  • heat stabilizer examples include 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, 1,1,3-tris ( 2-methyl-4-hydroxy-5-5-tert-butyl phenyl) butane, N, N′-hexamethylenebis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxycinnamic acid amide), 4,4 '-Bis (2,6-di-t-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-ethyl-6-t-butylphenol), pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-t- Hindered phenols such as butyl-4-hydroxyphenyl) propionate]; N, N′-bis ( ⁇ -naphthyl) -p-phenylenediamine, NN′-diphenyl-p-phenylenediamine, poly (2,2 , 4-tri
  • antioxidants examples include hindered phenol-based antioxidants, hindered amine-based antioxidants, organic sulfur-based antioxidants, and phosphate ester-based antioxidants.
  • the present invention can provide a color filter.
  • the color filter includes, for example, a polymerizable monomer (a1) having a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms directly bonded with fluorine atoms and a polymerizable unsaturated group, and a crosslinked ring hydrocarbon.
  • Fluorine-containing by radical polymerization of polymerizable monomer (a2) having skeleton and polymerizable unsaturated group in the presence of polymerizable monomer (a1) and polymerizable monomer (a2) A step of obtaining a polymer (A), a step of mixing the fluoropolymer (A), a colorant (B), an alkali-soluble resin (C) and a polymerizable compound (D) to obtain a resist composition, It can be obtained by a method for producing a color filter including a step of forming a coating layer of a resist composition on a substrate.
  • the step of obtaining the fluoropolymer (A) is a step corresponding to the method for producing a random copolymer of the present invention.
  • the color filter can be manufactured, for example, by a manufacturing method including the following steps.
  • the material of the substrate is not particularly limited as long as it is transparent and has an appropriate strength.
  • the material include polyester resins such as polyethylene terephthalate; polyolefin resins such as polypropylene and polyethylene; polycarbonate resins; acrylic resins such as polymethyl methacrylate; sheets made of thermoplastic resins such as polysulfone resins; Examples thereof include thermosetting resin sheets such as unsaturated polyester resins; and various glasses.
  • glass and heat resistant resin are preferable because of high heat resistance.
  • surface treatment such as corona discharge treatment or ozone treatment, thin film formation treatment with various resins such as silane coupling agents or urethane resins, etc. Etc. may be performed.
  • the thickness of the transparent substrate is usually 0.05 mm or more, preferably 0.1 mm or more, and usually 10 mm or less, preferably 7 mm or less.
  • the film thickness is usually 0.01 ⁇ m or more, preferably 0.05 ⁇ m or more, and usually 10 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 1 to 2 ⁇ m. is there.
  • the color filter can be usually produced by providing a black matrix on the above-mentioned substrate and further forming a coating film of a resist composition for forming red, green and blue pixel images.
  • the black matrix may be formed using a light-shielding metal thin film, or a resist composition obtained using a black colorant as the colorant (B) in the method for producing a resist composition of the present invention. And can be formed on a transparent substrate.
  • Examples of the light-shielding metal material that can be used to form the light-shielding metal thin film include chromium compounds such as metal chromium, chromium oxide, and chromium nitride, and alloys of nickel and tungsten. These social metal materials may be laminated in a plurality of layers. These light shielding metal thin films are generally formed by sputtering.
  • Etching is performed using an etching solution mixed with ceric ammonium nitrate and perchloric acid and / or nitric acid for the metallic chromium, and etching is performed for the other materials using an etching solution according to the material.
  • a black matrix can be formed by stripping the resist composition with a dedicated stripper. In this case, first, a thin film of these metals or metal oxides is formed on the transparent substrate by vapor deposition or sputtering. Next, a coating layer of a color resist composition obtained by the production method of the present invention is formed on this thin film. Next, the coating layer is exposed and developed using a photomask having a repetitive pattern such as a stripe, a mosaic, and a triangle to form an image. Thereafter, the coating layer can be etched to form a black matrix.
  • a resist composition containing a color material of one of red, green, and blue is applied on a substrate provided with a black matrix, and after drying, a photomask is overlaid on the coating layer and the photomask is passed through. Then, a pixel image is formed by image exposure, development, and thermosetting or photocuring as necessary to create a colored layer.
  • a color filter image can be formed by performing this operation for each of the three color resist compositions of red, green, and blue.
  • a gravure coater for example, a gravure coater, roll coater, comma coater, knife coater, curtain coater, shower coater, spin coater, slit coater, slit and spin coater, slit die coater
  • a gravure coater for example, a gravure coater, roll coater, comma coater, knife coater, curtain coater, shower coater, spin coater, slit coater, slit and spin coater, slit die coater
  • Examples of the method include dipping, screen printing, spraying, applicator, and bar coater.
  • the thickness of the coating layer is usually in the range of 0.2 to 20 ⁇ m, preferably 0.5 to 10 ⁇ m, more preferably 0.8 to 5 ⁇ m as the film thickness after drying.
  • drying can be performed, for example, by heating in a temperature range of 50 to 140 ° C. for 10 to 300 seconds with a hot plate, oven or the like. Among these, heating is preferably performed for 30 to 180 seconds in a temperature range of 70 to 130 ° C., and more preferably for 30 to 90 seconds in a temperature range of 80 to 120 ° C. Moreover, in order to dry more completely, you may vacuum-dry before drying (prebaking).
  • a desired pattern is exposed using a photomask in step (5).
  • a negative matrix pattern is superimposed on a dried (pre-baked) coating layer, and active energy rays such as ultraviolet rays or visible rays are irradiated through the mask pattern.
  • active energy rays such as ultraviolet rays or visible rays are irradiated through the mask pattern.
  • exposure may be performed after forming an oxygen blocking layer such as a polyvinyl alcohol layer on the coating layer in order to prevent a decrease in sensitivity due to oxygen of the coating layer formed of the resist composition. Good.
  • the active energy ray examples include active energy rays such as light, electron beam, and radiation.
  • Specific energy sources or curing devices include, for example, germicidal lamps, ultraviolet fluorescent lamps, carbon arcs, xenon lamps, high pressure mercury lamps for copying, medium or high pressure mercury lamps, ultrahigh pressure mercury lamps, electrodeless lamps, metal halide lamps, natural light Or the like, or an electron beam using a scanning type or curtain type electron beam accelerator.
  • germicidal lamps ultraviolet fluorescent lamps, carbon arcs, xenon lamps, high pressure mercury lamps for copying, medium or high pressure mercury lamps, ultrahigh pressure mercury lamps, electrodeless lamps, metal halide lamps, natural light Or the like, or an electron beam using a scanning type or curtain type electron beam accelerator.
  • blending of the said polymerization initiator to the said resist composition is unnecessary.
  • ultraviolet rays are particularly preferable. Further, it is preferable to irradiate in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas since the surface curability of the coating film is improved. Further, if necessary, heat may be used as an energy source and heat treatment may be performed after curing with active energy rays.
  • step (6) After exposure, development processing is performed in step (6).
  • unexposed uncured portions are eluted in an alkaline developer, leaving only the photocured cured portions.
  • Any alkali developer can be used without particular limitation as long as it dissolves uncured portions and does not dissolve cured portions that become the RGB pixel portions and black matrix portions.
  • alkali developers include, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium oxalate, sodium metasuccinate, aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxy And aqueous solutions of alkaline compounds such as copper, tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene.
  • the alkali concentration of the alkali developer is preferably 0.001 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 1% by mass.
  • the development temperature is usually 20 ° C. to 30 ° C., and the development time is preferably in the range of 20 to 90 seconds.
  • the substrate is washed (rinsed) with distilled water in step (7) and then dried.
  • a post-bake treatment can be performed as necessary.
  • the post-baking is a heat treatment after development for complete curing, and is usually heated in a temperature range of 200 to 250 ° C.
  • the post-baking treatment can be performed continuously or batchwise by 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 layer after development is in the above-described condition.
  • the liquid crystal according to the present invention is formed by combining a backlight, a polarizing plate, and a liquid crystal layer together with a substrate in which a transparent electrode such as ITO is formed on a pixel of a color filter manufactured as described above, as a substrate for sandwiching a liquid crystal layer with another substrate It can be a display device.
  • thermoplastic resin (E) the thermoplastic resin other than the copolymer (A) and the alkali availability resin (C)].
  • the coating composition can be obtained by a method comprising a step of obtaining (A) and a step of mixing the random copolymer (A), the colorant (B) and the thermoplastic resin (E).
  • thermoplastic resin (E) examples include acrylic resin, methacrylic resin, acrylic urethane resin, acrylic silicone resin, acrylic melamine resin, acrylic modified polyolefin, acrylic modified fluororesin, aromatic polyester resin, aliphatic polyester resin, and polyamide. Examples thereof include resins, polycarbonate resins, vinyl acetate resins, and ethylene-vinyl acetate resins.
  • thermoplastic resins (E) an acrylic resin, a methacrylic resin, or an acrylic urethane resin is preferable because a coating composition capable of obtaining a coating film having high strength can be obtained.
  • the coating composition of the present invention comprises, for example, the random copolymer (A), the colorant (B), and the thermoplastic resin (E) dissolved in an organic solvent, and a shaker, a paint shaker, and a stirring blade.
  • the method of mixing by the methods, such as stirring used, can be mentioned.
  • an organic solvent used here the organic solvent which can be used in the case of adjustment of the said pigment dispersion liquid can be used, for example.
  • the amount of the organic solvent used is, for example, usually 100 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the coating layer forming component.
  • the blending ratio when the random copolymer (A), the colorant (B), and the thermoplastic resin (E) are mixed is, for example, 0.0001 to 10 parts by mass, 5 to 80 parts by mass, and 0.1 to 80 parts by mass, preferably 0.001 to 5 parts by mass, 5 to 70 parts by mass, and 1 to 70 parts by mass.
  • An article with a coating layer can be produced using the coating composition.
  • the article with a coating layer can be produced, for example, by forming a coating layer of the coating composition on the article.
  • the article include roofing materials (metal, slate, concrete, tile, cement, plastic, etc.), walls, tiles, glass plates, metals, blocks, concrete, plastics, cement, H-shaped steel, pipes, painted steel plates, traffic lights , Shutters, sandwich panels, tanks and other construction-related articles; car body exteriors, windowpanes, dashboards, handles, shift levers, tires and other automobile-related articles: exteriors, windowpanes and other aircraft-related articles; air conditioners, solar cells Front and back sheets, computer and mobile phone casings, various display screens such as plasma displays (PDP) and organic EL displays, CDs, DVDs, Blu-ray discs, rubber rollers for OA equipment such as copiers and linters, copiers, Glass for reading parts of OA equipment such as scanners Electrical-related products such as optical recording media such as: Opti
  • the process of forming the coating layer of the coating composition on the article can be performed by various methods. Specifically, for example, methods such as roll coater, electrostatic coating, bar coater, gravure coater, knife coater, dipping coating and spray coating can be exemplified.
  • the thickness of the coating layer may be appropriately selected according to the type of article and intended use, but is usually 0.1 to 100 ⁇ m after drying.
  • the drying method may be appropriately selected according to the type of article and intended use, and examples thereof include a method of naturally drying by leaving it alone and a method of forcibly drying in an atmosphere of 40 to 300 ° C.
  • a coating composition can be obtained by mixing the random copolymer (A), the colorant (B), and the polymerizable compound (D) of the present invention.
  • a polymerizable monomer (a1) having a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms directly bonded with fluorine atoms and a polymerizable unsaturated group, a skeleton of a bridged ring hydrocarbon, Random copolymer by living radical polymerization of polymerizable monomer (a2) having a polymerizable unsaturated group in the presence of polymerizable monomer (a1) and polymerizable monomer (a2)
  • the coating composition can be obtained by a method comprising a step of obtaining (A) and a step of mixing the random copolymer (A), the colorant (B) and the polymerizable compound (D).
  • the coating composition is prepared by, for example, dissolving the random copolymer (A), the colorant (B), and the polymerizable compound (D) in an organic solvent as necessary, and using a shaker, a paint shaker, and a stirring blade.
  • the method of mixing by the method of stirring etc. which used can be mentioned.
  • the organic solvent which can be used in the case of adjustment of the said pigment dispersion liquid can be used, for example.
  • the amount used is usually 100 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the coating layer forming component.
  • the blending ratio when the random copolymer (A), the colorant (B), and the polymerizable compound (D) are mixed is, for example, 0 in terms of solid content. 0.0001 to 10 parts by mass, 5 to 80 parts by mass, and 0.1 to 80 parts by mass, preferably 0.001 to 5 parts by mass, 5 to 70 parts by mass, and 1 to 70 parts by mass, respectively.
  • An article with a coating layer can be obtained using the coating composition.
  • the article with a coating layer can be produced, for example, by forming a coating layer of the coating composition on the article.
  • Examples of the article include the article.
  • the process of forming the coating layer of the coating composition on the article can be performed by various methods. Specifically, for example, methods such as roll coater, electrostatic coating, bar coater, gravure coater, knife coater, dipping coating and spray coating can be exemplified.
  • the thickness of the coating layer may be appropriately selected according to the type of article and intended use, but is usually 0.1 to 100 ⁇ m after curing.
  • the coating layer is cured by irradiating energy rays.
  • the active energy rays include ionizing radiation such as ultraviolet rays, electron beams, ⁇ rays, ⁇ rays, and ⁇ rays.
  • the active energy ray source or curing device include germicidal lamps, fluorescent lamps for ultraviolet rays, carbon arc, xenon lamps, high pressure mercury lamps for copying, medium or high pressure mercury lamps, ultrahigh pressure mercury lamps, electrodeless lamps, metal halide lamps, natural light, etc. Or an electron beam using a scanning type or curtain type electron beam accelerator.
  • ultraviolet rays are particularly preferable, and ultraviolet rays are preferably irradiated in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas in order to avoid curing inhibition due to oxygen or the like. Further, if necessary, heat may be used as an energy source and heat treatment may be performed after curing with ultraviolet rays.
  • Dose of the energy curable line may be any dose of the coating layer is cured, for example, in the range of 50mJ / cm 2 ⁇ 3000mJ / cm 2.
  • Reference production example 2 (same as above) C. a yellow pigment.
  • I. 10g of Pigment Yellow 129 ("Irgazine Yellow L0800" manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) is put in a polybin, 67g of PGMEA, 23g of DISPERBYK 161 (manufactured by Big Chemie), and 0.3-0.4mm ⁇ sepul beads are added to the paint conditioner. (Toyo Seiki Co., Ltd.) for 2 hours to obtain a yellow pigment dispersion (2).
  • Reference production example 7 (synthesis of alkali-soluble resin) A four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube and a nitrogen introducing tube was charged with 100 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and the internal temperature was raised to 110 ° C. while stirring in a nitrogen stream. Next, a mixed solution composed of 80 g of benzyl methacrylate and 20 g of methacrylic acid, a mixed solution composed of 46 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 1.5 g of t-amylperoxy-2-ethylhexanoate and 0.15 g of t-amylperbenzoate. Were added dropwise over 4 hours.
  • the polymerization reaction was carried out for 8 hours while maintaining the internal temperature at 110 ° C. After completion of the reaction, it was diluted with propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a resin solution of an alkali-soluble resin having a nonvolatile content of 40%. The weight average molecular weight of this resin was 17,000.
  • Example 1 (Production of random copolymer) A flask purged with nitrogen was charged with 111 g of methyl ethyl ketone, 47 g of 1-adamantyl methacrylate, and 25 g of 2- (tridecafluorohexyl) ethyl methacrylate as a solvent, and the temperature was raised to 60 ° C. with stirring in a nitrogen stream. Next, 5 g of 2,2′-bipyridyl, 2 g of cuprous chloride, and 3.3 g of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 60 ° C. for 23 hours under a nitrogen stream.
  • ⁇ Evaluation method of smoothness of coating layer > 3 g of alkali-soluble resin (copolymer of benzyl methacrylate and acrylic acid) and 1.2 g of Aronix M-402 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), which is a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate Then, 0.002 g of the random copolymer (1) in terms of solid content and 8.1 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) were mixed to obtain a composition.
  • PGMEA propylene glycol monomethyl ether acetate
  • Example 2 (same as above) A flask purged with nitrogen was charged with 111 g of methyl ethyl ketone, 59 g of 1-adamantyl methacrylate, and 12 g of 2- (tridecafluorohexyl) ethyl methacrylate as a solvent, and the temperature was raised to 60 ° C. while stirring in a nitrogen stream. Next, 5 g of 2,2′-bipyridyl, 2 g of cuprous chloride, and 3.1 g of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 60 ° C. for 28 hours in a nitrogen stream.
  • Example 3 (same as above) A flask purged with nitrogen was charged with 111 g of methyl ethyl ketone, 47 g of dicyclopentanyl methacrylate, and 25 g of 2- (tridecafluorohexyl) ethyl methacrylate as solvents, and the temperature was raised to 60 ° C. while stirring under a nitrogen stream. Next, 5 g of 2,2′-bipyridyl, 2 g of cuprous chloride, and 3.3 g of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 60 ° C. for 20 hours under a nitrogen stream. Next, 30 g of activated alumina was added to the obtained reaction product and stirred.
  • the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a random copolymer (3).
  • the weight average molecular weight (Mw) was 4,219
  • the number average molecular weight (Mn) was 3,315, and (Mw / Mn) was 1.27. It was.
  • the fluorine atom content of the random copolymer (3) was 20% by mass.
  • the smoothness of the coating layer was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
  • the smoothness of the coating layer was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
  • Example 4 (same as above) A flask purged with nitrogen was charged with 111 g of methyl ethyl ketone, 47 g of isobornyl methacrylate, and 25 g of 2- (tridecafluorohexyl) ethyl methacrylate as a solvent, and the temperature was raised to 60 ° C. while stirring under a nitrogen stream. Next, 4 g of 2,2′-bipyridyl, 1.5 g of cuprous chloride, and 2.1 g of ethyl 2-bromoisobutyrate were added and reacted at 60 ° C. for 35 hours under a nitrogen stream. Next, 30 g of activated alumina was added to the obtained reaction product and stirred.
  • Comparative Example 1 (Production of Comparative Control Copolymer) A reaction vessel purged with nitrogen was charged with 67 g of methanol, 0.961 g of 2,2′-bipyridyl and 0.305 g of cuprous chloride and stirred at room temperature for 60 minutes.
  • Comparative Example 2 (Production of Comparative Block Polymer) A flask purged with nitrogen was charged with 47.5 g of 2-propanol and 25.6 g of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate as solvents, and the temperature was raised to 40 ° C. while stirring under a nitrogen stream. Next, 5.3 g of 2,2′-bipyridyl and 1.9 g of cuprous chloride were charged, and the mixture was stirred for 30 minutes while maintaining the inside of the flask at 40 ° C. Thereafter, 3.3 g of ethyl 2-bromoisobutyrate was added and reacted at 40 ° C.
  • Example 5 (Production of resist composition) With respect to 5.9 g of the red pigment dispersion (1), 1.5 g of the 40 mass% resin solution of the alkali-soluble resin obtained in Reference Production Example 7, and a mixture of dipentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate Aronix M-402 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 0.05 g of Irgacure # 369 manufactured by BASF Japan Ltd. as a photopolymerization initiator, and random copolymer (1) in terms of solid content 0.0014 g and 2.2 g of PGMEA were added and mixed to prepare a color resist composition (1).
  • a coating layer is prepared using the color resist composition (1), and the ability to suppress the generation of foreign matter (pigment-derived foreign matter) in the coating layer (inhibition) and developability of the coating layer with an alkaline solution Evaluation was made according to the following method.
  • the color resist composition (1) was spin-coated on a 7 cm ⁇ 7 cm glass plate under the conditions of a rotation speed of 1000 rpm and a rotation time of 10 seconds, and then dried at 80 ° C. for 3 minutes to obtain an article having a dried coating layer. .
  • An article having a cured coating layer was obtained by irradiating the dried coating layer with an active energy ray at 50 mJ / cm 2 using a high-pressure mercury lamp. Thereafter, the article was heated at 270 ° C. for 1 hour, and then the coating layer was observed with a Keyence digital microscope VHX-900 and evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 2.
  • 1 or less foreign matter can be confirmed in a 1 cm ⁇ 1 cm square coating layer.
  • An average of 2 to 9 foreign substances can be confirmed in a 1 cm ⁇ 1 cm square coating layer.
  • X The number of foreign substances that can be confirmed in a 1 cm ⁇ 1 cm square coating layer is 10 or more on average.
  • the color resist composition (1) was spin-coated on a 7 cm ⁇ 7 cm glass plate under the conditions of a rotation speed of 1000 rpm and a rotation time of 10 seconds, and then dried at 80 ° C. for 3 minutes to obtain an article having a dried coating layer. .
  • the dried coating layer was subjected to shower development (200 rpm, 45 seconds) using a 20-fold diluted aqueous solution of semi-clean DL-A4 (alkaline developer manufactured by Yokohama Oil & Fat Co., Ltd.) and then dried. The remaining film ratio of the film was visually evaluated according to the following criteria.
  • Remaining film ratio is smaller than 10%.
  • Remaining film ratio is 10 to 50%.
  • X The remaining film rate is larger than 50%.
