(57)【要約】【課題】基板への密着性と耐水性とに優れるパターンを形成できる感光性樹脂組成物と、当該感光性樹脂組成物を用いるパターン形成方法と、当該感光性樹脂組成物のうち着色剤として遮光剤を含む感光性樹脂組成物を用いて形成されたブラックマトリックスと、当該ブラックマトリックスを備える表示装置とを提供すること。【解決手段】（Ａ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー、及び（Ｃ）光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物に、特定の構造の（Ｄ）シランカップリング剤を配合する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）アルカリ可溶性樹脂と、（Ｂ）光重合性モノマーと、（Ｃ）光重合開始剤と、（Ｄ）シランカップリング剤とを含み、
前記（Ｄ）シランカップリング剤が、下記式（１）で表される化合物である、感光性樹脂組成物。
Ｒ１ｍＲ２（３−ｍ）Ｓｉ−Ｒ３−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｙ−Ｒ４−Ｘ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ１はアルコキシ基であり、Ｒ２はアルキル基であり、ｍは１〜３の整数であり、Ｒ３はアルキレン基であり、Ｙは−ＮＨ−、−Ｏ−、又は−Ｓ−であり、Ｒ４は単結合、又はアルキレン基であり、Ｘは、置換基を有していてもよく単環でも多環でもよい含窒素ヘテロアリール基であり、Ｘ中の−Ｙ−Ｒ４−と結合する環は含窒素６員芳香環であり、−Ｙ−Ｒ４−は前記含窒素６員芳香環中の炭素原子と結合する。）
【請求項２】
さらに、（Ｅ）着色剤を含有する、請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ｅ）着色剤が遮光剤である、請求項２に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の感光性樹脂組成物を基板上に塗布して塗布膜を形成する工程と、
前記塗布膜を位置選択的に露光する工程と、
露光された前記塗布膜を現像する工程と、を含む、パターンの形成方法。
【請求項５】
請求項３に記載の感光性樹脂組成物を用いて形成された、ブラックマトリックス。
【請求項６】
請求項５に記載のブラックマトリックスを備える、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光性樹脂組成物と、当該感光性樹脂組成物を用いるパターン形成方法と、当該感光性樹脂組成物のうち着色剤として遮光剤を含む感光性樹脂組成物を用いて形成されたブラックマトリックスと、当該ブラックマトリックスを備える表示装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
感光性樹脂組成物を用いて形成されたパターンは、液晶表示装置のような表示装置に代表される種々の電気・電子機器において利用されている。例えば、表示装置用のパネルでは、カラーフィルターを構成するブラックマトリックス及びＲＧＢのサブピクセルや、ブラックカラムスペーサとして、感光性樹脂組成物を用いて形成されたパターンが使用されている。
【０００３】
このような用途で使用される感光性樹脂組成物としては、例えば、特定の構造のアルカリ可溶性樹脂と、光重合開始剤と、光重合性モノマーと、着色剤とを含む感光性樹脂組成物が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０７９０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
表示装置に代表される電気・電子機器に使用される感光性樹脂組成物を用いて形成されるパターンについて、機器の動作の信頼性の向上の目的で、基板への密着性や、高温高湿条件下での使用にも耐えうる耐水性の向上が要求されている。特許文献１に記載の感光性樹脂組成物を用いて形成されるパターンは、基板への密着性や耐水性についてある程度優れているものの、これらの特性についてさらなる向上が求められる。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであって、基板への密着性と耐水性とに優れるパターンを形成できる感光性樹脂組成物と、当該感光性樹脂組成物を用いるパターン形成方法と、当該感光性樹脂組成物のうち着色剤として遮光剤を含む感光性樹脂を用いて形成されたブラックマトリックスと、当該ブラックマトリックスを備える表示装置とを提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その結果、（Ａ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー、及び（Ｃ）光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物に、特定の構造の（Ｄ）シランカップリング剤を配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【０００８】
本発明の第一の態様は、（Ａ）アルカリ可溶性樹脂と、（Ｂ）光重合性モノマーと、（Ｃ）光重合開始剤と、（Ｄ）シランカップリング剤とを含み、
（Ｄ）シランカップリング剤が、下記式（１）で表される化合物である、感光性樹脂組成物である。
Ｒ１ｍＲ２（３−ｍ）Ｓｉ−Ｒ３−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｙ−Ｒ４−Ｘ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ１はアルコキシ基であり、Ｒ２はアルキル基であり、ｍは１〜３の整数であり、Ｒ３はアルキレン基であり、Ｙは−ＮＨ−、−Ｏ−、又は−Ｓ−であり、Ｒ４は単結合、又はアルキレン基であり、Ｘは、置換基を有していてもよく単環でも多環でもよい含窒素ヘテロアリール基であり、Ｘ中の−Ｙ−Ｒ４−と結合する環は含窒素６員芳香環であり、−Ｙ−Ｒ４−は前記含窒素６員芳香環中の炭素原子と結合する。）
【０００９】
本発明の第二の態様は、第一の態様に係る感光性樹脂組成物を基板上に塗布して塗布膜を形成する工程と、
当該塗布膜を位置選択的に露光する工程と、
露光された塗布膜を現像する工程と、を含む、パターンの形成方法である。
【００１０】
本発明の第三の態様は、第一の態様に係る感光性樹脂組成物のうち遮光剤を着色剤として含む感光性樹脂組成物を用いて形成された、ブラックマトリックスである。
【００１１】
本発明の第四の態様は、第三の態様に係るブラックマトリックスを備える表示装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基板への密着性と耐水性とに優れるパターンを形成できる感光性樹脂組成物と、当該感光性樹脂組成物を用いるパターン形成方法と、当該感光性樹脂組成物のうち着色剤として遮光剤を含む感光性樹脂組成物を用いて形成されたブラックマトリックスと、当該ブラックマトリックスを備える表示装置とを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
≪感光性樹脂組成物≫
本発明に係る感光性樹脂組成物は、（Ａ）アルカリ可溶性樹脂と、（Ｂ）光重合性モノマーと、（Ｃ）光重合開始剤と、特定の構造の（Ｄ）シランカップリング剤とを含む。以下、本発明に係る感光性樹脂組成物が含む、必須又は任意の成分について順に説明する。
【００１４】
＜（Ａ）アルカリ可溶性樹脂＞
（Ａ）アルカリ可溶性樹脂（以下、「（Ａ）成分」ともいう。）とは、樹脂濃度２０質量％の樹脂溶液（溶媒：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）により、膜厚１μｍの樹脂膜を基板上に形成し、濃度０．０５質量％のＫＯＨ水溶液に１分間浸漬した際に、膜厚０．０１μｍ以上溶解するものをいう。
【００１５】
（Ａ）アルカリ可溶性樹脂は、上述のアルカリ可溶性を示す樹脂であれば特に限定されず、従来公知の樹脂から適宜選択して使用できる。（Ａ）アルカリ可溶性樹脂として好適な樹脂としては、（Ａ１）カルド構造を有する樹脂が挙げられる。
【００１６】
（Ａ１）カルド構造を有する樹脂としては、特に限定されるものではなく、従来公知の樹脂を用いることができる。その中でも、下記式（ａ−１）で表される樹脂が好ましい。
【００１７】
【化１】
2015125190.tif 000002
【００１８】
上記式（ａ−１）中、Ｘａは、下記式（ａ−２）で表される基を示す。
【００１９】
【化２】
2015125190.tif 000003
【００２０】
上記式（ａ−２）中、Ｒａ１は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜６の炭化水素基、又はハロゲン原子を示し、Ｒａ２は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、Ｗａは、単結合又は下記式（ａ−３）で表される基を示す。
