JP5326419B2 - Radiation-sensitive composition for forming light-shielding film, light-shielding film for solid-state image sensor, and solid-state image sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CCD、CMOS等の固体撮像素子の有効画素領域(撮像部)の周縁に、遮光膜を形成するために用いられる遮光膜形成用感放射線性組成物、固体撮像素子用遮光膜及び固体撮像素子に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film used for forming a light-shielding film on the periphery of an effective pixel region (imaging unit) of a solid-state image sensor such as a CCD or CMOS, a light-shielding film for a solid-state image sensor, and The present invention relates to a solid-state imaging device.
近年、CCD、CMOS等の固体撮像素子を含む固体撮像装置を備えるデジタルカメラ、ビデオカメラ、車載カメラ、撮影機能を有するパーソナルコンピュータ、携帯電話、電子手帳等の電子機器の性能が急速に向上してきた。この固体撮像素子において、暗電流の低減、ダイナミックレンジの低下防止、周辺回路の動作安定を図るとともに、画質の低下を抑制するために、固体撮像素子に含まれる光電変換部に対して、不要な光を遮ることは、一般的であり、例えば、特許文献1及び2において公知である。これらの文献においては、黒色着色剤及び樹脂を含み、固体撮像素子における光電変換部の有効画素領域(撮像部)の周縁に配置される遮光膜が開示されている。また、特許文献3には、バインダー樹脂と、光を吸収して酸を発生する光酸発生剤と、光酸発生剤の作用により架橋する架橋剤と、金属粒子及び/又は金属化合物粒子とを含有する遮光膜用感光性樹脂組成物が開示されている。 In recent years, the performance of electronic devices such as digital cameras, video cameras, in-vehicle cameras, personal computers having photographing functions, mobile phones, electronic notebooks, etc., equipped with solid-state imaging devices including solid-state imaging devices such as CCDs and CMOSs has been rapidly improved. . In this solid-state imaging device, it is unnecessary for the photoelectric conversion unit included in the solid-state imaging device in order to reduce the dark current, prevent the dynamic range from being lowered, stabilize the operation of the peripheral circuit, and suppress the degradation of the image quality. It is common to block light and is known, for example, in US Pat. In these documents, a light-shielding film that includes a black colorant and a resin and is disposed at the periphery of an effective pixel region (imaging unit) of a photoelectric conversion unit in a solid-state imaging device is disclosed. Patent Document 3 discloses a binder resin, a photoacid generator that absorbs light to generate an acid, a crosslinking agent that crosslinks by the action of the photoacid generator, and metal particles and / or metal compound particles. The photosensitive resin composition for light shielding films to contain is disclosed.
上記電子機器は、性能の向上に伴って、様々な環境下で用いられるようになってきたことから、特に、低温から高温、高湿の条件下において、遮光性及び密着性が低下することなく、安定性能を有する固体撮像素子を与える遮光膜が求められていた。
本発明の目的は、CCD、CMOS等の固体撮像素子の有効画素領域(撮像部)の周縁に、遮光性及び密着性に優れた遮光膜を形成することができ、得られる遮光膜が、低温から高温、高湿の条件下にあっても上記性能を維持することができる遮光膜形成用感放射線性組成物、固体撮像素子用遮光膜及び固体撮像素子を提供することにある。
The above electronic devices have come to be used in various environments as the performance improves, and in particular, under conditions of low temperature to high temperature and high humidity, the light shielding property and the adhesiveness do not deteriorate. There has been a demand for a light-shielding film that provides a solid-state imaging device having stable performance.
An object of the present invention is to form a light-shielding film excellent in light-shielding property and adhesion on the periphery of an effective pixel region (imaging part) of a solid-state image sensor such as a CCD or CMOS. Another object of the present invention is to provide a radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film, a light-shielding film for a solid-state image sensor, and a solid-state image sensor that can maintain the above performance even under conditions of high temperature and high humidity.
本発明は、以下に示される。
1.固体撮像素子における有効画素領域の周縁に、遮光膜を形成するために用いられる遮光膜形成用感放射線性組成物であって、(A)黒色顔料、(B)酸価が15〜40mgKOH/g且つアミン価が25〜40mgKOH/gの変性アクリル系ブロック共重合体、(C)アセナフチレン又はN−フェニルマレイミドに由来する繰り返し構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂、(D)多官能性単量体、及び、(E)光重合開始剤、を含有しており、前記(A)黒色顔料の含有量は、前記(C)アルカリ可溶性樹脂及び前記(D)多官能性単量体の合計100質量部に対して、70〜300質量部であることを特徴とする遮光膜形成用感放射線性組成物。
2.上記黒色顔料がカーボンブラック及び/又はチタンブラックである上記1に記載の遮光膜形成用感放射線性組成物。
3.上記1又は2に記載の遮光膜形成用感放射線性組成物を用いて、上記有効画素領域の周縁に配設されたことを特徴とする固体撮像素子用の遮光膜。
4.上記遮光膜の厚さが3μm以下である上記3に記載の固体撮像素子用の遮光膜。
5.上記3又は4に記載の固体撮像素子用の遮光膜が、上記有効画素領域の周縁に配設されてなることを特徴とする固体撮像素子。
6.上記固体撮像素子に含まれる光電変換部に対応するカラーフィルタの矩形単位画素の最大辺が5μm以下である上記5に記載の固体撮像素子。
The present invention is shown below.
1. A radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film used for forming a light-shielding film on the periphery of an effective pixel region in a solid-state imaging device, wherein (A) a black pigment and (B) an acid value of 15 to 40 mgKOH / g And a modified acrylic block copolymer having an amine value of 25 to 40 mg KOH / g, (C) an alkali-soluble resin having a repeating structural unit derived from acenaphthylene or N-phenylmaleimide, (D) a polyfunctional monomer, and , (E) a photopolymerization initiator, and the content of the (A) black pigment is 100 parts by mass in total of the (C) alkali-soluble resin and the (D) polyfunctional monomer. On the other hand, the radiation sensitive composition for light shielding film formation characterized by being 70-300 mass parts .
2. 2. The radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film according to 1 above, wherein the black pigment is carbon black and / or titanium black.
3. A light-shielding film for a solid-state imaging device, wherein the light-sensitive composition for forming a light-shielding film according to the above 1 or 2 is used and disposed on the periphery of the effective pixel region.
4). 4. The light shielding film for a solid-state imaging device according to the above 3, wherein the light shielding film has a thickness of 3 μm or less.
5. 5. A solid-state imaging device, wherein the light-shielding film for the solid-state imaging device according to 3 or 4 is disposed on a periphery of the effective pixel region.
6). 6. The solid-state imaging device according to 5 above, wherein the maximum side of the rectangular unit pixel of the color filter corresponding to the photoelectric conversion unit included in the solid-state imaging device is 5 μm or less.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物によれば、固体撮像素子における有効画素領域の周縁に、波長400〜1,600nmの光に対する遮光性及び密着性に優れた遮光膜を形成することができ、得られる遮光膜が、低温から高温、高湿の条件下、例えば、温度−50℃〜230℃及び湿度10〜130%の条件下にあっても、上記性能(遮光性及び密着性)を維持することができる。従って、光の透過(侵入)が抑制されたことにより、内部の電気回路等で発生する暗電流が低減された固体撮像素子とすることができる。また、上記黒色顔料がカーボンブラック及び/又はチタンブラックである場合には、特に、遮光性に優れる。
本発明の固体撮像素子用遮光膜によれば、低温から高温、高湿の条件下においても、遮光性及び密着性に優れることから、所期性能の持続性に優れた固体撮像素子及び固体撮像装置を与える。
また、本発明の固体撮像素子によれば、これに含まれる遮光膜が、低温から高温、高湿の条件下においても、剥がれ等が抑制されるので、所期性能の持続性に優れる。
According to the radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention, a light-shielding film having excellent light-shielding properties and adhesion to light having a wavelength of 400 to 1,600 nm is formed around the effective pixel region in the solid-state imaging device. Even if the obtained light-shielding film is under conditions of low temperature to high temperature and high humidity, for example, at a temperature of −50 ° C. to 230 ° C. and a humidity of 10 to 130%, the above performance (light shielding properties and adhesion) ) Can be maintained. Therefore, by suppressing the transmission (intrusion) of light, it is possible to obtain a solid-state imaging device in which dark current generated in an internal electric circuit or the like is reduced. Further, when the black pigment is carbon black and / or titanium black, the light shielding property is particularly excellent.
According to the light-shielding film for a solid-state image pickup device of the present invention, the solid-state image pickup device and the solid-state image pickup excellent in sustainability of the expected performance are excellent in light-shielding property and adhesion even under conditions of low temperature to high temperature and high humidity. Give device.
Moreover, according to the solid-state imaging device of the present invention, the light-shielding film included therein is excellent in sustainability of desired performance because peeling is suppressed even under conditions of low temperature to high temperature and high humidity.
以下、本発明を詳しく説明する。本明細書において、「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルを、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートを意味する。 The present invention will be described in detail below. In this specification, “(meth) acryl” means acryl and methacryl, and “(meth) acrylate” means acrylate and methacrylate.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物は、固体撮像素子における有効画素領域の周縁に、遮光膜を形成するために用いられる組成物であって、(A)黒色顔料(以下、「成分(A)」ともいう。)、(B)酸価が15〜40mgKOH/g且つアミン価が25〜40mgKOH/gの変性アクリル系ブロック共重合体(以下、「成分(B)」ともいう。)、(C)アセナフチレン又はN−フェニルマレイミドに由来する繰り返し構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂(以下、「成分(C)」ともいう。)、(D)多官能性単量体(以下、「成分(D)」ともいう。)、及び、(E)光重合開始剤(以下、「成分(E)」ともいう。)を含有することを特徴とする。 The radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention is a composition used for forming a light-shielding film on the periphery of an effective pixel region in a solid-state imaging device, and comprises (A) a black pigment (hereinafter, “component” (B) modified acrylic block copolymer having an acid value of 15 to 40 mg KOH / g and an amine value of 25 to 40 mg KOH / g (hereinafter also referred to as “component (B)”). , (C) an alkali-soluble resin having a repeating structural unit derived from acenaphthylene or N-phenylmaleimide (hereinafter also referred to as “component (C)”), (D) a polyfunctional monomer (hereinafter referred to as “component ( D) ”) and (E) a photopolymerization initiator (hereinafter also referred to as“ component (E) ”).
上記成分(A)は、特に限定されないが、カーボンブラック、チタンブラック、酸化鉄、酸化マンガン、グラファイト等が挙げられる。これらのうち、カーボンブラック及びチタンブラックが好ましく、特に、カーボンブラックが好ましい。 The component (A) is not particularly limited, and examples thereof include carbon black, titanium black, iron oxide, manganese oxide, and graphite. Of these, carbon black and titanium black are preferable, and carbon black is particularly preferable.
上記カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。 Examples of the carbon black include furnace black, thermal black, and acetylene black.
また、上記カーボンブラックとしては、三菱化学社製の商品名、#2400、#2350、#2300、#2200、#1000、#980、#970、#960、#950、#900、#850、MCF88、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA220、IL30B、IL31B、IL7B、IL11B、IL52B、#4000、#4010、#55、#52、#50、#47、#45、#44、#40、#33、#32、#30、#20、#10、#5、CF9、#3050、#3150、#3250、#3750、#3950、ダイヤブラックA、ダイヤブラックN220M、ダイヤブラックN234、ダイヤブラックI、ダイヤブラックLI、ダイヤブラックII、ダイヤブラックN339、ダイヤブラックSH、ダイヤブラックSHA、ダイヤブラックLH、ダイヤブラックH、ダイヤブラックHA、ダイヤブラックSF、ダイヤブラックN550M、ダイヤブラックE、ダイヤブラックG、ダイヤブラックR、ダイヤブラックN760M、ダイヤブラックLP;キャンカーブ社製の商品名、サーマックスN990、N991、N907、N908、N990、N991、N908;旭カーボン社製の商品名、旭#80、旭#70、旭#70L、旭F−200、旭#66、旭#66HN、旭#60H、旭#60U、旭#60、旭#55、旭#50H、旭#51、旭#50U、旭#50、旭#35、旭#15、アサヒサーマル;デグサ社製の商品名、ColorBlack Fw200、ColorBlack Fw2、ColorBlack Fw2V、ColorBlack Fw1、ColorBlack Fw18、ColorBlack S170、ColorBlack S160、SpecialBlack6、SpecialBlack5、SpecialBlack4、SpecialBlack4A、PrintexU、PrintexV、Printex140U、Printex140V等を用いることができる。
更に、特開平11−60988号公報、特開平11−60989号公報、特開平10−330643号公報、特開平11−80583号公報、特開平11−80584号公報、特開平9−124969号公報、特開平9−95625号公報、特開平9−71733号公報に開示されている樹脂被覆カーボンブラックを使用することもできる。
Further, as the carbon black, trade names of Mitsubishi Chemical Corporation, # 2400, # 2350, # 2300, # 2200, # 1000, # 980, # 970, # 960, # 950, # 900, # 850, MCF88 # 650, MA600, MA7, MA8, MA11, MA100, MA220, IL30B, IL31B, IL7B, IL11B, IL52B, # 4000, # 4010, # 55, # 52, # 50, # 47, # 45, # 44, # 40, # 33, # 32, # 30, # 20, # 10, # 5, CF9, # 3050, # 3150, # 3250, # 3750, # 3950, Diamond Black A, Diamond Black N220M, Diamond Black N234, Diamond Black I, Diamond Black LI, Diamond Black II, Diamond Black N339, Da Diamond Black SH, Diamond Black SHA, Diamond Black LH, Diamond Black H, Diamond Black HA, Diamond Black SF, Diamond Black N550M, Diamond Black E, Diamond Black G, Diamond Black R, Diamond Black N760M, Diamond Black LP; Product name, Thermax N990, N991, N907, N908, N990, N991, N908; product name, Asahi # 80, Asahi # 70, Asahi # 70L, Asahi F-200, Asahi # 66 Asahi # 66HN, Asahi # 60H, Asahi # 60U, Asahi # 60, Asahi # 55, Asahi # 50H, Asahi # 51, Asahi # 50U, Asahi # 50, Asahi # 35, Asahi # 15, Asahi Thermal; Degussa Product name, ColorBlack Fw200, ColorBlack Fw2, ColorBla ck Fw2V, ColorBlack Fw1, ColorBlack Fw18, ColorBlack S170, ColorBlack S160, SpecialBlack6, SpecialBlack5, SpecialBlack4, Pr, 140
Furthermore, JP-A-11-60988, JP-A-11-60989, JP-A-10-330643, JP-A-11-80583, JP-A-11-80584, JP-A-9-124969, Resin-coated carbon black disclosed in JP-A-9-95625 and JP-A-9-71733 can also be used.
