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JP5501175B2 - 分散組成物及びその製造方法、遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物及びその製造方法、遮光性カラーフィルタ及びその製造方法、並びに固体撮像素子 - Google Patents

分散組成物及びその製造方法、遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物及びその製造方法、遮光性カラーフィルタ及びその製造方法、並びに固体撮像素子 Download PDF

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Description

本発明は、チタンブラックを含有する分散組成物及びその製造方法、遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物及びその製造方法、遮光性カラーフィルタ及びその製造方法、並びに固体撮像素子に関する。
液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには着色画素間の光を遮蔽し、コントラストを向上させる等の目的で、ブラックマトリクスと呼ばれる遮光膜が備えられている。また、固体撮像素子においてもノイズ発生防止、画質の向上等を目的として遮光性カラーフィルタが設けられる。
液晶表示装置用のブラックマトリクスや固体撮像素子用の遮光性カラーフィルタを形成するための組成物としては、カーボンブラックやチタンブラック等の黒色色材を含有する感光性樹脂組成物が知られている。具体的には、液晶表示装置を主用途とする感光性樹脂組成物として、光学濃度の向上等を目的として、特定のX線回折ピーク強度比を有するチタンブラックを含む感光性樹脂組成物(例えば、特許文献1〜2参照)や、特定の窒素濃度や特定の結晶子径を有するチタンブラックを含む感光性樹脂組成物(例えば、特許文献3〜5参照)が検討されている。
また、固体撮像素子用の感光性樹脂組成物として、薄膜で高い遮光性を得ることを目的として、チタンブラックと樹脂成分とを含有する遮光膜形成用組成物が開示されている(例えば、特許文献6参照)。
特許第3724269号公報 国際公開第2005/037926号パンフレット 特開2006−182627号公報 特開2006−206891号公報 特開2006−209102号公報 特開2007−115921号公報
上記のように、黒色顔料としてチタンブラックは知られており、チタンブラックを用いた組成物は遮光性、絶縁性に優れ、高性能な遮光膜の形成が可能であるとされるが、チタンブラックの微粒子を使用した組成物は、チタンブラックの密度が大きいため、粒子が経時とともに沈降しやすく、塗布を目的とした組成物への適用は難しい。
更に、チタンブラックを含む分散組成物では、塗布膜としたときに塗布面異常(遮光漏れ)が発生する場合がある。
本発明は上記に鑑みなされたものであり、下記目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明は、チタンブラック粒子の沈降を抑え、分散安定性に優れ、塗布膜としたときの塗布面異常(遮光漏れ)が抑制される分散組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、遮光漏れが抑制され、遮光能に優れた遮光性カラーフィルタを作製できる遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、遮光漏れが抑制され、遮光能に優れた遮光性カラーフィルタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、ノイズが少なく色再現性に優れた固体撮像素子を提供することを目的とする。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> チタンブラックと、分散剤と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと、酢酸ブチル、2−ヘプタノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、シクロヘキサノン、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種の溶剤と、を含み、前記少なくとも1種の溶剤の量が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと前記少なくとも1種の溶剤との合計量に対し5質量%以上である混合液に対し、メディアを用いずに分散処理を行なう第1の分散工程と、
前記第1の分散工程により得られた分散液に対し、メディアを用いて更に分散処理を行なう第2の分散工程と、
を有する分散組成物の製造方法である。
<2> 前記分散剤が、水素原子を除いた原子数が40〜10000の範囲であるグラフト鎖を有するグラフト共重合体である<1>に記載の分散組成物の製造方法である。
<3> 前記グラフト共重合体が、少なくとも下記式(1)〜式(5)のいずれかで表される構造単位を含む<2>に記載の分散組成物の製造方法である。

〔式(1)〜式(5)において、X、X、X、X、X、および、Xはそれぞれ独立に水素原子或いは1価の有機基を表し、Y、Y、Y、Y、および、Yはそれぞれ独立に2価の連結基を表し、Z、Z、Z、Z、および、Zは、それぞれ独立に1価の有機基を表す。Rは水素原子或いは1価の有機基を表し、Rとしては共重合体中に構造の異なるRを混合して用いても良い。n、m、p、q、および、rはそれぞれ独立に1〜500の整数である。jおよびkはそれぞれ独立に2〜8の整数である。〕
<4> 前記グラフト共重合体が、前記式(1)〜式(5)のいずれかで表される構造単位を、該グラフト共重合体の総質量に対し質量換算で、10%〜90%の範囲で含む<2>又は<3>に記載の分散組成物の製造方法である。
<5> 前記第2の分散工程は、前記第1の分散工程により得られた分散液に対し、前記チタンブラックの体積平均粒子径の変化が10nm/パス以下となるまで分散処理を行い、前記分散処理して得られた分散液に、更に分散剤を添加して前記チタンブラックの体積平均粒子径の変化が10nm/パス以下となるまで分散処理を行なう<1>〜<4>のいずれか1つに記載の分散組成物の製造方法である。
<6> 前記少なくとも1種の溶剤が、酢酸ブチル、2−ヘプタノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種の溶剤である<1>〜<5>のいずれか1つに記載の分散組成物の製造方法である。
<7> チタンブラックと、分散剤と、樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと、酢酸ブチル、2−ヘプタノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、シクロヘキサノン、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種の溶剤と、を含む遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物を製造する過程で、
チタンブラックと、分散剤と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと、酢酸ブチル、2−ヘプタノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、シクロヘキサノン、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種の溶剤と、を含み、前記少なくとも1種の溶剤の量が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと前記少なくとも1種の溶剤との合計量に対し5質量%以上である混合液に対し、メディアを用いずに分散処理を行なう第1の分散工程と、
前記第1の分散工程により得られた分散液に対し、メディアを用いて更に分散処理を行なう第2の分散工程と、
を有する遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物の製造方法である。
<7>に記載の遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物の製造方法により調製された遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物を支持体上に塗布して感光性層を形成する工程と、前記感光性層をパターン状に露光する工程と、露光後の前記感光性層を現像して着色パターンを形成する工程と、を有する遮光性カラーフィルタの製造方法である。
本発明によれば、チタンブラック粒子の沈降を抑え、分散安定性に優れ、塗布膜としたときの塗布面異常(遮光漏れ)が抑制される分散組成物及びその製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、遮光漏れが抑制され、遮光能に優れた遮光性カラーフィルタを作製できる遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物及びその製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、遮光漏れが抑制され、遮光能に優れた遮光性カラーフィルタ及びその製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、ノイズが少なく色再現性に優れた固体撮像素子を提供することができる。
第1の分散処理に用いる分散装置の一例及び処理液(混合液)の流れの一例を示す概念図である。
以下、本発明の分散組成物及びその製造方法について詳細に説明し、引き続き、本発明の遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物及びその製造方法、遮光性カラーフィルタ及びその製造方法、並びに固体撮像素子について詳述する。
≪分散組成物及びその製造方法≫
本発明の分散組成物の製造方法は、チタンブラックと、分散剤と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、「溶剤1」ともいう)と、酢酸ブチル、2−ヘプタノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、シクロヘキサノン、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種の溶剤(以下、「溶剤2」ともいう)と、を含み、前記溶剤1と前記溶剤2との合計量に対する該溶剤2の量が5質量%以上である混合液に対し、メディアを用いずに分散処理を行なう第1の分散工程と、前記第1の分散工程により得られた分散液に対し、メディアを用いて更に分散処理を行なう第2の分散工程と、を有する。
本発明の分散組成物の製造方法は、その他の工程を有していてもよい。
また、本発明の分散組成物は、前記本発明の分散組成物の製造方法によって製造されたものである。
一般に、チタンブラック(粒子)を用いた分散組成物では、カーボンブラック(粒子)を用いた分散組成物と比較して、粒子が経時とともに沈降しやすく、分散安定性が低い傾向がある。
本発明者による検討の結果、メディアを用いた分散処理(上記第2の分散工程による分散処理)の前処理として、メディアを用いない分散処置(上記第1の分散工程による分散処理)を行なうことで、チタンブラック(粒子)の沈降を抑制でき、分散安定性を向上できることがわかった。さらに、カラーフィルタ用感光性樹脂組成物の溶剤成分として一般的に用いられる前記溶剤1を用いたチタンブラック分散組成物に対して上記の分散方法を適用した場合、塗布膜としたときに塗布面異常(遮光漏れ)が発生し易い傾向があることも明らかとなった。この原因については、前記第1の分散工程及び前記第2の分散工程を通じた処理において、得られる分散組成物に気泡を生じるためと推測されるが、本発明はこの原因によって限定されることはない。
そこで、分散組成物及びその製造方法を上記本発明の構成とすることにより、チタンブラック粒子の沈降が抑制され、分散安定性が向上し、更に、塗布膜としたときの塗布面異常(遮光漏れ)が抑制される。
<第1の分散工程>
本発明における第1の分散工程は、上記混合液に対し、メディアを用いずに分散処理を行なう工程である。
ここで「メディアを用いずに分散処理を行なう」、とは、分散メディア(例えば、ビーズ、サンド(砂)、ボール、等)を実質的に用いず、せん断力(例えば、分散機によるせん断力)を利用して分散処理を行なうことを指す。
ここで、「分散メディアを実質的に用いず」とは、分散に寄与しない程度の微量であれば、混合液中に分散メディアが混入されていてもよいことを指す。
分散機によるせん断力を利用して分散処理を行なう形態としては、たとえば、図1に示す分散装置において、同心円筒型の固定部と回転部とに挟まれた構造中に処理液(混合液)を通すことによってせん断力を液に与える形態が挙げられる。
第1の分散工程は、体積平均粒子径0.1μm以上の粗大粒子が、第1の分散工程終了後の処理液(混合液)1μL当たり1000個以下となる条件で分散処理を行なうことが好ましい。