【００２１】
【化３】
2015125190.tif 000004
【００２２】
また、上記式（ａ−１）中、Ｙａは、ジカルボン酸無水物から酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）を除いた残基を示す。ジカルボン酸無水物の例としては、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水クロレンド酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水グルタル酸等が挙げられる。
【００２３】
また、上記式（ａ−１）中、Ｚａは、テトラカルボン酸二無水物から２個の酸無水物基を除いた残基を示す。テトラカルボン酸二無水物の例としては、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
また、上記式（ａ−１）中、ｍは、０〜２０の整数を示す。
【００２４】
（Ａ１）カルド構造を有する樹脂の質量平均分子量は、１０００〜４００００であることが好ましく、２０００〜３００００であることがより好ましい。上記の範囲とすることにより、良好な現像性を得ながら、十分な耐熱性、膜強度を得ることができる。
【００２５】
（Ａ）アルカリ可溶性樹脂としては、（ａ１）不飽和カルボン酸と、不飽和カルボン酸の他の共重合成分との共重合体を用いることもできる。このような樹脂の中では、破壊強度や基板との密着性に優れるパターンを与える感光性樹脂組成物を得やすいことから、（ａ１）不飽和カルボン酸と（ａ２）エポキシ基含有不飽和化合物とを少なくとも重合させた（Ａ２）共重合体が挙げられる。
【００２６】
（ａ１）不飽和カルボン酸としては、（メタ）アクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸；マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等のジカルボン酸；これらジカルボン酸の無水物；等が挙げられる。これらの中でも、共重合反応性、得られる樹脂のアルカリ溶解性、入手の容易性等の点から、（メタ）アクリル酸及び無水マレイン酸が好ましい。これらの（ａ１）不飽和カルボン酸は、単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００２７】
（ａ２）エポキシ基含有不飽和化合物としては、（ａ２−Ｉ）脂環式エポキシ基を有する不飽和化合物と、（ａ２−ＩＩ）脂環式エポキシ基を持たない不飽和化合物とが挙げられ、（ａ２−Ｉ）脂環式エポキシ基を有する不飽和化合物が好ましい。
【００２８】
（ａ２−Ｉ）脂環式エポキシ基を有する不飽和化合物において、脂環式エポキシ基を構成する脂環式基は、単環であっても多環であってもよい。単環の脂環式基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。また、多環の脂環式基としては、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロノニル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等が挙げられる。これらの（ａ２−Ｉ）脂環式エポキシ基含有不飽和化合物は、単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００２９】
具体的に、（ａ２−Ｉ）脂環式エポキシ基含有不飽和化合物としては、例えば下記式（ａ２−１）〜（ａ２−１６）で表される化合物が挙げられる。これらの中でも、現像性を適度なものするためには、下記式（ａ２−１）〜（ａ２−６）で表される化合物が好ましく、下記式（ａ２−１）〜（ａ２−４）で表される化合物がより好ましい。
【００３０】
【化４】
2015125190.tif 000005
【００３１】
【化５】
2015125190.tif 000006
【００３２】
【化６】
2015125190.tif 000007
【００３３】
上記式中、Ｒ１１は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ１２は炭素数１〜６の２価の脂肪族飽和炭化水素基を示し、Ｒ１３は炭素数１〜１０の２価の炭化水素基を示し、ｎは０〜１０の整数を示す。Ｒ１２としては、直鎖状又は分枝鎖状のアルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。Ｒ１３としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、フェニレン基、シクロヘキシレン基、−ＣＨ２−Ｐｈ−ＣＨ２−（Ｐｈはフェニレン基を示す）が好ましい。
【００３４】
（ａ２−ＩＩ）脂環式基を有さないエポキシ基含有不飽和化合物としては、グリシジル（メタ）アクリレート、２−メチルグリシジル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシブチル（メタ）アクリレート、６，７−エポキシヘプチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エポキシアルキルエステル類；α−エチルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−プロピルアクリル酸グリシジル、α−ｎ−ブチルアクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸６，７−エポキシヘプチル等のα−アルキルアクリル酸エポキシアルキルエステル類；等が挙げられる。これらの中でも、共重合反応性、硬化後の樹脂の強度等の点から、グリシジル（メタ）アクリレート、２−メチルグリシジル（メタ）アクリレート、及び６，７−エポキシヘプチル（メタ）アクリレートが好ましい。これらの（ａ２−ＩＩ）脂環式基を有さないエポキシ基含有不飽和化合物は、単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００３５】
（Ａ２）共重合体は、上記（ａ１）不飽和カルボン酸、及び（ａ２）エポキシ基含有不飽和化合物とともに、（ａ３）エポキシ基を有さない脂環式基含有不飽和化合物を重合させたものであってもよい。
【００３６】
（ａ３）脂環式基含有不飽和化合物としては、脂環式基を有する不飽和化合物であれば特に限定されない。脂環式基は、単環であっても多環であってもよい。単環の脂環式基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。また、多環の脂環式基としては、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロノニル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等が挙げられる。これらの（ａ３）脂環式基含有不飽和化合物は、単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００３７】
具体的に、（ａ３）脂環式基含有不飽和化合物としては、例えば下記式（ａ３−１）〜（ａ３−７）で表される化合物が挙げられる。これらの中では、現像性の良好な感光性樹脂組成物を得やすいことから、下記式（ａ３−３）〜（ａ３−８）で表される化合物が好ましく、下記式（ａ３−３）、（ａ３−４）で表される化合物がより好ましい。
【００３８】
【化７】
2015125190.tif 000008
【００３９】
【化８】
2015125190.tif 000009
【００４０】
上記式中、Ｒ２１は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ２２は単結合又は炭素数１〜６の２価の脂肪族飽和炭化水素基を示し、Ｒ２３は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を示す。Ｒ２２としては、単結合、直鎖状又は分枝鎖状のアルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。Ｒ２３としては、例えばメチル基、エチル基が好ましい。
【００４１】
（Ａ２）共重合体は、上記以外の他の化合物をさらに共重合させたものであってもよい。このような他の化合物としては、（メタ）アクリル酸エステル類、（メタ）アクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、スチレン類等が挙げられる。これらの化合物は、単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００４２】