上記カーボンブラックは、絶縁性を有することが好ましい。絶縁性を有するカーボンブラックとは、下記のような方法で粉末としての体積抵抗を測定した場合、絶縁性を示す、即ち、体積抵抗値が106Ω・cm以上である、カーボンブラックのことであり、例えば、カーボンブラック粒子表面に、有機物が吸着、被覆または化学結合(グラフト化)しているなど、カーボンブラック粒子表面に有機化合物を有していることをいう。
カーボンブラックを、ベンジルメタクリレート及びメタクリル酸に由来する繰り返し構造単位を、モル比70:30で含む共重合体(重量平均分子量30,000)に対して、質量比20:80となるように、プロピレングリコールモノメチルエーテル中に分散し、分散液を得る。その後、この分散液を、厚さ1.1mm、10cm×10cmのクロム基板上に塗布し、乾燥膜厚3μmの塗膜を作製する。次いで、この塗膜をオーブン中、200℃で1時間熱処理する。そして、JIS K6911に準拠している三菱化学社製の高抵抗率計(「ハイレスターUP(MCP−HT450)」)を用いて印加し、温度23℃及び相対湿度65%の条件下、体積抵抗値を測定する。
本発明において、好ましいカーボンブラックの体積抵抗値は、好ましくは108Ω・cm以上、更に好ましくは109Ω・cm以上である。
The carbon black preferably has an insulating property. Insulating carbon black refers to carbon black that exhibits insulating properties when the volume resistance as a powder is measured by the following method, that is, the volume resistance value is 10 6 Ω · cm or more. Yes, for example, it means having an organic compound on the surface of the carbon black particles, for example, an organic substance is adsorbed, coated or chemically bonded (grafted) on the surface of the carbon black particles.
Propylene is used in a mass ratio of 20:80 to a copolymer (weight average molecular weight of 30,000) containing carbon black and a repeating structural unit derived from benzyl methacrylate and methacrylic acid in a molar ratio of 70:30. Disperse in glycol monomethyl ether to obtain a dispersion. Thereafter, this dispersion is applied onto a chromium substrate having a thickness of 1.1 mm and 10 cm × 10 cm to prepare a coating film having a dry film thickness of 3 μm. Subsequently, this coating film is heat-treated in an oven at 200 ° C. for 1 hour. And it applies using the high resistivity meter made from Mitsubishi Chemical Corporation ("High Lester UP (MCP-HT450)") based on JISK6911, volume resistance under the conditions of temperature 23 degreeC and relative humidity 65%. Measure the value.
In the present invention, the preferred volume resistance value of carbon black is preferably 10 8 Ω · cm or more, more preferably 10 9 Ω · cm or more.
また、上記チタンブラックとしては、TiO、TiO1.25、Ti2O3、Ti4O7、Ti3O5等(TixOy;1≦x≦4、1≦y≦7、y/x<1.75)の低次酸化チタン;窒化チタン;TiOxNy(0.2<x<0.8、0.6<y<1.2)の酸窒化チタン等が挙げられる。
低次酸化チタンとしては、特公昭52−12733号公報に記載されている、二酸化チタンと金属チタン粉末とを、真空又は還元雰囲気中、550℃〜1,100℃の温度で加熱して得られた化合物;特開昭64−11572号公報に記載されている、含水二酸化チタンと金属チタン粉末とを、珪素、アルミニウム、ニオブ、タングステン等を含む化合物からなる焼成処理補助剤の存在下、不活性雰囲気中で加熱して得られた化合物等が挙げられる。
また、酸窒化チタンとしては、特公平3−51645号公報、特公平2−42773号公報等に記載されている、二酸化チタンや水酸化チタンの粉末を、アンモニア存在下、550℃〜950℃程度の温度で還元して得られた化合物が挙げられる。
Further, as the titanium black, TiO, TiO 1.25, Ti 2 O 3, Ti 4
The low-order titanium oxide is obtained by heating titanium dioxide and metallic titanium powder described in Japanese Patent Publication No. 52-12733 in a vacuum or reducing atmosphere at a temperature of 550 ° C. to 1,100 ° C. Compound: Inactive in the presence of a calcination aid consisting of a compound containing silicon, aluminum, niobium, tungsten, etc., as described in JP-A-64-11572. Examples thereof include compounds obtained by heating in an atmosphere.
In addition, as titanium oxynitride, a powder of titanium dioxide or titanium hydroxide described in Japanese Patent Publication No. 3-51645, Japanese Patent Publication No. 2-42773, etc. is about 550 ° C. to 950 ° C. in the presence of ammonia. And compounds obtained by reduction at a temperature of
また、上記チタンブラックとしては、三菱マテリアル社製の商品名、10S、12S、13M、13M−C、13R、13R−N;赤穂化成社製の商品名、TilackD超微粒子タイプ等を用いることができる。
尚、上記チタンブラックは、表面処理されたものを用いることもできる。
In addition, as the titanium black, trade names of Mitsubishi Materials Corporation, 10S, 12S, 13M, 13M-C, 13R, 13R-N; trade names of Ako Kasei Co., Ltd., TilacD ultrafine particle type, and the like can be used. .
In addition, the said titanium black can also use the surface-treated thing.
上記成分(A)の数平均粒子径は、分散安定性及び沈降防止の観点から、好ましくは40nm以下、より好ましくは5〜40nm、更に好ましくは5〜30nmである。尚、上記数平均粒子径は、電子顕微鏡を用いて測定された値とすることができる。 The number average particle size of the component (A) is preferably 40 nm or less, more preferably 5 to 40 nm, still more preferably 5 to 30 nm, from the viewpoints of dispersion stability and sedimentation prevention. In addition, the said number average particle diameter can be made into the value measured using the electron microscope.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物に含有される上記黒色顔料(A)の含有量は、上記アルカリ可溶性樹脂(C)及び多官能性単量体(D)の合計100質量部に対して、70〜300質量部であり、より好ましくは70〜250質量部、更に好ましくは100〜200質量部である。上記成分(A)の含有量が上記範囲にあると、得られる遮光膜の遮光性に優れる。即ち、温度23℃において、波長1,200nmの光を、厚さ1.4μmの遮光膜に照射した場合の透過率を、好ましくは1.5%以下、より好ましくは1.3%以下、更に好ましくは1.2%以下とすることができる。尚、上記成分(A)の含有量が少なすぎると、高光学濃度を得るために遮光膜の厚さを不必要に厚くしなければならない。また、上記成分(A)の含有量が多すぎると、硬化が十分に進まず、遮光膜としての強度が十分でない場合、アルカリ現像の際に現像ラチチュードが狭くなる場合がある。 Content of the said black pigment (A) contained in the radiation sensitive composition for light shielding film formation of this invention is 100 mass parts in total of the said alkali-soluble resin (C) and a polyfunctional monomer (D). in contrast, a 70 to 300 parts by weight, more preferably 70 to 250 parts by weight, more preferably from 100 to 200 parts by weight. When content of the said component (A) exists in the said range, it is excellent in the light-shielding property of the light shielding film obtained. That is, the transmittance when a light shielding film having a thickness of 1.4 μm is irradiated with light having a wavelength of 1,200 nm at a temperature of 23 ° C. is preferably 1.5% or less, more preferably 1.3% or less, and further Preferably it can be 1.2% or less. If the content of the component (A) is too small, the thickness of the light shielding film must be increased unnecessarily in order to obtain a high optical density. On the other hand, if the content of the component (A) is too large, curing does not proceed sufficiently, and if the strength as a light shielding film is not sufficient, the development latitude may be narrowed during alkali development.
上記成分(B)は、酸価が15〜40mgKOH/g且つアミン価が25〜40mgKOH/gの変性アクリル系ブロック共重合体である。この成分(B)は、上記成分(A)の分散剤として用いられ上記成分(A)の表面を改質し、凝集や沈降を防ぐとともに、本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物において、上記成分(C)〜(E)の分散安定性を保つことができる。 The component (B) is a modified acrylic block copolymer having an acid value of 15 to 40 mgKOH / g and an amine value of 25 to 40 mgKOH / g. This component (B) is used as a dispersant for the component (A) to modify the surface of the component (A) to prevent aggregation and sedimentation, and in the radiation sensitive composition for forming a light shielding film of the present invention. The dispersion stability of the components (C) to (E) can be maintained.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物に含有される上記変性アクリル系ブロック共重合体(B)の含有量は、上記黒色顔料(A)100質量部に対して、好ましくは1〜40質量部、より好ましくは5〜30質量部、更に好ましくは10〜25質量部である。上記成分(B)の含有量が上記範囲にあると、得られる遮光膜の遮光性に優れる。尚、上記成分(B)の含有量が少なすぎると、上記成分(A)が凝集し、分散安定性が低下する傾向がある。一方、上記成分(B)の含有量が多すぎると、架橋に必要な成分(C)〜(E)が低下し、膜強度が低下する傾向がある。 The content of the modified acrylic block copolymer (B) contained in the radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention is preferably 1 to 40 with respect to 100 parts by mass of the black pigment (A). It is 5 mass parts, More preferably, it is 5-30 mass parts, More preferably, it is 10-25 mass parts. When content of the said component (B) exists in the said range, it is excellent in the light-shielding property of the light shielding film obtained. In addition, when there is too little content of the said component (B), the said component (A) will aggregate and there exists a tendency for a dispersion stability to fall. On the other hand, when there is too much content of the said component (B), component (C)-(E) required for bridge | crosslinking will fall, and there exists a tendency for film | membrane intensity | strength to fall.
上記成分(C)は、アセナフチレン又はN−フェニルマレイミドに由来する繰り返し構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂である。即ち、この成分(C)は、アセナフチレンに由来する繰り返し構造単位(以下、「単位(c1)」という。)を有する樹脂(以下、「樹脂(C1)」という。)であってよいし、N−フェニルマレイミドに由来する繰り返し構造単位(以下、「単位(c2)」という。)を有する樹脂(以下、「樹脂(C2)」という。)であってもよい。尚、この成分(C)は、単位(c1)及び(c2)を含む樹脂であってもよい。 The component (C) is an alkali-soluble resin having a repeating structural unit derived from acenaphthylene or N-phenylmaleimide. That is, the component (C) may be a resin (hereinafter referred to as “resin (C1)”) having a repeating structural unit derived from acenaphthylene (hereinafter referred to as “unit (c1)”), and N. -It may be a resin (hereinafter referred to as "resin (C2)") having a repeating structural unit derived from phenylmaleimide (hereinafter referred to as "unit (c2)"). The component (C) may be a resin containing units (c1) and (c2).
上記樹脂(C1)は、上記単位(c1)を、繰り返し構造単位の全量に対して、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10〜50質量%、更に好ましくは15〜45質量%含む樹脂である。上記単位(c1)の含有量が上記範囲にあるアルカリ可溶性樹脂を用いると、密着性に優れた遮光膜を形成することができる。
尚、上記樹脂(C1)は、上記のように、単位(c1)のみからなる樹脂であってよいし、この単位(c1)と、他の単位とからなる樹脂であってもよい。他の単位を形成する単量体としては、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、3価以上の不飽和多価カルボン酸、非重合性ジカルボン酸のモノ(2−アクリロイロキシエチル)エステル又はモノ(2−メタクリロイロキシエチル)エステル、カルボキシル基及び重合性不飽和結合を有するポリカプロラクトン誘導体等のカルボキシル基含有不飽和化合物;不飽和ジカルボン酸の無水物、3価以上の不飽和多価カルボン酸の無水物等の不飽和ポリカルボン酸の無水物;芳香族ビニル化合物;不飽和カルボン酸エステル;不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル;不飽和カルボン酸グリシジルエステル;カルボン酸ビニルエステル;不飽和エーテル;シアン化ビニル化合物;不飽和アミド;脂肪族共役ジエン化合物;マクロモノマー等が挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The resin (C1) is a resin containing the unit (c1) with respect to the total amount of the repeating structural units, preferably 5% by mass or more, more preferably 10 to 50% by mass, and still more preferably 15 to 45% by mass. is there. When an alkali-soluble resin having a content of the unit (c1) in the above range is used, a light-shielding film having excellent adhesion can be formed.