具体的には、第1の分散工程の分散処理は、本発明の効果をより効果的に得る観点より、せん断速度150000(1/s)〜350000(1/s)(より好ましくはせん断速度175000(1/s)〜300000(1/s))の条件にて行なうことが好ましい。
ここで、せん断速度とは、(回転部速度/(回転部と固定部とのギャップ))によって計算される値を指す。ここで、回転部速度は、回転部の回転周波数と回転半径とから、3.14×半径(m)×回転周波数(1/s)として計算される値である。
また、図1の分散装置を用いる形態では、すべての処理液が必ず図1のギャップを通ることにより処理が均一化されることが好ましい。
前記せん断速度が150000(1/s)以上であれば、チタンブラックの沈降をより抑制でき、粗大粒子数をより少なくすることができ、組成物の経時安定性をより向上できる。
また、前記せん断速度が350000(1/s)以下であれば、塗布面異常(遮光漏れ)をより抑制できる。
第1の分散工程に用いられる高せん断循環型分散機としては特に限定はないが、例えば、IKA社製MagicLab、プライミクス社製フィルミックス、エムテクニック製SS5、等が挙げられる。
第1の分散工程の処理時間としては、5分間〜2時間が好ましく、20分間〜1時間がより好ましい。
第1の分散工程における被分散物は、チタンブラックと、分散剤と、前記溶剤1と、前記溶剤2と、を含み、前記溶剤1と前記溶剤2との合計量に対する溶剤2の量が5質量%以上である混合液である。
前記溶剤2は、単一成分の溶剤であってもよいし、複数種の溶剤であってもよい。
前記分散剤としては、水素原子を除いた原子数が40〜10000の範囲であるグラフト鎖を有するグラフト共重合体が好ましい。
チタンブラック、分散剤、溶剤1及び溶剤2を含む各成分の詳細については後述する。 また、混合液には、チタンブラック、分散剤、溶剤1及び溶剤2以外にも、後述する感光性樹脂組成物の成分(例えば、樹脂、光重合開始剤、重合性化合物等)等、その他の成分が含有されていてもよい。
<第2の分散工程>
本発明における第2の分散工程は、前記第1の分散工程により得られた分散液に対し、メディアを用いて更に分散処理を行なう工程である。
第2の分散工程は、体積平均粒子径0.1μm以上の粗大粒子が、第2の分散工程終了後の処理液(混合液)1μL当たり1000個以下となる条件で分散処理を行なうことが好ましい。
前記メディアとしては、公知の分散メディア(例えば、ビーズ、サンド(砂)、ボール等)を用いることができる。
ビーズの組成やサイズ(直径)については、特に限定はなく、公知の組成や直径を適用できる。ビーズとしては、例えば、直径が0.01mm〜0.10mmのビーズが好適である。
第2の分散工程に用いる分散装置としては、特に制限はなく、例えば、循環式の分散装置等、前記第1の分散工程により得られた分散液に対して繰り返し分散処理を行なう分散装置などを用いることができる。分散装置の具体例として、例えば、寿工業株式会社製のウルトラアペックスミル、株式会社シンマルエンタープライゼス製のダイノーミルECMシリーズなどが挙げられる。
分散処理時の温度としては、特に限定はなく、分散安定性の観点から、5℃〜60℃が好ましく、20℃〜40℃がより好ましい。
第2の分散工程は、前記第1の分散工程により得られた分散液に対し、溶剤や分散剤等の成分を追加してから分散処理を開始してもよいし、これらの成分を追加することなく分散処理を開始してもよい。追加する溶剤や分散剤は、前記第1の分散工程の処理対象である混合液中の溶剤や分散剤と同一種であっても異なる種であってもよい。
また、第2の分散工程における分散処理は、分散処理の途中で分散剤(及び必要に応じ溶剤)を追添して更に分散処理を行なう形態(以下、このような分散処理を「多段分散処理」ともいう)であってもよい。
前記多段分散処理の形態である第2の分散工程では、まず、前記第1の分散工程により得られた分散液に対しメディアを用いて分散処理を行い(以下、この分散処理を「一段目の分散処理」ということがある。)、分散処理して得られた分散液に更に分散剤を添加して分散処理を行なう(以下、この分散処理を「二段目の分散処理」ということがある。)。
前記多段分散処理の形態である第2の分散工程では、二段目の分散処理の後にさらに分散剤を添加した後で三段目以降の分散処理を行なってもよく、又は三段目以降の分散処理中に分散剤を添加してもよい。
なお、前記多段分散処理は、一段目、二段目、・・・の各段階ごとにチタンブラック(P)に対する分散剤(D)の比率(D/P比)が増す分散処理をいい、各段の分散処理ごとにD/P比が増加しない分散処理は多段分散処理に含まれない。例えば、一旦分散処理を停止した後、単に時間をおいて同じD/P比のまま再度分散を開始したり、D/P比を変えずに分散機、ビーズ種やビーズ量などを変える等によって終始1回の分散処理としない処理は、本発明の多段分散処理に含まれない。
以下、第2の分散工程として多段分散処理を行なう場合における、前記一段目の分散処理及び前記二段目の分散処理について詳述する。
(一段目の分散処理)
一段目の分散処理は、前記第1の分散工程により得られた分散液に対して行なう分散処理である。
一段目の分散処理の好ましい条件(装置や温度などその他)については、既述の第2の分散工程の好ましい条件と同様である。
また、一段目の分散処理では、混合液中のチタンブラック(P)に対する分散剤(D)の質量比率〔D/P比〕は、0.05〜1.00が好ましく、0.05〜0.50がより好ましい。質量比率は、1.00以下にして高くなり過ぎないようにすると、分散進行が進みやすく、0.05以上にすると分散安定性がより良好になる。
一段目の分散処理においては、分散処理後のチタンブラックの体積平均粒子径が0.005〜0.03μmの範囲となることが好ましく、より好ましくは0.01〜0.02μmの範囲である。チタンブラックの体積平均粒子径は、チタンブラックを含む混合液又は分散液を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで80倍に希釈し、得られた希釈液について動的光散乱法を用いて測定することにより得られた値をさす。測定は、日機装株式会社製のマイクロトラックUPA−EX150を用いて行なうことができる。
一段目の分散処理における混合液中において、チタンブラックに対する溶剤の質量比率〔溶剤/チタンブラック〕としては、分散の容易さの観点から、1.0〜9.0が好ましく、1.0〜5.0がより好ましい。
(二段目の分散処理)
二段目の分散処理は、前記一段目の分散処理にて分散処理して得られた分散液に、更に分散剤を添加して分散処理を行なう分散処理である。
ここでの分散処理では、所期の分散剤のうち前記一段目の分散処理で用いた量を差し引いた残量の一部又は全部を用い、さらにチタンブラックの分散処理を行なう。このとき、一段目の分散剤と同一種の分散剤を用いてもよいし、異なる種の分散剤を用いてもよい。
二段目の分散処理では、混合液中のチタンブラック(P)に対する分散剤(D)の質量比率〔D/P比〕は、0.05〜1.00が好ましく、0.05〜0.50がより好ましい。質量比率は、1.00以下にして高くなり過ぎないようにすると、分散進行が進みやすく、0.05以上にすると分散安定性がより良好になる。
二段目の分散処理の際に分散剤を添加するタイミングとしては、特に制限はないが、分散剤の分割添加による分散性向上効果、すなわちチタンブラックの沈降防止の点で、チタンブラックの体積平均粒子径の変化が10nm/パス以下となった時点以降が好ましい。 なお、二段目の分散処理では、分散剤を1回のみ添加してもよいし、2回以上に分けて添加してもよい。さらに、体積平均粒子径の変化が10nm/パス以下となって以降,添加のタイミングを遅くすることができる。
ここで、「10nm/パス以下」とは、分散装置における1パス毎の体積平均粒子径の変化量が、10nm以下であることをいう。「10nm/パス以下」の一例としては、次のような状態が挙げられる。すなわち、混合液に対する分散処理を開始した当初は1パス毎に体積平均粒子径が小さくなっていき、分散が進むにつれて1パス毎の体積平均粒子径の変化が小さくなっていく系において、1パス毎の体積平均粒子径の変化量が10nm以下となった状態が「10nm/パス以下」である。
ここで、「パス」とは、分散装置において分散液の全量が分散装置を通過する回数をさす。例えば、分散装置において、25L(リットル)の混合液を流量5L/hで分散処理する場合には、5hの分散処理が「1パス」となる。パス回数は、以下の式(A)で求められる。
パス回数=(流量[L/h]×処理時間[h])/処理液量[L] …式(A)
二段目の分散処理においては、分散剤とともに溶剤を添加してもよい。添加する溶剤としては、一段目の分散処理における混合液中の溶剤と同一種の溶剤(即ち、前記溶剤1及び前記溶剤2)であってもよいし、異なる種の溶剤(溶剤1にも溶剤2にも該当しない溶剤種)であってもよい。
添加する溶剤としては、溶剤1及び/又は溶剤2が好ましい。
ここで、溶剤1及び溶剤2を併用する場合には、質量比〔溶剤1/溶剤2〕は一段目の分散処置における質量比と同一であっても異なっていてもよい。
更に、二段目の分散処理において、分散剤及び溶剤に加え、後述する感光性樹脂組成物の成分(例えば、樹脂、光重合開始剤、重合性化合物、等)を添加してもよい。
二段目の分散処理の好ましい条件(装置や温度などその他)については、前記一段目の分散処理の好ましい条件と同様である。但し、一段目の分散処理の条件と二段目の分散処理の条件とは、同一条件であっても、異なる条件であってもよい。
本発明の分散組成物の製造方法は、上記した第1の分散工程及び第2の分散工程の後に、得られた分散液に対して更に分散処理を行うその他の分散工程を有していてもよい。該その他の分散工程における分散処理では、メディアを用いても、用いなくてもよいが、メディアを用いた方が好ましい。
本発明の分散組成物(以下、「最終分散組成物」ともいう。)は、上記した第1の分散工程及び第2の分散工程(好ましくは多段分散)を経て得られるものである。
得られた最終分散組成物中における溶剤の全含有量としては、組成物の全質量に対して、30〜95質量%が好ましく、40〜90質量%がより好ましく、50〜80質量%が特に好ましい。
また、得られた最終分散組成物におけるチタンブラック(P)に対する分散剤(D)の含有比率(D/P比)としては、0.2以上1.2以下であることが好ましい。D/P比は、0.2以上であると、分散安定性がより良好になり、1.2以下であると、分散進行による顔料の微粒子化の点で有利である。中でも、前記D/P比は、前記同様の理由から、0.2以上0.8以下の範囲がより好ましく、特に好ましくは0.2以上0.5以下である。
得られた最終分散組成物中におけるチタンブラックの含有量としては、組成物の全質量に対して、5〜80質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましく、5〜30質量%が特に好ましい。
以下、本発明の分散組成物及びその製造方法におけるチタンブラック、分散剤、及び溶剤等の各成分について詳述する。
<チタンブラック>
本発明におけるチタンブラックは、チタン原子を有する黒色粒子(黒色顔料)である。チタンブラックは、好ましくは低次酸化チタンやTiN(x,yは2未満の実数)で表される酸窒化チタン等である。
チタンブラックは、分散性向上、凝集性抑制などの目的で必要に応じ、表面を修飾することが可能である。具体的には、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウムで被覆することが可能であり、また、特開2007−302836号公報に記載の撥水性物質での処理も可能である。
前記チタンブラックの製造方法としては、二酸化チタンと金属チタンの混合体を還元雰囲気で加熱し還元する方法(特開昭49−5432号公報)、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57−205322号公報)、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60−65069号公報、特開昭61−201610号公報)、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(特開昭61−201610号公報)などがあるが、これらに限定されるものではない。
チタンブラックの平均一次粒子径には、特に制限はないが、分散性、着色性の観点から、3nm〜2000nmであることが好ましく、10nm〜500nmであることがより好ましく、10nm〜100nmであることが特に好ましい。
前記チタンブラックの比表面積は、特に限定がないが、チタンブラックを撥水化剤で表面処理した後の撥水性が所定の性能となるために、BET法にて測定した値が通常5m/g〜150m/g程度、中でも20m/g〜100m/g程度が好ましい。
前記チタンブラックの市販品の例としては、三菱マテリアル社製(株式会社ジェムコ製)チタンブラック10S、12S、13R、13M、13M−C、13R、13R−N、13M−T、赤穂化成(株)製ティラック(Tilack)Dなどが挙げられる。