  • Example 6 As a photopolymerization initiator, 1.2 g of alkali-soluble resin (copolymer of benzyl methacrylate and acrylic acid), 0.6 g of Aronics M-402, and 6.2 g of yellow pigment dispersion (2)
  • a color resist composition (2) is prepared by adding 0.05 g of BASF Japan Co., Ltd. Irgacure # 369, 0.0017 g of random copolymer (1) in terms of solid content, and 2.2 g of PGMEA and mixing them. did.
  • a coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated.
  • the evaluation results are shown in Table 2.
  • Example 7 (same as above) A color resist composition (3) was prepared in the same manner as in Example 6 except that the yellow pigment dispersion (3) was used instead of the yellow pigment dispersion (2). A coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.
  • Example 8 (same as above) A color resist composition (4) was prepared in the same manner as in Example 6 except that the yellow pigment dispersion (4) was used instead of the yellow pigment dispersion (2). A coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.
  • Example 9 (same as above) A color resist composition (5) was prepared in the same manner as in Example 6 except that the yellow pigment dispersion (5) was used instead of the yellow pigment dispersion (2). A coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.
  • Example 10 (same as above) A color resist composition (6) was prepared in the same manner as in Example 6 except that the yellow pigment dispersion (6) was used instead of the yellow pigment dispersion (2). A coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.
  • Example 11 (same as above) A color resist composition (7) was prepared in the same manner as in Example 5 except that the random copolymer (2) was used instead of the random copolymer (1). A coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.
  • Example 12 (same as above) A color resist composition (8) was prepared in the same manner as in Example 5 except that the random copolymer (3) was used instead of the random copolymer (1). A coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.
  • Example 13 (same as above) A color resist composition (9) was prepared in the same manner as in Example 5 except that the random copolymer (4) was used instead of the random copolymer (1). A coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.
  • Comparative Example 3 (Production of Comparative Control Resist Composition) A comparative color resist composition (1 ′) was prepared in the same manner as in Example 5 except that the comparative copolymer (1 ′) was used instead of the random copolymer (1). A coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 3.
  • Comparative Example 4 (same as above) A comparative color resist composition (2 ′) was prepared in the same manner as in Example 6 except that the comparative copolymer (1 ′) was used instead of the random copolymer (1). A coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 3.
  • Comparative Example 5 (same as above) Implemented except that the yellow pigment dispersion (3) was used instead of the yellow pigment dispersion (2), and the comparative copolymer (1 ') was used instead of the random copolymer (1).
  • a comparative color resist composition (3 ′) was prepared in the same manner as in Example 6.
  • a coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 3.
  • Comparative Example 6 (same as above) Implemented except that the yellow pigment dispersion (4) was used instead of the yellow pigment dispersion (2), and the comparative copolymer (1 ') was used instead of the random copolymer (1).
  • a comparative color resist composition (4 ′) was prepared in the same manner as in Example 6.
  • a coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 3.
  • Comparative Example 7 (same as above) Implemented except that the yellow pigment dispersion (5) was used instead of the yellow pigment dispersion (2), and the comparative copolymer (1 ') was used instead of the random copolymer (1).
  • a comparative color resist composition (5 ′) was prepared in the same manner as in Example 6.
  • a coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 3.
  • Comparative Example 8 (same as above) Implemented except that the yellow pigment dispersion (6) was used instead of the yellow pigment dispersion (2), and the comparative copolymer (1 ′) was used instead of the random copolymer (1).
  • a comparative color resist composition (6 ′) was prepared in the same manner as in Example 6.
  • a coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 3.
  • Comparative Example 9 (same as above) A comparative color resist composition (7 ′) was prepared in the same manner as in Example 5 except that the comparative copolymer (2 ′) was used instead of the random copolymer (1). A coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Comparative Example 10 (same as above) A comparative color resist composition (8 ′) was prepared in the same manner as in Example 6 except that the comparative copolymer (2 ′) was used instead of the random copolymer (1). A coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Comparative Example 11 (same as above) Implemented except that the yellow pigment dispersion (3) was used instead of the yellow pigment dispersion (2) and the comparative copolymer (2 ') was used instead of the random copolymer (1).
  • a comparative color resist composition (9 ′) was prepared in the same manner as in Example 6.
  • a coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Comparative Example 12 (same as above) Implemented except that the yellow pigment dispersion (4) was used instead of the yellow pigment dispersion (2), and the comparative copolymer (2 ') was used instead of the random copolymer (1).
  • a comparative color resist composition (10 ′) was prepared in the same manner as in Example 6.
  • a coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Comparative Example 13 (same as above) Implemented except that the yellow pigment dispersion (5) was used instead of the yellow pigment dispersion (2), and the comparative copolymer (2 ′) was used instead of the random copolymer (1).
  • a comparative color resist composition (11 ′) was prepared in the same manner as in Example 6.
  • a coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Comparative Example 14 (same as above) Implemented except that the yellow pigment dispersion (6) was used instead of the yellow pigment dispersion (2), and the comparative copolymer (2 ') was used instead of the random copolymer (1).
  • a comparative color resist composition (12 ′) was prepared in the same manner as in Example 6.
  • a coating layer was prepared in the same manner as in Example 5, and the ability to suppress the generation of foreign matters (pigment-derived foreign matters) in the coating layer (suppression) and the developability of the coating with an alkaline solution were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.

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Abstract

平滑なカラーレジスト層が得られ、該カラーレジスト層中の顔料等の着色剤に由来する異物の発生を抑制でき、しかも現像性に優れるレジスト組成物が得られるランダム共重合体(フッ素系界面活性剤)、これを用いたレジスト組成物、カラーフィルターを提供する。具体的には、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)と橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a2)とのランダム共重合体で、且つ、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.0~1.8であるランダム共重合体であり、これを用いたレジスト組成物、カラーフィルターである。

Description

ランダム共重合体、レジスト組成物、カラーフィルター及びランダム共重合体の製造方法
 本発明は、平滑なカラーレジスト層が得られ、該カラーレジスト層中の顔料等の着色剤に由来する異物の発生を抑制でき、しかも現像性に優れるレジスト組成物が得られるランダム共重合体(フッ素系界面活性剤)、これを用いたレジスト組成物、カラーフィルターに関する。また、本発明は、前記ランダム共重合体の製造方法に関する。
 従来より各種コーティング分野において、得られる塗膜の均質性及び平滑性を向上させる目的で、炭化水素系、シリコーン系、フッ素系等の様々なレベリング剤と称される界面活性剤が使用されている。その中でもフッ素系界面活性剤は、その表面張力低下能が高いこと、塗工後の汚染が少ないことから幅広く用いられている。 
 前記フッ素系界面活性剤の中でも、炭素原子数が8以上のパーフルオロアルキル基を利用する界面活性剤が、その表面張力低下能に起因するレベリング剤としての性能に優れるが、該炭素原子数8以上のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤は、パーフルオロオクタンスルホン酸等の環境及び生体への蓄積が懸念される化合物を生成する為、炭素原子数が8よりも小さいパーフルオロアルキル基を利用する界面活性剤が提案されている。このような界面活性剤としては、例えば、炭素原子数6以下のフッ素化アルキル基を有する単量体と非フッ素系単量体とを、共存下でリビングラジカル重合することにより製造されるランダム共重合体が提案されている(例えば、特許文献1参照。)
 また、前記コーティング分野において、特にカラーフィルターを製造するための組成物(カラーレジスト組成物)においては、現像液として用いるアルカリ性の水溶液にさらされても塗膜が変色しにくい(水しみしにくい)性能が求められている。このような性能を有するレジスト組成物を得るために、炭素原子数1~6のフッ素化アルキル基を有する重合性単量体の重合体セグメントと橋かけ環炭化水素の骨格を有する重合性単量体の重合体セグメントとを有するブロック共重合体であるフッ素系界面活性剤が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、前記特許文献2に開示されたフッ素系界面活性剤を含むレジスト組成物はアルカリ性の水溶液による現像性が十分でない問題がある。
 加えて、カラーレジスト組成物の塗膜(カラーレジストパターン)等の着色された塗膜層を形成する際には、所望する色相も求められる。所望する色相を有する塗膜層、例えば、明度に優れる色相を有するカラーレジストパターンを得る為に、明度に優れるC.I.ピグメントレッド 254等の顔料(着色剤)が使用される。しかしながら、前記C.I.ピグメントレッド 254等の顔料は、昇華しやすく、またその分子間相互作用によって結晶が成長し易いという性質を有するため、カラーフィルターを形成する際の加熱工程において塗膜から昇華した顔料分子が塗膜表面において結晶化・凝集化が起こり、異物が発生してしまう。このような異物が発生すると、粒子による光散乱や顔料分散の不均一化が起こり、その結果、前記所望する色相を得ることが困難となってしまう。
特開2013-6928号公報 国際公開第2015/137229号パンフレット
 本発明が解決しようとする課題は、平滑なカラーレジスト層が得られ、該カラーレジスト層中の着色剤に由来する異物の発生も抑制でき、しかも現像性に優れるレジスト組成物が得られる共重合体(フッ素系界面活性剤)、これを用いたレジスト組成物、カラーフィルターを提供することである。また、本発明が解決しようとする課題は、前記含フッ素重合体(リビングラジカル重合のランダム共重合体)の製造方法を提供する事である。
 本発明者らは、鋭意研究した結果、フッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体とアダマンタン環と重合性不飽和基とを有する重合性単量体等の橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体とを用いることにより界面活性剤として用いることができるランダム共重合体が得られること、該ランダム共重合体の中でも、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比〔(Mw)/(Mn)〕が1.0~1.8の範囲にあるランダム共重合体を添加することにより、昇華や結晶化がしやすい着色剤を使用しても塗膜中に異物の発生が起きにくいレジスト組成物が得られること、該レジスト組成物は現像性にも優れること、これらの組成物を用いることにより所望する色相を有するカラーフィルターが得られること等を見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)と橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a2)とのランダム共重合体で、且つ、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.0~1.8であることを特徴とするランダム共重合体を提供するものである。
 また、本発明は、前記ランダム共重合体(A)と着色剤(B)とアルカリ可溶性樹脂(C)と重合性化合物(D)とを含有することを特徴とするレジスト組成物を提供するものである。
 また、本発明は、前記レジスト組成物の塗膜層が基板上に形成されていることを特徴とするカラーフィルターを提供するものである。
 また、本発明は、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)と橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a2)とを、重合性単量体(a1)と重合性単量体(a2)の共存下でリビングラジカル重合することを特徴とするランダム共重合体の製造方法を提供するものである。
 本発明は平滑なカラーレジスト層が得られ、該カラーレジスト層中の着色剤に由来する異物の発生も抑制でき、しかも現像性に優れるレジスト組成物が得られるランダム共重合体とその製造方法を提供することができる。また、本発明は所望の色相の塗膜層が得られるレジスト組成物及び所望の色相の塗膜層を有するカラーフィルターを提供することができる。
 また、本発明のランダム共重合体は、カラーレジスト組成物に好適に使用できるだけでなく、ブラックマトリックスを形成するための組成物、電子機器等の筐体等の物品の表面に塗膜層を形成するための組成物等に好適に使用する事もできる。
図1は、実施例1で得られたランダム共重合体(1)のIRスペクトルのチャート図である。 図2は、実施例1で得られたランダム共重合体(1)の13C-NMRスペクトルのチャート図である。 図3は、実施例1で得られたランダム共重合体(1)のGPCのチャート図である。
 本発明は、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)と橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a2)とのランダム共重合体で、且つ、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.0~1.8であることを特徴とするランダム共重合体を提供する。
 前記フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)としては、分子中に前記フッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する化合物であれば、特に制限なく用いることができる。
 ここで、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基は、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のパーフルオロアルキル基又は水素原子の一部をフッ素原子とした部分フッ素化アルキル基である。これらのフッ素化アルキル基の中でも、得られる重合体の界面活性剤としての効果が高いことからパーフルオロアルキル基が好ましい。さらに、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数は多いほど好ましく、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数は4~6のものが特に好ましい。
 前記重合性単量体(a1)が有する重合性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、マレイミド基等が挙げられる。これらの中でも、原料の入手が容易なこと、得られるランダム共重合体を用いてレジスト組成物やコーティング組成物を製造する際に、組成物中の配合成分に対するランダム共重合体の相溶性を制御することが容易なこと及び重合反応性が良好であることから、(メタ)アクリロイル基が好ましい。この(メタ)アクリロイル基を有する具体例としては、例えば、下記一般式(1)で表される単量体を好ましく例示できる。また、前記重合性単量体(a1)は、1種類だけ使用しても2種以上を併用しても構わない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
〔上記一般式(1)中、Rは水素原子、フッ素原子、メチル基、シアノ基、フェニル基、ベンジル基又は-C2n-Rf’(nは1~8の整数を表し、Rf’は下記式(Rf-1)~(Rf-4)のいずれか1つの基を表す。)を表し、Xは、下記式(X-1)~(X-10)のいずれか1つの基を表し、Rfは下記式(Rf-1)~(Rf-4)のいずれか1つの基を表す。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
〔上記式(X-1)、(X-3)、(X-4)、(X-5)、(X-6)及び(X-7)中のnは1~8の整数を表す。上記式(X-8)、(X-9)及び(X-10)中のmは1~8の整数を表し、nは0~8の整数を表す。上記式(X-6)及び(X-7)中のRf’’は下記式(Rf-1)~(Rf-4)のいずれか1つの基を表す。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
〔上記式(Rf-1)及び(Rf-2)中のnは1~6の整数を表す。上記式(Rf-3)中のnは2~6の整数を表す。上記式(Rf-4)中のnは4~6の整数を表す。〕
 なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートとアクリレートの一方又は両方をいい、「(メタ)アクリル酸」とは、メタクリル酸とアクリル酸の一方又は両方をいう。
 前記重合性単量体(a2)は橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する。本発明のランダム共重合体を含むレジスト組成物を用いて得られる塗膜層の最表面には、該ランダム共重合体を含む層(以下、ブロック層と言うことがある。)が表面に偏在する。本発明のランダム共重合体は、前記橋かけ環炭化水素の骨格の存在によりガラス転移温度(Tg)が高く、その結果、前記ブロック層は固い層になる。つまり、後述するカラーフィルターの製造方法において形成される塗膜層は橋かけ環炭化水素の骨格の存在により硬度の高いブロック層を有する。この硬度の高いブロック層が塗膜層中の顔料等の着色剤が最表面に析出(昇華)することを防ぎ、また、ブロック層中の橋かけ環炭化水素の骨格が、その下にある塗膜層に分散している顔料に対して何らかの影響を及ぼし、その結果、顔料等の着色剤由来の異物の形成を抑制しているものと発明者らは推測している。
 前記橋かけ環炭化水素の骨格としては、例えば、アダマンタン環、パーヒドロインデン環、デカリン環、パーヒドロフルオレン環、パーヒドロアントラセン環、パーヒドロフェナントレン環、ジシクロペンタン環、ジシクロペンテン環、パーヒドロアセナフテン環、パーヒドロフェナレン環、ノルボルナン環、ノルボルネン環等が挙げられる。中でも、塗膜最表面によりTgが高いブロック層を形成できると共に顔料由来の異物の発生を抑制できることからアダマンタン環、ジシクロペンタン環、ノルボルナン環、ノルボルネン環が好ましく、アダマンタン環がより好ましい。
 以下、本発明で重合性単量体(a2)として好ましく用いることができるアダマンタン環と重合性不飽和基を有する重合性単量体について説明する。
 前記アダマンタン環と(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体としては、例えば、下記式(a2-1)、(a2-2)で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式中、Lは反応性官能基を表し、X及びYは2価の有機基又は単結合を表し、Rは水素原子、メチル基又はCFを表す。)
 前記反応性官能基としては、例えば、水酸基、イソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、カルボン酸ハライド基、酸無水物基等が挙げられる。中でも、得られるランダム共重合体を用いてレジスト組成物やコーティング組成物を製造する際に、組成物中の配合成分との相溶性が良好なランダム共重合体が得られることから水酸基が好ましい。
 上記一般式(a2-1)中の-X-Lで表される前記反応性官能基を有する有機基及びYの結合位置は、アダマンタン環中のどの炭素原子に結合していてもよく、また、-X-Lについては2つ以上有していてもよい。さらに、アダマンタン環を構成する炭素原子に結合している水素原子は、その一部又は全部がフッ素原子、アルキル基等に置換されていても構わない。また、上記一般式(a2-1)中のX及びYは2価の有機基又は単結合であるが、この2価の有機基としては、メチレン基、プロピル基、イソプロピリデン基等の炭素原子数1~8のアルキレン基が挙げられる。