The resin (C1) may be a resin composed only of the unit (c1) as described above, or may be a resin composed of the unit (c1) and another unit. Monomers that form other units include unsaturated monocarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids, trivalent or higher unsaturated polycarboxylic acids, and mono (2-acryloyloxyethyl) esters of non-polymerizable dicarboxylic acids. Or a carboxyl group-containing unsaturated compound such as a mono (2-methacryloyloxyethyl) ester, a carboxyl group and a polycaprolactone derivative having a polymerizable unsaturated bond; an unsaturated dicarboxylic acid anhydride, a trivalent or higher unsaturated polyvalent Unsaturated polycarboxylic acid anhydrides such as carboxylic acid anhydrides; aromatic vinyl compounds; unsaturated carboxylic acid esters; unsaturated carboxylic acid aminoalkyl esters; unsaturated carboxylic acid glycidyl esters; carboxylic acid vinyl esters; ; Vinyl cyanide compound; unsaturated amide; aliphatic conjugated diene compound; macromonomer etc. It is below. These may be used alone or in combination of two or more.
上記カルボキシル基含有不飽和化合物のうち、不飽和モノカルボン酸としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、けい皮酸、α−クロロアクリル酸等が挙げられる。
不飽和ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等が挙げられる。
非重合性ジカルボン酸のモノ(2−アクリロイロキシエチル)エステル又はモノ(2−メタクリロイロキシエチル)エステルとしては、こはく酸モノ(2−アクリロイロキシエチル)、こはく酸モノ(2−メタクリロイロキシエチル)、フタル酸モノ(2−アクリロイロキシエチル)、フタル酸モノ(2−メタクリロイロキシエチル)等が挙げられる。
カルボキシル基及び重合性不飽和結合を有するポリカプロラクトン誘導体としては、ωカルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
Among the carboxyl group-containing unsaturated compounds, examples of the unsaturated monocarboxylic acid include (meth) acrylic acid, crotonic acid, α-chloroacrylic acid, cinnamic acid, α-chloroacrylic acid and the like.
Examples of the unsaturated dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and the like.
As mono (2-acryloyloxyethyl) ester or mono (2-methacryloyloxyethyl) ester of non-polymerizable dicarboxylic acid, succinic acid mono (2-acryloyloxyethyl), succinic acid mono (2-methacryloyl) Roxyethyl), mono (2-acryloyloxyethyl) phthalate, mono (2-methacryloyloxyethyl) phthalate and the like.
Examples of the polycaprolactone derivative having a carboxyl group and a polymerizable unsaturated bond include ω-carboxypolycaprolactone mono (meth) acrylate.
上記不飽和ジカルボン酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。
上記芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−ビニルトルエン、m−ビニルトルエン、p−ビニルトルエン、p−クロロスチレン、o−メトキシスチレン、m−メトキシスチレン、p−メトキシスチレン、インデン、p−ビニルベンジルメチルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル等が挙げられる。
Examples of the unsaturated dicarboxylic anhydride include maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, and the like.
Examples of the aromatic vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, o-vinyltoluene, m-vinyltoluene, p-vinyltoluene, p-chlorostyrene, o-methoxystyrene, m-methoxystyrene, p-methoxystyrene, Indene, p-vinylbenzyl methyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether and the like can be mentioned.
上記不飽和カルボン酸エステルとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−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、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−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、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−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、アリル(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、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of the unsaturated carboxylic acid ester include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, sec -Butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate 3-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) ) Acrylate, methoxy diethylene glycol (meth) acrylate, methoxy triethylene glycol (meth) acrylate, methoxy dipropylene glycol (meth) acrylate, glycerin mono (meth) acrylate.
上記不飽和カルボン酸アミノアルキルエステルとしては、2−アミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−アミノプロピル(メタ)アクリレート、2−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、3−アミノプロピル(メタ)アクリレート、3−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記不飽和カルボン酸グリシジルエステルとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、β−エチルグリシジル(メタ)アクリレート、3−メチル−3,4−エポキシブチル(メタ)アクリレート、3−エチル−3,4−エポキシブチル(メタ)アクリレート、4−メチル−4,5−エポキシペンチル(メタ)アクリレート、2,3−エポキシシクロヘキシルメチル(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)アクリレート等が挙げられる。
上記カルボン酸ビニルエステルとして、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等が挙げられる。
Examples of the unsaturated carboxylic acid aminoalkyl ester include 2-aminoethyl (meth) acrylate, 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-aminopropyl (meth) acrylate, 2-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, 3 -Aminopropyl (meth) acrylate, 3-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, etc. are mentioned.
Examples of the unsaturated carboxylic acid glycidyl ester include glycidyl (meth) acrylate, β-methylglycidyl (meth) acrylate, β-ethylglycidyl (meth) acrylate, 3-methyl-3,4-epoxybutyl (meth) acrylate, 3 -Ethyl-3,4-epoxybutyl (meth) acrylate, 4-methyl-4,5-epoxypentyl (meth) acrylate, 2,3-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meta ) Acrylate and the like.
Examples of the carboxylic acid vinyl ester include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, and vinyl benzoate.
上記不飽和エーテルとしては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、アリルグリシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
上記シアン化ビニル化合物として、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が挙げられる。
上記不飽和アミドとしては、(メタ)アクリルアミド、α−クロロアクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
Examples of the unsaturated ether include vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, allyl glycidyl ether, and methallyl glycidyl ether.
Examples of the vinyl cyanide compound include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, vinylidene cyanide, and the like.
Examples of the unsaturated amide include (meth) acrylamide, α-chloroacrylamide, N- (2-hydroxyethyl) (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide and the like.
上記脂肪族共役ジエン化合物としては、1,3−ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。
また、上記マクロモノマーとしては、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリ(メタ)アクリル酸n−ブチル、ポリシロキサン等の重合体分子鎖末端に、モノ(メタ)アクリロイル基を有するマクロモノマー類等が挙げられる。
Examples of the aliphatic conjugated diene compound include 1,3-butadiene, isoprene, chloroprene and the like.
Moreover, as said macromonomer, macromonomers which have a mono (meth) acryloyl group in polymer molecular chain terminal, such as polystyrene, poly (meth) acrylate methyl, poly (meth) acrylate n-butyl, polysiloxane, etc. Etc.
上記樹脂(C1)としては、アセナフチレン・メタクリル酸・ベンジルメタクリレート共重合体、アセナフチレン・メタクリル酸・メチルメタクリレート共重合体、アセナフチレン・α−クロロアクリル酸・o−メトキシスチレン共重合体、アセナフチレン・アクリル酸・インデン共重合体、(メタ)アクリル酸・ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート・アセナフチレン・ベンジル(メタ)アクリレート・2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート共重合体、アセナフチレン・メタクリル酸・N−フェニルマレイミド共重合体等が挙げられる。
上記樹脂(C1)は、単独で用いてよいし、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the resin (C1) include acenaphthylene / methacrylic acid / benzyl methacrylate copolymer, acenaphthylene / methacrylic acid / methyl methacrylate copolymer, acenaphthylene / α-chloroacrylic acid / o-methoxystyrene copolymer, acenaphthylene / acrylic acid.・ Indene copolymer, (meth) acrylic acid, ω-carboxypolycaprolactone mono (meth) acrylate, acenaphthylene, benzyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate copolymer, acenaphthylene, methacrylic acid, N- Examples thereof include a phenylmaleimide copolymer.
The resin (C1) may be used alone or in combination of two or more.
一方、上記樹脂(C2)は、上記単位(c2)を、繰り返し構造単位の全量に対して、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10〜50質量%、更に好ましくは15〜45質量%含む樹脂である。上記単位(c2)の含有量が上記範囲にあるアルカリ可溶性樹脂を用いると、密着性に優れた遮光膜を形成することができる。
尚、上記樹脂(C2)は、上記のように、単位(c2)のみからなる樹脂であってよいし、この単位(c2)と、他の単位とからなる樹脂であってもよい。他の単位を形成する単量体としては、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、3価以上の不飽和多価カルボン酸、非重合性ジカルボン酸のモノ(2−アクリロイロキシエチル)エステル又はモノ(2−メタクリロイロキシエチル)エステル、カルボキシル基及び重合性不飽和結合を有するポリカプロラクトン誘導体等のカルボキシル基含有不飽和化合物;不飽和ジカルボン酸の無水物、3価以上の不飽和多価カルボン酸の無水物等の不飽和ポリカルボン酸の無水物;芳香族ビニル化合物;不飽和カルボン酸エステル;不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル;不飽和カルボン酸グリシジルエステル;カルボン酸ビニルエステル;不飽和エーテル;シアン化ビニル化合物;不飽和アミド;脂肪族共役ジエン化合物;マクロモノマー等が挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
On the other hand, the resin (C2) contains the unit (c2) in an amount of preferably 5% by mass or more, more preferably 10 to 50% by mass, and still more preferably 15 to 45% by mass with respect to the total amount of the repeating structural units. Resin. When an alkali-soluble resin having a content of the unit (c2) in the above range is used, a light-shielding film having excellent adhesion can be formed.
The resin (C2) may be a resin composed only of the unit (c2) as described above, or may be a resin composed of the unit (c2) and another unit. Monomers that form other units include unsaturated monocarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids, trivalent or higher unsaturated polycarboxylic acids, and mono (2-acryloyloxyethyl) esters of non-polymerizable dicarboxylic acids. Or a carboxyl group-containing unsaturated compound such as a mono (2-methacryloyloxyethyl) ester, a carboxyl group and a polycaprolactone derivative having a polymerizable unsaturated bond; an unsaturated dicarboxylic acid anhydride, a trivalent or higher unsaturated polyvalent Unsaturated polycarboxylic acid anhydrides such as carboxylic acid anhydrides; aromatic vinyl compounds; unsaturated carboxylic acid esters; unsaturated carboxylic acid aminoalkyl esters; unsaturated carboxylic acid glycidyl esters; carboxylic acid vinyl esters; ; Vinyl cyanide compound; unsaturated amide; aliphatic conjugated diene compound; macromonomer etc. It is below. These may be used alone or in combination of two or more.
上記樹脂(C2)としては、(メタ)アクリル酸・スチレン・ベンジル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド共重合体、(メタ)アクリル酸・スチレン・フェニル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド共重合体、(メタ)アクリル酸・グリセロールモノ(メタ)アクリレート・スチレン・N−フェニルマレイミド共重合体、(メタ)アクリル酸・スチレン・ベンジル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド・ポリスチレンマクロモノマー共重合体、(メタ)アクリル酸・スチレン・ベンジル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド・ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、(メタ)アクリル酸・スチレン・フェニル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド・ポリスチレンマクロモノマー共重合体、(メタ)アクリル酸・スチレン・フェニル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド・ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、(メタ)アクリル酸・グリセロールモノ(メタ)アクリレート・スチレン・メチル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド共重合体、(メタ)アクリル酸・グリセロールモノ(メタ)アクリレート・スチレン・2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド共重合体、(メタ)アクリル酸・グリセロールモノ(メタ)アクリレート・スチレン・ベンジル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド共重合体、(メタ)アクリル酸・グリセロールモノ(メタ)アクリレート・スチレン・フェニル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド共重合体、(メタ)アクリル酸・こはく酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕・グリセロールモノ(メタ)アクリレート・スチレン・N−フェニルマレイミド共重合体、(メタ)アクリル酸・グリセロールモノ(メタ)アクリレート・スチレン・N−フェニルマレイミド・ポリスチレンマクロモノマー共重合体、(メタ)アクリル酸・グリセロールモノ(メタ)アクリレート・スチレン・N−フェニルマレイミド・ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、(メタ)アクリル酸・スチレン・2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート・ベンジル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド・ポリスチレンマクロモノマー共重合体、(メタ)アクリル酸・スチレン・2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート・ベンジル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド・ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体、(メタ)アクリル酸・スチレン・2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート・フェニル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド・ポリスチレンマクロモノマー共重合体、(メタ)アクリル酸・スチレン・2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート・フェニル(メタ)アクリレート・N−フェニルマレイミド・ポリメチルメタクリレートマクロモノマー共重合体等が挙げられる。
上記樹脂(C2)は、単独で用いてよいし、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the resin (C2) include (meth) acrylic acid / styrene / benzyl (meth) acrylate / N-phenylmaleimide copolymer, (meth) acrylic acid / styrene / phenyl (meth) acrylate / N-phenylmaleimide copolymer (Meth) acrylic acid / glycerol mono (meth) acrylate / styrene / N-phenylmaleimide copolymer, (meth) acrylic acid / styrene / benzyl (meth) acrylate / N-phenylmaleimide / polystyrene macromonomer copolymer , (Meth) acrylic acid / styrene / benzyl (meth) acrylate / N-phenylmaleimide / polymethyl methacrylate macromonomer copolymer, (meth) acrylic acid / styrene / phenyl (meth) acrylate / N-phenylmaleimide / polystyrene macro Mo Mer copolymer, (meth) acrylic acid / styrene / phenyl (meth) acrylate / N-phenylmaleimide / polymethyl methacrylate macromonomer copolymer, (meth) acrylic acid / glycerol mono (meth) acrylate / styrene / methyl ( (Meth) acrylate / N-phenylmaleimide copolymer, (meth) acrylic acid / glycerol mono (meth) acrylate / styrene / 2-hydroxyethyl (meth) acrylate / N-phenylmaleimide copolymer, (meth) acrylic acid / Glycerol mono (meth) acrylate / styrene / benzyl (meth) acrylate / N-phenylmaleimide copolymer, (meth) acrylic acid / glycerol mono (meth) acrylate / styrene / phenyl (meth) acrylate / N-phenylmaleimi Copolymer, (meth) acrylic acid / succinic acid mono [2- (meth) acryloyloxyethyl] / glycerol mono (meth) acrylate / styrene / N-phenylmaleimide copolymer, (meth) acrylic acid / glycerol mono (Meth) acrylate / styrene / N-phenylmaleimide / polystyrene macromonomer copolymer, (meth) acrylic acid / glycerol mono (meth) acrylate / styrene / N-phenylmaleimide / polymethylmethacrylate macromonomer copolymer, (meta Acrylic acid, styrene, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, N-phenylmaleimide, polystyrene macromonomer copolymer, (meth) acrylic acid, styrene, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, Be Nyl (meth) acrylate / N-phenylmaleimide / polymethylmethacrylate macromonomer copolymer, (meth) acrylic acid / styrene / 2-hydroxyethyl (meth) acrylate / phenyl (meth) acrylate / N-phenylmaleimide / polystyrene macro Monomer copolymers, (meth) acrylic acid, styrene, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, N-phenylmaleimide, polymethylmethacrylate macromonomer copolymer, and the like.