チタンブラックは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、チタンブラックには、必要に応じて体質顔料を添加してもよい。このような体質顔料としては、例えば、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナ白、グロス白、チタンホワイト、ハイドロタルサイト等を挙げることができる。これらの体質顔料は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。体質顔料の使用量は、チタンブラック100質量部に対して、通常は0〜100質量部であり、好ましくは5〜50質量部、さらに好ましくは10〜40質量部である。チタンブラック及び体質顔料は、場合により、それらの表面をポリマーで改質して使用することができる。
また、本発明の分散組成物には、遮光用顔料として、チタンブラック以外の遮光用顔料を混合してもよい。チタンブラック以外の遮光用顔料としては、可視光領域に吸光度を有するものであれば特に限定はされず、有機顔料であってもよいし無機顔料であってもよい。チタンブラック以外の遮光用顔料として、具体的には、上記した体質顔料、カーボンブラック(C.I.Pigment Black 7)、C.I.Pigment Blue 1, 2, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 60, 64, 66, 79, 80、C.I.Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 32, 37, 42、C.I.Pigment Brown 25, 28、C.I.Pigment Black 1、等を挙げることができる。チタンブラック以外の遮光用顔料を混合して使用する例として、チタンブラックとカーボンブラックを6:1で混合したもの、チタンブラックと酸化チタンを3:1で混合したものなどが挙げられる。混合して使用するチタンブラック以外の遮光用顔料は、チタンブラック100質量部に対して、0.01〜99.99質量部の範囲で用いることができる。好ましくは、20〜70質量部の範囲である。
<溶剤成分>
本発明における第1の分散工程の処理対象である混合液は、溶剤成分として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶剤1)と、酢酸ブチル、2−ヘプタノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、シクロヘキサノン、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種(溶剤2)と、を含む。
前記混合液では、前記溶剤1と前記溶剤2との合計量に対する溶剤2の量が5質量%以上である。
前記混合液において、塗布面異常をより抑制する観点からは、前記溶剤1と前記溶剤2との合計量に対する溶剤2の量は10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、25質量%以上が特に好ましい。
前記溶剤1と前記溶剤2との合計量に対する溶剤2の量の上限は、分散安定の観点からは、60質量%が好ましく、50質量%がより好ましい。
本発明において塗布面異常をより抑制する観点からは、前記溶剤2としては、酢酸ブチル、2−ヘプタノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、酢酸ブチル及び3−エトキシプロピオン酸エチルからなる群から選択される少なくとも1種であることが特に好ましい。
前記混合液は、必要に応じ、溶剤1及び溶剤2以外のその他の溶剤種を含んでいてもよい。
その他の溶剤種としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、エチレンジクロライド、テトラヒドロフラン、トルエン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、アセチルアセトン、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、3−メトキシプロパノール、メトキシメトキシエタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メトキシプロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチルなどが挙げられる。
前記混合液中に含まれる全溶剤成分(前記溶剤1、前記溶剤2、及び必要に応じ含まれる前記その他の溶剤種)の量としては、混合液の全量に対し、20質量%以上70質量%以下であることが好ましく、30質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上50質量%以下であることが特に好ましい。
溶剤成分は、第2の分散工程の開始時及び/又は第2の分散工程中に追添されてもよい。追添される溶剤種は、溶剤1及び/又は溶剤2であってもよいし、その他の溶剤種であってもよい。
<分散剤>
本発明における分散剤は、少なくとも、前記第1の分散工程の処理対象である混合液に含まれるものである。
但し、分散剤は、多段分散処理の形態をとる場合の第2の分散工程中に追添されてもよいし(多段分散処理)、第2の分散工程開始時に追添されてもよい。
前記追添する場合、前記混合液中に含まれる分散剤と追添される分散剤とは、同一種であっても異なる種であってもよい。
前記混合液中に含まれる分散剤及び追添される分散剤は、それぞれ、一種のみであっても二種以上であってもよい。
本発明における分散剤としては、高分子分散剤〔例えば、ポリアミドアミンとその塩、ポリカルボン酸とその塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリエステル、変性ポリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル系共重合体、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物〕、及び、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルカノールアミン、顔料誘導体等を挙げることができる。
本発明における分散剤は、その構造から更に直鎖状高分子、末端変性型高分子、グラフト型高分子、ブロック型高分子に分類することができる。
本発明における分散剤は、チタンブラックおよび所望により併用する顔料の表面に吸着し、再凝集を防止するように作用する。そのため、顔料表面へのアンカー部位を有する末端変性型高分子、グラフト型高分子、ブロック型高分子が好ましい構造として挙げることができる。
一方で、本発明における分散剤は顔料表面を改質することで、分散樹脂の吸着を促進させる効果を有する。
本発明に用いうる分散剤の具体例としては、BYK Chemie社製「Disperbyk−101(ポリアミドアミン燐酸塩)、107(カルボン酸エステル)、110(酸基を含む共重合物)、130(ポリアミド)、161、162、163、164、165、166、170、180(高分子共重合物)」、「BYK−P104、P105(高分子量不飽和ポリカルボン酸)、EFKA社製「EFKA4047、4050、4010、4165(ポリウレタン系)、EFKA4330、4340(ブロック共重合体)、4400、4402(変性ポリアクリレート)、5010(ポリエステルアミド)、5765(高分子量ポリカルボン酸塩)、6220(脂肪酸ポリエステル)、6745(フタロシアニン誘導体)、6750(アゾ顔料誘導体)」、味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821、PB822」、共栄社化学社製「フローレンTG−710(ウレタンオリゴマー)」、「ポリフローNo.50E、No.300(アクリル系共重合体)」、楠本化成社製「ディスパロンKS−860、873SN、874、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル)、DA−703−50、DA−705、DA−725」、花王社製「デモールRN、N(ナフタレンスルホン酸ホルマリン重縮合物)、MS、C、SN−B(芳香族スルホン酸ホルマリン重縮合物)」、「ホモゲノールL−18(高分子ポリカルボン酸)」、「エマルゲン920、930、935、985(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)」、「アセタミン86(ステアリルアミンアセテート)」、ルーブリゾール社製「ソルスパース5000(フタロシアニン誘導体)、22000(アゾ顔料誘導体)、13240(ポリエステルアミン)、3000、17000、27000(末端部に機能部を有する高分子)、24000、28000、32000、38500(グラフト型高分子)」、日光ケミカル者製「ニッコールT106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)、MYS−IEX(ポリオキシエチレンモノステアレート)」等が挙げられる。
これらの分散剤は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記分散剤の酸価は、5.0mgKOH/g以上200mgKOH/g以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは10mgKOH/g以上150mgKOH/g以下の範囲、更に好ましくは60mgKOH/g以上150mgKOH/g以下の範囲である。酸価が200mgKOH/g以下であれば現像時におけるパターン剥離が抑えられ、また、酸価が5.0mgKOH/g以上であればアルカリ現像性が良い。また、酸価が60mgKOH/g以上であれば、チタンブラックの沈降をより抑制でき、粗大粒子数をより少なくすることができ、組成物の経時安定性をより向上できる。
本発明において、分散剤の酸価は、例えば、分散剤中における酸基の平均含有量から算出することができる。また、分散剤を構成する酸基を含有するモノマー単位の含有量を変化させることで所望の酸価を有する樹脂を得ることができる。
本発明における分散剤の重量平均分子量は、現像時のパターン剥離抑制と現像性の観点から、10,000以上300,000以下であることが好ましく、15,000以上200,000以下であることがより好ましく、20,000以上100,000以下であることが更に好ましく、25,000以上50,000以下であることが特に好ましい。なお、分散剤の重量平均分子量は、例えば、GPCによって測定することができる。
(グラフト共重合体)
本発明においては、分散剤として、グラフト共重合体(以下、「特定樹脂」ともいう)を用いることも好ましい。
分散剤としてグラフト共重合体を用いることで、分散性及び保存安定性をより向上させることができる。
前記グラフト共重合体としては、水素原子を除いた原子数が40〜10000の範囲であるグラフト鎖を有することが好ましく、この場合のグラフト鎖とは、共重合体の主鎖の根元から、主鎖から枝分かれしている基の末端までを示す。
分散組成物において、この特定樹脂は、チタンブラックに分散性を付与する分散樹脂であり、優れた分散性と、グラフト鎖による溶媒との親和性を有するために、チタンブラックの分散性、及び、経時後の分散安定性に優れる。また、感光性樹脂組成物としたとき、グラフト鎖による重合性化合物もしくはその他の併用可能な樹脂などとの親和性を有するので、アルカリ現像で残渣を生じにくくなる。
また、この特定樹脂に、さらに、カルボン酸基などのアルカリ可溶性の部分構造を導入することで、アルカリ現像によるパターン形成のために現像性を付与する樹脂としての機能をも付与することができる。従って、前記グラフト共重合体に、アルカリ可溶性の部分構造を導入することで、本発明の感光性樹脂組成物は、チタンブラックの分散に不可欠の分散樹脂自体がアルカリ可溶性を有することになり、このような感光性樹脂組成物は、露光部の遮光性に優れ、且つ、未露光部のアルカリ現像性が向上されるため好ましい。
グラフト鎖が長くなると立体反発効果が高くなり分散性は向上するが、一方グラフト鎖が長すぎるとチタンブラックへの吸着力が低下して分散性は低下してしまう。このため、本発明で使用されるグラフト共重合体としては、グラフト鎖1本あたりの水素原子を除いた原子数が40〜10000であることが好ましく、グラフト鎖1本あたりの水素原子を除いた原子数が50〜2000であることがより好ましく、グラフト鎖1本あたりの水素原子を除いた原子数が60〜500であることがさらに好ましい。
グラフト鎖のポリマー構造としては、ポリ(メタ)アクリル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド、ポリエーテルなどを用いることができるが、グラフト部位と溶媒との相互作用性を向上させ、それにより分散性を高めるために、ポリ(メタ)アクリル構造、或いはポリ(メタ)アクリル、ポリエステル、ポリエーテルを有するグラフト鎖であることが好ましく、ポリエステル、ポリエーテルを有することがより好ましい。
このようなポリマー構造をグラフト鎖として有するマクロモノマーの構造としては、ポリマー主鎖部と反応可能な置換基を有し、且つ本発明の要件を満たしていれば、特に限定されないが、好ましくは、反応性二重結合性基を有するマクロモノマーを好適に使用することができる。