 また、前記式(a2-2)で表される化合物において、(メタ)アクリロイル基は、アダマンタン環中のどの炭素原子に結合していてもよい。また、上記一般式(a2-1)中のアダマンタン構造を構成する炭素原子に結合している水素原子は、その一部又は全部がフッ素原子、アルキル基等に置換されていても構わない。
 前記一般式(a2-1)で表される重合性単量体のより具体的な例としては、例えば、下記で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 また、一般式(a2-2)で表される重合性単量体のより具体的な例としては、例えば、下記で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 アダマンタン環と(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体の中でも、得られるランダム共重合体を用いてレジスト組成物を製造する際に、組成物中の配合成分との相溶性が良好なランダム共重合体が得られることから前記式(a2-2)で表される化合物が好ましく、前記式(a2-2-1)で表される化合物がより好ましい。
 以下、本発明で重合性単量体(a2)として好ましく用いることができるジシクロペンタン環と重合性不飽和基を有する重合性単量体について説明する。
 前記ジシクロペンタン環と(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体としては、例えば、下記式(a2-3)で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式中、Rは水素原子、メチル基又はCFを表す。)
 また、前記式(a2-3)で表される化合物において、(メタ)アクリロイル基は、ジシクロペンタン環中のどの炭素原子に結合していてもよい。また、上記一般式(a2-3)中のジシクロペンタン環を構成する炭素原子に結合している水素原子は、その一部又は全部がフッ素原子、アルキル基等に置換されていても構わない。
 前記一般式(a2-3)で表される重合性単量体のより具体的な例としては、例えば、下記で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 ジシクロペンタン環と(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体の中でも、塗膜のTgが高いレジスト組成物が得られることから前記式(a2-3-2)で表される化合物が好ましい。
 以下、本発明で重合性単量体(a2)として好ましく用いることができるジシクロペンテン環と重合性不飽和基を有する重合性単量体について説明する。
 前記ジシクロペンテン環と(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体としては、例えば、下記式(a2-4)で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式中、Rは水素原子、メチル基又はCFを表す。)
 また、前記式(a2-4)で表される化合物において、(メタ)アクリロイル基は、ジシクロペンテン環中のどの炭素原子に結合していてもよい。また、上記一般式(a2-3)中のジシクロペンテン環を構成する炭素原子に結合している水素原子は、その一部又は全部がフッ素原子、アルキル基等に置換されていても構わない。
 前記一般式(a2-4)で表される重合性単量体のより具体的な例としては、例えば、下記で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 ジシクロペンテン環と(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体の中でも、塗膜のTgが高いレジスト組成物が得られることから前記式(a2-4-2)で表される化合物が好ましい。
 以下、本発明で重合性単量体(a2)として好ましく用いることができるノルボルナン環と重合性不飽和基を有する重合性単量体について説明する。
 前記ノルボルナン環と(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体としては、例えば、下記式(a2-5)で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(式中、Rは水素原子、メチル基又はCFを表す。)
 また、前記式(a2-5)で表される化合物において、(メタ)アクリロイル基は、ノルボルナン環中のどの炭素原子に結合していてもよい。また、上記一般式(a2-5)中のノルボルナン環を構成する炭素原子に結合している水素原子は、その一部又は全部がフッ素原子、アルキル基等に置換されていても構わない。
 前記一般式(a2-5)で表される重合性単量体のより具体的な例としては、例えば、下記で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 ノルボルナン環と(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体の中でも、塗膜のTgが高いレジスト組成物が得られることから前記式(a2-5-2)で表される化合物が好ましい。
 以下、本発明で重合性単量体(a2)として好ましく用いることができるノルボルネン環と重合性不飽和基を有する重合性単量体について説明する。
 前記ノルボルネン環と(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体としては、例えば、下記式(a2-6)で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式中、Rは水素原子、メチル基又はCFを表す。)
 また、前記式(a2-6)で表される化合物において、(メタ)アクリロイル基は、ノルボルネン環中のどの炭素原子に結合していてもよい。また、上記一般式(a2-6)中のノルボルネン環を構成する炭素原子に結合している水素原子は、その一部又は全部がフッ素原子、アルキル基等に置換されていても構わない。
 前記一般式(a2-6)で表される重合性単量体のより具体的な例としては、例えば、下記で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 ノルボルネン環と(メタ)アクリロイル基を有する重合性単量体の中でも、塗膜のTgが高いレジスト組成物が得られることから前記式(a2-6-2)で表される化合物が好ましい。
 本発明はフッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)と橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a2)とのランダム共重合体で、且つ、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.0~1.8であることを特徴とするランダム共重合体を提供する。ここで、比(Mw/Mn)が1.8を超えると堅固な塗膜表面が形成できないことから、好ましくない。比(Mw/Mn)は、1.0~1.7の範囲がより好ましく、1.0~1.5の範囲がさらに好ましい。
 本発明のランダム共重合体の重量平均分子量(Mw)は、より堅固な塗膜表面が得られ、且つ、良好なレベリング性を有するランダム共重合体となることから、500~200,000が好ましく、1,000~150,000の範囲がより好ましく、1,500~100,000の範囲がさらに好ましい。
 また、本発明のランダム共重合体の数平均分子量(Mn)は、より堅固な塗膜表面が得られ、且つ、良好なレベリング性を有するランダム共重合体となることから、300~120,000が好ましく、500~80,000の範囲がより好ましく、800~60,000の範囲がさらに好ましい。
 ここで、数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下、「GPC」と略記する。)測定に基づきポリスチレン換算した値である。なお、GPCの測定条件は以下の通りである。
 [GPC測定条件]
 測定装置:東ソー株式会社製「HLC-8220 GPC」、
 カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「HHR-H」(6.0mmI.D.×4cm)+東ソー株式会社製「TSK-GEL GMHHR-N」(7.8mmI.D.×30cm)+東ソー株式会社製「TSK-GEL GMHHR-N」(7.8mmI.D.×30cm)+東ソー株式会社製「TSK-GEL GMHHR-N」(7.8mmI.D.×30cm)+東ソー株式会社製「TSK-GEL GMHHR-N」(7.8mmI.D.×30cm)
 検出器:ELSD(オルテックジャパン株式会社製「ELSD2000」)
 データ処理:東ソー株式会社製「GPC-8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」
 測定条件:カラム温度  40℃
      展開溶媒   テトラヒドロフラン(THF)
      流速     1.0ml/分
 試料:樹脂固形分換算で1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(5μl)。
 標準試料:前記「GPC-8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
 (単分散ポリスチレン)
 東ソー株式会社製「A-500」
 東ソー株式会社製「A-1000」
 東ソー株式会社製「A-2500」
 東ソー株式会社製「A-5000」
 東ソー株式会社製「F-1」
 東ソー株式会社製「F-2」
 東ソー株式会社製「F-4」
 東ソー株式会社製「F-10」
 東ソー株式会社製「F-20」
 東ソー株式会社製「F-40」
 東ソー株式会社製「F-80」
 東ソー株式会社製「F-128」
 東ソー株式会社製「F-288」
 東ソー株式会社製「F-550」
 本発明のランダム共重合体中のフッ素原子含有率は、塗布ムラの少なく、良好なレベリング性を発現するランダム共重合体となることから、4~40質量%の範囲が好ましく、5~35質量%の範囲がより好ましく、6~30質量%の範囲がさらに好ましい。なお、フッ素原子含有率は、燃焼イオンクロマトグラフィーにより測定できる。
 本発明において、重合性単量体(a1)と重合性単量体(a2)とのランダム共重合体は、本発明の効果を損なわない範囲で重合性単量体(a1)と重合性単量体(a2)以外の重合性単量体(a3)由来の構造を有していても良い。
 前記重合性単量体(a3)としては、例えば、オキシアルキレン基を有する単量体(a3-1)、アルキル基を有する単量体(a3-2)等が挙げられる。ここで、前記重合性単量体(a3)が有する重合性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、マレイミド基等が挙げられるが、前記重合性単量体(a1)及び重合性単量体(a2)が有する重合性不飽和基が(メタ)アクリロイル基である場合は、共重合性が良好となることから、前記重合性単量体(a3)が有する重合性不飽和基も(メタ)アクリロイル基であることが好ましい。
 前記オキシアルキレン基を有する単量体(a3-1)としては、下記一般式(a3-1)で表される単量体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式中、Rは水素原子又はメチル基であり、YX及びYはそれぞれ独立のアルキレン基であり、p及びqはそれぞれ0または1以上の整数であり、かつpとqとの合計は1以上であり、Rは水素原子又は炭素原子数1~6のアルキル基である。)
 上記一般式(a3-1)中のY及びYはアルキレン基であるが、このアルキレン基には、置換基を有しているものも含まれる。-O-(YO)n-(YO)m-部分の具体例としては、繰返し単位数pが1でmが0であり、かつYがエチレンであるエチレングリコール残基、繰返し単位数pが1でmが0であり、かつYがプロピレンであるプロピレングリコール残基、繰返し単位数pが1でmが0であり、かつYがブチレンであるブチレングリコール残基、繰返し単位数pが2以上の整数でqが0であり、かつYがエチレンであるポリエチレングリコール残基、繰返し単位数pが2以上の整数でqが0であり、かつYがプロピレンであるポリプロピレングリコール残基、繰返し単位数p及びqがともに1以上の整数であり、かつY又はYがエチレンで他方がプロピレンであるエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体の残基等のポリアルキレングリコールの残基が挙げられる。
 前記オキシアルキレン基を有する単量体(a3-1)中のポリアルキレングリコールの重合度、すなわち一般式(a3-1)中のp及びqの合計は1~100の範囲のものが好ましく、2~80の範囲のものがより好ましく、3~50の範囲のものがより好ましい。なお、Yを含む繰返し単位及びYを含む繰返し単位は、ランダム状に配置されてもブロック状に配置されても構わない。
 上記一般式(a3-1)中のRは、水素又は炭素原子数1~6のアルキル基である。Rが水素の場合は、単量体は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステルとなり、Rが炭素原子数1~6の場合は、アルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステルの(メタ)アクリル酸エステルではない末端が炭素原子数1~6のアルキル基によって封止されたものとなる。
 前記オキシアルキレン基を有する単量体(a3-1)の中でも、複数のオキシアルキレン基からなるポリ(オキシアルキレン)基を有する単量体が好ましく、具体的な例としては、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリトリメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール・プロピレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール・テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール・ポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール・テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール・ポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール・ブチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール・ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール・ブチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール・ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(テトラエチレングリコール・ブチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリテトラエチレングリコール・ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール・トリメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール・ポリトリメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール・トリメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール・ポリトリメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(トリメチレングリコール・テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリトリメチレングリコール・ポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(ブチレングリコール・トリメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコール・ポリトリメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお、「ポリ(エチレングリコール・プロピレングリコール)」は、エチレングリコールとプロピレングリコールとのランダム共重合物を意味し、「ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコール」は、エチレングリコールとプロピレングリコールとのブロック共重合物を意味する。他の物も同様である。本発明の含フッ素重合体の製造方法において、オキシアルキレン基を有する単量体(a3-1)を使用する場合、レジスト組成物やコーティング組成物中の他の成分との相溶性が良好となる含フッ素重合体が得られることから、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートが好ましい。
 また、オキシアルキレン基を有する単量体(a3-1)の市販品としては、例えば、新中村化学工業株式会社製の「NKエステルM-20G」、「NKエステルM-40G」、「NKエステルM-90G」、「NKエステルM-230G」、「NKエステルAM-90G」、「NKエステルAMP-10G」、「NKエステルAMP-20G」、「NKエステルAMP-60G」、日油株式会社製の「ブレンマーPE-90」、「ブレンマーPE-200」、「ブレンマーPE-350」、「ブレンマーPME-100」、「ブレンマーPME-200」、「ブレンマーPME-400」、「ブレンマーPME-4000」、「ブレンマーPP-1000」、「ブレンマーPP-500」、「ブレンマーPP-800」、「ブレンマー70PEP-350B」、「ブレンマー55PET-800」、「ブレンマー50POEP-800B」、「ブレンマー10PPB-500B」、「ブレンマーNKH-5050」、「ブレンマーAP-400」、「ブレンマーAE-350」等が挙げられる。これらのオキシアルキレン基を有する単量体(a3-1)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
 前記アルキル基を有する単量体(a3-2)としては、例えば、下記一般式(a3-2)で表される単量体等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式中、Rは水素原子又はメチル基であり、Rは炭素原子数1~18の直鎖状、分岐状又は環構造を有するアルキル基である。)
 なお、上記一般式(a3-2)中のRは炭素原子数1~18の直鎖状、分岐状又は環構造を有するアルキル基であるが、このアルキル基は、脂肪族又は芳香族の炭化水素基、水酸基等の置換基を有していてもよい。上記アルキル基を有する単量体(a3-2)の具体例としては、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、オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の炭素原子数が1~18のアルキルエステル;ジシクロペンタニルオキシルエチル(メタ)アクリレート、イソボルニルオキシルエチル(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、ジメチルアダマンチル(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)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の炭素原子数1~18の前記(a2)以外の橋架け環状アルキルエステルなどが挙げられる。これらのアルキル基を有する単量体(a3-2)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
 前記重合性単量体(a1)、重合性単量体(a2)と共に重合性単量体(a3)を併用する場合、その使用量は、単量体(a1)、単量体(a2)の合計100質量部に対して1~100質量部が、レベリング性と、顔料等の着色剤に由来する異物の発生を抑制し、しかも単量体(a3)に起因する種々の効果も発現できるランダム共重合体が得られることから好ましく、1~50質量部がより好ましい。
 本発明のランダム共重合体は、例えば、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)と橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a2)とを、重合性単量体(a1)と重合性単量体(a2)の共存下でリビングラジカル重合することにより好適に得ることができる。
 前記リビングラジカル重合においては、活性重合末端が原子又は原子団により保護されたドーマント種が可逆的にラジカルを発生させてモノマーと反応することにより生長反応が進行する。このようなリビングラジカル重合の例としては、原子移動ラジカル重合(ATRP)、可逆的付加-開裂型ラジカル重合(RAFT)、ニトロキシドを介するラジカル重合(NMP)、有機テルルを用いるラジカル重合(TERP)等が挙げられる。これらのうちどの方法を使用するかは特に制約はないが、制御の容易さなどから上記ATRPが好ましい。ATRPは、有機ハロゲン化物、又はハロゲン化スルホニル化合物等を開始剤、遷移金属化合物と配位子からなる金属錯体を触媒として重合される。
 上記ATRPで使用する重合開始剤には、有機ハロゲン化化合物を用いることができる。具体的には、1-フェニルエチルクロライド及び1-フェニルエチルブロマイド、クロロホルム、四塩化炭素、2-クロロプロピオニトリル、α,α’-ジクロロキシレン、α,α’-ジブロモキシレン、ヘキサキス(α-ブロモメチル)ベンゼン、炭素原子数1~6の2-ハロゲン化カルボン酸(例えば2-クロロプロピオン酸、2-ブロモプロピオン酸、2-クロロイソ酪酸、2-ブロモイソ酪酸など)の炭素原子数1~6のアルキルエステル等が挙げられる。また、炭素原子数1~6の2-ハロゲン化カルボン酸の炭素原子数1~6のアルキルエステルのより具体的な例としては、例えば、2-クロロプロピオン酸メチル、2-クロロプロピオン酸エチル、2-ブロモプロピオン酸メチル、2-ブロモイソ酪酸エチル等が挙げられる。
 上記ATRPで使用する遷移金属化合物は、Mn+で表されるものである。遷移金属であるMn+は、Cu、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Ru2+、Ru3+、Cr2+、Cr3+、Mo、Mo、Mo2+、Mo3+、W2+、W3+、Rh3+、Rh4+、Co、Co2+、Re2+、Re3+、Ni、Ni、Mn3+、Mn4+、V2+、V3+、Zn、Zn2+、Au、Au2+、Ag及びAg2+からなる群から選択することができる。また、Xは、ハロゲン原子、炭素原子数1~6のアルコキシル基、(S01/2、(P01/3、(HP01/2、(HP0)、トリフラート、ヘキサフルオロホスフェート、メタンスルホネート、アリールスルホネート(好ましくはベンゼンスルホネート又はトルエンスルホネート)、SeR、CN及びRCOOからなる群から選択することができる。ここで、Rは、アリール、直鎖状又は分岐状の炭素原子数1~20(好ましくは炭素原子数1~10)のアルキル基を表し、Rは、水素原子、ハロゲンで1~5回(好適にはフッ素もしくは塩素で1~3回)置換されていてもよい直鎖状又は分岐状の炭素原子数1~6のアルキル基(好ましくはメチル基)を表す。さらに、nは、金属上の形式電荷を表し、0~7の整数である。
 上記遷移金属錯体としては特に限定されないが、好ましいものとして、7、8、9、10、11族の遷移金属錯体が、さらに好ましいものとして、0価の銅、1価の銅、2価のルテニウム、2価の鉄又は2価のニッケルの錯体が挙げられる。
 上記の遷移金属と配位結合可能な配位子を有する化合物としては、遷移金属とσ結合を介して配位できる1つ以上の窒素原子、酸素原子、リン原子又は硫黄原子を含む配位子を有する化合物、遷移金属とπ結合を介して配位できる2つ以上の炭素原子を含む配位子を有する化合物、遷移金属とμ結合又はη結合を介して配位できる配位子を有する化合物が挙げられる。
 上記配位子を有する化合物の具体例としては、例えば、中心金属が銅の場合は2,2’-ビピリジル及びその誘導体、1,10-フェナントロリン及びその誘導体、テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ヘキサメチルトリス(2-アミノエチル)アミン等のポリアミン等の配位子との錯体が挙げられる。また2価のルテニウム錯体としては、ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、ジクロロトリス(トリブチルホスフィン)ルテニウム、ジクロロ(シクロオクタジエン)ルテニウム、ジクロロベンゼンルテニウム、ジクロロp-シメンルテニウム、ジクロロ(ノルボルナジエン)ルテニウム、シス-ジクロロビス(2,2’-ビピリジン)ルテニウム、ジクロロトリス(1,10-フェナントロリン)ルテニウム、カルボニルクロロヒドリドトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム等が挙げられる。さらに2価の鉄錯体としては、ビストリフェニルホスフィン錯体、トリアザシクロノナン錯体等が挙げられる。
 また、上記リビングラジカル重合においては、溶媒を使用することが好ましい。使用する溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、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のエステル系溶媒;ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶媒;ジクロロメタン、ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒などが挙げられる。また、これらの溶媒は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
 本発明のランダム共重合体の製造方法においては、重合開始剤、遷移金属化合物、該遷移金属と配位結合可能な配位子を有する化合物および溶媒の存在下で、重合性単量体(a1)と重合性単量体(a2)とをリビングラジカル重合させることが好ましい。
 本発明のランダム共重合体の製造方法において、重合性単量体(a1)と重合性単量体(a2)の使用割合(反応割合)としては、重合性単量体(a1)100質量部に対して重合性単量体(a2)を50~900質量部が、レベリング性が良好で顔料昇華抑制効果の高いランダム共重合体が得られることから好ましく、重合性単量体(a1)100質量部に対して重合性単量体(a2)を100~800質量部がより好ましい。
 リビングラジカル重合の際の重合温度は、室温から120℃の範囲が好ましい。
 また、本発明のランダム共重合体の製造方法により本発明のランダム共重合体を製造する場合、該ランダム共重合体中に、前記遷移金属化合物に起因する金属が残留することがある。そこで、金属が残留すると問題を生じるフォトレジスト組成物等の半導体用途に本発明の製造方法によりランダム共重合体を用いる場合には、重合反応後に活性アルミナ等を用いて残留金属を除去することが好ましい。
 本発明は、本発明のランダム共重合体(以下、これを「ランダム共重合体(A)と言うことがある。」)と、と着色剤(B)とアルカリ可溶性樹脂(C)と重合性化合物(D)とを含有することを特徴とするレジスト組成物を提供する。当該レジスト組成物は、例えば、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)と橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a2)とを、重合性単量体(a1)と重合性単量体(a2)の共存下でリビングラジカル重合することによりリビングラジカル重合のランダム共重合体(A)を得る工程と、該ランダム共重合体(A)と着色剤(B)とアルカリ可溶性樹脂(C)と重合性化合物(D)とを混合する工程を含有することを特徴とするレジスト組成物の製造方法により好適に提供することができる。前記ランダム共重合体(A)を得る工程は、本発明のランダム共重合体の製造方法に相当する工程である。
 前記着色剤(B)は顔料や染料が挙げられ、また、顔料は有機顔料であっても良いし、無機顔料であっても良い。前記有機顔料は、赤色顔料、緑色顔料、青色顔料、黄色顔料、紫色顔料、オレンジ顔料等の各色相の顔料を使用することができる。また、有機顔料の化学構造としては、例えば、キナクリドン系、ペリレン系、ピロロ・ピロール系、アントラキノン系、フタロシアニン系、インダンスレン系、ハロゲン化フタロシアニン系、テトラクロロイソインドリノン系、ハンザイエロー系、ベンジジンイエロー系、アゾ系、アベンツイミダゾロン系、イソインドリノン系、ジオキサジン系、等が挙げられる。なお、下記の「C.I.」は、カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 社発行)を意味する。