（メタ）アクリル酸エステル類としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、アミル（メタ）アクリレート、ｔ−オクチル（メタ）アクリレート等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル（メタ）アクリレート；クロロエチル（メタ）アクリレート、２，２−ジメチルヒドロキシプロピル（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、トリメチロールプロパンモノ（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フルフリル（メタ）アクリレート；等が挙げられる。
【００４３】
（メタ）アクリルアミド類としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−アルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−アリール（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジアルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−アリール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。
【００４４】
アリル化合物としては、酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸アリル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳酸アリル等のアリルエステル類；アリルオキシエタノール；等が挙げられる。
【００４５】
ビニルエーテル類としては、ヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、クロロエチルビニルエーテル、１−メチル−２，２−ジメチルプロピルビニルエーテル、２−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル；ビニルフェニルエーテル、ビニルトリルエーテル、ビニルクロロフェニルエーテル、ビニル−２，４−ジクロロフェニルエーテル、ビニルナフチルエーテル、ビニルアントラニルエーテル等のビニルアリールエーテル；等が挙げられる。
【００４６】
ビニルエステル類としては、ビニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニルカプロエート、ビニルクロロアセテート、ビニルジクロロアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブトキシアセテート、ビニルフエニルアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラクテート、ビニル−β−フェニルブチレート、安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、クロロ安息香酸ビニル、テトラクロロ安息香酸ビニル、ナフトエ酸ビニル等が挙げられる。
【００４７】
スチレン類としては、スチレン；メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、シクロヘキシルスチレン、デシルスチレン、ベンジルスチレン、クロロメチルスチレン、トリフルオロメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセトキシメチルスチレン等のアルキルスチレン；メトキシスチレン、４−メトキシ−３−メチルスチレン、ジメトキシスチレン等のアルコキシスチレン；クロロスチレン、ジクロロスチレン、トリクロロスチレン、テトラクロロスチレン、ペンタクロロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ヨードスチレン、フルオロスチレン、トリフルオロスチレン、２−ブロモ−４−トリフルオロメチルスチレン、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルスチレン等のハロスチレン；等が挙げられる。
【００４８】
（Ａ２）共重合体に占める上記（ａ１）不飽和カルボン酸由来の構成単位の割合は、１〜２５質量％であることが好ましく、８〜１６質量％であることがより好ましい。また、（Ａ２）共重合体に占める上記（ａ３）脂環式基含有不飽和化合物由来の構成単位の割合は、１〜３０質量％であることが好ましく、５〜２０質量％であることがより好ましい。
【００４９】
また、（Ａ２）共重合体に占める上記（ａ２）エポキシ基含有不飽和化合物に由来する構成単位の比率は、２０〜６０質量％が好ましく、２０〜４０質量％がより好ましい。
【００５０】
（Ａ２）共重合体の質量平均分子量（Ｍｗ：ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）のポリスチレン換算による測定値。本明細書において同じ。）は、２０００〜２０００００であることが好ましく、５０００〜３００００であることがより好ましい。上記の範囲とすることにより、感光性樹脂組成物の膜形成能、露光後の現像性のバランスがとりやすい傾向がある。
【００５１】
（Ａ２）共重合体は公知のラジカル重合法により製造することができる。すなわち、各化合物、並びに公知のラジカル重合開始剤を重合溶媒に溶解した後、加熱撹拌することにより製造することができる。
【００５２】
また、（Ａ）アルカリ可溶性樹脂としては、上記（ａ１）不飽和カルボン酸に由来する構成単位と、後述する（Ｂ）光重合性モノマーとの重合可能部位を有する構成単位とを少なくとも有する（Ａ３）共重合体、又は上記（ａ１）不飽和カルボン酸に由来する構成単位と、上記（ａ２）エポキシ基含有不飽和化合物に由来する構成単位と、後述する光重合性モノマー（Ｂ）との重合可能部位を有する構成単位とを少なくとも有する（Ａ４）共重合体を含む樹脂も好適に使用できる。（Ａ）アルカリ可溶性樹脂が（Ａ３）共重合体、又は（Ａ４）共重合体を含む場合、感光性樹脂組成物の基板への密着性、感光性樹脂組成物の硬化後の破壊強度を高めることができる。
【００５３】
（Ａ３）共重合体、及び（Ａ４）共重合体は、（Ａ２）共重合体について他の化合物として記載される、（メタ）アクリル酸エステル類、（メタ）アクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、スチレン類等をさらに共重合させたものであってもよい。
【００５４】
（Ｂ）光重合性モノマーとの重合可能部位を有する構成単位は、（Ｂ）光重合性モノマーとの重合可能部位としてエチレン性不飽和基を有するものが好ましい。（Ａ３）共重合体については、上記（ａ１）不飽和カルボン酸の単独重合体に含まれるカルボキシル基の少なくとも一部と、上記（ａ２）エポキシ基含有不飽和化合物とを反応させることにより、調製することができる。また、（Ａ４）共重合体は、上記（ａ１）不飽和カルボン酸に由来する構成単位と、上記（ａ２）エポキシ基含有不飽和化合物に由来する構成単位とを有する共重合体におけるエポキシ基の少なくとも一部と、（ａ１）不飽和カルボン酸とを反応させることにより、調製することができる。
【００５５】
（Ａ３）共重合体、及び（Ａ４）共重合体の質量平均分子量は、２０００〜５００００であることが好ましく、５０００〜３００００であることがより好ましい。上記の範囲とすることにより、感光性樹脂組成物の膜形成能、露光後の現像性のバランスがとりやすい傾向がある。
【００５６】
（Ａ）アルカリ可溶性樹脂の含有量は、感光性樹脂組成物の固形分に対して３０〜９０質量％であることが好ましく、４５〜７５質量％であることがより好ましい。上記の範囲とすることにより、現像性のバランスをとりやすい傾向がある。
【００５７】
（Ｂ）光重合性モノマーとの重合可能部位を有する構成単位は、（Ｂ）光重合性モノマーとの重合可能部位としてエチレン性不飽和基を有するものが好ましい。共重合体（Ａ２）は、上記（ａ１）不飽和カルボン酸に由来する構成単位と、上記（ａ２）エポキシ基含有不飽和化合物に由来する構成単位とを有する共重合体におけるエポキシ基の一部と、（ａ１）不飽和カルボン酸とを反応させることにより、調製することができる。
【００５８】
共重合体（Ａ２）の質量平均分子量は、２０００〜５００００であることが好ましく、５０００〜３００００であることがより好ましい。上記の範囲とすることにより、感光性樹脂組成物の膜形成能、露光後の現像性のバランスがとりやすい傾向がある。
【００５９】
（Ａ）アルカリ可溶性樹脂の含有量は、感光性樹脂組成物の固形分に対して３０〜９０質量％であることが好ましく、４５〜７５質量％であることがより好ましい。上記の範囲とすることにより、現像性のバランスをとりやすい傾向がある。
【００６０】
＜（Ｂ）光重合性モノマー＞