特定樹脂の合成に好適に用いられる市販マクロモノマーとしては、AA−6(東亜合成社製)、AA−10(東亜合成社製)、AB−6(東亜合成社製)、AS−6(東亜合成社製)、AN−6(東亜合成社製)、AW−6(東亜合成社製)、AA−714(東亜合成社製)、AY−707(東亜合成社製)、AY−714(東亜合成社製)、AK−5(東亜合成社製)、AK−30(東亜合成社製)、AK−32(東亜合成社製)、ブレンマーPP−100(日油社製)、ブレンマーPP−500(日油社製)、ブレンマーPP−800(日油社製)、ブレンマーPP−1000(日油社製)、ブレンマー55−PET−800(日油社製)、ブレンマーPME−4000(日油社製)、ブレンマーPSE−400(日油社製)、ブレンマーPSE−1300(日油社製)、ブレンマー43PAPE−600B(日油社製)、などが用いられる。このなかでも、好ましくは、AA−6(東亜合成社製)、AA−10(東亜合成社製)、AB−6(東亜合成社製)、AS−6(東亜合成社製)、AN−6(東亜合成社製)、ブレンマーPME−4000(日油社製)などが用いられる。
本発明に使用される特定樹脂におけるグラフト部位としては、少なくとも下記式(1)〜式(5)のいずれかで表される構造単位を含むことが好ましく、少なくとも、下記式(1A)、下記式(2A)、下記式(3)、下記式(4)、及び下記(5)のいずれかで表される構造単位を含むことがより好ましい。

式(1)〜式(5)において、X、X、X、X、X、および、Xはそれぞれ独立に水素原子或いは1価の有機基を表す。合成上の制約の観点から、好ましくは水素原子、或いは炭素数1から12のアルキル基であり、水素原子或いはメチル基であることがより好ましく、メチル基が特に好ましい。
式(1)〜式(5)において、Y、Y、Y、Y、および、Yはそれぞれ独立に2価の連結基であり、特に構造上制約されない。具体的には、下記の(Y−1)から(Y−20)の連結基などが挙げられる。下記構造でA、Bはそれぞれ、式(1)〜式(5)における左末端基、右末端基との結合を意味する。下記に示した構造のうち、合成の簡便性から、(Y−2)、(Y−13)であることがより好ましい。

式(1)〜式(5)において、Z、Z、Z、Z、およびZは、それぞれ独立に1価の有機基であり、特に、構造は限定されないが、具体的には、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、或いはヘテロアリールオキシ基、アルキルチオエーテル基、アリールチオエーテル基、或いはヘテロアリールチオエーテル基、アミノ基などが挙げられる。この中でも、特に分散性向上の観点から、立体反発効果を有することが好ましく、炭素数5から24のアルキル基が好ましく、その中でも、特に炭素数5から24の分岐アルキル基或いは炭素数5から24の環状アルキル基が好ましい。
式(1)〜式(5)において、n、m、p、q、および、rはそれぞれ1から500の整数である。
式(1)および式(2)において、jおよびkは、それぞれ独立に、2〜8の整数を表す。式(1)および式(2)におけるjおよびkは、分散安定性、現像性の観点から、4〜6の整数が好ましく、5が最も好ましい。
式(5)中、Rは水素原子又は1価の有機基を表し、特に構造上限定はされないが、好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基であり、さらに好ましくは、水素原子、アルキル基である。該Rがアルキル基である場合、該アルキル基としては、炭素数1〜20の直鎖状アルキル基、炭素数3〜20の分岐状アルキル基、又は炭素数5〜20の環状アルキル基が好ましく、炭素数1〜20の直鎖状アルキル基がより好ましく、炭素数1〜6の直鎖状アルキル基が特に好ましい。
また、式(5)中のRとしては特定樹脂中に構造の異なるRを2種以上混合して用いても良い。
前記式(1)で表される構造単位としては、分散安定性、現像性の観点から、下記式(1A)で表される構造単位であることがより好ましい。
また、前記式(2)で表される構造単位としては、分散安定性、現像性の観点から、下記式(2A)で表される構造単位であることがより好ましい。

式(1A)中、X、Y、Z及びnは、式(1)におけるX、Y、Z及びnと同義であり、好ましい範囲も同様である。
式(2A)中、X、Y、Z及びmは、式(2)におけるX、Y、Z及びmと同義であり、好ましい範囲も同様である。
本発明に使用される特定樹脂において、式(1)〜式(5)で表される構造単位は、質量換算で、特定樹脂の総質量に対し10%〜90%の範囲で含むことが好ましく、30%〜70%の範囲で含むことがより好ましい。この範囲内であるとチタンブラックの分散性が高く、レジストにした際の現像性が良好である。また、本発明に使用される特定樹脂において、2種以上の構造が異なるグラフト共重合体を含有することができる。
本発明の特定樹脂として、グラフト部位以外にチタンブラックと相互作用を形成しうる官能基を導入することができる。その中で、例えば、酸基を有する構造単位、塩基性基を有する構造単位、配位性基を有する構造単位、反応性を有する構造単位などが挙げられる。
前記酸基としては、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール性水酸基などがあり、特に好ましいものは、チタンブラックへの吸着力が良好で、且つ分散性が高いカルボン酸基である。これらを1種あるいは2種以上用いることができる。
このような酸基を導入することで、特定樹脂のアルカリ現像性を向上させるという利点をも有する。
本発明の特定樹脂に好適に使用されるこれら共重合成分の含有量は、0.1モル%以上50モル%以下であり、特に好ましくは、アルカリ現像による、画像強度の低下の抑制という観点から、1モル%以上30モル%以下である。
前記塩基性基としては、例えば、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、N原子を含むヘテロ環、アミド基などがあり、特に好ましいものは、顔料への吸着力が良好で且つ分散性が高い第3級アミノ基である。これらを1種あるいは1種以上用いることができる。本発明の特定樹脂に好適に使用されるこれら共重合成分の含有量は、0.01モル%以上50モル%以下であり、特に好ましくは、現像性阻害抑制という観点から、0.01モル%以上30モル%以下である。
前記配位性基、反応性を有する基としては、例えば、アセチルアセトキシ基、トリアルコキシシリル基、イソシアネート基、酸無水物、酸塩化物などがあり、特に好ましいものは、顔料への吸着力が良好で分散性が高いアセチルアセトキシ基である。これらを1種あるいは1種以上用いることができる。本発明の特定樹脂に好適に使用されるこれら共重合成分の含有量は、0.5モル%以上50モル%以下であり、特に好ましくは、現像性阻害抑制という観点から、1モル%以上30モル%以下である。
グラフト部位以外にチタンブラックと相互作用を形成しうる官能基の構造としては、上記のグラフト部位以外にチタンブラックと相互作用を形成しうる官能基を含有していればよく、特に限定はされないが、下記一般式(i)〜(iii)のいずれかで表される単量体から得られる繰り返し単位の少なくとも1種を有することが好ましい。

上記式(i)〜(iii)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、臭素等)、又は炭素原子数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)を表す。
、R、及びRは、より好ましくは水素原子、または炭素原子数が1〜3のアルキル基であり、最も好ましくは、水素原子またはメチル基である。R、及びRは、水素原子であることが特に好ましい。
Xは、酸素原子(−O−)又はイミノ基(−NH−)を表し、酸素原子であることが好ましい。
Lは、単結合または2価の連結基である。2価の連結基としては、2価の脂肪族基(例えば、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基、置換アルキニレン基)、2価の芳香族基(例えば、アリーレン基、置換アリーレン基)、2価の複素環基及びそれらと酸素原子(−O−)、硫黄原子(−S−)、イミノ基(−NH−)、置換イミノ基(−NR31−、ここでR31は脂肪族基、芳香族基又は複素環基)又はカルボニル基(−CO−)との組合せ等が挙げられる。
前記2価の脂肪族基は、環状構造又は分岐構造を有していてもよい。前記脂肪族基の炭素原子数は、1〜20が好ましく、1〜15がより好ましく、1〜10が更に好ましい。脂肪族基は不飽和脂肪族基よりも飽和脂肪族基の方が好ましい。また、脂肪族基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、芳香族基および複素環基が挙げられる。
前記2価の芳香族基の炭素原子数は、6〜20が好ましく、6〜15がさらに好ましく、6〜10が最も好ましい。また、前記芳香族基は置換基を有していてもよい。置換基の例は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、脂肪族基、芳香族基及び複素環基を挙げられる。
前記2価の複素環基は、複素環として5員環又は6員環を有することが好ましい。複素環に他の複素環、脂肪族環または芳香族環が縮合していてもよい。また、複素環基は置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキソ基(=O)、チオキソ基(=S)、イミノ基(=NH)、置換イミノ基(=N−R32、ここでR32は脂肪族基、芳香族基または複素環基)、脂肪族基、芳香族基及び複素環基を挙げられる。
Lは、単結合、アルキレン基又はオキシアルキレン構造を含む2価の連結基であることが好ましい。オキシアルキレン構造は、オキシエチレン構造又はオキシプロピレン構造であることがより好ましい。また、Lはオキシアルキレン構造を2以上繰り返して含むポリオキシアルキレン構造を含んでいてもよい。ポリオキシアルキレン構造としてはポリオキシエチレン構造又はポリオキシプロピレン構造が好ましい。ポリオキシエチレン構造は、−(OCHCH−で表され、nは、2以上の整数が好ましく、2〜10の整数であることがより好ましい。
上記式(i)〜(iii)中、Zは、グラフト部位以外にチタンブラックと相互作用を形成しうる官能基を表し、カルボン酸、第三級アミノ基であることが好ましく、カルボン酸であることがより好ましい。また、Yは、メチン基又は窒素原子を表す。
上記式(iii)中、R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素、塩素、臭素等)、または炭素原子数が1〜6のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等)、Z、又は−L−Zを表す。ここでL及びZは、上記におけるものと同義である。R、R、及びRとしては、水素原子、又は炭素数が1〜3のアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
本発明においては、上記一般式(i)で表される単量体として、R、R、及びRが水素原子又はメチル基であって、Lがアルキレン基又はオキシアルキレン構造を含む2価の連結基であって、Xが酸素原子又はイミノ基であって、Zがカルボン酸である化合物が好ましい。
また、上記一般式(ii)で表される単量体として、Rが水素原子又はメチル基であって、Lがアルキレン基であって、Zがカルボン酸であって、Yがメチン基である化合物が好ましい。また、上記一般式(iii)で表される単量体として、R、R、及びRが水素原子又はメチル基であって、Lが単結合又はアルキレン基であって、Zがカルボン酸である化合物が好ましい。
以下に、式(i)〜(iii)で表される代表的な化合物の例を示す。
メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、分子内に付加重合性二重結合と水酸基を有する化合物(例えば、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル)とコハク酸無水物の反応物、分子内に付加重合性二重結合と水酸基を有する化合物とフタル酸無水物の反応物、分子内に付加重合性二重結合と水酸基を有する化合物とテトラヒドロキシフタル酸無水物の反応物、分子内に付加重合性二重結合と水酸基を有する化合物と無水トリメリット酸の反応物、分子内に付加重合性二重結合と水酸基を有する化合物とピロメリット酸無水物の反応物、アクリル酸、アクリル酸ダイマー、アクリル酸オリゴマー、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、4−ビニル安息香酸、ビニルフェノール、4−ヒドロキシフェニルメタクリルアミドなどが挙げられる。
特定樹脂中における酸性基を有する単量体などのチタンブラックと相互作用を形成しうる官能基の含有量は、チタンブラックとの相互作用、分散安定性、及び現像液への浸透性の観点から、特定樹脂に対して0.05から90質量%が好ましく、1.0から80質量%がより好ましく、10から70質量%が更に好ましい。