 前記赤色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド1、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド4、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド8、C.I.ピグメントレッド9、C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッド14、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド17、C.I.ピグメントレッド21、C.I.ピグメントレッド22、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド31、C.I.ピグメントレッド32、C.I.ピグメントレッド37、C.I.ピグメントレッド38、C.I.ピグメントレッド41、C.I.ピグメントレッド47、C.I.ピグメントレッド48、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピグメントレッド49、C.I.ピグメントレッド49:1、C.I.ピグメントレッド49:2、C.I.ピグメントレッド50:1、C.I.ピグメントレッド52:1、C.I.ピグメントレッド52:2、C.I.ピグメントレッド53、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド53:2、C.I.ピグメントレッド53:3、C.I.ピグメントレッド57、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド57:2、C.I.ピグメントレッド58:4、C.I.ピグメントレッド60、C.I.ピグメントレッド63、C.I.ピグメントレッド63:1、C.I.ピグメントレッド63:2、C.I.ピグメントレッド64、C.I.ピグメントレッド64:1、C.I.ピグメントレッド68、C.I.ピグメントレッド69、C.I.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド81:2、C.I.ピグメントレッド81:3、C.I.ピグメントレッド81:4、C.I.ピグメントレッド83、C.I.ピグメントレッド88、C.I.ピグメントレッド90:1、C.I.ピグメントレッド97、C.I.ピグメントレッド101、C.I.ピグメントレッド101:1、C.I.ピグメントレッド104、C.I.ピグメントレッド108、C.I.ピグメントレッド108:1、C.I.ピグメントレッド109、C.I.ピグメントレッド112、C.I.ピグメントレッド113、C.I.ピグメントレッド114、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド147、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド151、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド169、C.I.ピグメントレッド170、C.I.ピグメントレッド172、C.I.ピグメントレッド173、C.I.ピグメントレッド174、C.I.ピグメントレッド175、C.I.ピグメントレッド176、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド179、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレッド181、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド187、C.I.ピグメントレッド188、C.I.ピグメントレッド190、C.I.ピグメントレッド192、C.I.ピグメントレッド193、C.I.ピグメントレッド194、C.I.ピグメントレッド200、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド208、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド210、C.I.ピグメントレッド213、C.I.ピグメントレッド214、C.I.ピグメントレッド215、C.I.ピグメントレッド216、C.I.ピグメントレッド217、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド221、C.I.ピグメントレッド223、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド226、C.I.ピグメントレッド227、C.I.ピグメントレッド228、C.I.ピグメントレッド230、C.I.ピグメントレッド231、C.I.ピグメントレッド232、C.I.ピグメントレッド233、C.I.ピグメントレッド235、C.I.ピグメントレッド236、C.I.ピグメントレッド237、C.I.ピグメントレッド238、C.I.ピグメントレッド239、C.I.グメントレッド240、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド243、C.I.ピグメントレッド245、C.I.ピグメントレッド247、C.I.ピグメントレッド249、C.I.ピグメントレッド250、C.I.ピグメントレッド251、C.I.ピグメントレッド253、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド255、C.I.ピグメントレッド256、C.I.ピグメントレッド257、C.I.ピグメントレッド258、C.I.ピグメントレッド259、C.I.ピグメントレッド260、C.I.ピグメントレッド262、C.I.ピグメントレッド263、C.I.ピグメントレッド264、C.I.ピグメントレッド265、C.I.ピグメントレッド266、C.I.ピグメントレッド267、C.I.ピグメントレッド268、C.I.ピグメントレッド269、C.I.ピグメントレッド270、C.I.ピグメントレッド271、C.I.ピグメントレッド272、C.I.ピグメントレッド273、C.I.ピグメントレッド274、C.I.ピグメントレッド275、C.I.ピグメントレッド276等が挙げられる。
 前記緑色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントグリーン1、C.I.ピグメントグリーン2、C.I.ピグメントグリーン4、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン8、C.I.ピグメントグリーン10、C.I.ピグメントグリーン13、C.I.ピグメントグリーン14、C.I.ピグメントグリーン15、C.I.ピグメントグリーン17、C.I.ピグメントグリーン18、C.I.ピグメントグリーン19、C.I.ピグメントグリーン26、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン45、C.I.ピグメントグリーン48、C.I.ピグメントグリーン50、C.I.ピグメントグリーン51、C.I.ピグメントグリーン54、C.I.ピグメントグリーン55、C.I.ピグメントグリーン58、C.I.ピグメントグリーン59等が挙げられる。
 前記青色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー1:2、C.I.ピグメントブルー9、C.I.ピグメントブルー14、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー17、C.I.ピグメントブルー19、C.I.ピグメントブルー22、C.I.ピグメントブルー25、C.I.ピグメントブルー27、C.I.ピグメントブルー28、C.I.ピグメントブルー29、C.I.ピグメントブルー33、C.I.ピグメントブルー35、C.I.ピグメントブルー36、C.I.ピグメントブルー56、C.I.ピグメントブルー56:1、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー61、C.I.ピグメントブルー61:1、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー63、C.I.ピグメントブルー64、C.I.ピグメントブルー66、C.I.ピグメントブルー67、C.I.ピグメントブルー68、C.I.ピグメントブルー71、C.I.ピグメントブルー72、C.I.ピグメントブルー73、C.I.ピグメントブルー74、C.I.ピグメントブルー75、C.I.ピグメントブルー76、C.I.ピグメントブルー78、C.I.ピグメントブルー79等が挙げられる。
 前記黄色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー1:1、C.I.ピグメントイエロー2、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー4、C.I.ピグメントイエロー5、C.I.ピグメントイエロー6、C.I.ピグメントイエロー9、C.I.ピグメントイエロー10、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー31、C.I.ピグメントイエロー32、C.I.ピグメントイエロー34、C.I.ピグメントイエロー35、C.I.ピグメントイエロー35:1、C.I.ピグメントイエロー36、C.I.ピグメントイエロー36:1、C.I.ピグメントイエロー37、C.I.ピグメントイエロー37:1、C.I.ピグメントイエロー40、C.I.ピグメントイエロー41、C.I.ピグメントイエロー42、C.I.ピグメントイエロー43、C.I.ピグメントイエロー48、C.I.ピグメントイエロー53、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピグメントイエロー61、C.I.ピグメントイエロー62、C.I.ピグメントイエロー62:1、C.I.ピグメントイエロー63、C.I.ピグメントイエロー65、C.I.ピグメントイエロー73、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー75、C.I.ピグメントイエロー81、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー86、C.I.ピグメントイエロー87、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー100、C.I.ピグメントイエロー101、C.I.ピグメントイエロー104、C.I.ピグメントイエロー105、C.I.ピグメントイエロー108、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー111、C.I.ピグメントイエロー116、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー119、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー125、C.I.ピグメントイエロー126、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイエロー127:1、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー133、C.I.ピグメントイエロー134、C.I.ピグメントイエロー136、C.I.ピグメントイエロー137、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142、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー148、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー157、C.I.ピグメントイエロー158、C.I.ピグメントイエロー159、C.I.ピグメントイエロー160、C.I.ピグメントイエロー161、C.I.ピグメントイエロー162、C.I.ピグメントイエロー163、C.I.ピグメントイエロー164、C.I.ピグメントイエロー165、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー167、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー169、C.I.ピグメントイエロー170、C.I.ピグメントイエロー172、C.I.ピグメントイエロー173、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー175、C.I.ピグメントイエロー176、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー181、C.I.ピグメントイエロー182、C.I.ピグメントイエロー183、C.I.ピグメントイエロー184、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー188、C.I.ピグメントイエロー189、C.I.ピグメントイエロー190、C.I.ピグメントイエロー191、C.I.ピグメントイエロー191:1、C.I.ピグメントイエロー192、C.I.ピグメントイエロー193、C.I.ピグメントイエロー194、C.I.ピグメントイエロー195、C.I.ピグメントイエロー196、C.I.ピグメントイエロー197、C.I.ピグメントイエロー198、C.I.ピグメントイエロー199、C.I.ピグメントイエロー200、C.I.ピグメントイエロー202、C.I.ピグメントイエロー203、C.I.ピグメントイエロー204、C.I.ピグメントイエロー205、C.I.ピグメントイエロー206、C.I.ピグメントイエロー207、C.I.ピグメントイエロー208等が挙げられる。
 前記紫色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントバイオレット1、C.I.ピグメントバイオレット1:1、C.I.ピグメントバイオレット2、C.I.ピグメントバイオレット2:2、C.I.ピグメントバイオレット3、C.I.ピグメントバイオレット3:1、C.I.ピグメントバイオレット3:3、C.I.ピグメントバイオレット5、5:1、C.I.ピグメントバイオレット14、C.I.ピグメントバイオレット15、C.I.ピグメントバイオレット16、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット25、C.I.ピグメントバイオレット27、C.I.ピグメントバイオレット29、ピグメントバイオレット30、C.I.ピグメントバイオレット31、C.I.ピグメントバイオレット32、C.I.ピグメントバイオレット37、C.I.ピグメントバイオレット39、ピグメントバイオレット40、C.I.ピグメントバイオレット42、C.I.ピグメントバイオレット44、C.I.ピグメントバイオレット47、C.I.ピグメントバイオレット49、C.I.ピグメントバイオレット50等が挙げられる。
 前記オレンジ顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ1、C.I.ピグメントオレンジ2、C.I.ピグメントオレンジ5、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ16、C.I.ピグメントオレンジ17、C.I.ピグメントオレンジ19、C.I.ピグメントオレンジ20、C.I.ピグメントオレンジ21、C.I.ピグメントオレンジ22、C.I.ピグメントオレンジ23、C.I.ピグメントオレンジ24、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ39、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ46、C.I.ピグメントオレンジ48、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.C.I.ピグメントオレンジ51、C.I.ピグメントオレンジ55、C.I.ピグメントオレンジ59、ピグメントオレンジ61、C.I.ピグメントオレンジ62、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ65、C.I.ピグメントオレンジ67、C.I.ピグメントオレンジ68、C.I.ピグメントオレンジ69、C.I.ピグメントオレンジ70、C.I.ピグメントオレンジ71、C.I.ピグメントオレンジ72、C.I.ピグメントオレンジ73、C.I.ピグメントオレンジ74、C.I.ピグメントオレンジ75、C.I.ピグメントオレンジ77、C.I.ピグメントオレンジ78、C.I.ピグメントオレンジ79等が挙げられる。
 液晶表示装置および有機EL表示装置に用いるカラーフィルターの3原色の各画素は、赤(R)、緑(G)、青(B)であるため、前記赤色顔料、緑色顔料及び青色顔料を主成分とし、色再現性を向上する目的で、前記黄色、紫色、オレンジ等の色の有機顔料を色相調整として用いてもよい。
 また、前記無機顔料としては、例えば、硫酸バリウム、硫酸鉛、酸化チタン、黄色鉛、ベンガラ、酸化クロム等が挙げられる。
 本発明で用いる染料としては、例えば、下記(b1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
で表される塩やキサンテン系染料等を好ましく例示できる。
 前記キサンテン系染料としては、例えば、C.I.アシッドレッド51、52、87、92、289、388、C.I.アシッドバイオレット9、30、C.I.ベーシックレッド8、C.I.モーダントレッド27、ローズベンガルB、スルホローダミンG、ローダミン6G、特開2010-032999号公報や特開2011-138094号公報等に記載されたキサンテン系染料等が挙げられる。 
 前記キサンテン系染料の中でも、下記式(b2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 [式(1)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子、-R又は炭素原子数6~10の1価の芳香族炭化水素基を表し、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、-R、-OH、-OR、-SO-、-SOH、-SO 、-COH、-CO、-SO又は-SONR10で置換されていてもよい。 
 Rは、-OH、-SO-、-SOH、-SO 、-COH、-CO 、-CO、-SO又は-SONR10を表す。   
 mは、0~5の整数を表す。mが2以上の整数である場合、複数のRは同一であるか相異なる。   
 R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基を表す。   
 Mは、N(R11、Na又はKを表す。   
 Xはハロゲン原子を表す。   
 aは0又は1の整数を表す。   
 Rは、炭素原子数1~20の1価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。   
 R11は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1~20の1価の飽和炭化水素基又は炭素原子数7~10のアラルキル基を表す。   
 R及びR10は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素原子数1~20の1価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、-OH又はハロゲン原子で置換されていてもよく、該飽和脂肪族炭化水素基に含まれる-CH-は、-O-、-CO-、-NH-又は-NR-で置き換っていてもよく、R及びR10は、互いに結合して窒素原子を含んだ3~10員環の複素環を形成していてもよい。]  
 で表される化合物を主成分とする染料が好ましい。
 前記式(b2)中のR~Rにおける炭素原子数6~10の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トルイル基、キシリル基、メシチル基、プロピルフェニル基及びブチルフェニル基等が挙げられる。
 前記式(b2)における炭素原子数6~10の1価の芳香族炭化水素基は、置換基として、-SO-、-SOH、-SO 及び-SONR10からなる群から選ばれる少なくとも1種を有していることが好ましく、-SO 及び-SONR10からなる群から選ばれる少なくとも1種を有していることがより好ましい。この場合の-SO としては、-SO -+N(R11が好ましい。R~Rがこれらの基であると、レジスト組成物は、異物の発生が少なく、かつ耐熱性に優れる塗膜層が得られることが期待できる。
 前記式(b2)中のR~R11における炭素原子数1~20の1価の飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、イコシル基等の炭素数1~20のアルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、トリシクロデシル基等の炭素原子数3~20のシクロアルキル基等が挙げられる。
 前記式(b2)中のR及びRにおける炭素原子数1~6のアルキル基としては、例えば、上記で挙げたアルキル基のうち、炭素原子数1~6のもの等が挙げられる。
 前記式(b2)中のR11における炭素原子数7~10のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルブチル基等が挙げられる。
 前記Mは、例えば、N(R11、Na又はKであり、好ましくはN(R11である。前記N(R11としては、例えば、4つのR11のうち、少なくとも2つが炭素原子数5~20の1価の飽和炭化水素基であることが好ましい。また、4つのR11の合計炭素数は20~80が好ましく、20~60がより好ましい。R11がこれらの基であると、本発明のレジスト組成物は、異物が少ない着色塗膜やパターンを形成が期待できる。
 また、前記キサンテン系染料の中でも、下記式(b3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
[式(b3)中、R21~R24は、それぞれ独立に、水素原子、-R26又は炭素原子数6~10の1価の芳香族炭化水素基を表し、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、-SO-、-SO a+、-SOH、-SO26又は-SONHR26で置換されていてもよい。
 Xは、ハロゲン原子を表す。
 a1は、0又は1の整数を表す。
 m1は、0~5の整数を表す。m1が2以上の整数である場合、複数のR25は同一であるか相異なる。
 Ma+は、N(R27、Na又はKを表す。
 R25は、-SO-、-SO a+、-SOH又はSONHR26を表す。
 R26は、炭素原子数1~20の1価の飽和炭化水素基を表す。
 R27は、それぞれ独立に、炭素原子数1~20の1価の飽和炭化水素基又はベンジル基を表す。]
で表される染料がより好ましい。
 前記式(b3)中のR21~R24における炭素原子数6~10の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、R~Rにおける芳香族炭化水素基として挙げたものと同様の基が挙げられる。中でも、R21及びR23が水素原子で、かつR22及びR24が炭素原子数6~10の1価の芳香族炭化水素基で、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、-SO-、-SO3-、-SOH、-SO26又は-SONHR26で置換されていてもよいものであることが好ましい。さらに、R21及びR23が水素原子で、かつ、R22及びR24が炭素原子数6~10の1価の芳香族炭化水素基で、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、-SO 又は-SONHR26で置換されていているものが好ましい。R21~R24がこれらの基であると、化合物(b-2-3)を含むレジスト組成物は、耐熱性に優れる着色塗膜やパターンを形成できると期待される。
 前記式(b3)中のR26及びR27における炭素原子数1~20の1価の飽和炭化水素基としては、例えば、前記R~R11における飽和炭化水素基として挙げたものと同様の基等が挙げられる。
 前記式(b3)中のR21~R24における-R26は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はエチル基であることが好ましい。
 前記式(b3)中の-SO26及び-SONHR26におけるR26としては、炭素原子数3~20の分枝鎖状アルキル基が好ましく、炭素原子数6~12の分枝鎖状アルキル基がより好ましく、2-エチルヘキシル基がさらに好ましい。R26がこれらの基であると、化合物(b3)を含むレジスト組成物は、異物の発生が少ない着色塗膜やパターンが形成できると期待される。
 前記Maは、N(R27、Na又はKであり、好ましくはN(R27である。前記N(R27としては、4つのR27のうち、少なくとも2つが炭素原子数5~20の1価の飽和炭化水素基であることが好ましい。また、4つのR27の合計炭素原子数は20~80が好ましく、20~60がより好ましい。R27がこれらの基である化合物(b3)を含むレジスト組成物は、異物の発生が少ない塗膜層やパターンが形成できると期待される。
 本発明で用いる事ができる好ましいキサンテン系染料としては、例えば、式(b4)~式(b21)で表される化合物を主成分とする染料等が挙げられる。尚、下記式中、Raは2-エチルヘキシル基を表す。  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 キサンテン系染料の主成分となる化合物の中でも、C.I.アシッドレッド289のスルホンアミド化物又はC.I.アシッドレッド289の4級アンモニウム塩が好ましい。このような化合物としては、例えば、式(b4)~式(b11)、式(b16)及び式(b17)で表される化合物等が挙げられる。 
 前記式(b1)で表される化合物は、例えば、-SOHを有する色素または色素中間体を定法によりクロル化して、得られた-SOClを有する色素または色素中間体をR-NHで表されるアミンと反応させることにより製造することができる。また、特開平3-78702号公報3頁の右上欄~左下欄に記載の方法により製造された色素を、上記同様、クロル化後、アミンと反応させることにより製造することもできる。 
 本発明で用いる染料(b2)は、前記式(b1)で表される塩やキサンテン系染料以外のその他の染料を使用することもできる。前記その他の染料としては、例えば、油溶性染料、酸性染料、酸性染料のアミン塩や酸性染料のスルホンアミド誘導体などの染料等が挙げられ、具体的には、例えば、カラーインデックス(The Society of Dyers and Colourists出版)で染料に分類されている化合物や、染色ノート(色染社)に記載されている種々の染料等が挙げられる。  
 前記その他の染料としては、例えば、C.I.ソルベントイエロー4(以下、C.I.ソルベントイエローの記載を省略し、番号のみの記載とする。)、14、15、23、24、38、62、63、68、82、94、98、99、;C.I.ソルベントレッド45、49、125、130;C.I.ソルベントオレンジ2、7、11、15、26、56;等のC.I.ソルベント染料、
C.I.アシッドイエロー1、3、7、9、11、17、23、25、29、34、36、38、40、42、54、65、72、73、76、79、98、99、111、112、113、114、116、119、123、128、134、135、138、139、140、144、150、155、157、160、161、163、168、169、172、177、178、179、184、190、193、196、197、199、202、203、204、205、207、212、214、220、221、228、230、232、235、238、240、242、243、251;
C.I.アシッドレッド1、4、8、14、17、18、26、27、29、31、34、35、37、42、44、50、51、52、57、66、73、80、87、88、91、92、94、97、103、111、114、129、133、134、138、143、145、150、151、158、176、182、183、198、206、211、215、216、217、227、228、249、252、257、258、260、261、266、268、270、274、277、280、281、195、308、312、315、316、339、341、345、346、349、382、383、394、401、412、417、418、422、426;
C.I.アシッドオレンジ6、7、8、10、12、26、50、51、52、56、62、63、64、74、75、94、95、107、108、169、173;
C.I.アシッドバイオレット6B、7、9、17、19;等のC.I.アシッド染料、
C.I.ダイレクトイエロー2、33、34、35、38、39、43、47、50、54、58、68、69、70、71、86、93、94、95、98、102、108、109、129、136、138、141;
C.I.ダイレクトレッド79、82、83、84、91、92、96、97、98、99、105、106、107、172、173、176、177、179、181、182、184、204、207、211、213、218、220、221、222、232、233、234、241、243、246、250;
C.I.ダイレクトオレンジ34、39、41、46、50、52、56、57、61、64、65、68、70、96、97、106、107;C.I.ダイレクトバイオレット47、52、54、59、60、65、66、79、80、81、82、84、89、90、93、95、96、103、104;等のC.I.ダイレクト染料、
C.I.モーダントイエロー5、8、10、16、20、26、30、31、33、42、43、45、56、61、62、65;
C.I.モーダントレッド1、2、3、4、9、11、12、14、17、18、19、22、23、24、25、26、30、32、33、36、37、38、39、41、43、45、46、48、53、56、63、71、74、85、86、88、90、94、95;
C.I.モーダントオレンジ3、4、5、8、12、13、14、20、21、23、24、28、29、32、34、35、36、37、42、43、47、48;
C.I.モーダントバイオレット1、2、4、5、7、14、22、24、30、31、32、37、40、41、44、45、47、48、53、58;等のC.I.モーダント染料等が挙げられる。  
 一方、ブラックマトリックス(BM)を形成するのに用いる着色剤(B)としては、黒色であれば特に限定されるものではないが、例えば、カーボンブラック、金属酸化物、2種以上の金属酸化物からなる複合金属化合物等の顔料が好ましい。また、赤、青、緑、紫、黄、シアン、マゼンタの色相を有する顔料から選ばれる2種以上の有機顔料を混合し、混色により黒色とした組み合わせでも構わない。