本発明に係る感光性樹脂組成物に含有される（Ｂ）光重合性モノマーとしては、エチレン性不飽和基を有するモノマーを好ましく用いることができる。このエチレン性不飽和基を有するモノマーには、単官能モノマーと多官能モノマーとがある。
【００６１】
単官能モノマーとしては、（メタ）アクリルアミド、メチロール（メタ）アクリルアミド、メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、エトキシメチル（メタ）アクリルアミド、プロポキシメチル（メタ）アクリルアミド、ブトキシメトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、クロトン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミドスルホン酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（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、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−フェノキシ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピルフタレート、グリセリンモノ（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノ（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、フタル酸誘導体のハーフ（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの単官能モノマーは、単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００６２】
一方、多官能モノマーとしては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロキシポリエトキシフェニル）プロパン、２−ヒドロキシ−３−（メタ）アクリロイルオキシプロピル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、フタル酸ジグリシジルエステルジ（メタ）アクリレート、グリセリントリアクリレート、グリセリンポリグリシジルエーテルポリ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート（すなわち、トリレンジイソシアネート）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネート等と２−ビドロキシエチル（メタ）アクリレートとの反応物、メチレンビス（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルアミドメチレンエーテル、多価アルコールとＮ−メチロール（メタ）アクリルアミドとの縮合物等の多官能モノマーや、トリアクリルホルマール等が挙げられる。これらの多官能モノマーは、単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００６３】
これらのエチレン性不飽和基を有するモノマーの中でも、感光性樹脂組成物の基板への密着性、感光性樹脂組成物の硬化後の強度を高める点から、３官能以上の多官能モノマーが好ましく、６官能以上の多官能モノマーがより好ましい。
【００６４】
（Ｂ）成分の含有量は、感光性樹脂組成物の固形分に対して５〜６０質量％であることが好ましく、１０〜５０質量％であることがより好ましい。上記の範囲とすることにより、感度、現像性、解像性のバランスがとりやすい傾向がある。
【００６５】
＜（Ｃ）光重合開始剤＞
本発明に係る感光性樹脂組成物に含有される（Ｃ）光重合開始剤としては、特に限定されず、従来公知の光重合開始剤を用いることができる。
【００６６】
光重合開始剤として具体的には、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−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、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、ビス（４−ジメチルアミノフェニル）ケトン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾル−３−イル］，１−（Ｏ−アセチルオキシム）、（９−エチル−６−ニトロ−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）［４−（２−メトキシ−１−メチルエトキシ）−２−メチルフェニル］メタノンＯ−アセチルオキシム、１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）］、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シド、４−ベンゾイル−４’−メチルジメチルスルフィド、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、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ブチル、４−ジメチルアミノ−２−エチルヘキシル安息香酸、４−ジメチルアミノ−２−イソアミル安息香酸、ベンジル−β−メトキシエチルアセタール、ベンジルジメチルケタール、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（Ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン、チオキサンテン、２−クロロチオキサンテン、２，４−ジエチルチオキサンテン、２−メチルチオキサンテン、２−イソプロピルチオキサンテン、２−エチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキシド、クメンパーオキシド、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メトキシフェニル）−イミダゾリル二量体、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ’−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、４，４’−ジクロロベンゾフェノン、３，３−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、ベンジル、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−ｎ−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、ジクロロアセトフェノン、トリクロロアセトフェノン、ｐ−���ｅｒｔ−ブチルアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、α，α−ジクロロ−４−フェノキシアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジベンゾスベロン、ペンチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、９−フェニルアクリジン、１，７−ビス−（９−アクリジニル）ヘプタン、１，５−ビス−（９−アクリジニル）ペンタン、１，３−ビス−（９−アクリジニル）プロパン、ｐ−メトキシトリアジン、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−（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−（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、２，４−ビス−トリクロロメチル−６−（３−ブロモ−４−メトキシ）フェニル−ｓ−トリアジン、２，４−ビス−トリクロロメチル−６−（２−ブロモ−４−メトキシ）フェニル−ｓ−トリアジン、２，４−ビス−トリクロロメチル−６−（３−ブロモ−４−メトキシ）スチリルフェニル−ｓ−トリアジン、２，４−ビス−トリクロロメチル−６−（２−ブロモ−４−メトキシ）スチリルフェニル−ｓ−トリアジン等が挙げられる。これらの光重合開始剤は、単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００６７】
これらの中でも、オキシム系の光重合開始剤を用いることが、感度の面で特に好ましい。オキシム系の光重合開始剤の中で、特に好ましいものとしては、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾル−３−イル］，１−（Ｏ−アセチルオキシム）、エタノン，１−［９−エチル−６−（ピロール−２−イルカルボニル）−９Ｈ−カルバゾル−３−イル］，１−（Ｏ−アセチルオキシム）、及び１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）］が挙げられる。