The resin (C2) may be used alone or in combination of two or more.
上記成分(C)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」という)は、好ましくは3,000〜300,000、より好ましくは5,000〜100,000、更に好ましくは5,000〜50,000である。上記成分(C)のMwが上記範囲にあると、パターンニング特性と硬度、耐熱性、耐水性、耐湿性などの膜強度を両立することができる。 The weight average molecular weight in terms of polystyrene (hereinafter referred to as “Mw”) measured by gel permeation chromatography (GPC) of the component (C) is preferably 3,000 to 300,000, more preferably 5,000 to 100. 5,000, more preferably 5,000 to 50,000. When Mw of the said component (C) exists in the said range, film strength, such as a patterning characteristic and hardness, heat resistance, water resistance, moisture resistance, can be made compatible.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物に含有される上記アルカリ可溶性樹脂(C)の含有量は、上記黒色顔料(A)100質量部に対して、好ましくは6〜160質量部、より好ましくは8〜120質量部、更に好ましくは10〜80質量部である。上記成分(C)の含有量が上記範囲にあると、アルカリ現像性に優れる。尚、上記成分(C)の含有量が少なすぎると、アルカリ現像性が低下したり、未露光部に、地汚れ、膜残り等が発生する場合がある。一方、上記成分(C)の含有量が多すぎると、目的とする色濃度が得られない場合がある。 The content of the alkali-soluble resin (C) contained in the radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention is preferably 6 to 160 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the black pigment (A). Preferably it is 8-120 mass parts, More preferably, it is 10-80 mass parts. When the content of the component (C) is in the above range, the alkali developability is excellent. In addition, when there is too little content of the said component (C), alkali developability may fall or a ground stain, a film | membrane residue, etc. may generate | occur | produce in an unexposed part. On the other hand, when there is too much content of the said component (C), the target color density may not be obtained.
上記成分(D)は、2つ以上の重合性不飽和結合を有する単量体である。
上記成分(D)としては、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルキレングリコールのジ(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等のポリアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート;グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の3価以上の多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート及びそのジカルボン酸変性物;ポリエステル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、スピラン樹脂等のオリゴ(メタ)アクリレート;両末端ヒドロキシポリ−1,3−ブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソプレン、両末端ヒドロキシポリカプロラクトン等の、両末端ヒドロキシル化重合体のジ(メタ)アクリレート;トリス(2−アクリロイロキシエチル)フォスフェート、トリス(2−メタクリロイロキシエチル)フォスフェート等を挙げることができる。これらは、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The component (D) is a monomer having two or more polymerizable unsaturated bonds.
Examples of the component (D) include di (meth) acrylates of alkylene glycols such as ethylene glycol and propylene glycol; di (meth) acrylates of polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, Poly (meth) acrylates of trihydric or higher polyhydric alcohols such as dipentaerythritol and their dicarboxylic acid modified products; oligo (meth) acrylates such as polyesters, epoxy resins, urethane resins, alkyd resins, silicone resins, and spirane resins; Di (meth) acrylates of hydroxylated polymers at both ends, such as terminal hydroxypoly-1,3-butadiene, both ends hydroxypolyisoprene, both ends hydroxypolycaprolactone; 2-acryloyloxyethyl) phosphate, it may be mentioned tris (2-methacryloyloxyethyl) phosphate and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記成分(D)のうち、3価以上の多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート及びそのジカルボン酸変性物が好ましい。これらの化合物としては、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メタクリレート、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トリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、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ペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレートの他、下記式で表される化合物が好ましい。
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物に含有される上記多官能性単量体(D)の含有量は、上記アルカリ可溶性樹脂(B)100質量部に対して、好ましくは25〜400質量部、より好ましくは40〜250質量部、更に好ましくは50〜200質量部である。上記成分(D)の含有量が上記範囲にあると、アルカリ現像性に優れ、強度に優れた遮光膜を形成することができる。尚、上記成分(D)の含有量が少なすぎると、遮光膜の強度及び表面平滑性が低下する場合がある。一方、上記成分(D)の含有量が多すぎると、アルカリ現像性が低下したり、未露光部に、地汚れ、膜残り等が発生する場合がある。 The content of the polyfunctional monomer (D) contained in the radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention is preferably 25 to 400 with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin (B). It is a mass part, More preferably, it is 40-250 mass part, More preferably, it is 50-200 mass part. When content of the said component (D) exists in the said range, it is excellent in alkali developability and can form the light shielding film excellent in intensity | strength. In addition, when there is too little content of the said component (D), the intensity | strength and surface smoothness of a light shielding film may fall. On the other hand, when there is too much content of the said component (D), alkali developability may fall or a ground stain, a film | membrane residue, etc. may generate | occur | produce in an unexposed part.
尚、本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物は、上記成分(D)と、重合性不飽和結合を1つ有する単量体(以下、「単官能性単量体」という。)とを併用することができる。
この単官能性単量体としては、上記成分(B)を形成する単量体として例示した各種単量体の他、N−(メタ)アクリロイルモルフォリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニル−ε−カプロラクタム、市販品である「M−5600」(商品名、東亞合成社製)等が挙げられる。これらの単官能性単量体は、単独で用いてよいし、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
The radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention includes the component (D) and a monomer having one polymerizable unsaturated bond (hereinafter referred to as “monofunctional monomer”). Can be used in combination.
Examples of the monofunctional monomer include N- (meth) acryloylmorpholine, N-vinylpyrrolidone, N-vinyl-ε, as well as various monomers exemplified as the monomer for forming the component (B). -Caprolactam, commercially available "M-5600" (trade name, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and the like can be mentioned. These monofunctional monomers may be used alone or in combination of two or more.
上記単官能性単量体を用いる場合、その使用量は、上記成分(D)及びこの単官能性単量体の合計に対して、好ましくは90質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。上記割合であれば、得られる遮光膜の強度及び表面平滑性に優れる。 When the monofunctional monomer is used, the amount used is preferably 90% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, based on the total of the component (D) and the monofunctional monomer. is there. If it is the said ratio, it is excellent in the intensity | strength and surface smoothness of the light shielding film obtained.
上記成分(E)は、光重合開始剤であり、ビイミダゾール系化合物、ベンゾイン系化合物、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、キサントン系化合物、ホスフィン系化合物、トリアジン系化合物、O−アシルオキシム型化合物等が挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The component (E) is a photopolymerization initiator, and is a biimidazole compound, a benzoin compound, an acetophenone compound, a benzophenone compound, an α-diketone compound, a polynuclear quinone compound, a xanthone compound, a phosphine compound, Examples include triazine compounds and O-acyloxime compounds. These may be used alone or in combination of two or more.
上記ビイミダゾール系化合物としては、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−ブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−ブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4−ジブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール等が挙げられる。
上記ビイミダゾール系化合物は、有機溶剤に対する溶解性に優れることから、この化合物を含む組成物は、未溶解物、析出物等の異物を生じることがなく、しかも感度が高く、少ないエネルギー量の露光により硬化反応を十分進行させることができる。そして、コントラストが高く、未露光部で硬化反応が生じることがないため、露光後の被膜は、現像液に対して不溶性の硬化部分と、現像液に対して高い溶解性を有する未硬化部分とに明確に区分される。これにより、アンダーカットのない画素パターン及びブラックマトリックスパターンが所定の配列に従って配置された高精細なパターンアレイを形成することができる。
Examples of the biimidazole compound include 2,2′-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis (4-ethoxycarbonylphenyl) -1,2′-biimidazole, 2,2 '-Bis (2-bromophenyl) -4,4', 5,5'-tetrakis (4-ethoxycarbonylphenyl) -1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4 , 4 ′, 5,5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole, 2,2′-bis (2,4-dichlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenyl-1,2 '-Biimidazole, 2,2'-bis (2,4,6-trichlorophenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'-bis ( 2-Bromophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenyl-1,2′- Imidazole, 2,2′-bis (2,4-dibromophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole, 2,2′-bis (2,4,6) -Tribromophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole and the like.
Since the biimidazole compound is excellent in solubility in an organic solvent, the composition containing this compound does not generate foreign matters such as undissolved matter and precipitates, and has high sensitivity and exposure with a small amount of energy. Can sufficiently advance the curing reaction. And since the contrast is high and a curing reaction does not occur in the unexposed area, the film after exposure has a cured area that is insoluble in the developer and an uncured area that is highly soluble in the developer. It is clearly divided into Thereby, it is possible to form a high-definition pattern array in which pixel patterns and black matrix patterns without undercuts are arranged according to a predetermined arrangement.
上記ベンゾイン系化合物としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2−ベンゾイル安息香酸メチル等が挙げられる。
上記アセトフェノン系化合物としては、2,2−ジメトキシアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−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、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、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、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)ブタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン等が挙げられる。
Examples of the benzoin compounds include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, and methyl 2-benzoylbenzoate.
Examples of the acetophenone compound include 2,2-dimethoxyacetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-Isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 4- (2- Hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,2 -Dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one and the like.
また、上記ベンゾフェノン系化合物としては、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられる。
上記α−ジケトン系化合物としては、ジアセチル、ジベンゾイル、メチルベンゾイルホルメート等が挙げられる。
また、上記多核キノン系化合物としては、アントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン等が挙げられる。
上記キサントン系化合物としては、キサントン、チオキサントン、2−クロロチオキサントン等が挙げられる。
また、上記ホスフィン系化合物としては、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る。
Examples of the benzophenone compounds include 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone and 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone.
Examples of the α-diketone compound include diacetyl, dibenzoyl, and methylbenzoylformate.
Examples of the polynuclear quinone compound include anthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1,4-naphthoquinone, and the like.
Examples of the xanthone compound include xanthone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone and the like.
Examples of the phosphine compound include bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
上記トリアジン系化合物としては、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(フラン−2−イル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(5−メチルフラン−2−イル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−エトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−n−ブトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等が挙げられる。 Examples of the triazine compound include 2,4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- [2- (furan-2 -Yl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- [2- (5-methylfuran-2-yl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -s- Triazine, 2- [2- (4-diethylamino-2-methylphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- [2- (3,4-dimethoxyphenyl) ethenyl]- 4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-ethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-n- butoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine.