さらに、本発明に係るチタンブラックの分散組成物に含まれる特定樹脂は、画像強度などの諸性能を向上する目的で、本発明の効果を損なわない限りにおいて、前記グラフト部位を有する構造単位及びチタンブラックと相互作用を形成しうる官能基に加えて、さらに種々の機能を有する他の構造単位、例えば、分散物に用いられる分散媒との親和性を有する官能基、などを有する構造単位を共重合成分として含むことができる。
本発明に係る特定樹脂において使用可能な上記共重合成分としては、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、スチレン類、アクリロニトリル類、メタクリロニトリル類などから選ばれるラジカル重合性化合物が挙げられる。
これらを1種あるいは2種以上用いることができ、特定樹脂中、これら共重合成分の好適に使用される含有量は、0モル%以上90モル%以下であり、特に好ましくは、0モル%以上60モル%以下である。含有量が前記の範囲において十分なパターン形成が得られる。
本発明の特定樹脂を合成する際に用いられる溶媒としては、例えば、エチレンジクロリド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、1−メトキシ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチルなどが挙げられる。これらの溶媒は単独あるいは2種以上混合してもよい。
このような特定樹脂の具体例としては、以下の例示化合物1〜53が挙げられる。なお、各構成単位(主鎖部分)の添数字は質量%である。










本発明の分散組成物は、上述した成分に加え、後述する感光性樹脂組成物の成分(例えば、樹脂、光重合開始剤、重合性化合物等)を含有していてもよい。すなわち、分散組成物を作製する過程において、感光性樹脂組成物を作製してもよい。
≪遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物及びその製造方法≫
本発明の遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物(以下、単に「感光性樹脂組成物」ともいう。)の製造方法は、チタンブラックと、分散剤と、樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤と、前記溶剤1と、前記溶剤2と、を含む遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物を製造する過程で、チタンブラックと、分散剤と、前記溶剤1と、前記溶剤2と、、を含み、前記溶剤2の量が、前記溶剤1と前記溶剤2との合計量に対し5質量%以上である混合液に対し、メディアを用いずに分散処理を行なう第1の分散工程と、前記第1の分散工程により得られた分散液に対し、メディアを用いて更に分散処理を行なう第2の分散工程と、を有する。
また、本発明の遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物は、前記本発明の遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物の製造方法により製造されたものである。
本発明の感光性樹脂組成物及びその製造方法によれば、チタンブラックの沈降現象が防止され、分散安定性が飛躍的に向上する。
更には、塗布膜としたときの塗布面異常に起因する遮光漏れが抑制される。
本発明の感光性樹脂組成物の製造方法は、チタンブラック、分散剤、樹脂(前記分散剤以外の樹脂)、重合性化合物、光重合開始剤、及び溶剤(溶剤1及び溶剤2)を含む感光性樹脂組成物を製造する過程で、前記第1の分散工程及び前記第2の分散工程の分散処理が行なわれる限りにおいて、各成分を添加するタイミングには特に限定はない。
例えば、既述の本発明の分散組成物の製造方法によって分散組成物を製造した後、製造された分散組成物に、樹脂、重合性化合物、及び光重合開始剤(及び必要に応じ溶剤)の各成分を添加することにより作製することができる。
また、本発明の分散組成物の製造方法において、樹脂、重合性化合物、及び光重合開始剤の少なくとも1種を予め添加しておき、製造された分散組成物に、感光性樹脂組成物としての残りの成分を添加してもよい。
また、本発明の分散組成物の製造方法において、樹脂、重合性化合物、及び光重合開始剤の全てを添加し、分散組成物として感光性樹脂組成物を作製してもよい。
本発明の感光性樹脂組成物の成分のうち、チタンブラック、分散剤、溶剤1、及び溶剤2については、前記「分散組成物及びその製造方法」の項で詳述した通りであり、好ましい範囲も同様である。
以下、本発明の感光性樹脂組成物を構成する樹脂、重合性化合物、光重合開始剤、及びその他の成分について詳述する。
<樹脂>
本発明の感光性樹脂組成物は、樹脂(前記分散剤以外の樹脂)を含有する。
樹脂としては、線状有機ポリマーを用いることが好ましい。このような線状有機ポリマーとしては、公知のものを任意に使用することができ、好ましくは、水現像あるいは弱アルカリ水現像を可能とするために、水あるいは弱アルカリ水に可溶性又は膨潤性である線状有機ポリマーが選択される。
線状有機ポリマーは、皮膜形成材としてだけでなく、水、弱アルカリ水あるいは有機溶剤の現像材としての用途に応じて選択使用される。例えば、水可溶性有機ポリマーを用いると水現像が可能である。
線状有機ポリマーとしては、側鎖にカルボン酸基を有するラジカル重合体、例えば特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭54−92723号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号に記載されているもの、すなわち、カルボキシル基を有するモノマーを単独あるいは共重合させた樹脂、酸無水物を有するモノマーを単独あるいは共重合させ酸無水物ユニットを加水分解もしくはハーフエステル化もしくはハーフアミド化させた樹脂、エポキシ樹脂を不飽和モノカルボン酸及び酸無水物で変性させたエポキシアクリレート等が挙げられる。カルボキシル基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、4−カルボキシルスチレン等が挙げられ、酸無水物を有するモノマーとしては、無水マレイン酸等が挙げられる。また、同様に側鎖にカルボン酸基を有する酸性セルロース誘導体がある。この他に水酸基を有する重合体に環状酸無水物を付加させたものなどが有用である。
線状有機ポリマーのうち、弱アルカリ水に可溶性又は膨潤性である線状有機ポリマーを、以下、「アルカリ可溶性樹脂」といもいう。
上記のうち、側鎖にアリル基やビニルエステル基とカルボキシル基を有する(メタ)アクリル樹脂及び特開2000−187322号公報、特開2002−62698号公報に記載の、側鎖に二重結合を有するアルカリ可溶性樹脂や、特開2001−242612号公報に記載の、側鎖にアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が、膜強度、感度、現像性のバランスに優れる点で好適である。また、特公平7−12004号、特公平7−120041号、特公平7−120042号、特公平8−12424号、特開昭63−287944号、特開昭63−287947号、特開平1−271741号、等の各公報に記載の、酸基を含有するウレタン系バインダーポリマーや、特開2002−107918に記載の酸基と二重結合を側鎖に有するウレタン系バインダーポリマーは、強度に優れるので耐刷性・低露光適性の点で有利である。また、欧州特許993966号明細書、欧州特許1204000号明細書、特開2001−318463号公報等に記載の、酸基を有するアセタール変性ポリビニルアルコール系バインダーポリマーは、膜強度、現像性のバランスに優れる点で好適である。更に、水溶性線状有機ポリマーとして、ポリビニルピロリドンやポリエチレンオキサイド等が有用である。また、硬化皮膜の強度を上げるため、アルコール可溶性ナイロンや2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパンとエピクロロヒドリンのポリエーテル等も有用である。
前記樹脂のうち、重合性基を有する樹脂が好ましく、前記重合性基として二重結合を含む基を有する樹脂がより好ましく、更に好ましくは、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有する樹脂である。樹脂は、ランダムポリマー、ブロックポリマー、グラフトポリマー等いずれでもよい。
また、樹脂の重量平均分子量としては、好ましくは5、000以上であり、更に好ましくは1万〜30万の範囲であり、数平均分子量については好ましくは1、000以上であり、更に好ましくは2、000〜25万の範囲である。多分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は1以上が好ましく、更に好ましくは1.1〜10の範囲である。
樹脂は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
感光性樹脂組成物の全固形分中における樹脂の含有量(2種以上の場合は総含有量)としては、特に制限はなく、本発明の効果をより効果的に得る観点から、5〜50質量%が好ましく、10〜40質量%がより好ましく、10〜35質量%が特に好ましい。
<重合性化合物>
本発明の感光性樹脂組成物は、重合性化合物の少なくとも一種を含有する。
重合性化合物としては、例えば、少なくとも一個のエチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性化合物を挙げることができる。具体的には、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物から選ばれる。このような化合物群は当該産業分野において広く知られているものであり、本発明においてはこれらを特に限定なく用いることができる。これらは、例えばモノマー、プレポリマー、すなわち2量体、3量体及びオリゴマー、又はそれらの混合物並びにそれらの(共)重合体などの化学的形態のいずれであってもよい。
前記モノマー及びその(共)重合体の例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類、並びにこれらの(共)重合体が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、及び不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミド類、並びにこれらの(共)重合体である。また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルあるいはアミド類と、単官能もしくは多官能イソシアネート類あるいはエポキシ類との付加反応物、及び単官能もしくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基や、エポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルあるいはアミド類と単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更にハロゲン基や、トシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルあるいはアミド類と単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン、ビニルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
脂肪族多価アルコール化合物と不飽和カルボン酸とのエステルのモノマーの具体例としては、アクリル酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、テトラメチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリメチロールエタントリアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ポリエステルアクリレートオリゴマー、イソシアヌール酸EO変性トリアクリレート等が挙げられる。また、メタクリル酸エステルとして、例えば、テトラメチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ソルビトールトリメタクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、ビス〔p−(3−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕ジメチルメタン、ビス−〔p−(メタクリルオキシエトキシ)フェニル〕ジメチルメタン等が挙げられる。さらに、イタコン酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等が、また、クロトン酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等が、イソクロトン酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等が、また、マレイン酸エステルとして、例えば、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等が挙げられる。その他のエステルの例として、例えば、特公昭51−47334号公報、特開昭57−196231号公報記載の脂肪族アルコール系エステル類や、特開昭59−5240号公報、特開昭59−5241号公報、特開平2−226149号公報記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平1−165613号公報記載のアミノ基を含有するもの等も好適に用いられる。更に、前述のエステルモノマーは混合物としても使用することができる。