【００６８】
（Ｃ）成分の含有量は、感光性樹脂組成物の固形分に対して０．５〜３０質量％であることが好ましく、１〜２０質量％であることがより好ましい。（Ｃ）成分の含有量を上記の範囲とすることにより、耐水性に優れるパターンを形成できる感光性樹脂組成物を得ることができる。
【００６９】
また、この（Ｃ）成分に、光開始助剤を組み合わせてもよい。光開始助剤としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、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２−エチルヘキシル、安息香酸２−ジメチルアミノエチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルパラトルイジン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、９，１０−ジメトキシアントラセン、２−エチル−９，１０−ジメトキシアントラセン、９，１０−ジエトキシアントラセン、２−エチル−９，１０−ジエトキシアントラセン、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプト−５−メトキシベンゾチアゾール、３−メルカプトプロピオン酸、３−メルカプトプロピオン酸メチル、ペンタエリストールテトラメルカプトアセテート、３−メルカプトプロピオネート等のチオール化合物等が挙げられる。これらの光開始助剤は、単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００７０】
＜（Ｄ）シランカップリング剤＞
本発明に係る感光性樹脂組成物は、下式（１）で表されるシランカップリング剤を含む。このため、本発明に係る感光性樹脂組成物を用いることで、基板への密着性と、耐水性とが良好なパターンを形成することができる。感光性樹脂組成物は、式（１）で表されるシランカップリング剤を２種以上組み合わせて含んでいてもよい。
【００７１】
Ｒ１ｍＲ２（３−ｍ）Ｓｉ−Ｒ３−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｙ−Ｒ４−Ｘ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ１はアルコキシ基であり、Ｒ２はアルキル基であり、ｍは１〜３の整数であり、Ｒ３はアルキレン基であり、Ｙは−ＮＨ−、−Ｏ−、又は−Ｓ−であり、Ｒ４は単結合、又はアルキレン基であり、Ｘは、置換基を有していてもよく単環でも多環でもよい含窒素ヘテロアリール基であり、Ｘ中の−Ｙ−Ｒ４−と結合する環は含窒素６員芳香環であり、−Ｙ−Ｒ４−は前記含窒素６員芳香環中の炭素原子と結合する。）
【００７２】
式（１）中、Ｒ１はアルコキシ基である。Ｒ１について、アルコキシ基の炭素原子数は１〜６が好ましく、１〜４がより好ましく、（Ｄ）シランカップリング剤の反応性の観点から１又は２が特に好ましい。Ｒ１の好ましい具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、及びｎ−ヘキシルオキシ基が挙げられる。これらのアルコキシ基の中では、メトキシ基、及びエトキシ基が好ましい。
【００７３】
アルコキシ基であるＲ１が加水分解されて生成するシラノール基が基板の表面等と反応することで、感光性樹脂組成物を用いて形成されるパターンの基板表面への密着性が向上される。このため、パターンの基板表面への密着性を向上させやすい点から、ｍは３であるのが好ましい。
【００７４】
式（１）中、Ｒ２はアルキル基である。Ｒ２について、アルキル基の炭素原子数は１〜１２が好ましく、１〜６がより好ましく、（Ｄ）シランカップリング剤の反応性の観点から１又は２が特に好ましい。Ｒ２の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、及びｎ−ドデシル基が挙げられる。
【００７５】
式（１）中、Ｒ３はアルキレン基である。Ｒ３について、アルキレン基の炭素原子数は１〜１２が好ましく、１〜６がより好ましく、２〜４が特に好ましい。Ｒ３の好ましい具体例としては、メチレン基、１，２−エチレン基、１，１−エチレン基、プロパン−１，３−ジイル基、プロパン−１，２−ジイル基、プロパン−１，１−ジイル基、プロパン−２，２−ジイル基、ブタン−１，４−ジイル基、ブタン−１，３−ジイル基、ブタン−１，２−ジイル基、ブタン−１，１−ジイル基、ブタン−２，２−ジイル基、ブタン−２，３−ジイル基、ペンタン−１，５−ジイル基、ペンタン−１，４−ジイル基、及びヘキサン−１，６−ジイル基、ヘプタン−１，７−ジイル基、オクタン−１，８−ジイル基、ノナン−１，９−ジイル基、デカン−１，１０−ジイル基、ウンデカン−１，１１−ジイル基、及びドデカン−１，１２−ジイル基が挙げられる。これらのアルキレン基の中では、１，２−エチレン基、プロパン−１，３−ジイル基、及びブタン−１，４−ジイル基が好ましい。
【００７６】
Ｙは−ＮＨ−、−Ｏ−、又は−Ｓ−であり、−ＮＨ−であるのが好ましい。−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＯ−Ｓ−で表される結合よりも、−ＣＯ−ＮＨ−で表される結合のほうが加水分解を受けにくいため、Ｙが−ＮＨ−である化合物を（Ｄ）シランカップリング剤として含む感光性樹脂組成物を用いると、耐水性に優れるパターンを形成しやすい。
【００７７】
Ｒ４は単結合、又はアルキレン基であり、単結合であるのが好ましい。Ｒ４がアルキレン基である場合の好ましい例は、Ｒ３と同様である。
【００７８】
Ｘは、置換基を有していてもよく単環でも多環でもよい含窒素ヘテロアリール基であり、Ｘ中の−Ｙ−Ｒ４−と結合する環は含窒素６員芳香環であり、−Ｙ−Ｒ４−は該含窒素６員芳香環中の炭素原子と結合する。理由は不明であるが、このようなＸを有する化合物を（Ｄ）シランカップリング剤として含む感光性樹脂組成物を用いると、基板への密着性と、耐水性とに優れるパターンを形成できる。
【００７９】
Ｘが多環ヘテロアリール基である場合、ヘテロアリール基は、複数の単環が縮合した基であってもよく、複数の単環が単結合を介して結合した基であってもよい。Ｘが多環ヘテロアリール基である場合、多環ヘテロアリール基に含まれる環数は１〜３が好ましい。Ｘが多環ヘテロアリール基である場合、Ｘ中の含窒素６員芳香環に縮合又は結合する環は、ヘテロ原子を含んでいても含んでいなくてもよく、芳香環であっても芳香環でなくてもよい。
【００８０】
含窒素ヘテロアリール基であるＸが有していてもよい置換基としては、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数１〜６のアルコキシ基、炭素原子数２〜６のアルケニル基、炭素原子数２〜６のアルケニルオキシ基、炭素原子数２〜６の脂肪族アシル基、ベンゾイル基、ニトロ基、ニトロソ基、アミノ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シアノ基、スルホン酸基、カルボキシル基、及びハロゲン原子等が挙げられる。Ｘが有する置換基の数は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。Ｘが有する置換基の数は、５以下が好ましく、３以下がより好ましい。Ｘが複数の置換基を有する場合、複数の置換基は同じであっても、異なっていてもよい。
【００８１】
Ｘの好ましい例としては、下記式の基が挙げられる。
【化９】
2015125190.tif 000010
【００８２】
上記の基の中でも、下記式の基がＸとしてより好ましい。
【化１０】
2015125190.tif 000011
【００８３】
以上説明した、式（１）で表される化合物の好適な具体例としては、以下の化合物１〜８が挙げられる。
【化１１】
2015125190.tif 000012
【００８４】
（Ｄ）成分の含有量は、着色剤を除く感光性樹脂組成物の固形分に対して０．２〜１０質量％であることが好ましく、０．５〜７質量％であることがより好ましい。（Ｄ）成分の含有量を上記の範囲とすることにより、感光性樹脂組成物を用いて、基板への密着性と、耐水性に優れるパターンを形成しやすい。
【００８５】
＜（Ｅ）着色剤＞
本発明に係る感光性樹脂組成物は、さらに（Ｅ）着色剤を含んでもよい。
【００８６】