O−アシルオキシム型化合物としては、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−2−テトラヒドロフラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−2−テトラヒドロピラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−2−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−2−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−3−テトラヒドロフラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−3−テトラヒドロピラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−3−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−3−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロフラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロピラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−5−テトラヒドロフラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−5−テトラヒドロピラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−5−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−5−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−2−テトラヒドロフラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−2−テトラヒドロピラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−2−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−2−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−3−テトラヒドロフラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−3−テトラヒドロピラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−3−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−3−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロフラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロピラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−4−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−5−テトラヒドロフラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−5−テトラヒドロピラニルオキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−5−テトラヒドロフラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチル−5−テトラヒドロピラニルメトキシベンゾイル)−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−ベンゾイルアセチルオキシム)、エタノン,1−[9−エチル−6−[2−メチル−4−(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラニル)メトキシベンゾイル]−9.H.−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)等が挙げられる。 Examples of the O-acyloxime type compound include ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-2-tetrahydrofuranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-2-tetrahydropyranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-2-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-2-tetrahydropyranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-3-tetrahydrofuranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-3-tetrahydropyranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-3-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-3-tetrahydropyranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydrofuranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydropyranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydropyranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-5-tetrahydrofuranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-5-tetrahydropyranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-5-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-5-tetrahydropyranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-2-tetrahydrofuranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-2-tetrahydropyranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-2-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-2-tetrahydropyranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-3-tetrahydrofuranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-3-tetrahydropyranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-3-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-3-tetrahydropyranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydrofuranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydropyranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-4-tetrahydropyranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-5-tetrahydrofuranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-5-tetrahydropyranyloxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-5-tetrahydrofuranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl-5-tetrahydropyranylmethoxybenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-benzoylacetyloxime), ethanone, 1- [9-ethyl-6- [2-methyl-4- (2,2-dimethyl-1,3-dioxolanyl) Methoxybenzoyl] -9. H. -Carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime) and the like.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物に含有される上記光重合開始剤(E)の含有量は、上記アルカリ可溶性樹脂(B)及び多官能性単量体(D)の合計100質量部に対して、好ましくは1〜50質量部、より好ましくは3〜40質量部、更に好ましくは5〜30質量部である。上記成分(E)の含有量が上記範囲にあると、アルカリ現像性に優れ、強度に優れた遮光膜を形成することができる。尚、上記成分(E)の含有量が少なすぎると、遮光膜の強度及び表面平滑性が低下する場合がある。一方、上記成分(E)の含有量が多すぎると、アルカリ現像性が低下したり、未露光部に、地汚れ、膜残り等が発生する場合がある。 Content of the said photoinitiator (E) contained in the radiation sensitive composition for light shielding film formation of this invention is 100 mass in total of the said alkali-soluble resin (B) and a polyfunctional monomer (D). The amount is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 3 to 40 parts by mass, and still more preferably 5 to 30 parts by mass with respect to parts. When content of the said component (E) exists in the said range, it is excellent in alkali developability and can form the light shielding film excellent in intensity | strength. In addition, when there is too little content of the said component (E), the intensity | strength and surface smoothness of a light shielding film may fall. On the other hand, when there is too much content of the said component (E), alkali developability may fall or a ground stain, film | membrane residue, etc. may generate | occur | produce in an unexposed part.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物は、必要に応じて、水素供与体、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等、種々の添加剤を含有することができる。 The radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention contains various additives such as a hydrogen donor, a surfactant, an adhesion promoter, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and an anti-aggregation agent as necessary. can do.
上記水素供与体は、上記成分(E)がビイミダゾール系化合物を含む場合に、通常、併用される成分であり、これを用いることにより、感度を更に改良することができる。尚、この「水素供与体」とは、露光によりビイミダゾール系化合物から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物である。
上記水素供与体としては、下記で定義するメルカプタン系化合物、下記で定義するアミン系化合物等が好ましい。
上記メルカプタン系化合物は、好ましくは、芳香環又は複素環を母核とし、この母核に直接結合したメルカプト基を1個以上、好ましくは1〜3個、より好ましくは1〜2個有する化合物であり、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−2,5−ジメチルアミノピリジン等が挙げられる。
また、上記アミン系化合物は、好ましくは、芳香環又は複素環を母核とし、この母核に直接結合したアミノ基を1個以上、好ましくは1〜3個、より好ましくは1〜2個有する化合物であり、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−ジエチルアミノアセトフェノン、4−ジメチルアミノプロピオフェノン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノベンゾニトリル等が挙げられる。
尚、メルカプト基及びアミノ基を有する水素供与体を用いることもできる。
The said hydrogen donor is a component normally used together when the said component (E) contains a biimidazole type compound, A sensitivity can further be improved by using this. The “hydrogen donor” is a compound that can donate a hydrogen atom to a radical generated from a biimidazole compound by exposure.
The hydrogen donor is preferably a mercaptan compound defined below, an amine compound defined below, or the like.
The mercaptan-based compound is preferably a compound having an aromatic ring or a heterocyclic ring as a mother nucleus and one or more, preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2, mercapto groups directly bonded to the mother nucleus. Yes, 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, 2-mercapto-2,5-dimethylaminopyridine and the like.
In addition, the amine compound preferably has an aromatic ring or a heterocyclic ring as a mother nucleus, and has one or more, preferably 1-3, more preferably 1-2 amino groups bonded directly to the mother nucleus. 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 4-diethylaminoacetophenone, 4-dimethylaminopropiophenone, 4-dimethylaminoethyl benzoate, 4- Examples include isoamyl dimethylaminobenzoate, 4-dimethylaminobenzoic acid, 4-dimethylaminobenzonitrile and the like.
A hydrogen donor having a mercapto group and an amino group can also be used.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物が上記水素供与体を含有する場合、その含有量は、上記アルカリ可溶性樹脂(B)及び多官能性単量体(D)の合計100質量部に対して、好ましくは0.1〜30質量部、より好ましくは0.5〜25質量部、更に好ましくは1〜20質量部である。上記水素供与体の含有量が上記範囲にあると、本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物を用いて形成される被膜の高感度化を図ることができる。 When the radiation sensitive composition for light shielding film formation of this invention contains the said hydrogen donor, the content is 100 mass parts in total of the said alkali-soluble resin (B) and a polyfunctional monomer (D). On the other hand, it is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 25 parts by mass, and still more preferably 1 to 20 parts by mass. When the content of the hydrogen donor is within the above range, it is possible to increase the sensitivity of the coating film formed using the radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention.
上記界面活性剤としては、カチオン性、アニオン性、ノニオン性及び両性のいずれでもよく、単独で用いてよいし、組み合わせて用いてもよい。
上記界面活性剤としては、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等の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n−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル;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等のポリエチレングリコールジエステル;ソルビタン脂肪酸エステル;脂肪酸変性ポリエステル;3級アミン変性ポリウレタン等が挙げられる。
The surfactant may be cationic, anionic, nonionic or amphoteric, and may be used alone or in combination.
Examples of the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, and the like. Polyoxyethylene alkyl phenyl ethers of the following: polyethylene glycol diesters such as polyethylene glycol dilaurate and polyethylene glycol distearate; sorbitan fatty acid esters; fatty acid modified polyesters; tertiary amine modified polyurethanes and the like.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物が上記界面活性剤を含有する場合、その含有量は、上記アルカリ可溶性樹脂(B)及び多官能性単量体(D)の合計100質量部に対して、好ましくは0.01〜5質量部、より好ましくは0.03〜4質量部、更に好ましくは0.05〜3質量部である。 When the radiation sensitive composition for light shielding film formation of this invention contains the said surfactant, the content is 100 mass parts in total of the said alkali-soluble resin (B) and a polyfunctional monomer (D). On the other hand, it is preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.03 to 4 parts by mass, and still more preferably 0.05 to 3 parts by mass.
上記密着促進剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the adhesion promoter include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, and N- (2-aminoethyl). ) -3-Aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltri Examples include methoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物が上記密着促進剤を含有する場合、その含有量は、上記アルカリ可溶性樹脂(B)及び多官能性単量体(D)の合計100質量部に対して、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは0.3〜15質量部、更に好ましくは0.5〜10質量部である。 When the radiation sensitive composition for light shielding film formation of this invention contains the said adhesion promoter, the content is 100 mass parts in total of the said alkali-soluble resin (B) and a polyfunctional monomer (D). On the other hand, it is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.3 to 15 parts by mass, and still more preferably 0.5 to 10 parts by mass.
上記酸化防止剤としては、2,2’−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール等が挙げられる。
上記紫外線吸収剤としては、2−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン等が挙げられる。
また、上記凝集防止剤としては、ポリアクリル酸ナトリウム等が挙げられる。
Examples of the antioxidant include 2,2′-thiobis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,6-di-tert-butylphenol and the like.
Examples of the ultraviolet absorber include 2- (3-tert-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole, alkoxybenzophenone, and the like.
Moreover, sodium acrylate etc. are mentioned as said aggregation inhibitor.
更に、組成物のアルカリ現像液に対する溶解特性をより改善し、且つ、現像後の未溶解物の残存をより抑制する作用等を示す、有機酸又は有機アミノ化合物等を用いることもできる。 Furthermore, an organic acid or an organic amino compound or the like that can improve the solubility characteristics of the composition in an alkaline developer and further suppress the remaining undissolved material after development can be used.
上記有機酸としては、分子中に1個以上のカルボキシル基を有する化合物であれば、脂肪族カルボン酸及び芳香族カルボン酸のいずれを用いてもよい。また、これらを組み合わせてもよい。
脂肪族カルボン酸としては、ぎ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ジエチル酢酸、エナント酸、カプリル酸等のモノカルボン酸;しゅう酸、マロン酸、こはく酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルこはく酸、テトラメチルこはく酸、シクロヘキサンジカルボン酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸等のジカルボン酸;トリカルバリル酸、アコニット酸、カンホロン酸等のトリカルボン酸等が挙げられる。
As the organic acid, any aliphatic carboxylic acid or aromatic carboxylic acid may be used as long as it is a compound having one or more carboxyl groups in the molecule. Moreover, you may combine these.
Aliphatic carboxylic acids include monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, pivalic acid, caproic acid, diethyl acetic acid, enanthic acid, caprylic acid; oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutar Acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, brassic acid, methylmalonic acid, ethylmalonic acid, dimethylmalonic acid, methylsuccinic acid, tetramethylsuccinic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, itaconic acid, citraconic acid And dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, and mesaconic acid; and tricarboxylic acids such as tricarbaric acid, aconitic acid, and camphoric acid.
また、芳香族カルボン酸としては、カルボキシル基が直接フェニル基に結合した化合物、カルボキシル基が炭素鎖を介してフェニル基に結合した化合物等が挙げられ、安息香酸、トルイル酸、クミン酸、ヘメリト酸、メシチレン酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸;トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、ピロメリット酸等の3価以上の芳香族ポリカルボン酸;フェニル酢酸、ヒドロアトロパ酸、ヒドロけい皮酸、マンデル酸、フェニルこはく酸、アトロパ酸、けい皮酸、シンナミリデン酸、クマル酸、ウンベル酸等が挙げられる。 Examples of aromatic carboxylic acids include compounds in which a carboxyl group is directly bonded to a phenyl group, compounds in which a carboxyl group is bonded to a phenyl group via a carbon chain, and the like. Benzoic acid, toluic acid, cumic acid, hemelic acid Aromatic monocarboxylic acids such as mesitylene acid; aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid; trivalent or higher aromatic polycarboxylic acids such as trimellitic acid, trimesic acid, melophanoic acid and pyromellitic acid Phenylacetic acid, hydroatropic acid, hydrocinnamic acid, mandelic acid, phenylsuccinic acid, atropic acid, cinnamic acid, cinnamylidene acid, coumaric acid, and umberic acid.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物が上記有機酸を含有する場合、その含有量は、組成物全体に対して、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。この場合、上記有機酸の含有量が多すぎると、遮光膜の密着性が低下する場合がある。 When the radiation sensitive composition for light shielding film formation of this invention contains the said organic acid, the content becomes like this. Preferably it is 15 mass% or less with respect to the whole composition, More preferably, it is 10 mass% or less. In this case, when there is too much content of the said organic acid, the adhesiveness of a light shielding film may fall.
また、上記有機アミノ化合物としては、分子中に1個以上のアミノ基を有する化合物であれば、脂肪族アミン及び芳香族アミンのいずれを用いてもよい。また、これらを組み合わせてもよい。
上記脂肪族アミンとしては、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、n−ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−へプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、n−ウンデシルアミン、n−ドデシルアミン、シクロヘキシルアミン、2−メチルシクロヘキシルアミン、3−メチルシクロヘキシルアミン、4−メチルシクロヘキシルアミン、2−エチルシクロヘキシルアミン、3−エチルシクロヘキシルアミン、4−エチルシクロヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン;メチルエチルアミン、ジエチルアミン、メチルn−プロピルアミン、エチルn−プロピルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−イソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジ−イソブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジ−tert−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミン、エチルシクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン;ジメチルエチルアミン、メチルジエチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルn−プロピルアミン、ジエチルn−プロピルアミン、メチルジ−n−プロピルアミン、エチルジ−n−プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−イソプロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−イソブチルアミン、トリ−sec−ブチルアミン、トリ−tert−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジエチルシクロヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、エチルジシクロヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン;2−アミノエタノール、3−アミノ−1−プロパノール、1−アミノ−2−プロパノール、4−アミノ−1−ブタノール、5−アミノ−1−ペンタノール、6−アミノ−1−ヘキサノール、4−アミノ−1−シクロヘキサノール等のモノ(シクロ)アルカノールアミン;ジエタノールアミン、ジ−n−プロパノールアミン、ジ−イソプロパノールアミン、ジ−n−ブタノールアミン、ジ−イソブタノールアミン、ジ−n−ペンタノールアミン、ジ−n−ヘキサノールアミン、ジ(4−シクロヘキサノール)アミン等のジ(シクロ)アルカノールアミン;トリエタノールアミン、トリ−n−プロパノールアミン、トリ−イソプロパノールアミン、トリ−n−ブタノールアミン、トリ−イソブタノールアミン、トリ−n−ペンタノールアミン、トリ−n−ヘキサノールアミン、トリ(4−シクロヘキサノール)アミン等のトリ(シクロ)アルカノールアミン;3−アミノ−1,2−プロパンジオール、2−アミノ−1,3−プロパンジオール、4−アミノ−1,2−ブタンジオール、4−アミノ−1,3−ブタンジオール、4−アミノ−1,2−シクロヘキサンジオール、4−アミノ−1,3−シクロヘキサンジオール、3−ジメチルアミノ−1,2−プロパンジオール、3−ジエチルアミノ−1,2−プロパンジオール、2−ジメチルアミノ−1,3−プロパンジオール、2−ジエチルアミノ−1,3−プロパンジオール等のアミノ(シクロ)アルカンジオール;1−アミノシクロペンタンメタノール、4−アミノシクロペンタンメタノール、1−アミノシクロヘキサンメタノール、4−アミノシクロヘキサンメタノール、4−ジメチルアミノシクロペンタンメタノール、4−ジエチルアミノシクロペンタンメタノール、4−ジメチルアミノシクロヘキサンメタノール、4−ジエチルアミノシクロヘキサンメタノール等のアミノ基含有シクロアルカンメタノール;β−アラニン、2−アミノ酪酸、3−アミノ酪酸、4−アミノ酪酸、2−アミノイソ酪酸、3−アミノイソ酪酸、2−アミノ吉草酸、5−アミノ吉草酸、6−アミノカプロン酸、1−アミノシクロプロパンカルボン酸、1−アミノシクロヘキサンカルボン酸、4−アミノシクロヘキサンカルボン酸等のアミノカルボン酸等が挙げられる。
Moreover, as said organic amino compound, as long as it is a compound which has a 1 or more amino group in a molecule | numerator, you may use any of an aliphatic amine and an aromatic amine. Moreover, you may combine these.