また、脂肪族多価アミン化合物と不飽和カルボン酸とのアミドのモノマーの具体例としては、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等がある。その他の好ましいアミド系モノマーの例としては、特公昭54−21726記載のシクロへキシレン構造を有すものを挙げることができる。
また、イソシアネートと水酸基の付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合性化合物も好適であり、そのような具体例としては、例えば、特公昭48−41708号公報中に記載されている1分子に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に、下記一般式(A)で表される水酸基を含有するビニルモノマーを付加させた1分子中に2個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等が挙げられる。
CH=C(R)COOCHCH(R)OH … (A)
〔但し、一般式(A)中、R及びRは、それぞれ独立にH又はCHを表す。〕
これらの重合性化合物について、その構造、単独使用か併用か、添加量等の使用方法の詳細は、感光性樹脂組成物の最終的な性能設計にあわせて任意に設定できる。例えば、感度の観点では、1分子あたりの不飽和基含量が多い構造が好ましく、多くの場合は2官能以上が好ましい。また、硬化膜の強度を高める観点では、3官能以上のものがよく、更に、異なる官能数・異なる重合性基(例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。また、感光性樹脂組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、着色剤(顔料、染料)等、バインダーポリマー等)との相溶性、分散性に対しても、重合性化合物の選択・使用法は重要な要因であり、例えば、低純度化合物の使用や2種以上の併用により相溶性を向上させうることがある。また、支持体などの硬質表面との密着性を向上させる観点で特定の構造を選択することもあり得る。
感光性樹脂組成物の全固形分中における重合性化合物の含有量(2種以上の場合は総含有量)としては、特に限定はなく、本発明の効果をより効果的に得る観点からは、10〜80質量%が好ましく、15〜75質量%がより好ましく、20〜60質量%が特に好ましい。
<光重合開始剤>
本発明の感光性樹脂組成物は、光重合開始剤の少なくとも一種を含有する。光重合開始剤は、上記の光重合性化合物を重合させ得るものであれば特に限定されないが、特性、開始効率、吸収波長、入手性、コスト等の観点で選ばれるのが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、ハロメチルオキサジアゾール化合物及びハロメチル−s−トリアジン化合物から選択される少なくとも一つの活性ハロゲン化合物、3−アリール置換クマリン化合物、ロフィン2量体、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物及びその誘導体、シクロペンタジエン−ベンゼン−鉄錯体及びその塩、オキシム系化合物、等が挙げられる。中でも、遮光性カラーフィルタの剥がれ(特に構造のある基板上に遮光性カラーフィルタを形成したときの剥がれ)をより抑制する観点等から、オキシム系化合物が好ましい。
前記オキシム系化合物(以下、「オキシム系光重合開始剤」ともいう)としては、特に限定はなく、例えば、特開2000−80068号公報、WO02/100903A1、特開2001−233842号公報等に記載のオキシム系化合物が挙げられる。
具体的な例としては、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−ブタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−ペンタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−ヘキサンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−ヘプタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(メチルフェニルチオ)フェニル]−1,2−ブタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(エチルフェニルチオ)フェニル]−1,2−ブタンジオン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(ブチルフェニルチオ)フェニル]−1,2−ブタンジオン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−メチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−プロプル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−エチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−ブチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノンなどが挙げられる。但し、これらに限定されるものではない。
これらのうち、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノンが特に好ましく、具体的には、例えばCGI−124、CGI−242(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)等が挙げられる。
これら光重合開始剤には、増感剤や光安定剤を併用することができる。
また、本発明の感光性樹脂組成物には、上記の光重合開始剤のほかに他の公知の開始剤を使用してもよい。
光重合開始剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて含有することができる。
感光性樹脂組成物の全固形分中における光重合開始剤の含有量(2種以上の場合は総含有量)は、本発明による効果をより効果的に得る観点から、3〜20質量%が好ましく、4〜19質量%がより好ましく、5〜18質量%が特に好ましい。
<界面活性剤>
本発明の感光性樹脂組成物には、塗布性をより向上させる観点から、各種の界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。
特に、本発明の感光性樹脂組成物は、フッ素系界面活性剤を含有することで、塗布液として調製したときの液特性(特に、流動性)がより向上することから、塗布厚の均一性や省液性をより改善することができる。
即ち、フッ素系界面活性剤を含有する感光性樹脂組成物を適用した塗布液を用いて膜形成する場合においては、被塗布面と塗布液との界面張力を低下させることにより、被塗布面への濡れ性が改善され、被塗布面への塗布性が向上する。このため、少量の液量で数μm程度の薄膜を形成した場合であっても、厚みムラの小さい均一厚の膜形成をより好適に行える点で有効である。
フッ素系界面活性剤中のフッ素含有率は、3質量%〜40質量%が好適であり、より好ましくは5質量%〜30質量%であり、特に好ましくは7質量%〜25質量%である。フッ素含有率がこの範囲内であるフッ素系界面活性剤は、塗布膜の厚さの均一性や省液性の点で効果的であり、感光性樹脂組成物中における溶解性も良好である。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F176、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437、同F475、同F479、同F482、同F554、同F780、同F781(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC1068、同SC−381、同SC−383、同S393、同KH−40(以上、旭硝子(株)製)、ソルスパース20000(日本ルーブリゾール(株)製)等が挙げられる。
ノニオン系界面活性剤として具体的には、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン並びにそれらのエトキシレート及びプロポキシレート(例えば、グリセロールプロポキシレート、グリセリンエトキシレート等)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル(BASF社製のプルロニックL10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、テトロニック304、701、704、901、904、150R1等が挙げられる。
カチオン系界面活性剤として具体的には、フタロシアニン誘導体(商品名:EFKA−745、森下産業(株)製)、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社化学(株)製)、W001(裕商(株)製)等が挙げられる。
アニオン系界面活性剤として具体的には、W004、W005、W017(裕商(株)社製)等が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、東レ・ダウコーニング(株)「トーレシリコーンDC3PA」、「トーレシリコーンSH7PA」、「トーレシリコーンDC11PA」、「トーレシリコーンSH21PA」、「トーレシリコーンSH28PA」、「トーレシリコーンSH29PA」、「トーレシリコーンSH30PA」、「トーレシリコーンSH8400」、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製「TSF−4440」、「TSF−4300」、「TSF−4445」、「TSF−4460」、「TSF−4452」、信越シリコーン株式会社製「KP341」、「KF6001」、「KF6002」、ビックケミー社製「BYK307」、「BYK323」、「BYK330」等が挙げられる。
界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。
本発明の感光性樹脂組成物が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全質量に対して、0.001質量%〜2.0質量%が好ましく、より好ましくは0.005質量%〜1.0質量%である。
<その他の成分>
本発明の感光性樹脂組成物は、溶剤成分を含有することができる。溶剤成分については、既述の「分散組成物及びその製造方法」の項で既述した通りであり、好ましい範囲も同様である。
また、感光性樹脂組成物は、増感剤、共増感剤、熱重合防止剤、支持体などの硬質表面との密着性を向上させる密着向上剤(シラン系カップリング剤、チタンカップリング剤等)、並びに硬化皮膜の物性を改良するための無機充填剤や可塑剤、感脂化剤等の公知の添加剤などの成分を含有してもよい。また、必要に応じて、連鎖移動剤、露光、現像後の後加熱で膜の硬化度を上げるためのアゾ系化合物や過酸化物系化合物などの熱重合開始剤、熱重合成分、アルコキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤、ジオクチルフタレートなどの可塑剤、低分子量有機カルボン酸などの現像性向上剤、その他充填剤、上記のアルカリ可溶性樹脂以外の高分子化合物、酸化防止剤、凝集防止剤などの各種添加物、並びに、膜の強度、感度を高める目的で多官能チオールやエポキシ化合物を含有することができる。
前記増感剤としては、既述の光重合開始剤に対し、電子移動機構又はエネルギー移動機構で増感させるものが好ましく、例えば、以下に列挙する化合物類に属し、かつ300〜450nmの波長領域に吸収波長を有するものが挙げられる。例えば、多核芳香族類(例えば、フェナントレン、アントラセン、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、9,10−ジアルコキシアントラセン)、キサンテン類、チオキサントン類、シアニン類、メロシアニン類、フタロシアニン類、チアジン類、アクリジン類、アントラキノン類、スクアリウム類、アクリジンオレンジ、クマリン類、ケトクマリン、フェノチアジン類、フェナジン類、スチリルベンゼン類、アゾ化合物、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、ジスチリルベンゼン類、カルバゾール類、ポルフィリン、スピロ化合物、キナクリドン、インジゴ、スチリル、ピリリウム化合物、ピロメテン化合物、ピラゾロトリアゾール化合物、ベンゾチアゾール化合物、バルビツール酸誘導体、チオバルビツール酸誘導体、アセトフェノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、ミヒラーズケトンなどの芳香族ケトン化合物、N−アリールオキサゾリジノンなどのヘテロ環化合物などが挙げられる。