本発明に係る感光性樹脂組成物に含有される（Ｅ）着色剤としては、特に限定されないが、例えば、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．；Ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｄｙｅｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ社発行）において、ピグメント（Ｐｉｇｍｅｎｔ）に分類されている化合物、具体的には、下記のようなカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）番号が付されているものを用いるのが好ましい。
【００８７】
好適に使用できる黄色顔料の例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１（以下、「Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー」は同様であり、番号のみを記載する。）、３、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、２０、２４、３１、５３、５５、６０、６１、６５、７１、７３，７４、８１、８３、８６、９３、９５、９７、９８、９９、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１６、１１７、１１９、１２０、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６６、１６７、１６８、１７５、１８０、及び１８５が挙げられる。
【００８８】
好適に使用できる橙色顔料の例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１（以下、「Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ」は同様であり、番号のみを記載する。）、５、１３、１４、１６、１７、２４、３４、３６、３８、４０、４３、４６、４９、５１、５５、５９、６１、６３、６４、７１、及び７３が挙げられる。
【００８９】
好適に使用できる紫色顔料の例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１（以下、「Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット」は同様であり、番号のみを記載する。）、１９、２３、２９、３０、３２、３６、３７、３８、３９、４０、及び５０が挙げられる。
【００９０】
好適に使用できる赤色顔料の例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１（以下、「Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド」は同様であり、番号のみを記載する。）２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、４０、４１、４２、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、４９：１、４９：２、５０：１、５２：１、５３：１、５７、５７：１、５７：２、５８：２、５８：４、６０：１、６３：１、６３：２、６４：１、８１：１、８３、８８、９０：１、９７、１０１、１０２、１０４、１０５、１０６、１０８、１１２、１１３、１１４、１２２、１２３、１４４、１４６、１４９、１５０、１５１、１５５、１６６、１６８、１７０、１７１、１７２、１７４、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８０、１８５、１８７、１８８、１９０、１９２、１９３、１９４、２０２、２０６、２０７、２０８、２０９、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４２、２４３、２４５、２５４、２５５、２６４、及び２６５が挙げられる。
【００９１】
好適に使用できる青色顔料の例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１（以下、「Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー」は同様であり、番号のみを記載する。）、２、１５、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、及び６６が挙げられる。
【００９２】
好適に使用できる、上記の他の色相の顔料の例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３７等の緑色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２８等の茶色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７等の黒色顔料が挙げられる。
【００９３】
また、着色剤を遮光剤とする場合、遮光剤としては黒色顔料や紫顔料を用いることが好ましい。黒色顔料や紫顔料の例としては、カーボンブラック、ペリレン系顔料、チタンブラック、銅、鉄、マンガン、コバルト、クロム、ニッケル、亜鉛、カルシウム、銀等の金属酸化物、複合酸化物、金属硫化物、金属硫酸塩又は金属炭酸塩等、有機物、無機物を問わず各種の顔料を挙げることができる。これらの中でも、高い遮光性を有するカーボンブラックを用いることが好ましい。
【００９４】
カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、ランプブラック等の公知のカーボンブラックを用いることができるが、遮光性に優れるチャンネルブラックを用いることが好ましい。また、樹脂被覆カーボンブラックを使用してもよい。
【００９５】
また、遮光剤としてはペリレン系顔料も好ましい。ペリレン系顔料の具体例としては、下記式（ｅ−１）で表されるペリレン系顔料、下記式（ｅ−２）で表されるペリレン系顔料、及び下記式（ｅ−３）で表されるペリレン系顔料が挙げられる。市販品では、ＢＡＳＦ社製の製品名Ｋ００８４、及びＫ００８６や、ピグメントブラック２１、３０、３１、３２、３３、及び３４等を、ペリレン系顔料として好ましく用いることができる。
【００９６】
【化１２】
2015125190.tif 000013
式（ｅ−１）中、Ｒｅ１及びＲｅ２は、それぞれ独立に炭素原子数１〜３のアルキレン基を表し、Ｒｅ３及びＲｅ４は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、メトキシ基、又はアセチル基を表す。
【００９７】
【化１３】
2015125190.tif 000014
式（ｅ−２）中、Ｒｅ５及びＲｅ６は、それぞれ独立に、炭素原子数１〜７のアルキレン基を表す。
【００９８】
【化１４】
2015125190.tif 000015
式（ｅ−３）中、Ｒｅ７及びＲｅ８は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数１〜２２のアルキル基であり、Ｎ，Ｏ、Ｓ、又はＰのヘテロ原子を含んでいてもよい。Ｒｅ７及びＲｅ８がアルキル基である場合、当該アルキル基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよい。
【００９９】
上記の式（ｅ−１）で表される化合物、式（ｅ−２）で表される化合物、及び式（ｅ−３）で表される化合物は、例えば、特開昭６２−１７５３号公報、特公昭６３−２６７８４号公報に記載の方法を用いて合成することができる。すなわち、ペリレン−３，５，９，１０−テトラカルボン酸又はその二無水物とアミン類とを原料とし、水又は有機溶媒中で加熱反応を行う。そして、得られた粗製物を硫酸中で再沈殿させるか、又は、水、有機溶媒あるいはこれらの混合溶媒中で再結晶させることによって目的物を得ることができる。
【０１００】
感光性樹脂組成物中においてペリレン系顔料を良好に分散させるためには、ペリレン系顔料の平均粒子径は１０〜１０００ｎｍであるのが好ましい。
【０１０１】
遮光剤は、色調の調製の目的等で、上記の黒色顔料や紫顔料とともに、赤、青、緑、黄等の色相の色素を含んでいてもよい。黒色顔料や紫顔料の他の色相の色素は、公知の色素から適宜選択することができる。例えば、黒色顔料や紫顔料の他の色相の色素としては、上記の種々の顔料を用いることができる。黒色顔料や紫顔料以外の他の色相の色素の使用量は、遮光剤の全質量に対して、１５質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましい。
【０１０２】
上記の着色剤を感光性樹脂組成物において均一に分散させるために、さらに分散剤を使用してもよい。このような分散剤としては、ポリエチレンイミン系、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系の高分子分散剤を用いることが好ましい。特に、着色剤として、カーボンブラックを用いる場合には、分散剤としてアクリル樹脂系の分散剤を用いることが好ましい。
【０１０３】