Examples of the aliphatic amine include n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-undecylamine, n-dodecylamine, cyclohexylamine, 2-methylcyclohexylamine, 3-methylcyclohexylamine, 4-methylcyclohexylamine, 2-ethylcyclohexylamine, 3-ethylcyclohexyl Mono (cyclo) alkylamines such as amine and 4-ethylcyclohexylamine; methylethylamine, diethylamine, methyl n-propylamine, ethyl n-propylamine, di-n-propylamine, di Isopropylamine, di-n-butylamine, di-isobutylamine, di-sec-butylamine, di-tert-butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, methylcyclohexylamine, ethylcyclohexylamine, dicyclohexylamine Di (cyclo) alkylamines such as: dimethylethylamine, methyldiethylamine, triethylamine, dimethyl n-propylamine, diethyl n-propylamine, methyldi-n-propylamine, ethyldi-n-propylamine, tri-n-propylamine, Tri-isopropylamine, tri-n-butylamine, tri-isobutylamine, tri-sec-butylamine, tri-tert-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, Tri (cyclo) alkylamines such as methylcyclohexylamine, diethylcyclohexylamine, methyldicyclohexylamine, ethyldicyclohexylamine, tricyclohexylamine; 2-aminoethanol, 3-amino-1-propanol, 1-amino-2-propanol, 4 Mono (cyclo) alkanolamines such as amino-1-butanol, 5-amino-1-pentanol, 6-amino-1-hexanol, 4-amino-1-cyclohexanol; diethanolamine, di-n-propanolamine, Di (cyclo) alkanol amines such as di-isopropanolamine, di-n-butanolamine, di-isobutanolamine, di-n-pentanolamine, di-n-hexanolamine, di (4-cyclohexanol) amine Min; triethanolamine, tri-n-propanolamine, tri-isopropanolamine, tri-n-butanolamine, tri-isobutanolamine, tri-n-pentanolamine, tri-n-hexanolamine, tri (4- Tri (cyclo) alkanolamines such as cyclohexanol) amine; 3-amino-1,2-propanediol, 2-amino-1,3-propanediol, 4-amino-1,2-butanediol, 4-amino- 1,3-butanediol, 4-amino-1,2-cyclohexanediol, 4-amino-1,3-cyclohexanediol, 3-dimethylamino-1,2-propanediol, 3-diethylamino-1,2-propane Diol, 2-dimethylamino-1,3-propanediol, 2-diethyla Amino (cyclo) alkanediols such as 1,3-propanediol; 1-aminocyclopentanemethanol, 4-aminocyclopentanemethanol, 1-aminocyclohexanemethanol, 4-aminocyclohexanemethanol, 4-dimethylaminocyclopentanemethanol Amino group-containing cycloalkanemethanol such as 4-diethylaminocyclopentanemethanol, 4-dimethylaminocyclohexanemethanol, 4-diethylaminocyclohexanemethanol; β-alanine, 2-aminobutyric acid, 3-aminobutyric acid, 4-aminobutyric acid, 2- Aminoisobutyric acid, 3-aminoisobutyric acid, 2-aminovaleric acid, 5-aminovaleric acid, 6-aminocaproic acid, 1-aminocyclopropanecarboxylic acid, 1-aminocyclohexanecarboxylic acid, 4-amino And aminocarboxylic acids such as nocyclohexanecarboxylic acid.
また、上記芳香族アミンとしては、アミノ基が直接フェニル基に結合した化合物、アミノ基が炭素鎖を介してフェニル基に結合した化合物等が挙げられ、アニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4―エチルアニリン、4−n−プロピルアニリン、4−イソプロピルアニリン、4−n−ブチルアニリン、4−tert−ブチルアニリン、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、4−メチル−N,N−ジメチルアニリン、2−アミノベンジルアルコール、3−アミノベンジルアルコール、4−アミノベンジルアルコール、4−ジメチルアミノベンジルアルコール、4−ジエチルアミノベンジルアルコール、2−アミノフェノール、3―アミノフェノール、4―アミノフェノール、4−ジメチルアミノフェノール、4−ジエチルアミノフェノール等が挙げられる。 Examples of the aromatic amine include compounds in which an amino group is directly bonded to a phenyl group, compounds in which an amino group is bonded to a phenyl group via a carbon chain, and the like. Aniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline 4-methylaniline, 4-ethylaniline, 4-n-propylaniline, 4-isopropylaniline, 4-n-butylaniline, 4-tert-butylaniline, 1-naphthylamine, 2-naphthylamine, N, N-dimethyl Aniline, N, N-diethylaniline, 4-methyl-N, N-dimethylaniline, 2-aminobenzyl alcohol, 3-aminobenzyl alcohol, 4-aminobenzyl alcohol, 4-dimethylaminobenzyl alcohol, 4-diethylaminobenzyl alcohol , 2-aminophenol, 3-aminophe Lumpur, 4-aminophenol, 4-dimethylamino phenol, 4-diethylamino-phenol, and the like.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物が上記有機アミノ化合物を含有する場合、その含有量は、組成物全体に対して、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。この場合、上記有機酸の含有量が多すぎると、遮光膜の密着性が低下する場合がある。 When the radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention contains the organic amino compound, the content thereof is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, based on the entire composition. . In this case, when there is too much content of the said organic acid, the adhesiveness of a light shielding film may fall.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物は、通常、上記の各成分が、有機溶剤に溶解又は分散されてなる組成物である。この有機溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、他のエーテル化合物、ケトン化合物、乳酸アルキルエステル、他のエステル化合物、芳香族炭化水素、アミド化合物、ラクタム化合物等が挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention is usually a composition in which each of the above components is dissolved or dispersed in an organic solvent. Examples of the organic solvent include alkylene glycol monoalkyl ether, alkylene glycol monoalkyl ether acetate, other ether compounds, ketone compounds, alkyl lactate esters, other ester compounds, aromatic hydrocarbons, amide compounds, and lactam compounds. . These may be used alone or in combination of two or more.
上記アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、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モノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、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モノ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等が挙げられる。 Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n. -Propyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol mono-n- Butyl ether, dipropylene Glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono -n- propyl ether, dipropylene glycol mono -n- butyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether and the like.
上記アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートとしては、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モノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ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が挙げられる。
上記他のエーテル化合物としては、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メチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
上記ケトン化合物としては、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等が挙げられる。
Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether acetate include ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, and the like. .
Examples of the other ether compounds include diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, and tetrahydrofuran.
Examples of the ketone compound include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, and 3-heptanone.
上記乳酸アルキルエステルとしては、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プロピル、乳酸イソプロピル、乳酸n−ブチル、乳酸イソブチル等が挙げられる。
上記他のエステル化合物としては、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、ぎ酸n−アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸n−プロピル、酪酸イソプロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸n−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸エチル等が挙げられる。
Examples of the alkyl lactate include methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, isopropyl lactate, n-butyl lactate, and isobutyl lactate.
Examples of the other ester compounds include ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl ethoxyacetate , Ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutylpropionate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n acetate -Butyl, isobutyl acetate, n-amyl formate, isoamyl acetate, n-butyl propionate, ethyl butyrate, n-propyl butyrate, isopropyl butyrate, n-butyl butyrate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, n-propyl pyruvate , Methyl acetoacetate, acetoacetic acid Chill, ethyl and 2-oxobutanoate, and the like.
上記芳香族炭化水素としては、トルエン、キシレン等が挙げられる。
上記アミド化合物としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
また、ラクトン化合物としては、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。
Examples of the aromatic hydrocarbon include toluene and xylene.
Examples of the amide compound include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like.
Examples of the lactone compound include γ-butyrolactone.
上記有機溶剤としては、溶解性、分散性、塗布性等の観点から、プロピ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メチルエーテルアセテート、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、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メチルエチルエーテル、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、乳酸エチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、ぎ酸n−アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸イソプロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸エチル等が好ましい。 Examples of the organic solvent include propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol methyl ethyl ether from the viewpoints of solubility, dispersibility, coatability, and the like. , Cyclohexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, ethyl lactate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 3-methyl-3-methoxybutylpropionate, acetic acid n- Butyl, isobutyl acetate, n-amyl formate, isoamyl acetate, n-butyl propionate, ethyl butyrate, isopropyl butyrate, n-butyl butyrate, Ethyl bottle acid, and the like are preferable.
尚、上記有機溶剤は、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート等の高沸点溶剤を含んでもよい。これらの高沸点溶剤は、単独で又は2つ以上を組み合わせて使用することができる。 The organic solvent is benzyl ethyl ether, di-n-hexyl ether, acetonyl acetone, isophorone, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, oxalic acid. A high boiling point solvent such as diethyl, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, ethylene glycol monophenyl ether acetate may be included. These high-boiling solvents can be used alone or in combination of two or more.
上記有機溶剤の使用量は、特に限定されないが、組成物の塗布性、安定性等の観点から、当該組成物の有機溶剤を除いた各成分の合計濃度が、通常、5〜50質量%、好ましくは10〜40質量%となるように選択される。 The amount of the organic solvent used is not particularly limited, but the total concentration of each component excluding the organic solvent of the composition is usually 5 to 50% by mass, from the viewpoint of the coating property and stability of the composition. Preferably, it is selected to be 10 to 40% by mass.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物の製造方法は、特に限定されず、例えば、有機溶剤の中で、所定量の成分(A)、(B)、(C)、(D)及び(E)等を一括して又は分割配合して混合する方法等とすることができる。混合装置としては、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、単軸押出機、2軸押出機等が挙げられる。混合後、必要に応じて、フィルターで濾過を行ってもよい。 The manufacturing method of the radiation sensitive composition for light shielding film formation of this invention is not specifically limited, For example, in organic solvent, predetermined amount of component (A), (B), (C), (D) and It can be set as the method etc. which mix (E) etc. collectively or by dividing and mixing. Examples of the mixing apparatus include two rolls, three rolls, a ball mill, a tron mill, a disper, a kneader, a kneader, a homogenizer, a blender, a single screw extruder, and a twin screw extruder. After mixing, if necessary, it may be filtered with a filter.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物は、固体撮像素子における有効画素領域の周縁に、遮光膜を形成するために用いられる組成物であり、上記構成を備えることにより、上記部位に密着性及び解像性に優れた被膜を形成することができ、露光、現像等を経て得られる皮膜(遮光膜)の絶縁性にも優れる。
また、本発明の固体撮像素子用遮光膜は、上記本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物を用いて、上記有効画素領域の周縁に配設されたことを特徴とする。
更に、本発明の固体撮像素子は、上記本発明の固体撮像素子用遮光膜を備えることを特徴とする。
The radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention is a composition used for forming a light-shielding film on the periphery of an effective pixel region in a solid-state imaging device. A film having excellent properties and resolution can be formed, and the insulating properties of a film (light-shielding film) obtained through exposure, development, and the like are also excellent.
The light-shielding film for a solid-state imaging device of the present invention is characterized in that the light-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention is disposed on the periphery of the effective pixel region.
Furthermore, the solid-state image sensor of the present invention is characterized by including the light-shielding film for the solid-state image sensor of the present invention.
以下、本発明の固体撮像素子用遮光膜(以下、単に「遮光膜」ということがある。)及びその形成方法並びにそれを備える本発明の固体撮像素子について説明する。
本発明の固体撮像素子用遮光膜及び本発明の固体撮像素子を例示する(図1〜図4参照)。
Hereinafter, a light-shielding film for a solid-state image sensor of the present invention (hereinafter simply referred to as “light-shielding film”), a method for forming the same, and a solid-state image sensor of the present invention including the same will be described.
The light shielding film for solid-state image sensors of this invention and the solid-state image sensor of this invention are illustrated (refer FIGS. 1-4).