また、前記共増感剤は、前記光重合開始剤や前記増感剤の活性放射線に対する感度を一層向上させる、あるいは酸素による光重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。共増感剤の例としては、アミン類(トリエタノールアミン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ホルミルジメチルアニリン、p−メチルチオジメチルアニリン等)、チオール及びスルフィド類(2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプト−4(3H)−キナゾリン、β−メルカプトナフタレン等)、アミノ酸化合物(例:N−フェニルグリシン等)、有機金属化合物(例:トリブチル錫アセテート等)、水素供与体、イオウ化合物(例:トリチアン等)等が挙げられる。
前記熱重合防止剤を添加することにより、組成物の製造中あるいは保存中に光重合性化合物の不要な熱重合を阻止することができる。熱重合防止剤としては、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩等が挙げられる。また、必要に応じて、酸素による重合阻害を防止するために、ベヘン酸やベヘン酸アミド等の高級脂肪酸誘導体等を添加して、塗布後の乾燥の過程で塗布膜の表面に偏在させてもよい。
≪遮光性カラーフィルタ≫
本発明の遮光性カラーフィルタは、既述の本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成されたものである。
本発明の遮光性カラーフィルタは、塗布膜としたときの塗布面異常(遮光漏れ)が抑制される本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成されるため、遮光漏れが抑制され、遮光能に優れる。
遮光性カラーフィルタとは、黒色色材、光重合性化合物、樹脂、光重合開始剤及び溶剤を少なくとも含む感光性樹脂組成物を露光し、現像して得られた遮光性パターンをいう。遮光性カラーフィルタの色は、黒、灰色等の無彩色であってもよいし、有彩色の色味が混ざった黒色、灰色等であってもよい。なお、遮光性カラーフィルタは、黒色色材、光重合性化合物、樹脂、光重合開始剤及び溶剤を少なくとも含む感光性樹脂組成物を露光し、現像して得られたものなので、遮光膜又は遮光性フィルタと言い換えてもよい。
遮光性カラーフィルタは、例えば、固体撮像素子において、受光素子形成面における受光部以外の部分を遮光する用途、受光素子形成面の反対側の面を遮光する用途、色調整用の画素(黒、灰色等の無彩色の画素であってもよいし、有彩色の色味が混ざった黒色、灰色等の画素であってもよい)としての用途など種々の用途に好適に用いることができる。
遮光性カラーフィルタの膜厚としては、特に限定はなく、本発明による効果をより効果的に得る観点から、0.1μm〜10μmが好ましく、0.3μm〜5.0μmがより好ましく、0.5μm〜3.0μmが特に好ましい。また、遮光性カラーフィルタのパターンサイズとしては、特に限定はなく、本発明による効果をより効果的に得る観点から、1000μm以下が好ましく、500μm以下がより好ましく、300μm以下が特に好ましい。下限については、1μmが望ましい。
また、本発明の遮光性カラーフィルタの分光特性としては特に限定はないが、固体撮像素子用として求められることがある赤外域の遮光能を向上させる観点、可視域と赤外域との遮光能のバランスの観点、本発明の効果をより効果的に得る観点等から、波長1200nmにおける光学濃度(OD1200)と波長365nmにおける光学濃度(OD365)との比〔OD1200/OD365〕が、0.5以上3以下であることが好ましい。
光学濃度(OD)は、(株)島津製作所製UV-3600を用い、得られた膜の透過率測定を行ない、得られた透過率(%T)を下記式Bにより変換しOD値とする。
OD値=−Log(%T/100) … 式B
本発明では、波長λnmにおける光学濃度を「ODλ」で表す。
可視域と赤外域との遮光能のバランスの観点、及び本発明の効果をより効果的に得る観点より、遮光性カラーフィルタの光学濃度としては以下の条件が好適である。即ち、
前記〔OD1200/OD365〕は、1.0以上2.5以下がより好ましく、1.3以上2.0以下が特に好ましい。
前記遮光性カラーフィルタの波長1200nmにおける光学濃度(OD1200)は、1.5〜10であることが好ましく、2〜10であることがより好ましい。
前記遮光性カラーフィルタの波長365nmにおける光学濃度(OD365)は、1〜7であることが好ましく、2〜6であることがより好ましい。
前記遮光性カラーフィルタの、900nm〜1300nmの波長領域における光学濃度は、2以上10以下であることが好ましく、2以上9以下であることがより好ましく、2以上8以下であることが特に好ましい。
前記遮光性カラーフィルタの比〔OD900/OD365〕は、1.0以上2.5以下であることが好ましく、1.1以上2.5以下であることがより好ましい。
前記遮光性カラーフィルタの比〔OD1100/OD365〕は、0.6以上2.5以下であることが好ましく、0.7以上2.5以下であることがより好ましい。
前記遮光性カラーフィルタの比〔OD1300/OD365〕は、0.4以上2.3以下であることが好ましく、0.5以上2.0以下であることがより好ましい。
本発明の遮光性カラーフィルタは、例えば、CCDやCMOS等の固体撮像素子に好適に用いることができ、特に、100万画素を超えるようなCCDやCMOS等の固体撮像素子に好適である。
具体的には、厚み2μm以下(好ましくは1μm以下)の薄膜である場合に好適である。この場合、着色剤を除くフォトリソ性に寄与する成分の膜中の量が相対的に減少し、黒色用色材の増量で他成分の量は更に減少して、光線の膜中への透過量が低下し、低露光量となる下膜部では過現像を受けやすく逆テーパー状になったり、パターンが剥離しやすい。これは、形成しようとする膜の膜厚が0.005μm〜0.9μm(更に0.1μm〜0.7μm)の場合により顕著になる。
≪遮光性カラーフィルタの製造方法≫
本発明の遮光性カラーフィルタの製造方法は、支持体上に既述の本発明の遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物を塗布して感光性層を形成する工程(以下、「感光性層形成工程」ともいう。)と、前記感光性層をパターン状に露光する工程(以下、「露光工程」ともいう。)と、露光後の前記感光性層を現像して着色パターンを形成する工程(以下、「現像工程」ともいう。)とを設けて構成されたものである。
以下、本発明の遮光性カラーフィルタの製造方法における各工程を説明する。
−感光性層形成工程−
感光性層形成工程では、支持体上に、本発明の感光性樹脂組成物を塗布して感光性層を形成する。
支持体としては、例えば、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板(シリコンウエハ)等や、相補性金属酸化膜半導体(CMOS)等が挙げられる。また、これらの支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止あるいは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。本発明の遮光性カラーフィルタ及びその製造方法においては、支持体として、構造のある基板(即ち、パターン構造物が形成された基板)を用いた場合に、本発明による剥がれ抑制の効果がより効果的に奏される。パターン構造物としては、薄膜トランジスタ、光電変換素子、パッシベーション膜等の各種のパターン構造物、並びに、形成しようとする遮光性カラーフィルタに先立って既に基板上に設けられている着色パターン(例えば、赤色パターン、緑色パターン、青色パターン、透明パターン等)であってもよい。
支持体上への本発明の感光性樹脂組成物の塗布方法としては、スリット塗布、インクジェット法、回転塗布、流延塗布、ロール塗布、スクリーン印刷法等の各種の塗布方法を適用することができる。
感光性樹脂組成物の塗布膜厚(乾燥膜厚)としては、解像度と現像性の観点から、0.35μm〜3.0μmが好ましく、0.50μm〜2.5μmがより好ましい。
支持体上に塗布された感光性樹脂組成物は、通常は70℃〜130℃で2分〜4分程度の条件下で乾燥され、感光性層が形成される。
−露光工程−
露光工程では、前記感光性層形成工程で形成された感光性層を、例えばマスクを介して、パターン状に露光して硬化させる(マスクを介して露光する場合には、光照射された塗布膜部分だけを硬化させる)。
露光は放射線の照射により行なうことが好ましく、露光に際して用いることができる放射線としては、特に、g線、h線、i線等の紫外線が好ましく用いられ、高圧水銀灯がより好まれる。照射強度は5mJ〜3000mJが好ましく10mJ〜2000mJがより好ましく、10mJ〜1000mJが最も好ましい。
−現像工程−
前記露光工程に引き続いて、露光後の感光性層を例えばアルカリ現像処理により現像して着色パターンを形成する。現像工程では、露光工程における感光性層の非照射部分をアルカリ水溶液等に溶出させることにより、光照射部分だけが残る。
現像液としては、下地の回路などにダメージを起さない点で、有機アルカリ現像液が望ましい。現像温度は、通常は20℃〜30℃であり、現像時間は、通常は20〜240秒である。
前記現像液としては、有機アルカリ化合物を0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%の濃度となるように純水で希釈したアルカリ性水溶液が挙げられる。有機アルカリ化合物としては、例えば、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−[5、4、0]−7−ウンデセンなどを用いることができる。なお、アルカリ性水溶液を現像液として用いた場合、一般には現像後に純水で洗浄(リンス)が行なわれる。
本発明の遮光性カラーフィルタの製造方法においては、上記の感光性層形成工程、露光工程、及び現像工程に加え、必要により、現像後のパターンを加熱及び/又は露光により硬化する硬化工程を更に設けてもよい。
≪固体撮像素子≫
本発明の固体撮像素子は、既述の本発明の遮光性カラーフィルタを設けて構成されたものである。本発明の固体撮像素子は、遮光漏れが抑制された本発明の遮光性カラーフィルタを備えるため、ノイズが低減され、色再現性に優れる。
固体撮像素子の構成としては、本発明の遮光性カラーフィルタが備えられた構成であり、固体撮像素子として機能する構成であれば特に限定はないが、例えば、支持体上に、固体撮像素子(CCDイメージセンサー、CMOSイメージセンサー、等)の受光エリアを構成する複数のフォトダイオード及びポリシリコン等からなる受光素子を有し、支持体の受光素子形成面側(例えば、受光部以外の部分や色調整用画素部、等)又は該形成面の反対側に本発明の遮光性カラーフィルタが備えられた構成が挙げられる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。また、室温は25℃を指す。
(分散剤の合成)
−分散剤1の合成−
500mL三口フラスコに、ε−カプロラクトン600.0g、2−エチル−1−ヘキサノール22.8gを導入し、窒素を吹き込みながら、攪拌溶解した。モノブチル錫オキシド0.1gを加え、100℃に加熱した。8時間後、ガスクロマトグラフィーにて原料が消失したのを確認後、80℃まで冷却した。2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.1gを添加した後、2−メタクリロイロキシエチルイソシアネート27.2gを添加した。5時間後、H−NMRにて原料が消失したのを確認後、室温まで冷却し、固体状の前駆体M1〔下記構造〕を200g得た。M1であることは、H−NMR、IR、質量分析により確認した。

前記前駆体M1を30.0gと、NKエステル CB−1を70.0gと、ドデシルメルカプタン2.3g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233.3gとを、窒素置換した三口フラスコに導入し、攪拌機(新東科学(株):スリーワンモータ)にて攪拌し、窒素をフラスコ内に流しながら加熱して75℃まで昇温した。これに、2,2−アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル(和光純薬(株)製の「V−601」)0.2gを加え、75℃にて2時間加熱攪拌を行なった。2時間後、さらにV−601を0.2g加えて3時間、加熱攪拌の後、下記分散剤1の30%溶液を得た。
分散剤1の組成比、酸価、及び重量平均分子量(Mw)を下記表1に示す。なお、重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ(GPC)により測定し、ポリスチレン換算で算出した値である。GPCは、HLC-8020GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムをTSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー社製)として測定した。