また、無機顔料と有機顔料はそれぞれ単独又は２種以上併用してもよいが、併用する場合には、無機顔料と有機顔料との総量１００質量部に対して、有機顔料を１０〜８０質量部の範囲で用いることが好ましく、２０〜４０質量部の範囲で用いることがより好ましい。
【０１０４】
感光性樹脂組成物における着色剤の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で適宜選択でき、典型的には、感光性樹脂組成物の固形分の合計１００質量部に対して、５〜７０質量部が好ましく、２５〜６０質量部がより好ましい。
【０１０５】
着色剤は、分散剤を用いて適当な濃度で分散させた分散液とした後、感光性樹脂組成物に添加することが好ましい。
【０１０６】
＜（Ｓ）有機溶剤＞
本発明に係る感光性樹脂組成物は、塗布性の改善や、粘度調整のため、（Ｓ）有機溶剤（以下、「（Ｓ）成分」ともいう。）を含むことが好ましい。
【０１０７】
有機溶剤として具体的には、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の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；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（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の（ポリ）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類；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の他のエーテル類；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン等のケトン類；２−ヒドロキシプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類；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−メトキシブチルアセテート、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ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、蟻酸ｎ−ペンチル、酢酸ｉ−ペンチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸エチル、酪酸ｎ−プロピル、酪酸ｉ−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の他のエステル類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；Ｎ−メチルピロリドン、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のアミド類；等が挙げられる。これらの中でも、アルキレングリコールモノアルキルエーテル類、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類、上述した他のエーテル類、乳酸アルキルエステル類、上述した他のエステル類が好ましく、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類、上述した他のエーテル類、上述した他のエステル類がより好ましい。これらの溶剤は、単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【０１０８】
（Ｓ）成分の含有量は、特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。感光性樹脂組成物の粘度は５〜５００ｃｐであることが好ましく、１０〜５０ｃｐであることがより好ましく、２０〜３０ｃｐであることがさらに好ましい。また、固形分濃度は５〜１００質量％であることが好ましく、２０〜５０質量％であることがより好ましい。
【０１０９】
＜その他の成分＞
本発明に係る感光性樹脂組成物には、必要に応じて、界面活性剤、密着性向上剤、熱重合禁止剤、消泡剤等の添加剤を含有させることができる。いずれの添加剤も、従来公知のものを用いることができる。界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系等の化合物が挙げられ、密着性向上剤としては、従来公知のシランカップリング剤が挙げられ、熱重合禁止剤としては、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノエチルエーテル等が挙げられ、消泡剤としては、シリコーン系、フッ素系化合物等が挙げられる。
【０１１０】
＜感光性樹脂組成物の調製方法＞
本発明に係る感光性樹脂組成物は、上記各成分を３本ロールミル、ボールミル、サンドミル等の撹拌機で混合（分散・混練）し、必要に応じて５μｍメンブランフィルタ等のフィルタで濾過して調製することができる。
【０１１１】
≪パターン形成方法≫
本発明の感光性樹脂組成物を用いてパターンを形成するには、まず、ロールコータ、リバースコータ、バーコータ等の接触転写型塗布装置やスピンナー（回転式塗布装置）、カーテンフローコータ等の非接触型塗布装置を用いて感光性樹脂組成物を基板上に塗布して塗布膜を形成する。
【０１１２】
次いで、必要に応じて塗布膜を乾燥させる。乾燥方法は、特に限定されず、例えば、（１）ホットプレートにて８０〜１２０℃、好ましくは９０〜１００℃の温度にて６０〜１２０秒間乾燥させる方法、（２）室温にて数時間〜数日間放置する方法、（３）温風ヒータや赤外線ヒータ中に数十分間〜数時間入れて溶剤を除去する方法等が挙げられる。
【０１１３】
次いで、ネガ型のマスクを介して、紫外線、エキシマレーザー光等の活性エネルギー線を照射して、基板上の塗布膜を位置選択的に露光する。照射するエネルギー線量は、感光性樹脂組成物の組成によっても異なるが、例えば３０〜２０００ｍＪ／ｃｍ２程度が好ましい。
【０１１４】
位置選択的に露光された塗布膜を、現像液により現像することによって所望の形状のパターンが形成される。現像方法は、特に限定されず、例えば、浸漬法、スプレー法等を用いることができる。現像液としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機系のものや、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア、４級アンモニウム塩等の水溶液が挙げられる。
【０１１５】
次いで、現像後のパターンに対して２００℃〜２５０℃程度でポストベークを行うことが好ましい。
【０１１６】
本発明に係る感光性樹脂組成物を用いて以上説明した方法により形成されるパターンは、基板への密着性、及び耐水性に優れるため、種々の用途で好適に使用される。特に、液晶表示装置に代表される種々の表示装置に備えられるブラックマトリックスでは、製品の信頼性の観点から、基板への密着性及び耐水性に優れることが強く要求される。このため、本発明に係る感光性樹脂組成物のうち、遮光剤を含む着色剤を含有する感光性樹脂組成物を用いて形成されるパターンは、ブラックマトリックスとして好適に使用される。
【実施例】
【０１１７】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１１８】
〔実施例〕
実施例では、シランカップリング剤として以下の化合物１〜８を用いた。比較例では、シランカップリング剤として以下の化合物９〜１７を用いた。
【０１１９】
【化１５】
2015125190.tif 000016
【０１２０】
【化１６】
2015125190.tif 000017
【０１２１】
実施例１〜１０及び比較例１〜９では、アルカリ可溶性樹脂として、以下に説明する方法で合成された樹脂（Ａ−１）を用いた。
まず、５００ｍｌ四つ口フラスコ中に、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂（エポキシ当量２３５）２３５ｇ、テトラメチルアンモニウムクロライド１１０ｍｇ、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール１００ｍｇ、及びアクリル酸７２．０ｇを仕込み、これに２５ｍｌ／分の速度で空気を吹き込みながら９０〜１００℃で加熱溶解した。次に、溶液が白濁した状態のまま徐々に昇温し、１２０℃に加熱して完全溶解させた。この際、溶液は次第に透明粘稠になったが、そのまま撹拌を継続した。この間、酸価を測定し、１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満になるまで加熱撹拌を続けた。酸価が目標値に達するまで１２時間を要した。そして室温まで冷却し、無色透明で固体状の下記式（ａ−４）で表されるビスフェノールフルオレン型エポキシアクリレートを得た。
【０１２２】