図1の固体撮像素子1は、シリコンウエハ、ガラス等からなり、図面で上側に開口する凹部を有する基板11と、この基板11の凹部の底部に配された光電変換部12と、上記凹部を充填するように形成された屈折率部(高又は低)13と、この屈折率部の表面に形成されたカラーフィルタ14B、14G及び14Rと、これらのカラーフィルタによって占められる領域A(有効画素領域)の周縁に形成された遮光膜15と、上記カラーフィルタ14B、14G及び14Rの表面に形成された平坦化層16と、この平坦化層16の表面に、上記カラーフィルタ14B、14G及び14Rの位置に準じてこれらの上方に配された、集光用のマイクロレンズ17とを備える。
A solid-state imaging device 1 shown in FIG. 1 is made of a silicon wafer, glass, or the like, and includes a
上記基板11の凹部における光電変換部12等の要素及びその大きさ、更には、周辺部の要素は、適宜、変更が可能であり、例えば、図2及び図3の態様とすることができる。
図1〜図3において、平坦化層16は、遮光膜15の表面に形成されていてもよい(図示せず)。
また、図1において、平坦化層16を省略した固体撮像素子1とすることもできる(図4参照)。
尚、図1〜図4においては、内部回路等を省略している。
Elements such as the
1 to 3, the
Further, the solid-state imaging device 1 in which the
In FIG. 1 to FIG. 4, internal circuits and the like are omitted.
図1〜図4において、遮光膜15は、基板11の表面に形成されているが、これに限定されず、例えば、基板11の表面に屈折率部(高又は低)13が広く形成されている場合には、屈折率部(高又は低)13の表面に配されていてもよい(図示せず)。
また、光電変換部12は、必ずしも、基板11の凹部に配されるものではなく、平坦な表面に配されていてもよい。この場合、カラーフィルタ14及び遮光膜15の間には、カラーフィルタの下方側にある光電変換部12に光が入らないように境界膜等が配される(図示せず)。
1 to 4, the
In addition, the
上記光電変換部12の上側の光電変換部12に対応するカラーフィルタ14の各色用矩形単位画素の最大辺は、一般的には、1.5〜20μmである。固体撮像素子を含む固体撮像装置の小型化、固体撮像素子の高速作動の観点から、好ましくは5μm以下、より好ましくは4μm以下、更に好ましくは3μm以下である。
The maximum side of each color rectangular unit pixel of the color filter 14 corresponding to the
上記遮光膜15の形成方法としては、通常、カラーフィルタ14を有する遮光膜形成用基板(図示せず)に、上記本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物を塗布した後、プレベークを行って有機溶剤を蒸発させて、被膜を形成する。次いで、この被膜に、フォトマスクを介して現像後に少なくともカラーフィルタ14が露出するように設計された所定のパターンで露光する。そして、アルカリ現像液を用いて現像して、被膜の未露光部を溶解除去する。その後、必要に応じてポストベークを行うことにより、本発明の固体撮像素子用遮光膜15を得ることができる。
The
上記本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物を塗布する際には、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等、公知の塗布方法を適用することができる。塗膜の厚さは、特に限定されない。 When applying the radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention, a known coating method such as spin coating, cast coating, roll coating or the like can be applied. The thickness of the coating film is not particularly limited.
その後、上記塗膜をプレベークする際の温度は、塗膜の構成成分等により、適宜、選択されるが、通常、70℃〜130℃の範囲、好ましくは80℃〜120℃の範囲から選ばれる。この熱処理は、上記範囲において、温度一定として行ってよいし、昇温及び降温を組み合わせて行ってもよい。 Thereafter, the temperature at which the above-mentioned coating film is pre-baked is appropriately selected depending on the components of the coating film and the like, but is usually selected from the range of 70 ° C to 130 ° C, preferably from 80 ° C to 120 ° C. . This heat treatment may be performed at a constant temperature in the above range, or may be performed by combining temperature increase and temperature decrease.
次に、プレベーク後の被膜に対して、光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の放射線を利用して露光する。放射線の波長は、190〜450nmの範囲にあることが好ましい。また、放射線の露光エネルギー量は、好ましくは10〜10,000J/m2である。 Next, the pre-baked film is exposed using radiation such as light, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, and X-rays. The wavelength of the radiation is preferably in the range of 190 to 450 nm. The exposure energy amount of the radiation is preferably 10~10,000J / m 2.
その後、上記被膜における露光部の現像に用いられるアルカリ現像液としては、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、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等の水溶液が好ましい。また、この水溶液は、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶剤、界面活性剤等が、適量添加されたものであってもよい。
現像方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ(浸漬)現像法、パドル(液盛り)現像法等が挙げられる。現像時間は、通常、常温(22℃〜28℃)で5〜300秒である。
アルカリ現像を行った後、通常、水洗及び乾燥を行う。乾燥方法としては、ホットプレート、オーブン等を用いた熱乾燥;エアーガン等を用いた風乾等が挙げられる。
Thereafter, the alkali developer used for developing the exposed portion of the film includes sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium oxalate, sodium metasuccinate, aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, and dimethyl. Ethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3.0 An aqueous solution of -5-nonene is preferable. In addition, this aqueous solution may be one in which an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol, a surfactant or the like is added.
Examples of the development method include a shower development method, a spray development method, a dip (immersion) development method, and a paddle (liquid accumulation) development method. The development time is usually 5 to 300 seconds at room temperature (22 ° C. to 28 ° C.).
After alkali development, washing and drying are usually performed. Examples of the drying method include heat drying using a hot plate, an oven, etc .; air drying using an air gun or the like.
上記により得られたパターン化被膜(遮光膜)は、必要に応じて、ポストベークされて、密着性に優れた遮光膜とすることができる。上記パターン化被膜をポストベークする際の温度は、パターン化被膜の構成成分等により、適宜、選択されるが、通常、150℃〜250℃の範囲、好ましくは170℃〜230℃の範囲から選ばれる。 The patterned film (light-shielding film) obtained as described above can be post-baked as necessary to obtain a light-shielding film having excellent adhesion. The temperature at which the patterned film is post-baked is appropriately selected depending on the constituents of the patterned film, etc., but is usually selected from the range of 150 ° C. to 250 ° C., preferably from 170 ° C. to 230 ° C. It is.
上記遮光膜は、単一層及び多層のいずれでもよい。また、上記遮光膜は、その形成用組成物に黒色顔料が含まれていることから、黒色を呈している。
上記遮光膜の厚さは、遮光性及び密着性の観点から、好ましくは3μm以下であり、より好ましくは0.5〜2.5μm、更に好ましくは0.8〜2.0μmである。尚、上記遮光膜の厚さが薄すぎると、固体撮像素子を含む固体撮像装置の外部からの光が、下面側から漏れて、固体撮像素子の性能が低下する場合がある。一方、上記遮光膜の厚さが3μmを超えると、硬化収縮によるシワが発生する場合がある。
The light shielding film may be either a single layer or a multilayer. Moreover, the said light shielding film is exhibiting black because the formation composition contains the black pigment.
The thickness of the light shielding film is preferably 3 μm or less, more preferably 0.5 to 2.5 μm, and still more preferably 0.8 to 2.0 μm, from the viewpoint of light shielding properties and adhesion. If the thickness of the light shielding film is too thin, light from the outside of the solid-state imaging device including the solid-state imaging device may leak from the lower surface side, and the performance of the solid-state imaging device may deteriorate. On the other hand, if the thickness of the light shielding film exceeds 3 μm, wrinkles due to curing shrinkage may occur.
上記遮光膜は、常温(0℃〜30℃)及び湿度(10〜100%)の条件下だけでなく、低温から高温、高湿(温度−50℃〜230℃及び湿度10〜130%)の条件下においても、波長400〜1,600nmの光に対する遮光性、及び、絶縁部に対する密着性に優れ、本発明の遮光膜を備える固体撮像素子及び固体撮像装置は、所期性能の持続性に優れる。 The light-shielding film is not only at normal temperature (0 ° C. to 30 ° C.) and humidity (10 to 100%), but also from low temperature to high temperature and high humidity (temperature −50 ° C. to 230 ° C. and humidity 10 to 130%). Even under conditions, the solid-state image pickup device and the solid-state image pickup device including the light-shielding film of the present invention have excellent light-shielding properties for light having a wavelength of 400 to 1,600 nm and adhesion to the insulating portion. Excellent.
上記遮光膜の遮光性は、例えば、厚さ1.4μmの膜に対して、波長1,200nmの光を照射した場合、透過率が、好ましくは1.5%以下、より好ましくは1.3%以下であり、遮光性に優れる。 The light shielding property of the light shielding film is such that, for example, when a film having a thickness of 1.4 μm is irradiated with light having a wavelength of 1,200 nm, the transmittance is preferably 1.5% or less, more preferably 1.3%. % Or less, and has excellent light shielding properties.
上記遮光膜は、その表面に保護膜を備えてもよい。その場合、保護膜形成材料としては、アクリル系樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物等を用いることができる。 The light shielding film may include a protective film on the surface thereof. In that case, an acrylic resin composition, an epoxy resin composition, a polyimide resin composition, or the like can be used as the protective film forming material.
以下に、実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples as long as the gist of the present invention is not exceeded.
1.遮光膜形成用感放射線性組成物の原料成分
1−1.黒色顔料(A)
カーボンブラックを用いた。
1−2.変性アクリル系ブロック共重合体(B)
ビックケミー・ジャパン社製「DISPERBYK−2001」(商品名)を用いた。
1. 1. Raw material component of radiation-sensitive composition for forming light shielding film 1-1. Black pigment (A)
Carbon black was used.
1-2. Modified acrylic block copolymer (B)
“DISPERBYK-2001” (trade name) manufactured by Big Chemie Japan was used.
1−3.アルカリ可溶性樹脂(C)
下記の方法により得られたアルカリ可溶性樹脂C1及びC2を用いた。
(1)アルカリ可溶性樹脂C1
冷却管及び攪拌機を備えたフラスコ内で、メタクリル酸15.0g、アセナフチレン30.0g、ベンジルメタクリレート40.0g、ヒドロキシエチルメタクリレート10.0g及びω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート5.0g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220gに溶解した。次いで、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル4.0g及びα−メチルスチレンダイマー6.0gを投入し、フラスコ内を15分間窒素パージした。窒素パージの後、反応液を攪拌しながら、80℃に加熱した。そして、この温度を保持して5時間重合することにより、アルカリ可溶性樹脂C1を33質量%含む重合溶液を得た。このアルカリ可溶性樹脂C1のGPCによるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は13,000であった。
1-3. Alkali-soluble resin (C)
Alkali-soluble resins C1 and C2 obtained by the following method were used.
(1) Alkali-soluble resin C1
In a flask equipped with a condenser and a stirrer, 15.0 g of methacrylic acid, 30.0 g of acenaphthylene, 40.0 g of benzyl methacrylate, 10.0 g of hydroxyethyl methacrylate and 5.0 g of ω-carboxypolycaprolactone monoacrylate were mixed with propylene glycol monomethyl. Dissolved in 220 g of ether acetate. Next, 4.0 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile and 6.0 g of α-methylstyrene dimer were added, and the inside of the flask was purged with nitrogen for 15 minutes. After purging with nitrogen, the reaction solution was heated to 80 ° C. with stirring. And the polymerization solution which contains 33 mass% of alkali-soluble resin C1 was obtained by superposing | polymerizing for 5 hours, hold | maintaining this temperature. This alkali-soluble resin C1 had a polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) by GPC of 13,000.
(2)アルカリ可溶性樹脂C2
冷却管及び攪拌機を備えたフラスコ内で、メタクリル酸25.0g、N−フェニルマレイミド30.0g、スチレン18.0g、ベンジルメタクリレート15.0g及び2−アクリロイロキシオキシエチルコハク酸12.0gを、シクロヘキサノン200gに溶解した。次いで、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1.0g及びα−メチルスチレンダイマー2.5gを投入し、フラスコ内を15分間窒素パージした。窒素パージの後、反応液を攪拌しながら、80℃に加熱した。そして、この温度を保持して5時間重合することにより、アルカリ可溶性樹脂C2を33質量%含む重合溶液を得た。このアルカリ可溶性樹脂C2のGPCによるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は22,000であった。
(2) Alkali-soluble resin C2
In a flask equipped with a condenser and a stirrer, 25.0 g of methacrylic acid, 30.0 g of N-phenylmaleimide, 18.0 g of styrene, 15.0 g of benzyl methacrylate and 12.0 g of 2-acryloyloxyoxyethyl succinic acid, Dissolved in 200 g of cyclohexanone. Next, 1.0 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile and 2.5 g of α-methylstyrene dimer were charged, and the inside of the flask was purged with nitrogen for 15 minutes. After purging with nitrogen, the reaction solution was heated to 80 ° C. with stirring. And the polymerization solution which contains 33 mass% of alkali-soluble resin C2 was obtained by superposing | polymerizing for 5 hours, hold | maintaining this temperature. The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by GPC of this alkali-soluble resin C2 was 22,000.
1−4.多官能性単量体(D)
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(商品名「MAX3510」、東亞合成社製)を用いた。
1−5.光重合開始剤(E)
(1)E1
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)E2
2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール
(3)E3
4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
(4)E4
エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)
1-4. Multifunctional monomer (D)
Dipentaerythritol hexaacrylate (trade name “MAX3510”, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) was used.
1-5. Photopolymerization initiator (E)
(1) E1
2-Methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one (2) E2
2,2′-bis (2-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole (3) E3
4,4′-bis (diethylamino) benzophenone (4) E4
Ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] -1- (O-acetyloxime)
1−6.溶剤(F)
(1)F1
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(2)F2
3−メトキシブチルアセテート
(3)F3
シクロヘキサノン
1−7.添加剤(G)
(1)水素供与体G1
2−メルカプトベンゾチアゾール
(2)界面活性剤G2
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
(3)界面活性剤G3
ネオス社製「フタージェントFRX−218」(商品名)を用いた。
(4)界面活性剤G4
AGATHOS International B.V社製「W005」(商品名)を用いた。
(5)界面活性剤G5
DIC社製「メガファックF475」(商品名)を用いた。
1-6. Solvent (F)
(1) F1
Propylene glycol monomethyl ether acetate (2) F2
3-methoxybutyl acetate (3) F3
Cyclohexanone 1-7. Additive (G)
(1) Hydrogen donor G1
2-mercaptobenzothiazole (2) surfactant G2
3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (3) Surfactant G3
Neos "Factent FRX-218" (trade name) was used.