−分散剤2〜5の合成−
前記分散剤1の合成方法と同様の合成法により、下記の分散剤2〜5を合成した。これらの組成比、酸価、重量平均分子量(Mw)を下記表1に示す。
〔実施例1〕
<チタンブラック分散液の調製>
下記組成を混合して得られた混合液を、高せん断循環型分散機を用いて分散処理し(第1の分散工程;分散装置及び分散条件は以下に示す)、その後、ビーズミルによる分散処理(第2の分散工程;分散装置及び分散条件は以下に示す)を開始した。
−混合液の組成−
・チタンブラック(13M−T,三菱マテリアル電子化成(株)製) … 29.4部
・前記分散剤1 … 26.5部
・溶剤1及び溶剤2(溶剤種及び質量比〔溶剤1/溶剤2〕を表1に示す)
… 溶剤1及び溶剤2の合計で44.1部
−第1の分散工程−
・分散装置: 高せん断循環型分散機(IKA社製MagicLab)
・分散条件:
処理時間 … 30min
水冷温度 … 25〜29℃
せん断速度 … 230000(1/s)
(せん断速度は、回転周波数14650(1/s),ギャップ0.01mmにより計算した)
−第2の分散工程−
・分散装置: ビーズミル(寿工業(株)製ウルトラアペックスミル UAM015)
・処理条件:
ビーズ径 … φ0.05mm
ビーズ充填率 … 75体積%
ミル周速 … 12m/sec
分散処理する混合液量 … 680g
循環流量(ポンプ供給量) … 30kg/hour
処理液温度 … 25〜30℃
冷却水 … 水道水
ビーズミル環状通路内容積 … 0.15L
第2の分散工程における分散開始後、上記条件により分散処理を行ないながら30分間隔(1パスの時間)で体積平均粒子径の測定を行なった。このとき、体積平均粒子径は、分散時間(パス回数)とともに減少していったが、次第にその変化量が少なくなった。そして、分散時間を更に30分間延長したときの1パスあたりの体積平均粒子径の変化が10nm以下となった時点(即ち、体積平均粒子径の変化が10nm/パス以下となった時点;ここまでが「一段目の分散処理」である)で、この分散液に以下に示す組成の分散剤1のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液120gを追加した。
−組成−
・前記分散剤1 … 30部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート … 70部
この溶液(分散剤)の追加後、さらに分散処理を10パス継続し、1パス(30分間)あたりの体積平均粒子径の変化が再び10nm以下になった時点でチタンブラック分散液の完成とした。
以上のようにして、チタンブラック分散液を調製した。
<粗大粒子数の測定>
得られたチタンブラック分散液について、粗大粒子数(チタンブラック分散液1μL当りに含まれる体積平均粒子径0.1μm以上の粒子数)の測定を行なった。
測定はシスメック製FPIA3000を使用し、分散液を100倍に希釈してサンプルを作製した。
測定結果を表1に示す。
<沈降性試験>
得られたチタンブラック分散液について、沈降性試験を行なった。
具体的には、所定時間(6ヶ月)経時前の分散液の固形分濃度(a)と、経時後の分散液の固形分濃度(b)と、をそれぞれ測定し、下記式(1)により固形分濃度の変化率(%)を求め、下記評価基準に従ってチタンブラックの沈降性を評価した。
沈降性試験は、室温及び−5℃(冷蔵)の両条件にて行なった。
評価結果は下記表1に示す。
固形分濃度の変化率(%)=〔1−(b/a)〕×100 …(1)
−沈降性の評価基準−
A … 固形分濃度の変化率が3%未満であった。
B … 固形分濃度の変化率が3%以上10%未満であった。
C … 固形分濃度の変化率が10%以上であった。
ここで、固形分濃度の測定は、分散液を5g秤量し、165℃のオーブンで60分加熱し、加熱後に残った分散液量を測定して、下記式(2)から算出して求めた。
固形分濃度[質量%]=加熱後の分散液量/加熱前の分散液量×100 …(2)
また、経時後の固形分濃度の測定は、チタンブラック分散液を50mLの樹脂製容器に入れ、室温と−5℃(冷蔵)の環境に6ヶ月間静置したものを用い、液面上部から1cmの深さまでの上澄み液5gを採取し、採取された分散液の固形分濃度を測定することにより行なった。
<感光性樹脂組成物の調製>
下記組成を混合し、感光性樹脂組成物を得た。
−感光性樹脂組成物の組成−
・上記で調製したチタンブラック分散液 … 50部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(下記T−1) … 8部
・オキシム系光重合開始剤(下記K−1) … 5部
・樹脂(下記J−1;重量平均分子量Mwは以下に示す。) … 10部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート … 27部

<経時安定性>
上記の感光性樹脂組成物をスピンコート法でガラス基板上に塗布し、その後ホットプレート上で120℃で2分間加熱して感光性層を得た。
次いで、感光性層に対し、i線ステッパーを用い、露光量200mJ/cmによる露光を行なうことにより遮光膜を得た。
得られた遮光膜について、島津製作所製分光器UV3600により波長550nmにおける吸光度を測定し、吸光度(i)とした。
これとは別に、上記の感光性樹脂組成物をガラス製の100mL容器に封入し,室温で6ヶ月静置し、液面から2cmまでの感光性樹脂組成物をサンプリングした。
サンプリングした感光性樹脂組成物を用いて同様に遮光膜を作製し,吸光度を測定して吸光度(ii)とした。
測定された吸光度(i)及び(ii)から、6ヶ月静置前後における吸光度の変化率を求め、下記評価基準にしたがって経時安定性(保存安定性)を評価した。
評価結果を表1に示す。
−評価基準−
A:吸光度の変化率が3%未満であった。
B:吸光度の変化率が3%以上10%未満であった。
C:吸光度の変化率が10%以上であった。
<塗布面異常>
上記塗布膜が形成されたガラス基板の裏面(遮光膜が形成されていない側の面)から透過光を照射し、光学顕微鏡を用いて遮光膜の面状を観察した(倍率100倍)。
気泡痕と考えられる遮光漏れを塗布面異常としてカウントした。
評価結果を表1に示す。
表1中には、面積0.01m当りに存在する遮光漏れの個数を示した。
〔実施例2〜17、比較例1〜5〕
実施例1において、「チタンブラック分散液の調製」に用いた分散剤1を、それぞれ下記表1に示す分散剤に代えると共に、溶剤2の種類及び質量比〔溶剤1/溶剤2〕やせん断速度を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、チタンブラック分散液及び感光性樹脂組成物を調製し、実施例1と同様の評価を行なった。
評価結果は下記表1に示す。
<表1の説明>
・質量比〔溶剤1/溶剤2〕欄は、第1の分散工程の対象となる混合液における質量比〔溶剤1/溶剤2〕を示している。
・「PGMEA」は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートである。
・「PGME」は、プロピレングリコールモノメチルエーテルである。
・「EEP」は、3−エトキシエチルプロピオネートである。
前記表1に示すように、実施例では、チタンブラックの沈降が抑制され、経時での保存安定性に優れており、塗布面異常(遮光漏れ)が抑制されていた。
従って、上記遮光性膜をパターン状に露光し、露光後の前記遮光性膜を現像してパターンを形成することで、遮光漏れの少ない遮光性カラーフィルタを作製できる。更に、支持体として、シリコンウエハに代えて、フォトダイオード等の受光素子が形成された固体撮像素子用基板を用いることで、ノイズが少なく色再現性に優れた固体撮像素子を作製することができる。

Claims (8)

  1. チタンブラックと、分散剤と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと、酢酸ブチル、2−ヘプタノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、シクロヘキサノン、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種の溶剤と、を含み、前記少なくとも1種の溶剤の量が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと前記少なくとも1種の溶剤との合計量に対し5質量%以上である混合液に対し、メディアを用いずに分散処理を行なう第1の分散工程と、
    前記第1の分散工程により得られた分散液に対し、メディアを用いて更に分散処理を行なう第2の分散工程と、
    を有する分散組成物の製造方法。
  2. 前記分散剤が、水素原子を除いた原子数が40〜10000の範囲であるグラフト鎖を有するグラフト共重合体である請求項1に記載の分散組成物の製造方法。
  3. 前記グラフト共重合体が、少なくとも下記式(1)〜式(5)のいずれかで表される構造単位を含む請求項2に記載の分散組成物の製造方法。

    〔式(1)〜式(5)において、X、X、X、X、X、および、Xはそれぞれ独立に水素原子或いは1価の有機基を表し、Y、Y、Y、Y、および、Yはそれぞれ独立に2価の連結基を表し、Z、Z、Z、Z、および、Zは、それぞれ独立に1価の有機基を表す。Rは水素原子或いは1価の有機基を表し、Rとしては共重合体中に構造の異なるRを混合して用いても良い。n、m、p、q、および、rはそれぞれ1から500の整数である。jおよびkはそれぞれ独立に2〜8の整数である。〕
  4. 前記グラフト共重合体が、前記式(1)〜式(5)のいずれかで表される構造単位を、該グラフト共重合体の総質量に対し質量換算で、10%〜90%の範囲で含む請求項2又は請求項3に記載の分散組成物の製造方法。
  5. 前記第2の分散工程は、前記第1の分散工程により得られた分散液に対し、前記チタンブラックの体積平均粒子径の変化が10nm/パス以下となるまで分散処理を行い、前記分散処理して得られた分散液に、更に分散剤を添加して前記チタンブラックの体積平均粒子径の変化が10nm/パス以下となるまで分散処理を行なう請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の分散組成物の製造方法。
  6. 前記少なくとも1種の溶剤が、酢酸ブチル、2−ヘプタノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種の溶剤である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の分散組成物の製造方法。
  7. チタンブラックと、分散剤と、樹脂と、重合性化合物と、光重合開始剤と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと、酢酸ブチル、2−ヘプタノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、シクロヘキサノン、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種の溶剤と、を含む遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物を製造する過程で、
    チタンブラックと、分散剤と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと、酢酸ブチル、2−ヘプタノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、シクロヘキサノン、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルからなる群から選択される少なくとも1種の溶剤と、を含み、前記少なくとも1種の溶剤の量が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと前記少なくとも1種の溶剤との合計量に対し5質量%以上である混合液に対し、メディアを用いずに分散処理を行なう第1の分散工程と、
    前記第1の分散工程により得られた分散液に対し、メディアを用いて更に分散処理を行なう第2の分散工程と、
    を有する遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物の製造方法。
  8. 請求項に記載の遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物の製造方法により調製された遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物を支持体上に塗布して感光性層を形成する工程と、
    前記感光性層をパターン状に露光する工程と、
    露光後の前記感光性層を現像して着色パターンを形成する工程と、
    を有する遮光性カラーフィルタの製造方法。
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