【化１７】
2015125190.tif 000018
【０１２３】
次いで、このようにして得られた上記のビスフェノールフルオレン型エポキシアクリレート３０７．０ｇに３−メトキシブチルアセテート６００ｇを加えて溶解した後、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物８０．５ｇ及び臭化テトラエチルアンモニウム１ｇを混合し、徐々に昇温して１１０〜１１５℃で４時間反応させた。酸無水物基の消失を確認した後、１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸３８．０ｇを混合し、９０℃で６時間反応させ、樹脂（Ａ−１）を得た。酸無水物基の消失はＩＲスペクトルにより確認した。なお、この樹脂（Ａ−１）は、上記式（ａ−１）で表される樹脂に相当する。
【０１２４】
実施例１１〜１８及び比較例１０〜１８では、以下に示すＩ〜ＩＩＩの単位からなる樹脂（Ａ−２）をアルカリ可溶性樹脂として用いた。下式中、各単位の右下の数字は、樹脂（Ａ−２）中の各単位の含有量（質量％）を意味する。樹脂（Ａ−２）の質量平均分子量は、７０００であった。
【０１２５】
【化１８】
2015125190.tif 000019
【０１２６】
実施例及び比較例では、光重合性モノマーとして、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）を用いた。
【０１２７】
実施例及び比較例では、下式で表される光重合開始剤を用いた。
【化１９】
2015125190.tif 000020
【０１２８】
実施例１〜８及び比較例１〜９では、着色剤として、３−メトキシブチルアセテートにカーボンブラックを分散させたカーボンブラック分散液（ＣＦブラック（御国色素株式会社製）、固形分濃度２５質量％）を用いた。
【０１２９】
〔実施例１〜８及び比較例１〜９〕
アルカリ可溶性樹脂（樹脂（Ａ−１））１００質量部と、光重合性モノマー（ＤＰＨＡ）３５質量部と、光重合開始剤１５質量部と、表１に記載の種類のシランカップリング剤と３質量部と、カーボンブラック分散液５００質量部とを混合した後、混合物を有機溶剤で固形分濃度１５質量％に希釈して、感光性樹脂組成物を得た、混合物の希釈に用いた有機溶剤としては、３−メトキシブチルアセテート（ＭＡ）と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＭ）と、シクロヘキサノン（ＡＮ）とが、ＭＡ／ＰＭ／ＡＮ＝６０／２０／２０（質量比）で混合された混合溶剤を用いた。得られた感光性樹脂組成物について、下記方法に従って、細線密着性と、耐水性とを評価した。
【０１３０】
（細線密着性評価）
感光性樹脂組成物を、ガラス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ）上にスピンコーターを用いて塗布し、９０℃で１２０秒間プリベークを行い、膜厚１．０μｍの塗布膜を形成した。次いで、ミラープロジェクションアライナー（製品名：ＴＭＥ−１５０ＲＴＯ、株式会社トプコン製）を使用し、露光ギャップを５０μｍとして、幅５μｍのパターンが形成されたネガマスクを介して、塗布膜に紫外線を照射した。露光量は１０、２０、４０、及び１００ｍＪ／ｃｍ２の４段階とした。露光後の塗布膜を、２６℃の０．０４質量％ＫＯＨ水溶液で５０秒間現像した後、２３０℃で３０分間ポストベークを行ってラインパターンを形成した。
各露光量で形成されたラインパターンを光学顕微鏡により観察して、細線密着性を評価した。形成されたパターンに基板からの剥離が観察されなった場合を「良好」と判定した。形成されたパターンの一部又は全部が基板から剥離し、所望する形状のパターンを形成できなかった場合を「不良」と判定した。各実施例及び比較例の感光性樹脂組成物の細線密着性の判定を、露光量毎に表１に記載する。
【０１３１】
（耐水性評価）
細線密着性の評価と同様にして、ガラス基板上に膜厚１．０μｍの塗布膜を形成した。形成された塗布膜に対して、マスクを介さずに露光量１００ｍＪ／ｃｍ２で露光を行って、ガラス基板上に硬化膜を。形成された硬化膜を用いて耐水性の評価を行った。硬化膜を備えるガラス基板を、１２０℃、２気圧、湿度１００％の雰囲気下に２４時間、耐圧容器内に静置した。２時間、６時間、１２時間、及び２４時間の時点でガラス基板を耐圧容器から取り出し、ガラス基板からの硬化膜の剥離の有無を観察した。ガラス基板からの硬化膜の剥離が観察されなかった場合を「良好」と判定した。ガラス基板からの硬化膜の剥離が観察された場合を「不良」と判定した。
【０１３２】
【表１】
2015125190.tif 000021
【０１３３】
【表２】
2015125190.tif 000022
【０１３４】
〔実施例９及び１０〕
カーボンブラック分散液を下記構造のペリレン系顔料の分散液（固形分含有量：２０質量％、溶剤：３−メトキシブチルアセテート）に変えることの他は、実施例２及び４と同様にして感光性樹脂組成物を得た。得られた感光性樹脂組成物を用いて、実施例２及び４と同様に、細線密着性と、耐水性とを評価した。細線密着性の判定と、耐水性の判定とを表３に記す。
【０１３５】
【化２０】
2015125190.tif 000023
【０１３６】
【表３】
2015125190.tif 000024
【０１３７】
【表４】
2015125190.tif 000025
【０１３８】
表１〜３から、アルカリ可溶性樹脂と、光重合性モノマーと、光重合開始剤と、着色剤とを含み、前述の式（１）で表される化合物をシランカップリング剤として含む実施例の感光性樹脂組成物を用いて形成されたパターンであれば、良好なパターンの基板への密着性と、良好な耐水性とを両立できることが分かる。
【０１３９】
他方、表１及び表２から、アルカリ可溶性樹脂と、光重合性モノマーと、光重合開始剤と、着色剤とを含むが、前述の式（１）で表される化合物をシランカップリング剤として含まない比較例の感光性樹脂組成物を用いて形成されたパターンは、良好なパターンの基板への密着性と、良好な耐水性とを両立できないことが分かる。
【０１４０】
特に、比較例６〜８によれば、感光性樹脂組成物に含まれるシランカップリング剤について、−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−基に直結する複素環が含窒素５員環である場合、感光性樹脂組成物を用いて形成されるパターンは、耐水性に優れていても、細線密着性に劣ることが分かる。
【０１４１】
また、比較例９によれば、感光性樹脂組成物に含まれるシランカップリング剤について、−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−基にベンゼン環が直結している場合、感光性樹脂組成物を用いて形成されるパターンは、細線密着性に劣り、耐水性にやや劣ることが分かる。
【０１４２】
〔実施例１１〜１８及び比較例１０〜１８〕
【０１４３】
アルカリ可溶性樹脂（樹脂（Ａ−２））５８．５質量部と、光重合性モノマー（ＤＰＨＡ）４０質量部と、光重合開始剤１．５質量部と、表２に記載の種類のシランカップリング剤と３質量部とを混合した後、混合物を有機溶剤で固形分濃度１５質量％に希釈して、感光性樹脂組成物を得た、混合物の希釈に用いた有機溶剤としては、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル（ＭＥＤＧ）と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＭ）とが、ＭＥＤＧ／ＰＭ＝６０／４０／（質量比）で混合された混合溶剤を用いた。得られた感光性樹脂組成物について、実施例１と同様にして、細線密着性と、耐水性とを評価した。
【０１４４】
【表５】
2015125190.tif 000026
【０１４５】
【表６】
2015125190.tif 000027
【０１４６】
表５及び表６から、アルカリ可溶性樹脂と、光重合性モノマーと、光重合開始剤とを含み、前述の式（１）で表される化合物をシランカップリング剤として含む実施例の感光性樹脂組成物を用いて形成されたパターンであれば、良好なパターンの基板への密着性と、良好な耐水性とを両立できることが分かる。
【０１４７】
他方、表５及び表６から、アルカリ可溶性樹脂と、光重合性モノマーと、光重合開始剤とを含むが、前述の式（１）で表される化合物をシランカップリング剤として含まない比較例の感光性樹脂組成物を用いて形成されたパターンは、良好なパターンの基板への密着性と、良好な耐水性とを両立できないことが分かる。
【０１４８】
特に、比較例１５〜１８によれば、感光性樹脂組成物に含まれるシランカップリング剤について、−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−基に直結する環が含窒素５員環やベンゼン環である場合、感光性樹脂組成物を用いて形成されるパターンは、耐水性に優れていても、細線密着性に劣ることが分かる。