 前記カーボンブラックとしては、例えば、ランプブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等が挙げられる。前記金属酸化物としては、チタンの酸化又は二酸化チタンの還元により得られるチタンブラックが挙げられる。通常、チタンブラックは、Ti2m-1(mは1以上の数)で表される。また、金属酸化物として、銅、鉄、クロム、マンガン、コバルト等の金属酸化物も挙げられる。さらに、2種以上の金属酸化物からなる複合金属化合物としては、例えば、銅-クロムの酸化物、銅-クロム-マンガンの酸化物、銅-鉄-マンガンの酸化物又はコバルト-鉄-マンガンの酸化物等が挙げられる。
 前記カーボンブラックの市販品としては、例えば、三菱化学株式会社製のMA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA220、MA230、MA600、#5、#10、#20、#25、#30、#32、#33、#40、#44、#45、#47、#50、#52、#55、#650、#750、#850、#950、#960、#970、#980、#990、#1000、#2200、#2300、#2350、#2400、#2600、#3050、#3150、#3250、#3600、#3750、#3950、#4000、#4010、OIL7B、OIL9B、OIL11B、OIL30B、OIL31B等や、エポニックデグサジャパン株式会社製のPrintex3、Printex3OP、Printex30、Printex30OP、Printex40、Printex45、Printex55、Printex60、Printex75、Printex80、Printex85、Printex90、Printex A、Print ex L、Printex G、Printex P、Printex U、Printex V、PrintexG、SpecialBlack550、SpecialBlack 350、SpecialBlack250、SpecialBlack100、SpecialBlack6、SpecialBlack5、SpecialBlack4、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW18、Color Black FW200、Color Black S160、Color Black S170や、キャボットジャパン株式会社製のMonarch120、Monarch280、Monarch460、Monarch800、Monarch880、Monarch900、Monarch1000、Monarch1100、Monarch1300、Monarch1400、Monarch4630、REGAL99、REGAL99R、REGAL415、REGAL415R、REGAL250、REGAL250R、REGAL330、REGAL400R、REGAL55R0、REGAL660R、BLACK PEARLS480、PEARLS130、VULCAN XC72R、ELFTEX-8等や、コロンビヤンカーボン社製のRAVEN11、RAVEN14、RAVEN15、RAVEN16、RAVEN22RAVEN30、RAVEN35、RAVEN40、RAVEN410、RAVEN420、RAVEN450、RAVEN500、RAVEN780、RAVEN850、RAVEN890H、RAVEN1000、RAVEN1020、RAVEN1040、RAVEN1060U、RAVEN1080U、RAVEN1170、RAVEN1190U、RAVEN1250、RAVEN1500、RAVEN2000、RAVEN2500U、RAVEN3500、RAVEN5000、RAVEN5250、RAVEN5750、RAVEN7000等が挙げられる。
 上記のカーボンブラックの中でも、カラーフィルターのブラックマトリックスに要求される高い光学濃度及び高い表面抵抗率を有するものとして、樹脂で被覆されたカーボンブラックを用いるのが好ましい。なお、樹脂で被覆されたカーボンブラックは、例えば、特開平9-26571号公報、特開平9-71733号公報、特開平9-95625号公報、特開平9-238863号公報又は特開平11-60989号公報に記載の方法で、公知のカーボンブラックを処理することにより得ることができる。
 また、前記チタンブラックの作製方法としては、特開昭49-5432号公報記載の二酸化チタンと金属チタンの混合体を還元雰囲気下で加熱し還元させる方法、特開昭57-205322号公報記載の四塩化チタンの高温加水分解で得られた超微細二酸化チタンを水素を含む還元雰囲気中で還元する方法、特開昭60-65069号公報及び特開昭61-201610号公報記載の二酸化チタン又は水酸化チタンをアンモニア存在下で高温還元する方法、特開昭61-201610号公報記載の二酸化チタン又は水酸化チタンにバナジウム化合物を付着させ、アンモニア存在下で高温還元する方法等が挙げられる。チタンブラックの市販品としては、例えば、三菱マテリアル株式会社製のチタンブラック10S、12S、13R、13M、13M-C等が挙げられる。
 2種以上の有機顔料を混合し、混色により黒色とした組み合わせとしては、赤色、緑色、青色の三色の顔料を混合した黒色顔料が挙げられる。黒色顔料を調製するために混合使用可能な色材としては、ビクトリアピュアブルー(C.I.42595)、オーラミンO(C.I.41000)、カチロンブリリアントフラビン(ベーシック13)、ローダミン6GCP(C.I.45160)、ローダミンB(C.I.45170)、サフラニンOK70:100(C.I.50240)、エリオグラウシンX(C.I.42080)、No.120/リオノールイエロー(C.I.21090)、リオノールイエローGRO(C.I.21090)、シムラーファーストイエロー8GF(C.I.21105)、ベンジジンイエロー4T-564D(C.I.21095)、シムラーファーストレッド4015(C.I.12355)、リオノールレッド7B4401(C.I.15850)、ファーストゲンブルーTGR-L(C.I.74160)、リオノールブルーSM(C.I.26150)、リオノールブルーES(C.I.ピグメントブルー15:6)、リオノーゲンレッドGD(C.I.ピグメントレッド168)、リオノールグリーン2YS(C.I.ピグメントグリーン36)等が挙げられる。
 黒色顔料を調製するために混合使用可能なその他の色材としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー86、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー125、C.I.ピグメントイエロー137、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー148、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ51、C.I.ピグメントオレンジ55、C.I.ピグメントオレンジ59、C.I.ピグメントオレンジ61、C.I.ピグメントレッド9、C.I.ピグメントレッド97、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレッド192、C.I.ピグメントレッド215、C.I.ピグメントレッド216、C.I.ピグメントレッド217、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド223、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド226、C.I.ピグメントレッド227、C.I.ピグメントレッド228、C.I.ピグメントレッド240、C.I.C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット29、C.I.ピグメントバイオレット30、C.I.ピグメントバイオレット37、C.I.ピグメントバイオレット40、C.I.ピグメントバイオレット50、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー22、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー64、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ブラウン顔料23、25、26等が挙げられる。
 黒色顔料としてカーボンブラックを使用する場合、平均一次粒径は0.01~0.08μmの範囲が好ましく、現像性が良好なことから0.02~0.05μmの範囲がより好ましい。また、使用するカーボンブラックのジブチルフタル酸(以下、「DBP」と略記する。)吸収量は、40~100cm/100gの範囲が好ましく、分散性・現像性が良好なことから50~80cm/100gの範囲がより好ましい。さらに、使用するカーボンブラックのBET法による比表面積は50~120m/gの範囲が好ましく、分散安定性が良好なことから60~95m/gの範囲がより好ましい。
 また、カーボンブラックは、粒子形状が有機顔料等と異なり、1次粒子が融着したストラクチャーと呼ばれる状態で存在し、また後処理により粒子表面に微細な細孔を形成させる場合がある。したがって、カーボンブラックの粒子形状を表すため、一般的には、前記有機顔料と同じ方法で求められる1次粒子の平均粒径の他に、DBP吸収量(JIS K6221)とBET法による比表面積(JIS K6217)を測定しストラクチャーや細孔量の指標とすることが好ましい。
 着色剤(B)の中でも、生産性が良好で、色濃度が濃く、しかも耐久性に優れる塗膜層が得られることからから、顔料が好ましく、着色剤に由来する異物の発生も抑制できるという本発明の効果を最大限発揮できることからC.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン58、C.I.ピグメントグリーン59、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー129、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154、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:6およびC.I.ピグメントバイオレット23からなる群から選ばれる一種以上の顔料がより好ましい。
 前記着色剤(B)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
 前記着色剤(B)の配合量は、後述するアルカリ可溶性樹脂(C)と重合性化合物(D)との合計100質量部に対して、質量基準で10~80質量部の範囲であることが好ましく、15~65質量部の範囲であることがより好ましい。
 本発明で用いるアルカリ可溶性樹脂(C)としては、アルカリ現像液に可溶のものである。アルカリ可溶性樹脂(C)は、カルボキシル基、フェノール性水酸基及びスルホン酸基の群から選ばれる少なくとも1つの酸性基又はその塩を有する樹脂が好ましい。
 前記アルカリ可溶性樹脂(C)について、より具体的に説明すると、例えば、以下の樹脂等が挙げられる。
 ・酸性基を有する(メタ)アクリル系重合性単量体を必須の成分として重合させて得られるアルカリ可溶性樹脂(C1)。
 ・反応性基を持つ(メタ)アクリル系重合性単量体を必須の成分として重合させて得られる酸性基を有さない重合体と、該反応性基に対して反応性を有する反応性基と酸基とを有する化合物とを反応させて得られるアルカリ可溶性樹脂(C2)
 ・エポキシ基含有(メタ)アクリレートと、他の重合性単量体との共重合体に対し、該共重合体が有するエポキシ基の少なくとも一部に不飽和モノカルボン酸を付加させ、さらに不飽和モノカルボン酸の付加反応により生じた水酸基の少なくとも一部にポリカルボン酸の酸無水物を付加反応させて得られるアルカリ可溶性樹脂(C3)。
 ・カルボキシル基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂(C4)
 以下に、上記(C1)~(C4)について詳細に説明する。
 前記アルカリ可溶性樹脂(C1)としては、例えば、カルボキシル基を有する(メタ)アクリル系重合性単量体を必須の成分として重合させて得られるアルカリ可溶性樹脂やスルホン酸基を有する(メタ)アクリル系重合性単量体を必須の成分として重合させて得られるアルカリ可溶性樹脂等が挙げられる。中でも、カルボキシル基を有する(メタ)アクリル系重合性単量体を必須の成分として重合させて得られるアルカリ可溶性樹脂が好ましい。
 前記カルボキシル基を有する(メタ)アクリル系重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、ケイ皮酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアジピン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルマレイン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルコハク酸、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルアジピン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルマレイン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシブチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイルオキシブチルアジピン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシブチルマレイン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシブチルヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシブチルフタル酸等の重合性単量体;
アクリル酸にε-カプロラクトン、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン等のラクトンを付加させた重合性単量体;ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートにコハク酸、マレイン酸、フタル酸、又はこれらの酸無水物を付加させた重合性単量体等が挙げられる。これらのカルボキシル基を有する(メタ)アクリル系重合性単量体は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。前記カルボキシル基を有する(メタ)アクリル系重合性単量体の中でも、(メタ)アクリル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸が好ましい。
 前記スルホン酸基を有する(メタ)アクリル系重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸-2-スルホエチル、(メタ)アクリル酸-2-スルホプロピル、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロキシプロパンスルホン酸、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸又はこれらの塩等が挙げられる。
 アルカリ可溶性樹脂(C1)を調製する際は、本発明の効果を損なわない範囲で他の重合性単量体を併用しても良い。他の単量体としては、例えば、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、イソプロピル(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、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル;
スチレン及びその誘導体等の芳香族ビニル化合物;N-ビニルピロリドン等のビニル化合物;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等のN-置換マレイミド;
ポリメチル(メタ)アクリレートマクロモノマー、ポリスチレンマクロモノマー、ポリ2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートマクロモノマー、ポリエチレングリコールマクロモノマー、ポリプロピレングリコールマクロモノマー、ポリカプロラクトンマクロモノマー等のマクロモノマーなどが挙げられる。他の重合性単量体は1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。
 上記他の重合性単量体の中でも、スチレン、メチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(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、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(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、N-シクロヘキシルマレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-フェニルマレイミドが、透明性が良好で、耐熱性を損ないにくい点から好ましい。
 これら他の重合性単量体の使用量は、全重合性単量体成分中95質量%以下が好ましく、85質量%以下がより好ましい。
 アルカリ可溶性樹脂(C1)の具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸と、メチル(メタ)アクリレート、ベンジル(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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルマレイミド等の水酸基を含まない重合性単量体と、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有重合性単量体との共重合体;
(メタ)アクリル酸と、メチル(メタ)アクリレート、ベンジル(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、2-ヒドロキシエチルメタクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体;
(メタ)アクリル酸とスチレンとの共重合体;(メタ)アクリル酸とスチレンとα-メチルスチレンとの共重合体;(メタ)アクリル酸とシクロヘキシルマレイミドとの共重合体等が挙げられる。アルカリ可溶性樹脂(C1)の中でも顔料分散性に優れるレジスト組成物が得られることから、ベンジル(メタ)アクリレートを用いたアルカリ可溶性樹脂が好ましい。
 前記アルカリ可溶性樹脂(C1)の酸価は、10~500mgKOH/gの範囲が好ましく、30~350mgKOH/gの範囲がより好ましく、40~300mgKOH/gの範囲がさらに好ましい。また、前記アルカリ可溶性樹脂(C1)のGPCで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、2,000~100,000の範囲が好ましく、3,000~80,000の範囲がより好ましく、4,000~50,000の範囲がさらに好ましい。
 本発明においては、カルボキシル基を有する(メタ)アクリル系重合性単量体を必須の成分として重合させて得られるカルボキシル基含有アルカリ可溶性樹脂のカルボキシル基にエポキシ基含有不飽和化合物を付加させたアルカリ可溶性樹脂(C1-1)も用いることもできる。
 前記エポキシ基含有不飽和化合物としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、グリシジル-α-エチルアクリレート、クロトニルグリシジルエーテル、(イソ)クロトン酸グリシジルエーテル、N-(3,5-ジメチル-4-グリシジル)ベンジルアクリルアミド、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等が挙げられる。また、耐熱性の向上、前記着色剤(B)として顔料を用いた際の分散性の向上を図れることから、脂環式エポキシ基含有不飽和化合物が好ましい。
 前記脂環式エポキシ基含有不飽和化合物が有する脂環式エポキシ基としては、例えば、2,3-エポキシシクロペンチル基、3,4-エポキシシクロヘキシル基、7,8-エポキシ〔トリシクロ[5.2.1.0]デシ-2-イル〕基等が挙げられる。また、エチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基が好ましい。脂環式エポキシ基含有不飽和化合物は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。
 前記カルボキシル基を含有するアルカリ可溶性樹脂のカルボキシル基部分に、前記エポキシ基含有不飽和化合物を付加させるには、公知の手法を用いることができる。例えば、カルボキシル基含有アルカリ可溶性樹脂とエポキシ基含有不飽和化合物とを、トリエチルアミン、ベンジルメチルアミン等の3級アミン;ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩;ピリジン、トリフェニルホスフィン等の触媒の存在下、有機溶剤中、反応温度50~150℃で数時間~数十時間反応させることにより、樹脂のカルボキシル基にエポキシ基含有不飽和化合物を付加することができる。
 前記アルカリ可溶性樹脂(C1-1)の酸価は、10~500mgKOH/gの範囲が好ましく、30~350mgKOH/gの範囲がより好ましく、40~300mgKOH/gの範囲がさらに好ましい。また、アルカリ可溶性樹脂(C1-1)のGPCで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量は、2,000~100,000の範囲が好ましく、3,000~80,000の範囲がより好ましく、4,000~50,000の範囲がさらに好ましい。
 また、前記アルカリ可溶性樹脂(C1)の中でも、エーテルダイマーやアダマンチル基等の脂環構造を有する(メタ)アクリル酸エステルを重合性単量体として用いて得られたアルカリ可溶性樹脂(C1-2)がより好ましい。
 前記エーテルダイマーとしては、例えば、ジメチル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジエチル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(n-プロピル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソプロピル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(n-ブチル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソブチル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(t-ブチル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(t-アミル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ステアリル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ラウリル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(2-エチルヘキシル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(1-メトキシエチル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(1-エトキシエチル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジベンジル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジフェニル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジシクロヘキシル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(t-ブチルシクロヘキシル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(ジシクロペンタジエニル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(トリシクロデカニル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(イソボルニル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジアダマンチル-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート、ジ(2-メチル-2-アダマンチル)-2,2’-[オキシビス(メチレン)]ビス-2-プロペノエート等が挙げられる。これらの中でも、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。これらのエーテルダイマーは、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。
 アルカリ可溶性樹脂(C1-2)の原料としてエーテルダイマーを用いる場合は、重合性単量体中におけるエーテルダイマーの割合は、ゲル化を抑制して低分子量のアルカリ可溶性樹脂が得られ、透明性や耐熱性に優れるレジスト組成物となることから、全重合性単量体の質量の2~60質量%の範囲が好ましく、5~55質量%の範囲がより好ましく、5~50質量%の範囲がさらに好ましい。
 一方、アルカリ可溶性樹脂(C1-2)の原料としてアダマンチル基等の脂環構造を有する(メタ)アクリル酸エステルを用いる場合は、該(メタ)アクリル酸エステルの使用割合は、前記着色剤(B)に顔料を用いた際の顔料分散性を向上でき、地汚れ適性が良好なレジスト組成物が得られることから、全重合性単量体の質量の0.5~60質量%の範囲が好ましく、1~55質量%の範囲がより好ましく、5~50質量%の範囲がさらに好ましい。
 本発明で用いるアルカリ可溶性樹脂(C1)の製造方法としては、特に制限はなく、従来公知の各種方法を採用することができるが、特に、溶液重合法が好ましい。なお、重合温度や重合濃度(重合濃度=[重合性単量体の全質量/(重合性単量体の全質量+溶媒質量)]×100)は、使用する重合性単量体の種類や比率、目標とするアルカリ可溶性樹脂の分子量によって異なる。重合温度に関しては、40~150℃の範囲が好ましく、重合温度60~130℃の範囲がより好ましい。また、重合濃度に関しては、5~50%の範囲が好ましく、10~40%の範囲がより好ましい。
 溶液重合法で用いる溶媒は、通常のラジカル重合反応で使用されるものでよい。具体的には、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシブチルアセテート等のエステル類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、エチ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等のアルコール類;トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;クロロホルム;ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。これら溶媒は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。
 前記重合性単量体を重合する際には、必要に応じて、重合開始剤を使用しても良い。重合開始剤としては、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート等の有機過酸化物;2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)等のアゾ化合物などが挙げられる。これら重合開始剤は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。これらの重合開始剤の使用量は、用いる単量体の組み合わせや、反応条件、目標とするアルカリ可溶性樹脂(C1)の分子量等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、ゲル化することなく重量平均分子量が数千~数万のアルカリ可溶性樹脂が得られることから、全重合性単量体成分に対して0.1~15質量%の範囲が好ましく、0.5~10質量%の範囲がより好ましい。
 また、分子量調整のために、連鎖移動剤を添加してもよい。連鎖移動剤としては、例えば、n-ドデシルメルカプタン、メルカプト酢酸、メルカプト酢酸メチル等のメルカプタン系連鎖移動剤;α-メチルスチレンダイマー等が挙げられるが、連鎖移動効果が高く、反応系内に残存する重合性単量体を低減でき、入手も容易な、n-ドデシルメルカプタン、メルカプト酢酸が好ましい。連鎖移動剤を使用する場合の使用量は、用いる単量体の組み合わせや、反応条件、目標とする単量体の分子量等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、ゲル化することなく重量平均分子量が数千~数万のアルカリ可溶性樹脂を得られることから、全単量体に対して0.1~15質量%の範囲が好ましく、0.5~10質量%の範囲がより好ましい。
 前記アルカリ可溶性樹脂(C2)は、反応性基を持つ(メタ)アクリル系重合性単量体を必須の成分として重合させて得られる酸性基を有さない重合体と、該反応性基に対して反応性基と酸基とを有する化合物とを反応させて得られる。アルカリ可溶性樹脂(C2)は、例えば、以下のアルカリ可溶性樹脂が例示できる。
 ・2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのような水酸基を有する重合性単量体を必須の成分として重合体を得た後、コハク酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、マレイン酸無水物等の酸無水物を付加させて得られるアルカリ可溶性樹脂。