(4) Surfactant G4
AGATHOS International B. “W005” (trade name) manufactured by V Company was used.
(5) Surfactant G5
DIC's “MegaFuck F475” (trade name) was used.
2.遮光膜形成用感放射線性組成物の製造及び評価
遮光膜形成用感放射線性組成物の製造に際して、予め、下記方法により黒色顔料の分散液を調製した。
<黒色顔料分散液の調製>
黒色顔料20.0質量部と、変性アクリル系ブロック共重合体4.0質量部と、溶剤として3−メトキシブチルアセテートと、を固形分濃度が86質量%となるよう用いて、ビーズミルにより混合して、黒色顔料分散液を調製した。
2. Production and Evaluation of Radiation Sensitive Composition for Formation of Light Shielding Film In producing the radiation sensitive composition for formation of light shielding film, a black pigment dispersion was prepared in advance by the following method.
<Preparation of black pigment dispersion>
Using a bead mill, 20.0 parts by mass of a black pigment, 4.0 parts by mass of a modified acrylic block copolymer, and 3-methoxybutyl acetate as a solvent were mixed so as to have a solid content concentration of 86% by mass. A black pigment dispersion was prepared.
実施例1
黒色顔料分散液100質量部と、アルカリ可溶性樹脂C1を含む重合溶液(固形分濃度33質量%)19質量部と、多官能性単量体10.0質量部と、光重合開始剤(E1)2.6質量部と、光重合開始剤(E2)2.0質量部と、光重合開始剤(E3)0.7質量部と、添加剤(G1)1.0質量部と、添加剤(G2)0.7質量部と、添加剤(G3)0.02質量部と、添加剤(G4)0.01質量部と、溶剤(F1)10.0質量部と、溶剤(F3)17.0質量部とを混合して、遮光膜形成用感放射線性組成物を得た。表1に、遮光膜形成用感放射線性組成物の構成成分及びその割合を示す。
Example 1
100 parts by weight of a black pigment dispersion, 19 parts by weight of a polymerization solution (solid content concentration 33% by weight) containing an alkali-soluble resin C1, 10.0 parts by weight of a polyfunctional monomer, and a photopolymerization initiator (E1) 2.6 parts by mass, 2.0 parts by mass of photopolymerization initiator (E2), 0.7 parts by mass of photopolymerization initiator (E3), 1.0 part by mass of additive (G1), and additive ( G2) 0.7 parts by mass, additive (G3) 0.02 parts by mass, additive (G4) 0.01 parts by mass, solvent (F1) 10.0 parts by mass, and solvent (F3) 17. 0 part by mass was mixed to obtain a radiation sensitive composition for forming a light shielding film. Table 1 shows constituent components and ratios of the radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film.
得られた遮光膜形成用感放射線性組成物について、下記項目について評価した。その結果を表1に示す。
[1]残渣及びパターンサイズ
遮光膜形成用感放射線性組成物を、シリコンウエハ基板に、スピンコーターを用いて塗布した後、90℃のホットプレート上で2分30秒間プレベークを行って、膜厚1.7μmの被膜を形成した。次いで、基板を室温に冷却し、露光装置(商品名「マスクアライナーMA200e」、SUSS社製)を用いて、幅50μmサイズを有するフォトマスクを介して、被膜に365nm、405nm及び436nmの各波長を含む紫外線を露光した。このときの露光量は500J/m2であった。
その後、23℃のポリオキシエチレン系界面活性剤含有0.05質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて、基板を1分間シャワー現像した。そして、超純水を用いて洗浄して風乾した。次いで、180℃のホットプレート上で5分間ポストベークを行って、基板上にパターン化皮膜を形成した。得られたパターン化皮膜を電子顕微鏡にて観察し、画素パターンの残渣が認められるかどうかについて、下記基準にて判定した。また、このときパターン全体が剥離することなく残存していた最小のパターンサイズ(μm)を測定した。
○:残渣が認められない。
×:残渣が多い。
About the obtained radiation sensitive composition for light shielding film formation, the following item was evaluated. The results are shown in Table 1.
[1] Residue and pattern size After the radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film was applied to a silicon wafer substrate using a spin coater, it was pre-baked on a 90 ° C. hot plate for 2 minutes and 30 seconds to obtain a film thickness. A 1.7 μm film was formed. Next, the substrate is cooled to room temperature, and each wavelength of 365 nm, 405 nm, and 436 nm is applied to the coating film through a photomask having a width of 50 μm using an exposure apparatus (trade name “Mask Aligner MA200e”, manufactured by SUSS). Exposed ultraviolet light was exposed. The exposure amount at this time was 500 J / m 2 .
Thereafter, the substrate was shower-developed for 1 minute using a 0.05 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution containing a polyoxyethylene surfactant at 23 ° C. And it wash | cleaned and air-dried using the ultrapure water. Next, post baking was performed on a hot plate at 180 ° C. for 5 minutes to form a patterned film on the substrate. The obtained patterned film was observed with an electron microscope, and whether or not a pixel pattern residue was observed was determined according to the following criteria. At this time, the minimum pattern size (μm) that remained without peeling off the entire pattern was measured.
○: No residue is observed.
X: There are many residues.
[2]透過率
遮光膜形成用感放射線性組成物を、ガラス基板に、スピンコーターを用いて塗布した後、90℃のホットプレート上で2分30秒間プレベークを行って、膜厚1.5μmの被膜を形成した。次いで、基板を室温に冷却し、露光装置(商品名「マスクアライナーMA200e」、SUSS社製)を用いて、被膜全面に365nm、405nm及び436nmの各波長を含む紫外線を露光した。このときの露光量は500J/m2であった。
その後、180℃のホットプレートで5分間ポストベークを行って、皮膜化した(厚さ1.4μm)。
透過率は、ブランク皮膜及び下記の各種条件(a)〜(c)に供した皮膜に対して、分光光度計(型式「V7300」、日本分光社製)を用いて、温度23℃、波長範囲400〜1,300nmにおいて測定し、1,200nmにおける透過率を評価した。
(a)皮膜付き基板を、恒温恒湿試験装置(型式「PSL−2KPH」、エスペック社製)を用いて、温度85℃及び湿度85%の条件下、168時間放置した後の皮膜。
(b)皮膜付き基板を、高度加速寿命試験装置(型式「TPC−212」、エスペック社製)を用いて、温度110℃及び湿度100%の条件下、168時間放置した後の皮膜。
(c)皮膜付き基板を、ホットプレート上で、大気中、260℃1時間放置した後の皮膜。
[2] Transmittance After the radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film was applied to a glass substrate using a spin coater, it was pre-baked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes and 30 seconds to obtain a film thickness of 1.5 μm. Was formed. Next, the substrate was cooled to room temperature, and ultraviolet rays including wavelengths of 365 nm, 405 nm, and 436 nm were exposed on the entire surface of the coating film using an exposure apparatus (trade name “Mask Aligner MA200e”, manufactured by SUSS). The exposure amount at this time was 500 J / m 2 .
Thereafter, it was post-baked on a 180 ° C. hot plate for 5 minutes to form a film (thickness: 1.4 μm).
Transmittance was measured at a temperature of 23 ° C. and a wavelength range using a spectrophotometer (model “V7300”, manufactured by JASCO Corporation) for the blank film and the film subjected to the following various conditions (a) to (c). The measurement was performed at 400 to 1,300 nm, and the transmittance at 1,200 nm was evaluated.
(A) A film after the substrate with a film is left for 168 hours under conditions of a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% using a constant temperature and humidity test apparatus (model “PSL-2KPH”, manufactured by Espec).
(B) A film after the substrate with a film is left for 168 hours under conditions of a temperature of 110 ° C. and a humidity of 100% using a highly accelerated life test apparatus (model “TPC-212”, manufactured by Espec Corp.).
(C) A film after the film-coated substrate is left on the hot plate in the atmosphere at 260 ° C. for 1 hour.
[3]密着性
遮光膜形成用感放射線性組成物をシリコンウエハ基板及びガラス基板に、スピンコーターを用いて塗布した後、90℃のホットプレート上で2分30秒間プレベークを行って、膜厚1.3μmの皮膜を形成した。次いで、露光装置(商品名「マスクアライナーMA200e」、SUSS社製)を用いて、被膜全面に365nm、405nm及び436nmの各波長を含む紫外線を露光した。このときの露光量は500J/m2であった。
その後、180℃のホットプレートで5分間ポストベークを行って、皮膜化し、遮光膜を得た。
密着性は、ブランク皮膜及び下記条件(d)に供した遮光膜に対して、JIS K5400に準拠したカッター及びカッターガイドを用いて、1mm角の碁盤目を100個作成し、テープにより密着性を確認した(碁盤目試験)。テープを剥離した後に残った碁盤目を計数した。
(d)遮光膜付き基板を、高度加速寿命試験装置(型式「TPC−212」、エスペック社製)を用いて、温度110℃及び湿度100%の条件下、168時間放置した後の遮光膜。
[3] Adhesiveness After applying the radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film to a silicon wafer substrate and a glass substrate using a spin coater, prebaking was performed on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes and 30 seconds to obtain a film thickness. A 1.3 μm film was formed. Then, using an exposure apparatus (trade name “Mask Aligner MA200e”, manufactured by SUSS), the entire surface of the coating film was exposed to ultraviolet rays including wavelengths of 365 nm, 405 nm, and 436 nm. The exposure amount at this time was 500 J / m 2 .
Thereafter, it was post-baked on a hot plate at 180 ° C. for 5 minutes to form a film to obtain a light-shielding film.
Adhesion is to create 100 1 mm square grids using a cutter and cutter guide conforming to JIS K5400 for the blank film and the light shielding film subjected to the following condition (d). Confirmed (cross cut test). The grids remaining after peeling the tape were counted.
(D) A light-shielding film after leaving the substrate with a light-shielding film to stand for 168 hours under conditions of a temperature of 110 ° C. and a humidity of 100% using a highly accelerated life test apparatus (model “TPC-212”, manufactured by Espec Corp.).
実施例2〜4
黒色顔料分散液と、アルカリ可溶性樹脂C1又はアルカリ可溶性樹脂C2を含む重合溶液と、多官能性単量体と、光重合開始剤と、溶剤と、添加剤とを用いて、表1に示す組成となるようにした以外は、実施例1と同様にして遮光膜形成用感放射線性組成物を得た。そして、実施例1と同様の評価を行い、その結果を表1に併記した。
Examples 2-4
Composition shown in Table 1 using a black pigment dispersion, a polymerization solution containing the alkali-soluble resin C1 or the alkali-soluble resin C2, a polyfunctional monomer, a photopolymerization initiator, a solvent, and an additive. Except for the above, a radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film was obtained in the same manner as in Example 1. And evaluation similar to Example 1 was performed and the result was written together in Table 1.
本発明の遮光膜形成用感放射線性組成物は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、車載カメラ、撮影機能を有するパーソナルコンピュータ、携帯電話、電子手帳等の電子機器に配設される固体撮像素子用遮光膜に好適である。 The radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film of the present invention is a light-shielding film for a solid-state imaging device disposed in an electronic device such as a digital camera, a video camera, an in-vehicle camera, a personal computer having a photographing function, a mobile phone, or an electronic notebook. It is suitable for.
1:固体撮像素子
11:基板
12:光電変換部
13:屈折率部
14(14G、14B及び14R):カラーフィルタ
15:遮光膜
16:平坦化層
17:マイクロレンズ
A:有効画素領域(撮像部)
1: solid-state imaging device 11: substrate 12: photoelectric conversion unit 13: refractive index unit 14 (14G, 14B and 14R): color filter 15: light shielding film 16: planarization layer 17: microlens A: effective pixel region (imaging unit) )
Claims (6)
(A)黒色顔料、
(B)酸価が15〜40mgKOH/g且つアミン価が25〜40mgKOH/gの変性アクリル系ブロック共重合体、
(C)アセナフチレン又はN−フェニルマレイミドに由来する繰り返し構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂、
(D)多官能性単量体、及び、
(E)光重合開始剤、
を含有しており、
前記(A)黒色顔料の含有量は、前記(C)アルカリ可溶性樹脂及び前記(D)多官能性単量体の合計100質量部に対して、70〜300質量部であることを特徴とする遮光膜形成用感放射線性組成物。 A radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film used to form a light-shielding film on the periphery of an effective pixel region in a solid-state imaging device,
(A) a black pigment,
(B) a modified acrylic block copolymer having an acid value of 15 to 40 mg KOH / g and an amine value of 25 to 40 mg KOH / g,
(C) an alkali-soluble resin having a repeating structural unit derived from acenaphthylene or N-phenylmaleimide;
(D) a polyfunctional monomer, and
(E) a photopolymerization initiator,
And contain,
The content of the (A) black pigment is 70 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the (C) alkali-soluble resin and the (D) polyfunctional monomer. A radiation-sensitive composition for forming a light-shielding film.
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