 ・グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有する重合性単量体を必須の成分として重合体を得た後、N-メチルアミノ安息香酸、N-メチルアミノフェノール等のアミノ基と酸基を有する化合物を付加させて得られるアルカリ可溶性樹脂。
 ・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重合性単量体を必須の成分として重合体を得た後、2-ヒドロキシ酪酸等の水酸基と酸基を有する化合物を付加させて得られるアルカリ可溶性樹脂。
 前記アルカリ可溶性樹脂(C2)の重量平均分子量は、塗膜形成が良好で耐熱性に優れる塗膜が得られることから、GPCにて測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が1,000~200,000の範囲が好ましく、2,000~50,000の範囲がより好ましく、2,000~30,000の範囲がさらに好ましい。また、必要に応じ、前記アルカリ可溶性樹脂(C1)の調製に用いる重合性単量体を併用してアルカリ可溶性樹脂(C2)を得ても良い。
 前記アルカリ可溶性樹脂(C3)は、エポキシ基含有(メタ)アクリレートと、他の重合性単量体との共重合体に対し、該共重合体が有するエポキシ基の少なくとも一部に不飽和モノカルボン酸を付加させ、さらに不飽和モノカルボン酸の付加反応により生じた水酸基の少なくとも一部にポリカルボン酸の酸無水物を付加反応させて得られる。
 前記エポキシ基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシブチル(メタ)アクリレート、(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等が挙げられる。中でもグリシジル(メタ)アクリレートが好ましい。これらのエポキシ基含有(メタ)アクリレートは1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。
 また、前記アルカリ可溶性樹脂(C3)の原料であるエポキシ基含有(メタ)アクリレート以外の他の重合性単量体として、ノルボルネン骨格、ジシクロペンタジエン骨格等の脂環式構造を有するモノマーを用いると、本発明のカラーレジスト組成物の硬化物の耐熱性、機械的強度を向上できるため好ましい。
 また、脂環式構造を有さない重合性単量体を前記エポキシ基含有(メタ)アクリレート以外の他の重合性単量体として用いてもよい。このような重合性モノマーとしては、例えば、スチレン、スチレンのα-、o-、m-、p-アルキル、ニトロ、シアノ、アミド、エステル誘導体等のビニル芳香族類;
ブタジエン、2,3-ジメチルブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のジエン類;
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸-n-プロピル、(メタ)アクリル酸-i-プロピル、(メタ)アクリル酸-n-ブチル、(メタ)アクリル酸-s-ブチル、(メタ)アクリル酸-t-ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸-2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸-2-メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボロニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸プロパギル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ナフチル、(メタ)アクリル酸アントラセニル、(メタ)アクリル酸アントラニノニル、(メタ)アクリル酸ピペロニル、(メタ)アクリル酸サリチル、(メタ)アクリル酸フリル、(メタ)アクリル酸フルフリル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフリル、(メタ)アクリル酸ピラニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェネチル、(メタ)アクリル酸クレジル、(メタ)アクリル酸-1,1,1-トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオルエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロ-n-プロピル、(メタ)アクリル酸パーフルオロ-iso-プロピル、(メタ)アクリル酸トリフェニルメチル、(メタ)アクリル酸クミル、(メタ)アクリル酸-3-(N,N-ジメチルアミノ)プロピル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル等の(メタ)アクリル酸エステル類;
(メタ)アクリル酸アミド、(メタ)アクリル酸N,N-ジメチルアミド、(メタ)アクリル酸N,N-ジエチルアミド、(メタ)アクリル酸N,N-ジプロピルアミド、(メタ)アクリル酸-N,N-ジ-i-プロピルアミド、(メタ)アクリル酸アントラセニルアミド等の(メタ)アクリル酸アミド;(メタ)アクリル酸アニリド、(メタ)アクリロイルニトリル、アクロレイン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、N-ビニルピロリドン、ビニルピリジン、酢酸ビニル等のビニル化合物類;
シトラコン酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等の不飽和ジカルボン酸ジエステル類;N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-ラウリルマレイミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)マレイミド等のモノマレイミド類;N-(メタ)アクリロイルフタルイミド等が挙げられる。
 上記の他の重合性単量体の中でも、本発明のカラーレジスト組成物の硬化物の耐熱性、機械的強度を向上できることから、スチレン、(メタ)アクリル酸ベンジル及びモノマレイミド類の中から少なくとも1種を用いることが好ましい。スチレン、(メタ)アクリル酸ベンジル及びモノマレイミド類の使用割合は、他の重合性単量体の全量を基準として1~70モル%が好ましく、3~50モル%がより好ましい。
 なお、前記エポキシ基含有(メタ)アクリレートと、前記他の重合性単量体との共重合反応は、ラジカル重合開始剤を用いた溶液重合法等の公知の重合方法を用いることができる。使用する溶剤はラジカル重合に不活性なものであれば特に限定されるものではなく、通常用いられている有機溶剤を使用することができる。
 前記エポキシ基含有(メタ)アクリレートと前記他の重合性単量体との共重合体としては、エポキシ基含有(メタ)アクリレートに由来する繰返し単位5~90モル%と、他のラジカル重合性モノマーに由来する繰返し単位10~95モル%と、からなるものが好ましく、前者20~80モル%と、後者80~20モル%とからなるものがより好ましく、前者30~70モル%と、後者70~30モル%とからなるものがさらに好ましい。
 前記アルカリ可溶性樹脂(C3)は、上記エポキシ基含有(メタ)アクリレートと他の重合性単量体との共重合体のエポキシ基部分に、不飽和モノカルボン酸(重合性成分)と、ポリカルボン酸の酸無水物(アルカリ可溶性成分)とを反応させる事により得られる。
 前記不飽和モノカルボン酸としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、o-、m-、p-ビニル安息香酸、α-位がハロアルキル基、アルコキシル基、ハロゲン原子、ニトロ基、又はシアノ基などで置換された(メタ)アクリル酸等のモノカルボン酸等が挙げられる。これらの中でも(メタ)アクリル酸が好ましい。これらの不飽和モノカルボン酸は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。この不飽和モノカルボン酸を用いることで、前記アルカリ可溶性樹脂(A3)に重合性を付与することができる。
 前記不飽和モノカルボン酸は、通常、前記共重合体が有するエポキシ基の10~100モル%に付加させることが好ましく、30~100モル%に付加させることがより好ましく、50~100モル%に付加させることがさらに好ましい。
 前記ポリカルボン酸の酸無水物としては、例えば、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水クロレンド酸等のジカルボン酸の酸無水物;無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸無水物等の3つ以上のカルボキシル基を有するカルボン酸の無水物などが挙げられる。これらの中でも、テトラヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸が好ましい。これらのポリカルボン酸の酸無水物は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。このポリカルボン酸の酸無水物を用いることで、前記アルカリ可溶性樹脂(C3)にアルカリ可溶性を付与することができる。
 前記ポリカルボン酸の酸無水物は、通常、前記共重合体が有するエポキシ基に、不飽和モノカルボン酸を付加させることにより生じる水酸基の10~100モル%に付加させることが好ましく、20~90モル%に付加させることがより好ましく、30~80モル%に付加させることがさらに好ましい。
 前記アルカリ可溶性樹脂(C3)のゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、3,000~100,000の範囲が好ましく、5,000~50,000の範囲がより好ましい。また、前記アルカリ可溶性樹脂(C3)の分散度(Mw/Mn)は、2.0~5.0の範囲が好ましい。
 前記エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(C4)は、例えば、エポキシ樹脂にα,β-不飽和モノカルボン酸又はエステル部分にカルボキシル基を有するα,β-不飽和モノカルボン酸エステルを付加させ、さらに、多塩基酸無水物を反応させることにより得られる。
 前記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(市販品として、三菱化学株式会社製の「jER828」、「jER1001」、「jER1002」、「jER1004」等)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂のアルコール性水酸基とエピクロルヒドリンの反応により得られるエポキシ樹脂(市販品として、日本化薬株式会社製の「NER-1302」(エポキシ当量323,軟化点76℃))、ビスフェノールF型樹脂(市販品として、三菱化学株式会社製の「jER807」、「EP-4001」、「EP-4002」、「EP-4004」等)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂のアルコール性水酸基とエピクロルヒドリンの反応により得られるエポキシ樹脂(市販品として、日本化薬株式会社製の「NER-7406」(エポキシ当量350,軟化点66℃))、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニルグリシジルエーテル(市販品として、三菱化学株式会社製の「YX-4000」)、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(市販品として、日本化薬株式会社製の「EPPN-201」、三菱化学株式会社製の「EP-152」、「EP-154」、ダウケミカル日本株式会社製の「DEN-438」)、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(市販品として、日本化薬株式会社製の「EOCN-102S」、「EOCN-1020」、「EOCN-104S」)、トリグリシジルイソシアヌレート(市販品として、日産化学工業株式会社製の「TEPIC」)、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂(市販品として、日本化薬株式会社製の「EPPN-501」、「EPN-502」、「EPPN-503」)、フルオレンエポキシ樹脂(市販品として、新日鐵化学株式会社製のカルドエポキシ樹脂「ESF-300」)、脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業株式会社製の「セロキサイド2021P」、「セロキサイドEHPE」)、ジシクロペンタジエンとフェノールの反応によるフェノール樹脂をグリシジル化したジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(例えば、日本化薬株式会社製の「XD-1000」、DIC株式会社製の「EXA-7200」、日本化薬株式会社製の「NC-3000」、「NC-7300」)、フルオレン骨格を有するエポキシ樹脂(特開平4-355450号公報参照)等を用いることができる。これらのエポキシ樹脂は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。
 エポキシ樹脂の他の例としては共重合型エポキシ樹脂が挙げられる。共重合型エポキシ樹脂としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルメチルシクロヘキセンオキサイド、ビニルシクロヘキセンオキサイド等のエポキシ基を有するモノマーと、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、スチレン、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、α-メチルスチレン、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシアルキレン鎖を有する(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有さない重合性単量体とを共重合させて得られる共重合体が挙げられる。
 前記ポリオキシアルキレン鎖を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート;メトキシジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、等のアルコキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 前記共重合型エポキシ樹脂の分子量は、1,000~200,000の範囲が好ましい。また、共重合型エポキシ樹脂の原料として用いるエポキシ基を有するモノマーの使用量は、エポキシ基を有さないモノマーに対して10~70質量%の範囲が好ましく、20~50質量%の範囲がより好ましい。
 前記共重合型エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、日油株式会社製の「CP-15」、「CP-30」、「CP-50」、「CP-20SA」、「CP-510SA」、「CP-50S」、「CP-50M」、「CP-20MA」等が挙げられる。
 前記エポキシ樹脂の分子量は、塗膜形成が良好でα,β-不飽和モノカルボン酸の付加反応時のゲル化を防止できることから、GPCで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量として、200~200,000の範囲が好ましく、300~100,000の範囲がより好ましい。
 α,β-不飽和モノカルボン酸としては、例えば、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられ、アクリル酸及びメタクリル酸が好ましく、アクリル酸が反応性に良好なことからより好ましい。エステル部分にカルボキシル基を有するα,β-不飽和モノカルボン酸エステルとしては、アクリル酸-2-サクシノイルオキシエチル、アクリル酸-2-マレイノイルオキシエチル、アクリル酸-2-フタロイルオキシエチル、アクリル酸-2-ヘキサヒドロフタロイルオキシエチル、メタクリル酸-2-サクシノイルオキシエチル、メタクリル酸-2-マレイノイルオキシエチル、メタクリル酸-2-フタロイルオキシエチル、メタクリル酸-2-ヘキサヒドロフタロイルオキシエチル、クロトン酸-2-サクシノイルオキシエチル等が挙げられ、アクリル酸-2-マレイノイルオキシエチル及びアクリル酸-2-フタロイルオキシエチルが好ましく、アクリル酸-2-マレイノイルオキシエチルがより好ましい。これらのα,β-不飽和モノカルボン酸及びα,β-不飽和モノカルボン酸エステルは、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。
 α,β-不飽和モノカルボン酸又はそのエステルと、エポキシ樹脂との付加反応は、公知の方法を用いることができ、例えば、エステル化触媒存在下、50~150℃の温度で反応させる方法が挙げられる。エステル化触媒としては、トリエチルアミン、トリメチルアミン、ベンジルジメチルアミン、ベンジルジエチルアミン等の3級アミン;テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩等を用いることができる。
 α,β-不飽和モノカルボン酸又はそのエステルの使用量は、原料となるエポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対し0.5~1.2当量の範囲が好ましく、0.7~1.1当量の範囲がより好ましい。
 α,β-不飽和カルボン酸又はそのエステルが付加したエポキシ樹脂に、さらに付加させる多塩基酸無水物としては、例えば、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、無水メチルヘキサヒドロフタル酸、無水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水クロレンド酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらの中でも、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が好ましく、無水テトラヒドロフタル酸及びビフェニルテトラカルボン酸二無水物がより好ましい。これらの多塩基酸無水物は、1種類のみで用いることも2種以上併用することもできる。
 多塩基酸無水物の付加反応についても公知の方法を用いることができ、α,β-不飽和カルボン酸又はそのエステルの付加反応と同様な条件下で連続して反応させることができる。多塩基酸無水物の使用量は、アルカリ現像性及び塗膜形成を良好なものとできることから、生成するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂の酸価が10~150の範囲となるような量が好ましく、20~140の範囲となるような量がより好ましい。
 また、カルボキシル基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂として特開平6-49174号公報記載のナフタレン含有樹脂;特開2003-89716号公報、特開2003-165830号公報、特開2005-325331号公報、特開2001-354735号公報記載のフルオレン含有樹脂;特開2005-126674号公報、特開2005-55814号公報、特開2004-295084号公報等に記載の樹脂も例示できる。また、市販品としては、ダイセル化学工業株式会社製の「ACA-200M」等も例示できる。
 前記アルカリ可溶性樹脂(C)は、上記のアルカリ可溶性樹脂(C1)~(C4)のうち1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、アルカリ可溶性樹脂(C)は、後述する顔料分散剤と併用することで、基板上の非画素部に未溶解物が残存することなく、基板との密着性に優れた、高濃度の色画素を形成できるため好ましい。具体的には、アルカリ可溶性樹脂(C)の一部を後述の顔料分散剤とともに、分散処理工程に使用することが好ましい。この場合、アルカリ可溶性樹脂(C)は、顔料に対して5~200質量%の範囲で使用することが好ましく、10~100質量%の範囲で使用することがより好ましい。
 また、本発明で用いるアルカリ可溶性樹脂(C)として、上記のアルカリ可溶性樹脂(C1)~(C4)以外のアルカリ可溶性樹脂を使用しても良い。このような樹脂として、例えば、酸性基としてフェノール性水酸基を有する重合性単量体を必須成分として用いて得られるアルカリ可溶性樹脂や、酸性基としてスルホン酸基を有する重合性単量体を必須成分として用いて得られるアルカリ可溶性樹脂等が挙げられる。ここで、前記フェノール性水酸基を有する重合性単量体としては、例えば、o-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、p-ヒドロキシスチレン等が挙げられる。また、これらの単量体の芳香環に結合したフェノール性水酸基及びビニル基以外の1個以上の水素原子が、アルキル基、アルコキシル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アミド基に置換された化合物等も挙げられる。また、酸性基としてスルホン酸基を有する重合性単量体としては、例えば、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、2-ヒドロキシ-3-(メタ)アリルオキシプロパンスルホン酸、(メタ)アクリル酸-2-スルホエチル、又はこれらの塩等が挙げられる。
 本発明のレジスト組成物において、前記アルカリ可溶性樹脂(C)の含有割合は、塗膜の外観や基板への密着性が良好となることから、全固形分中に0.1~80質量%の範囲が好ましく、1~60質量%の範囲がより好ましい。
 本発明で用いる重合性化合物(D)としては、例えば、エチレン性不飽和結合を一つ以上有する光重合性化合物を例示することができる。
 エチレン性不飽和結合を一つ有する重合性化合物(D1)としては、例えば、前記(c1)、(c2)、(c3)として挙げた化合物等が挙げられる。中でも、(メタ)アクリル酸エステル類が好ましい。
 エチレン性不飽和結合を二つ有する重合性化合物(D2)としては、例えば、1,3―ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオール(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ビスフェノールAのビス(アクリロイロキシエチル)エーテル、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3-メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 エチレン性不飽和結合を三つ有する重合性化合物(D3)としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物等が挙げられる。 
 エチレン性不飽和結合を四つ有する重合性化合物(D4)としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 エチレン性不飽和結合を5つ以上有する重合性化合物(D5)としては、例えば、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレートと酸無水物カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレートと酸無水物等が挙げられる。
 また、本発明で用いる重合性化合物(D)として、光硬化性樹脂も例示することができる。
 前記光硬化性樹脂は、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂、ポリエステル(メタ)アクリレート樹脂、アクリル(メタ)アクリレート樹脂、マレイミド基含有樹脂等が挙げられる。
 前記ウレタン(メタ)アクリレート樹脂は、例えば、脂肪族ポリイソシアネート化合物又は芳香族ポリイソシアネート化合物とヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート化合物とを反応させて得られるウレタン結合と(メタ)アクリロイル基とを有する樹脂等が挙げられる。
 前記脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、2-メチル-1,5-ペンタンジイソシアネート、3-メチル-1,5-ペンタンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2-メチルペンタメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、水素添加テトラメチルキシリレンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート等が挙げられ、また、芳香族ポリイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート等が挙げられる。
 前記ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-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、1,5-ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート等の2価アルコールのモノ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ビス(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート等の3価のアルコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート、あるいは、これらのアルコール性水酸基の一部をε-カプロラクトンで変性した水酸基含有モノ及びジ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の1官能の水酸基と3官能以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、あるいは、該化合物をさらにε-カプロラクトンで変性した水酸基含有多官能(メタ)アクリレート;ジプロピレングリコールモノ(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、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のオキシアルキレン鎖を有する(メタ)アクリレート化合物;ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシブチレン-ポリオキシプロピレンモノ(メタ)アクリレート等のブロック構造のオキシアルキレン鎖を有する(メタ)アクリレート化合物;ポリ(エチレングリコール-テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール-テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート等のランダム構造のオキシアルキレン鎖を有する(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。
 上記した脂肪族ポリイソシアネート化合物又は芳香族ポリイソシアネート化合物とヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート化合物との反応は、例えば、ウレタン化触媒の存在下、常法により行うことができる。ここで使用し得るウレタン化触媒は、具体的には、ピリジン、ピロール、トリエチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミンなどのアミン類;トリフェニルホスフィン、トリエチルホスフィンなどのホフィン類;ジブチル錫ジラウレート、オクチル錫トリラウレート、オクチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジアセテート、オクチル酸錫などの有機錫化合物;オクチル酸亜鉛などの有機金属化合物が挙げられる。
 これらのウレタン(メタ)アクリレート樹脂の中でも特に脂肪族ポリイソシアネート化合物とヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート化合物とを反応させて得られるものが硬化塗膜の透明性に優れ、かつ、活性エネルギー線に対する感度が良好で硬化性に優れる点から好ましい。
 次に、不飽和ポリエステル樹脂は、例えば、α,β-不飽和二塩基酸又はその酸無水物、該二塩基酸又はその酸無水物以外の二塩基酸及び、及び、グリコール類の重縮合によって得られる硬化性樹脂等が挙げられる。α,β-不飽和二塩基酸又はその酸無水物としては、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロルマレイン酸、及びこれらのエステル等が挙げられる。
 α,β-不飽和二塩基酸又はその酸無水物以外の二塩基酸やその酸無水物としては、例えば、芳香族飽和二塩基酸、脂肪族二塩基酸、脂環族飽和二塩基酸及びこれらの酸無水物等が挙げられる。芳香族飽和二塩基酸又はその酸無水物としては、例えば、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ニトロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、ハロゲン化無水フタル酸及びこれらのエステル等が挙げられる。脂肪族二塩基酸、脂環族飽和二塩基酸及びこれらの酸無水物としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、グルタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸及びこれらのエステル等が挙げられる。グリコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2-メチルプロパン-1,3-ジオール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ビスフェノールA、水素化ビスフェノールA、エチレングリコールカーボネート、2,2-ジ-(4-ヒドロキシプロポキシジフェニル)プロパン等が挙げられ、その他にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等の酸化物も同様に使用できる。
 次に、エポキシビニルエステル樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂のエポキシ基に(メタ)アクリル酸を反応させて得られるもの等が挙げられる。
 マレイミド基含有樹脂としては、例えば、N-ヒドロキシエチルマレイミドとイソホロンジイソシアネートとをウレタン化して得られる2官能マレイミドウレタン化合物、マレイミド酢酸とポリテトラメチレングリコールとをエステル化して得られる2官能マレイミドエステル化合物、マレイミドカプロン酸とペンタエリスリトールのテトラエチレンオキサイド付加物とをエステル化して得られる4官能マレイミドエステル化合物、マレイミド酢酸と多価アルコール化合物とをエステル化して得られる多官能マレイミドエステル化合物等が挙げられる。これらの活性エネルギー線硬化型樹脂は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
 本発明で用いる重合性化合物(D)のなかでも特に塗膜層の硬度に優れる点からトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスルトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスルトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスルトールテトラ(メタ)アクリレート等の3官能以上の多官能(メタ)アクリレートが好ましい。これらの重合性化合物(D)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
 重合性化合物(D)の合計含有量は、レジスト組成物の固形分に対して、10~50質量%が好ましく、15~50質量%がより好ましい。重合性化合物(D)の合計含有量が、前記の範囲にあると、感度や、塗膜層の強度や平滑性、信頼性が良好になる傾向がある。
 重合性化合物(D)の中でも重合性化合物(D5)の含有量は、レジスト組成物の固形分に対して、1~50質量%が好ましく、5~40質量%がより好ましく、5~35質量%が特に好ましい。重合性化合物(D5)の含有量が、前記の範囲にあると、感度や、塗膜層の強度や平滑性、信頼性が良好になる傾向がある。
 また、重合性化合物(D)の中でも重合性化合物(D5)の含有量は、重合性化合物(D1)、(D2)、(D3)、(D4)及び(D5)の合計量に対して、10~95質量%が好ましく、20~90質量%がより好ましい。重合性化合物(D5)の含有量が、前記の範囲にあると、感度や、塗膜層の強度や平滑性、信頼性が良好になる傾向がある。
 前記レジスト組成物の製造方法は、前記の通り、本発明の第一発明であるランダム共重合体(A)を得る工程と、該ランダム共重合体(A)と顔料(B)とアルカリ可溶性樹脂(C)と重合性化合物(D)とを混合する工程とを含有する。本発明のレジスト組成物の製造方法において、着色剤(B)として顔料を使用する場合、前記ランダム共重合体(A)と着色剤(B)とアルカリ可溶性樹脂(C)と重合性化合物(D)とを混合する際には、分散剤を用いて有機溶剤中で分散させて調製した顔料分散液を着色剤(B)として用いることが良好な分散性が得られ、所望の色相を得られることから好ましい。
 前記分散剤としては、例えば、界面活性剤;顔料の中間体もしくは誘導体;ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂型分散剤等が挙げられる。これら顔料分散剤の中でも、樹脂型分散剤が好ましく、アクリル系樹脂型の分散剤がより好ましく、主鎖又は側鎖にN,N-ジ置換アミノ基及び酸性基を有するアクリル系重合体を含有する樹脂型分散剤が更に好ましい。このような樹脂型分散剤の市販品としては、例えば、ビックケミー社製の「BYK-160」、「BYK-161」、「BYK-2001」、エフカーケミカルズ社製の「エフカ46」、味の素ファインテクノ株式会社製の「アジスパーPB-814」等が挙げられる。これらの分散剤は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
 前記顔料分散液の調製の際に用いられる有機溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の酢酸エステル系溶剤;エトキシプロピオネート等のプロピオネート系溶剤;トルエン、キシレン、メトキシベンゼン等の芳香族系溶剤;ブチルセロソルブ、プロピ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エチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤;N,N-ジメチルホルムアミド、γ-ブチロラクタム、N-メチル-2-ピロリドン等の窒素化合物系溶剤;γ-ブチロラクトン等のラクトン系溶剤;カルバミン酸エステル等が挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
 前記顔料分散液の調製方法としては、例えば、顔料の混練分散工程と微分散工程を経る方法、微分散工程のみ行う方法等が挙げられる。
 前記混練分散工程では、顔料、アルカリ可溶性樹脂(C)及び必要に応じて前記分散剤を混合し混練する。混練に用いる機械は、例えば、二本ロール、三本ロール、ボールミル、トロンミル、ディスパー、ニーダー、コニーダー、ホモジナイザー、ブレンダー、単軸もしくは二軸の押出機等を混練機として用いることができ、これらの混練機を用いて強い剪断力を加えながら分散することにより顔料を前記アルカリ可溶性樹脂(C)中に分散することができる。また、顔料を上記の混練を行う前に、ソルトミリング法等によって粒子サイズを微細化しておくことが好ましい。ここで、前記アルカリ可溶性樹脂は、本発明のレジスト組成物の製造方法で用いる全量を用いても良いし、一部を用いても良い。
 前記微分散工程では、前記混練分散工程で得られた顔料を含む組成物に有機溶剤を加えたもの、又は、顔料、アルカリ可溶性樹脂(C)溶剤及び必要に応じて前記分散剤を混合したものを、ガラス、ジルコニアやセラミックの微粒の分散用メディアと共に分散機を用いて混合分散することにより、顔料の粒子を一次粒子に近い微小な状態にまで分散することができる。
 前記有機溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の酢酸エステル系溶剤;エトキシプロピオネート等のプロピオネート系溶剤;トルエン、キシレン、メトキシベンゼン等の芳香族系溶剤;ブチルセロソルブ、プロピ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エチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤;N,N-ジメチルホルムアミド、γ-ブチロラクタム、N-メチル-2-ピロリドン等の窒素化合物系溶剤;γ-ブチロラクトン等のラクトン系溶剤;カルバミン酸エステル等が挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。
 前記顔料の一次粒子の平均粒子径は、10~100nmであることが好ましく、10~60nmであることがより好ましい。なお、この顔料(B)の平均粒子径は、動的光散乱式の粒度分布計で測定したものであり、例えば、日機装株式会社製のナノトラック(Nanotrac)粒度分布測定装置「UPA-EX150」、「UPA-EX250」等で測定することができる。
 前記レジスト組成物の製造方法おいて、ランダム共重合体(A)と、着色剤(B)と、アルカリ可溶性樹脂(C)と、重合性化合物(D)とを混合させる際は、固形分換算でそれぞれ0.0001~10質量部、5~80質量部、0.1~80質量部、5~80質量部となるように混合させるのが好ましく、それぞれ0.001~5質量部、5~70質量部、1~60質量部、10~70質量部がより好ましい。
 前記レジスト組成物の製造方法において、ランダム共重合体(A)と、着色剤(B)と、アルカリ可溶性樹脂(C)と、重合性化合物(D)とを混合させる際は、種々の方法を用いて良い。具体的には、例えば振とう機、ペイントシェーカー、攪拌翼を用いた攪拌等の方法を用いて混合すればよいし、混合する際に必要に応じて有機溶剤を添加させても良い。有機溶剤は、例えば、前記顔料分散液の調整の際に用いることができる有機溶剤を使用できる。有機溶剤の使用量は、例えば、塗膜層形成成分100質量部に対して通常100~1000質量部である。
 後述する通り、前記レジスト組成物の製造方法で得られるレジスト組成物は紫外線等の活性エネルギー線を照射して、硬化させる為、通常、重合開始剤を配合する。重合開始剤は本発明のレジスト組成物の製造方法において、ランダム共重合体(A)と、着色剤(B)と、アルカリ可溶性樹脂(C)及び重合性化合物(D)を混合させる際に混合しても良いし、(A)と(B)と(C)と(D)とを混合し得られるレジスト組成物に混合しても良い。
 前記重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルメチルケタール、アゾビスイソブチロニトリル、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-オン、1-(4’-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-(4’-ドデシルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4’’-ジエチルイソフタロフェン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、ベンゾインイソプロピルエーテル、チオキサンソン、2-クロロチオキサンソン、2-メチルチオキサンソン、2-イソプロピルチオキサンソン、2-メチル-1[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6,-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等が挙げられ、単独でも2種以上を併用してもよい。これらの中でも、前記着色剤(B)の影響を比較的受けにくく、高い硬化性を示すが2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1が好ましい。
 前記重合開始剤の配合量は、着色剤(B)、アルカリ可溶性樹脂(C)及び重合性化合物(D)の合計100質量部に対して、0.01~15質量部の範囲であることが好ましく、0.3~7質量部の範囲であることがより好ましい。
 また、本発明の製造方法で得られるレジスト組成物には、必要に応じてアミン化合物又はリン化合物等の光増感剤を添加し、光重合を促進することもできる。
 更に、本発明の製造方法で得られるレジスト組成物は、用途、特性等の目的に応じ、本発明の効果を損なわない範囲で、有機溶剤、重合禁止剤、帯電防止剤、消泡剤、粘度調整剤、耐光安定剤、耐熱安定剤、酸化防止剤等の添加剤を配合することができる。
 前記有機溶剤としては、例えば、前記顔料分散液の調製方法で用いることが出来る有機溶剤等が挙げられる。有機溶媒の使用量は、用途や目的とする膜厚や粘度によって異なるが、前記アルカリ可溶性樹脂(C)及び重合性化合物(D)の合計に対して、質量基準で、0.5~6倍量の範囲であることが好ましい。
 前記重合禁止剤としては、例えば、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。 
 前記帯電防止剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノール、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、脂肪酸ポリエチレングリコールエステル、脂肪酸ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸ソルビタンエステル、脂肪酸グリセリンエステル、アルキルポリエチレンイミン等のノニオン系帯電防止剤、アルキルアミン塩、アルキル第4級アンモニウム塩、アルキルイミダゾリン誘導体等のカチオン系帯電防止剤等が挙げられる。
 前記消泡剤としては、例えば、シリコーン系消泡剤や、フッ素系消泡剤、ノニオン系界面活性剤、ポリエーテル,高級アルコール、ポリマー系界面活性剤等が挙げられる。 
 前記粘度調整剤としては、例えば、アルカリ性に調整することによって増粘可能なアクリル重合体や合成ゴムラテックス、分子が会合することによって増粘可能なウレタン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、水添加ヒマシ油、アマイドワックス、酸化ポリエチレン、金属石鹸、ジベンジリデンソルビトール等が挙げられる。
 前記耐光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物、シアノアクリレート系化合物等が挙げられる。
 前記耐熱安定剤としては、例えば、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-5-t-ブチル フェニル)ブタン、N,N’-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシケイ皮酸アミド)、4,4’-ビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、ペンタエリスリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]等のヒンダードフェノール類;N,N’-ビス(β-ナフチル)-p-フェニレンジアミン、N-N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、ポリ(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン)等の芳香族アミン類;ジラウリルチオジプロピオネート等のイオウ化合物;トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト等のリン化合物等が挙げられる。 
 前記酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、有機硫黄系酸化防止剤、リン酸エステル系酸化防止剤等が挙げられる
 本発明はカラーフィルターを提供することができる。該カラーフィルターは、例えば、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)と橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a2)とを、重合性単量体(a1)と重合性単量体(a2)の共存下でリビングラジカル重合することにより含フッ素重合体(A)を得る工程と、該含フッ素重合体(A)と着色剤(B)とアルカリ可溶性樹脂(C)と重合性化合物(D)を混合しレジスト組成物を得る工程と、該レジスト組成物の塗膜層を基板上に形成する工程を含むカラーフィルターの製造方法により得ることができる。含フッ素重合体(A)を得る工程は、本発明のランダム共重合体の製造方法に相当する工程である。
 前記カラーフィルターは、例えば、以下の工程を含む製造方法で製造することができる。
 (1)本発明のランダム共重合体の製造方法でランダム共重合体(A)を得る工程。
 (2)前記工程で得られたランダム共重合体(A)と、着色剤(B)と、アルカリ可溶性樹脂(C)と、重合性化合物(D)とを混合し、レジスト組成物を得る工程。
 (3)前記レジスト組成物の塗膜層を基板上に形成し、塗膜層を有する基板を得る工程。
 (4)前記塗膜層を乾燥(プリベーク)させ、乾燥した塗膜層を有する基板を得る工程。
 (5)前記乾燥した塗膜層上にフォトマスクを用いて所望のパターンを露光する工程。
 (6)アルカリ現像液を用いて現像処理を行う工程。
 (7)蒸留水で洗浄(リンス)後、乾燥する工程。
 前記基板としては、透明で適度の強度のものであれば、その材質は特に限定されるものではない。材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂;ポリスルホン系樹脂等の熱可塑性樹脂製シート;エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂シート;または各種ガラス等が挙げられる。この中でも、耐熱性が高いことからガラス、耐熱性樹脂が好ましい。これらの透明基板には、接着性等の表面物性の改良のため、必要に応じ、コロナ放電処理やオゾン処理等の表面処理、シランカップリング剤やウレタン系樹脂等の各種樹脂等による薄膜形成処理等を行なってもよい。透明基板の厚さは、通常0.05mm以上、好ましくは0.1mm以上、また、通常10mm以下、好ましくは7mm以下の範囲とされる。また、各種樹脂による薄膜形成処理を行なう場合、その膜厚は、通常0.01μm以上、好ましくは0.05μm以上、また、通常10μm以下、好ましくは5μm以下、更に好ましくは1~2μmの範囲である。
 カラーフィルターは、通常、上述の基板上にブラックマトリックスを設け、更に赤色、緑色、青色の各画素画像を形成するレジスト組成物の塗膜を形成することにより、作製することができる。前記ブラックマトリックスは、遮光金属薄膜を利用して形成しても良いし、本発明のレジスト組成物の製造方法において、着色剤(B)として黒色の着色剤を用いて得られるレジスト組成物を利用して透明基板上に形成することができる。
 前記遮光金属薄膜を形成する為に用いることができる遮光金属材料としては、例えば、金属クロム、酸化クロム、窒化クロム等のクロム化合物や、ニッケルとタングステンの合金等が用いられ、前記遮光金属薄膜は、これらの社交金属材料を複数層状に積層させたものであってもよい。これらの遮光金属薄膜は、一般にスパッタリング法によって形成される。
 前記金属クロムに対しては硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸および/または硝酸とを混合したエッチング液を用い、その他の材料に対しては、材料に応じたエッチング液を用いて蝕刻し、最後にレジスト組成物を専用の剥離剤で剥離することによって、ブラックマトリックスを形成することができる。この場合、先ず、蒸着またはスパッタリング法等により、透明基板上にこれら金属または金属酸化物の薄膜を形成する。次いで、この薄膜上に本発明の製造方法で得られるカラーレジスト組成物の塗膜層を形成する。次いで、ストライプ、モザイク、トライアングル等の繰り返しパターンを有するフォトマスクを用いて、塗膜層を露光・現像し、画像を形成する。その後、この塗膜層にエッチング処理を施してブラックマトリックスを形成することができる。
 ブラックマトリックスを設けた基板上に、赤色、緑色、青色のうち一色の色材を含有するレジスト組成物を塗布し、乾燥した後、塗膜層の上にフォトマスクを重ね、このフォトマスクを介して画像露光、現像、必要に応じて熱硬化または光硬化により画素画像を形成させ、着色層を作成する。この操作を、赤色、緑色、青色の三色のレジスト組成物について各々行うことによって、カラーフィルター画像を形成することができる。
 前記レジスト組成物の基板への供給方法としては、例えば、グラビアコーター、ロールコーター、コンマコーター、ナイフコーター、カーテンコーター、シャワーコーター、スピンコーター、スリットコーター、スリット・アンド・スピンコーター、スリットダイコーター、ディッピング、スクリーン印刷、スプレー、アプリケーター、バーコーター等を用いた方法等が挙げられる。
 塗膜層の厚さは、厚過ぎるとパターン現像が困難となるとともに、液晶セル化工程でのギャップ調整が困難となることがある一方で、薄過ぎると顔料濃度を高めることが困難となり、所望の色発現が不可能となることがある。塗膜層の厚さは、乾燥後の膜厚として、通常0.2~20μm、好ましくは0.5~10μm、更に好ましくは0.8~5μmの範囲である。
 基板にレジスト組成物を塗布し塗膜層を基板上に形成した後、(4)工程において乾燥(プリベーク)させる。乾燥(プリベーク)は、例えば、ホットプレート、オーブン等で50~140℃の温度範囲で10~300秒間加熱することにより行うことができる。中でも、70~130℃の温度範囲で30~180秒間加熱するのが好ましく、80~120℃の温度範囲で30~90秒間加熱するのがより好ましい。また、より完全に乾燥を行うため、乾燥(プリベーク)前に真空乾燥を行っても構わない。
 乾燥(プリベーク)後に、(5)工程でフォトマスクを用いて所望のパターンに露光する。具体的には、例えば、乾燥(プリベーク)した塗膜層上に、ネガのマトリックスパターンを重ね、このマスクパターンを介し、紫外線または可視光線等の活性エネルギー線の照射を行う。この際、必要に応じ、レジスト組成物により形成された塗膜層の酸素による感度の低下を防ぐため、該塗膜層上にポリビニルアルコール層等の酸素遮断層を形成した後に露光を行ってもよい。
 前記活性エネルギー線としては、光、電子線、放射線等の活性エネルギー線が挙げられる。具体的なエネルギー源又は硬化装置としては、例えば、殺菌灯、紫外線用蛍光灯、カーボンアーク、キセノンランプ、複写用高圧水銀灯、中圧又は高圧水銀灯、超高圧水銀灯、無電極ランプ、メタルハライドランプ、自然光等を光源とする紫外線、又は走査型、カーテン型電子線加速器による電子線等が挙げられる。なお、電子線で硬化させる場合には、前記レジスト組成物への前記重合開始剤の配合は不要である。
 前記活性エネルギー線の中でも特に紫外線であることが好ましい。また、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で照射すると塗膜の表面硬化性が向上するため好ましい。また、必要に応じて熱をエネルギー源として併用し、活性エネルギー線にて硬化した後、熱処理を行ってもよい。
 露光後は、(6)工程において現像処理を行う。上記の現像処理では、未露光の未硬化部分をアルカリ現像液に溶出させ、光硬化した硬化部分のみを残す。アルカリ現像液としては、未硬化部分を溶解し、RGBの各画素部及びブラックマトリックス部となる硬化部分を溶解しないものであれば特に制限なく用いることができる。具体的なアルカリ現像液としては、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、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、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-ウンデセン等のアルカリ性化合物の水溶液が挙げられる。このアルカリ現像液のアルカリ濃度は0.001~10質量%が好ましく、0.01~1質量%がより好ましい。また、現像温度としては、通常20℃~30℃であり、現像時間としては20~90秒の範囲が好ましい。
 現像処理後には、(7)工程において蒸留水で洗浄(リンス)後、乾燥する。洗浄、乾燥する際は必要に応じてポストベーク処理を行なうことができる。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200~250℃の温度範囲で加熱する。ポストベーク処理は、現像後の層を、前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える。
 上記のように作製したカラーフィルターの画素上にITO等の透明電極を形成した基板を他の基板とともに液晶層を挟持する基板として用い、バックライト、偏光板、液晶層を組み合わせて本発明の液晶表示装置とすることができる。
 本発明のランダム共重合体(A)と、着色剤(B)と、熱可塑性樹脂(E)〔前記共重合体(A)、アルカリ可用性樹脂(C)以外の熱可塑性樹脂〕を混合することにより、コーティング組成物とすることができる。具体的には、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)と橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a2)とを、重合性単量体(a1)と重合性単量体(a2)の共存下でリビングラジカル重合することによりランダム共重合体(A)を得る工程と、該ランダム共重合体(A)と着色剤(B)と熱可塑性樹脂(E)を混合する工程を含有する方法により前記コーティング組成物を得ることができる。
 前記熱可塑性樹脂(E)としては、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリルメラミン樹脂、アクリル変性ポリオレフィン、アクリル変性フッ素樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、脂肪族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン-酢酸ビニル樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂(E)の中でも、強度が高い塗膜層が得られるコーティング組成物が得られることからアクリル樹脂、メタクリル樹脂またはアクリルウレタン樹脂が好ましい。
 本発明のコーティング組成物は、例えば、前記ランダム共重合体(A)と着色剤(B)と熱可塑性樹脂(E)とを、有機溶剤に溶解し、振とう機、ペイントシェーカー、攪拌翼を用いた攪拌等の方法により混合する方法を挙げることができる。ここで用いる有機溶剤としては、例えば、前記顔料分散液の調整の際に用いることができる有機溶剤を使用できる。有機溶剤の使用量は、例えば、塗膜層形成成分100質量部に対して通常100~1000質量部である。
 前記コーティング組成物において、ランダム共重合体(A)と、着色剤(B)と、熱可塑性樹脂(E)とを混合させる際の配合割合は、固形分換算でそれぞれ、例えば、0.0001~10質量部、5~80質量部、0.1~80質量部であり、好ましくは、例えば0.001~5質量部、5~70質量部、1~70質量部である。
 前記コーティング組成物を用いて塗膜層付物品を製造することができる。塗膜層付物品は、例えば、該コーティング組成物の塗膜層を物品上に形成することにより製造することができる。前記物品としては、例えば、屋根材(金属、スレート、コンクリート、瓦、セメント、プラスチックなど)、壁、タイル、ガラス板、金属、ブロック、コンクリート、プラスチック、セメント、H型鋼、パイプ、塗装鋼板、信号機、シャッター、サンドウィッチパネル、タンク等の建築関連物品;車体の外装、窓ガラス、ダッシュボード、ハンドル、シフトレバー、タイヤ等の 自動車関連物品:外装、窓ガラス等の航空機関連物品;エアコン、太陽電池用表・裏シート、コンピューターや携帯電話の筐体、プラズマディスプレイ(PDP)や有機ELディスプレイ等の各種ディスプレイ画面、CDやDVDやブルーレイディスク、コピー機やリンター等のOA機器用ゴムローラー、コピー機やスキャナー等のOA機器の読み取り部のガラス面等の光学記録媒体等の電気関連物品:CRT、液晶ディスプレー、プラズマディスプレイ、プロジェクションテレビなどの表示装置の反射防止フィルタ、球面レンズ、非球面レンズ、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズなどのレンズ部品等の光学関連物品等が挙げられる。
 コーティング組成物の塗膜層を物品上に形成する工程は種々の方法により行うことができる。具体的には、例えば、ロールコーター、静電塗装、バーコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、ディッピング塗布、スプレー塗布等の方法を例示することができる。
 塗膜層の厚みは物品の種類や使用用途に応じ適宜選択すればよいが、通常、乾燥後の厚みで0.1~100μmである。
 コーティング組成物の塗膜層を物品上に形成した後は種々の方法により乾燥させる。乾燥方法は物品の種類や使用用途に応じ適宜選択すればよく、例えば、放置することにより自然乾燥させる方法や、40~300℃の雰囲気で強制的に乾燥させる方法を例示できる。
 本発明のランダム共重合体(A)と着色剤(B)と重合性化合物(D)を混合することにより、コーティング組成物とすることができる。具体的には、フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)と橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a2)とを、重合性単量体(a1)と重合性単量体(a2)の共存下でリビングラジカル重合することによりランダム共重合体(A)を得る工程と、該ランダム共重合体(A)と着色剤(B)と重合性化合物(D)を混合する工程を含有する方法により前記コーティング組成物を得ることができる。
 前記コーティング組成物は、例えば、前記ランダム共重合体(A)と着色剤(B)と重合性化合物(D)とを、必要に応じ有機溶剤に溶解し、振とう機、ペイントシェーカー、攪拌翼を用いた攪拌等の方法により混合する方法を挙げることができる。ここで用いる有機溶剤としては、例えば、前記顔料分散液の調整の際に用いることができる有機溶剤を使用できる。有機溶剤を使用する場合、その使用量は、例えば、塗膜層形成成分100質量部に対して通常100~1000質量部である。
 前記コーティング組成物を製造する際に、前記ランダム共重合体(A)と、着色剤(B)と、重合性化合物(D)とを混合させる際の配合割合は、固形分換算でそれぞれ例えば0.0001~10質量部、5~80質量部、0.1~80質量部であり、好ましくは、例えばそれぞれ0.001~5質量部、5~70質量部、1~70質量部である。
 前記コーティング組成物を用いて塗膜層付物品を得ることができる。具体的には、塗膜層付物品は、例えば、該コーティング組成物の塗膜層を物品上に形成することにより製造することができる。前記物品としては、例えば、前記物品を例示することができる。
 コーティング組成物の塗膜層を物品上に形成する工程は種々の方法により行うことができる。具体的には、例えば、ロールコーター、静電塗装、バーコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、ディッピング塗布、スプレー塗布等の方法を例示することができる。
 塗膜層の厚みは物品の種類や使用用途に応じ適宜選択すればよいが、通常、硬化後の厚みで0.1~100μmである。
 前記塗膜層はエネルギー線を照射して硬化させる。活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、α線、β線、γ線のような電離放射線等が挙げられる。活性エネルギー線源又は硬化装置としては、例えば、殺菌灯、紫外線用蛍光灯、カーボンアーク、キセノンランプ、複写用高圧水銀灯、中圧又は高圧水銀灯、超高圧水銀灯、無電極ランプ、メタルハライドランプ、自然光等を光源とする紫外線、又は走査型、カーテン型電子線加速器による電子線等が挙げられる。
 これらの中でも特に紫外線であることが好ましく、酸素等による硬化阻害を避けるため、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で、紫外線を照射することが好ましい。また、必要に応じて熱をエネルギー源として併用し、紫外線にて硬化した後、熱処理を行ってもよい。
 前記エネルギー硬化線の照射量は、前記塗膜層が硬化する照射量であれば良く、例えば、50mJ/cm~3000mJ/cmの範囲である。
 以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。例中、断りのない限り、部、%は質量基準である。IRスペクトル、13C-NMRスペクトル及びGPCの測定条件は下記の通りである。
 [IRスペクトル測定条件]
 装置:日本分光株式会社製「FT/IR-6100」
 測定方法:KBr法
 [13C-NMRスペクトル測定条件]
 装置:日本電子株式会社製「JNM-AL400」
 溶媒:クロロホルム-d
 [GPC測定条件]
 測定装置:東ソー株式会社製「HLC-8220 GPC」、
 カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「HHR-H」(6.0mmI.D.×4cm)+東ソー株式会社製「TSK-GEL GMHHR-N」(7.8mmI.D.×30cm)+東ソー株式会社製「TSK-GEL GMHHR-N」(7.8mmI.D.×30cm)+東ソー株式会社製「TSK-GEL GMHHR-N」(7.8mmI.D.×30cm)+東ソー株式会社製「TSK-GEL GMHHR-N」(7.8mmI.D.×30cm)
 検出器:ELSD(オルテックジャパン株式会社製「ELSD2000」)
 データ処理:東ソー株式会社製「GPC-8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」
 測定条件:カラム温度  40℃
      展開溶媒   テトラヒドロフラン(THF)
      流速     1.0ml/分
 試料:樹脂固形分換算で1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(5μl)。
 標準試料:前記「GPC-8020モデルIIデータ解析バージョン4.30」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
 (単分散ポリスチレン)
 東ソー株式会社製「A-500」
 東ソー株式会社製「A-1000」
 東ソー株式会社製「A-2500」
 東ソー株式会社製「A-5000」
 東ソー株式会社製「F-1」
 東ソー株式会社製「F-2」
 東ソー株式会社製「F-4」
 東ソー株式会社製「F-10」
 東ソー株式会社製「F-20」
 東ソー株式会社製「F-40」
 東ソー株式会社製「F-80」
 東ソー株式会社製「F-128」
 東ソー株式会社製「F-288」
 東ソー株式会社製「F-550」
 参考製造例1(顔料分散液の製造)
 赤色顔料であるC.I.PigmentRed254(BASF社製「IRGAPHOR RED BT-CF」)10gをポリビンに入れ、PGMEAを44gと、DISPERBYK LPN21116(ビックケミー株式会社製)12gと、0.3-0.4mmΦのセプルビーズを加え、ペイントコンディショナー(東洋精機株式会社製)で2時間分散し、赤色の顔料分散液(1)を得た。
 参考製造例2(同上)
 黄色顔料であるC.I.PigmentYellow129(チバスペシャリティケミカルズ社製「イルガジンイエローL0800」)10gをポリビンに入れ、PGMEAを67gと、DISPERBYK 161(ビックケミー株式会社製)23gと、0.3-0.4mmΦのセプルビーズを加え、ペイントコンディショナー(東洋精機株式会社製)で2時間分散し、黄色の顔料分散液(2)を得た。
 参考製造例3(同上)
 黄色顔料としてC.I.PigmentYellow138(BASF社製「パリオトールイエローK0961HD」)を用いた以外は参考製造例2と同様にして黄色の顔料分散液(3)を得た。
 参考製造例4(同上)
 黄色顔料としてC.I.PigmentYellow139(BASF社製「パリオトールイエローD1819」)を用いた以外は参考製造例2と同様にして黄色の顔料分散液(4)を得た。
 参考製造例5(同上)
 黄色顔料としてC.I.PigmentYellow150(ランクセス社製「E4GNGT」)を用いた以外は参考製造例2と同様にして、黄色の顔料分散液(5)を得た。
 参考製造例6(同上)
 黄色顔料としてC.I.PigmentYellow185(BASF社製「パリオトールイエローD1155」)を用いた以外は参考製造例2と同様にして、黄色の顔料分散液(6)を得た。
 参考製造例7(アルカリ可溶性樹脂の合成)
 攪拌機、温度計、冷却管および窒素導入管を装備した4つ口フラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100gを仕込み、窒素気流下、攪拌しながら内温を110℃に昇温した。次いで、ベンジルメタクリレート80gとメタクリル酸20gからなる混合液と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート46g、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート1.5g及びt-アミルパーベンゾエート0.15gからなる混合液をそれぞれ4時間かけて滴下した。滴下終了後、内温を110℃に保持したまま8時間重合反応させた。反応終了後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートにて希釈し、不揮発分40%のアルカリ可溶性樹脂の樹脂溶液を得た。この樹脂の重量平均分子量は17,000であった。
 実施例1(ランダム共重合体の製造)
 窒素置換したフラスコに、溶剤としてメチルエチルケトン111gと、1-アダマンチルメタクリレート47gと、2-(トリデカフルオロヘキシル)エチルメタクリレート25gとを仕込み、窒素気流下にて攪拌しながら60℃に昇温した。次いで、2,2’-ビピリジル5gと、塩化第一銅2gと、2-ブロモイソ酪酸エチル3.3gとを加え、窒素気流下、60℃で23時間反応させた。次いで、得られた反応物に、活性アルミナ30gを加えて攪拌した。活性アルミナを濾過後、溶媒を減圧留去してランダム共重合体(1)を得た。ランダム共重合体(1)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)が4,133、数平均分子量(Mn)が3,197で、(Mw/Mn)は1.29であった。また、ランダム共重合体(1)のフッ素原子含有量は20質量%であった。ランダム共重合体(1)のIRスペクトルのチャート図を図1に、13C-NMRスペクトルのチャート図を図2に、GPCのチャート図を図3にそれぞれ示す。
 ランダム共重合体(1)を含む組成物を製造し、得られる塗膜層の平滑性を下記方法に従って評価した。評価結果を第1表に表す。
 <塗膜層の平滑性の評価方法>
 アルカリ可溶性樹脂(ベンジルメタクリレートとアクリル酸との共重合体)を3gと、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物であるアロニックスM-402(東亞合成化学株式会社製)を1.2gと、ランダム共重合体(1)を固形分換算で0.002gと、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を8.1g混合し、組成物を得た。この組成物3mlを10cm×10cmのクロムメッキガラス基板の中央部分に滴下し、回転数500rpm、回転時間30秒の条件でスピンコ-ティングした後、110℃で2分間加熱乾燥させて塗膜層を有する物品を作成した。塗膜層を目視で観察し、下記基準に従って塗膜層の平滑性を評価した。評価結果を第1表に示す。
 <塗膜層の平滑性の評価基準>
 ○:塗膜ムラがほとんど観察されない。
 △:塗膜ムラが一部観察される。
 ×:塗膜ムラが多く観測される。
 実施例2(同上)
 窒素置換したフラスコに、溶剤としてメチルエチルケトン111gと、1-アダマンチルメタクリレート59gと、2-(トリデカフルオロヘキシル)エチルメタクリレート12gとを仕込み、窒素気流下にて攪拌しながら60℃に昇温した。次いで、2,2’-ビピリジル5gと、塩化第一銅2gと、2-ブロモイソ酪酸エチル3.1gとを加え、窒素気流下、60℃で28時間反応させた。次いで、得られた反応物に、活性アルミナ30gを加えて攪拌した。活性アルミナを濾過後、溶媒を減圧留去してランダム共重合体(2)を得た。ランダム共重合体の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)が4,561、数平均分子量(Mn)が3,824で、(Mw/Mn)は1.19であった。また、ランダム共重合体(2)のフッ素原子含有量は10質量%であった。実施例1と同様にして塗膜層の平滑性の評価を行い、その結果を第1表に示す。
 実施例3(同上)
 窒素置換したフラスコに、溶剤としてメチルエチルケトン111gと、ジシクロペンタニルメタクリレート47gと、2-(トリデカフルオロヘキシル)エチルメタクリレート25gとを仕込み、窒素気流下にて攪拌しながら60℃に昇温した。次いで、2,2’-ビピリジル5gと、塩化第一銅2gと、2-ブロモイソ酪酸エチル3.3gとを加え、窒素気流下、60℃で20時間反応させた。次いで、得られた反応物に、活性アルミナ30gを加えて攪拌した。活性アルミナを濾過後、溶媒を減圧留去してランダム共重合体(3)を得た。ランダム共重合体(3)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)が4,219、数平均分子量(Mn)が3,315で、(Mw/Mn)は1.27であった。また、ランダム共重合体(3)のフッ素原子含有量は20質量%であった。実施例1と同様にして塗膜層の平滑性の評価を行い、その結果を第1表に示す。実施例1と同様にして塗膜層の平滑性の評価を行い、その結果を第1表に示す。
 実施例4(同上)
 窒素置換したフラスコに、溶剤としてメチルエチルケトン111gと、イソボロニルメタクリレート47gと、2-(トリデカフルオロヘキシル)エチルメタクリレート25gとを仕込み、窒素気流下にて攪拌しながら60℃に昇温した。次いで、2,2’-ビピリジル4gと、塩化第一銅1.5gと、2-ブロモイソ酪酸エチル2.1gとを加え、窒素気流下、60℃で35時間反応させた。次いで、得られた反応物に、活性アルミナ30gを加えて攪拌した。活性アルミナを濾過後、溶媒を減圧留去してランダム共重合体(4)を得た。ランダム共重合体(4)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)が9,182、数平均分子量(Mn)が7,345で、(Mw/Mn)は1.25であった。また、ランダム共重合体(4)のフッ素原子含有量は20質量%であった。実施例1と同様にして塗膜層の平滑性の評価を行い、その結果を第1表に示す。
 比較例1(比較対照用共重合体の製造)
 窒素置換した反応容器に、メタノール67gと、2,2’-ビピリジル0.961gと、塩化第一銅0.305gとを仕込み、室温で60分撹拌した。その後、2-(ノナフルオロブチル)エチルメタクリレート3.37gと、2-(トリデカフルオロヘキシル)エチルメタクリレート3.33gと、ポリ(1,2-オキシブチレン)オキシプロピレンモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマー10PPB-500B」;オキシブチレンの平均繰り返し数6)13.3gと、ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油株式会社製「ブレンマーPE-200」;オキシエチレンの平均繰り返し数4.5)20gと、2-ブロモイソ酪酸エチル0.6gを加え、窒素気流下、60℃で10時間反応させた。次いで、得られた反応物に、活性アルミナ30gを加えて攪拌した。活性アルミナを濾過後、溶媒を減圧留去して橋かけ環構造を有さない比較対照用共重合体(1’)を得た。比較対照用共重合体(1’)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)17,000、数平均分子量(Mn)13,000で、(Mw/Mn)は1.25であった。また、フッ素原子含有量は9.1質量%であった。実施例1と同様にして塗膜層の平滑性の評価を行い、その結果を第1表に示す。
 比較例2(比較対照用ブロック重合体の製造)
 窒素置換したフラスコに、溶剤として2-プロパノール47.5gと、3-ヒドロキシ-1-アダマンチルメタクリレート25.6gを仕込み、窒素気流下にて攪拌しながら40℃に昇温した。次いで、2,2’-ビピリジル5.3g、塩化第一銅1.9gを仕込み、フラスコ内を40℃に保ちながら30分撹拌した。その後、2-ブロモイソ酪酸エチル3.3gを加え、窒素気流下、40℃で2時間反応させ、アダマンタン環を含む重合体セグメントを得た。次いで、該重合体セグメントを含む反応系に2-(トリデカフルオロヘキシル)エチルメタクリレート45.9gを加え、40℃で5時間反応させ、反応物を得た。次いで、得られた反応物に、活性アルミナ30gを加えて攪拌した。活性アルミナを濾過後、溶媒を減圧留去して比較対照用共重合体(2’)を得た。比較対照用共重合体(2’)の分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量(Mw)3,100、数平均分子量(Mn)2,700で、(Mw/Mn)は1.15であった。また、フッ素原子含有量は14.5質量%であった。実施例1と同様にして塗膜層の平滑性の評価を行い、その結果を第1表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
 実施例5(レジスト組成物の製造)
 赤色の顔料分散液(1)5.9gに対し、参考製造例7で得たアルカリ可溶性樹脂の40質量%樹脂溶液を1.5gと、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物であるアロニックスM-402(東亞合成化学株式会社製)を0.6gと、光重合開始剤としてBASFジャパン株式会社製イルガキュア# 369を0.05gと、ランダム共重合体(1)を固形分換算で0.0014gと、PGMEAを2.2g加え混合して、カラーレジスト組成物(1)を調製した。カラーレジスト組成物(1)を用いて塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜層のアルカリ溶液による現像性を下記方法に従って評価した。
 <塗膜層中の異物の抑制性の評価方法>
 カラーレジスト組成物(1)を7cm×7cmのガラス板上に回転数1000rpm、回転時間10秒の条件でスピンコーティングした後、80℃で3分間乾燥させ乾燥した塗膜層を有する物品を得た。乾燥した塗膜層に対し高圧水銀灯を使用して50mJ/cmで活性エネルギー線を照射して硬化した塗膜層を有する物品を得た。その後、物品を270℃で1時間加熱した後、キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX-900にて塗膜層を観察し、下記基準に従って評価した。評価結果を第2表に示す。
 ○:1cm×1cm四方の塗膜層中に確認できる異物が1個以下である。
 △:1cm×1cm四方の塗膜層中に確認できる異物が平均2~9個である。
 ×:1cm×1cm四方の塗膜層中に確認できる異物が平均10以上である。
 <塗膜層の現像性の評価方法>
 カラーレジスト組成物(1)を7cm×7cmのガラス板上に回転数1000rpm、回転時間10秒の条件でスピンコーティングした後、80℃で3分間乾燥させ乾燥した塗膜層を有する物品を得た。乾燥した塗膜層に対し、セミクリーンDL-A4(横浜油脂工業株式会社製のアルカリ性現像剤)の20倍希釈水溶液を用いてシャワー現像(200rpm,45秒)を行った後、乾燥させた塗膜の残膜率を目視にて下記基準に従って評価した。
 ○:残膜率が10%よりも小さい。
 △:残膜率が10~50%である。
 ×:残膜率が50%よりも大きい。
 実施例6(同上)
 黄色の顔料分散液(2)6.2gに対し、アルカリ可溶性樹脂(ベンジルメタクリレートとアクリル酸との共重合体)を1.2gと、アロニックスM-402を0.6gと、光重合開始剤としてBASFジャパン株式会社製イルガキュア# 369を0.05gと、ランダム共重合体(1)を固形分換算で0.0017gと、PGMEAを2.2g加え混合して、カラーレジスト組成物(2)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第2表に示す。
 実施例7(同上)
 黄色の顔料分散液(2)のかわりに黄色の顔料分散液(3)を用いた以外は実施例6と同様にしてカラーレジスト組成物(3)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第2表に示す。
 実施例8(同上)
 黄色の顔料分散液(2)のかわりに黄色の顔料分散液(4)を用いた以外は実施例6と同様にしてカラーレジスト組成物(4)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第2表に示す。
 実施例9(同上)
 黄色の顔料分散液(2)のかわりに黄色の顔料分散液(5)を用いた以外は実施例6と同様にしてカラーレジスト組成物(5)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第2表に示す。
 実施例10(同上)
 黄色の顔料分散液(2)のかわりに黄色の顔料分散液(6)を用いた以外は実施例6と同様にしてカラーレジスト組成物(6)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第2表に示す。
 実施例11(同上)
 ランダム共重合体(1)のかわりにランダム共重合体(2)を用いた以外は実施例5と同様にしてカラーレジスト組成物(7)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第2表に示す。
 実施例12(同上)
 ランダム共重合体(1)のかわりにランダム共重合体(3)を用いた以外は実施例5と同様にしてカラーレジスト組成物(8)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第2表に示す。
 実施例13(同上)
 ランダム共重合体(1)のかわりにランダム共重合体(4)を用いた以外は実施例5と同様にしてカラーレジスト組成物(9)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第2表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
 比較例3(比較対照用レジスト組成物の製造)
 ランダム共重合体(1)のかわりに比較対照用共重合体(1’)を用いた以外は実施例5と同様にして比較対照用カラーレジスト組成物(1’)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第3表に示す。
 比較例4(同上)
 ランダム共重合体(1)のかわりに比較対照用共重合体(1’)を用いた以外は実施例6と同様にして比較対照用カラーレジスト組成物(2’)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第3表に示す。
 比較例5(同上)
 黄色の顔料分散液(2)のかわりに黄色の顔料分散液(3)を用い、且つ、ランダム共重合体(1)のかわりに比較対照用共重合体(1’)を用いた以外は実施例6と同様にして比較対照用カラーレジスト組成物(3’)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第3表に示す。
 比較例6(同上)
 黄色の顔料分散液(2)のかわりに黄色の顔料分散液(4)を用い、且つ、ランダム共重合体(1)のかわりに比較対照用共重合体(1’)を用いた以外は実施例6と同様にして比較対照用カラーレジスト組成物(4’)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第3表に示す。
 比較例7(同上)
 黄色の顔料分散液(2)のかわりに黄色の顔料分散液(5)を用い、且つ、ランダム共重合体(1)のかわりに比較対照用共重合体(1’)を用いた以外は実施例6と同様にして比較対照用カラーレジスト組成物(5’)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第3表に示す。
 比較例8(同上)
 黄色の顔料分散液(2)のかわりに黄色の顔料分散液(6)を用い、且つ、ランダム共重合体(1)のかわりに比較対照用共重合体(1’)を用いた以外は実施例6と同様にして比較対照用カラーレジスト組成物(6’)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第3表に示す。
 比較例9(同上)
 ランダム共重合体(1)のかわりに比較対照用共重合体(2’)を用いた以外は実施例5と同様にして比較対照用カラーレジスト組成物(7’)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第4表に示す。
 比較例10(同上)
 ランダム共重合体(1)のかわりに比較対照用共重合体(2’)を用いた以外は実施例6と同様にして比較対照用カラーレジスト組成物(8’)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第4表に示す。
 比較例11(同上)
 黄色の顔料分散液(2)のかわりに黄色の顔料分散液(3)を用い、且つ、ランダム共重合体(1)のかわりに比較対照用共重合体(2’)を用いた以外は実施例6と同様にして比較対照用カラーレジスト組成物(9’)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第4表に示す。
 比較例12(同上)
 黄色の顔料分散液(2)のかわりに黄色の顔料分散液(4)を用い、且つ、ランダム共重合体(1)のかわりに比較対照用共重合体(2’)を用いた以外は実施例6と同様にして比較対照用カラーレジスト組成物(10’)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第4表に示す。
 比較例13(同上)
 黄色の顔料分散液(2)のかわりに黄色の顔料分散液(5)を用い、且つ、ランダム共重合体(1)のかわりに比較対照用共重合体(2’)を用いた以外は実施例6と同様にして比較対照用カラーレジスト組成物(11’)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第4表に示す。
 比較例14(同上)
 黄色の顔料分散液(2)のかわりに黄色の顔料分散液(6)を用い、且つ、ランダム共重合体(1)のかわりに比較対照用共重合体(2’)を用いた以外は実施例6と同様にして比較対照用カラーレジスト組成物(12’)を調製した。実施例5と同様にして塗膜層を作成し、塗膜層中の異物(顔料由来の異物)の発生を抑制する能力(抑制性)及び塗膜のアルカリ溶液による現像性を評価した。評価結果を第4表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032

Claims (15)

  1.  フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)と橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a2)とのランダム共重合体で、且つ、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.0~1.8であることを特徴とするランダム共重合体。
  2.  前記重合性単量体(a2)が有する橋かけ環炭化水素の骨格が、アダマンタン環、ジシクロペンタン環、ジシクロペンテン環、ノルボルナン環またはノルボルネン環である請求項1記載のランダム共重合体。
  3.  前記重合性単量体(a2)が有する橋かけ環炭化水素の骨格が、アダマンタン環である請求項1記載のランダム共重合体。
  4.  前記重合性単量体(a1)が、下記一般式(1)で表される単量体である請求項1記載のランダム共重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    〔上記一般式(1)中、Rは水素原子、フッ素原子、メチル基、シアノ基、フェニル基、ベンジル基又は-C2n-Rf’(nは1~8の整数を表し、Rf’は下記式(Rf-1)~(Rf-4)のいずれか1つの基を表す。)を表し、Xは、下記式(X-1)~(X-10)のいずれか1つの基を表し、Rfは下記式(Rf-1)~(Rf-4)のいずれか1つの基を表す。〕
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    〔上記式(X-1)、(X-3)、(X-4)、(X-5)、(X-6)及び(X-7)中のnは1~8の整数を表す。上記式(X-8)、(X-9)及び(X-10)中のmは1~8の整数を表し、nは0~8の整数を表す。上記式(X-6)及び(X-7)中のRf’’は下記式(Rf-1)~(Rf-4)のいずれか1つの基を表す。〕
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    〔上記式(Rf-1)及び(Rf-2)中のnは1~6の整数を表す。上記式(Rf-3)中のnは2~6の整数を表す。上記式(Rf-4)中のnは4~6の整数を表す。〕
  5.  重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.0~1.5である請求項1記載のランダム共重合体。
  6.  請求項1~5のいずれか1項記載のランダム共重合体(A)と着色剤(B)とアルカリ可溶性樹脂(C)と重合性化合物(D)とを含有することを特徴とするレジスト組成物。
  7.  前記着色剤(B)が、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン58、C.I.ピグメントグリーン59、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー129、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154、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:6およびC.I.ピグメントバイオレット23からなる群から選ばれる一種以上の顔料である請求項6記載のレジスト組成物。
  8.  請求項6記載のレジスト組成物の塗膜層が基板上に形成されていることを特徴とするカラーフィルター。
  9.  フッ素原子が直接結合した炭素原子の数が1~6のフッ素化アルキル基と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a1)と橋かけ環炭化水素の骨格と重合性不飽和基とを有する重合性単量体(a2)とを、重合性単量体(a1)と重合性単量体(a2)の共存下でリビングラジカル重合することを特徴とするランダム共重合体の製造方法。
  10.  前記重合性単量体(a2)が有する橋かけ環炭化水素の骨格が、アダマンタン環、ジシクロペンタン環、ジシクロペンテン環、ノルボルナン環またはノルボルネン環である請求項9記載のランダム共重合体の製造方法。
  11.  前記重合性単量体(a2)が有する橋かけ環炭化水素の骨格が、アダマンタン環である請求項9記載のランダム共重合体の製造方法。
  12.  前記重合性単量体(a1)が、下記一般式(1)で表される単量体である請求項9記載のランダム共重合体の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    〔上記一般式(1)中、Rは水素原子、フッ素原子、メチル基、シアノ基、フェニル基、ベンジル基又は-C2n-Rf’(nは1~8の整数を表し、Rf’は下記式(Rf-1)~(Rf-4)のいずれか1つの基を表す。)を表し、Xは、下記式(X-1)~(X-10)のいずれか1つの基を表し、Rfは下記式(Rf-1)~(Rf-4)のいずれか1つの基を表す。〕
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    〔上記式(X-1)、(X-3)、(X-5)、(X-6)及び(X-7)中のnは1~8の整数を表す。上記式(X-8)、(X-9)及び(X-10)中のmは1~8の整数を表し、nは0~8の整数を表す。上記式(X-6)及び(X-7)中のRf’’は下記式(Rf-1)~(Rf-4)のいずれか1つの基を表す。〕
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    〔上記式(Rf-1)及び(Rf-2)中のnは1~6の整数を表す。上記式(Rf-3)中のnは2~6の整数を表す。上記式(Rf-4)中のnは4~6の整数を表す。〕
  13.  上記リビングラジカル重合が原子移動ラジカル重合である請求項9記載のランダム共重合体の製造方法。
  14.  前記重合性単量体(a1)と重合性単量体(a2)とを、重合開始剤、遷移金属化合物、該遷移金属と配位結合可能な配位子を有する化合物および溶媒の存在下で原子移動ラジカル重合させる請求項9記載のランダム共重合体の製造方法。
  15.  前記重合性単量体(a1)100質量部に対して重合性単量体(a2)を50~900質量部用いる請求項9記載のランダム共重合体の製造方法。
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