JP2000221682A - Photosensitive composition, photosensitive colored composition and color filter using same - Google Patents

Photosensitive composition, photosensitive colored composition and color filter using same

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JP2000221682A
JP2000221682A JP2652499A JP2652499A JP2000221682A JP 2000221682 A JP2000221682 A JP 2000221682A JP 2652499 A JP2652499 A JP 2652499A JP 2652499 A JP2652499 A JP 2652499A JP 2000221682 A JP2000221682 A JP 2000221682A
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JP
Japan
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acid
pattern
side chain
film
photosensitive
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Application number
JP2652499A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kita
真一 喜多
Mizuhito Tani
瑞仁 谷
Akira Tamura
章 田村
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a photosensitive composition capable of forming a high definition pattern having a small film thickness, no protrusions on the surface and good flatness in the surface by using a copolymer with a side chain having an OH group and a side chain having a specified protective group which is disconnected by the action of an acid as an acid-curable resin. SOLUTION: The photosensitive resin composition contains an acid-curable resin, a crosslinking agent and a photo-acid generating agent as essential components. The resin is a copolymer with a side chain having an OH group and a side chain having a protective group of the formula which is disconnected by the action of an acid. In the formula, each of R1-R3 is a 1-8C linear, branched or cyclic aliphatic residue or aromatic residue and may be a basket-shaped alicyclic residue which combines at the terminal part. When a film formed using the composition is patterned, the bulky protective group is disconnected by heating in the presence of the acid generated after exposure and the protective group is isolated in the film, diffuses in the film and transpires from the surface of the film. The volume occupied by the resin in the film is therefore reduced and the film thickness is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトリソグラフ
ィ法によりパターンを形成する際に用いる感光性組成
物、感光性着色組成物に関し、特に、ディスプレイを製
造する際に用いるパターン形成、カラーフィルタ形成な
どのための感光性組成物、感光性着色組成物、及びその
感光性着色組成物を用いたカラーフィルタに関するもの
で、さらに詳しくは、形成されたパターン上に突起がな
く面内の平坦性が良好な高精細なパターン、及び膜厚が
薄いカラーフィルタなどを優れた歩留まりで効率よく製
造し得る感光性組成物、及び感光性着色組成物、及びこ
の感光性着色組成物を用いたカラーフィルタに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photosensitive composition and a photosensitive coloring composition used for forming a pattern by a photolithography method, and more particularly to a pattern forming method and a color filter forming method for manufacturing a display. The present invention relates to a photosensitive composition, a photosensitive colored composition, and a color filter using the photosensitive colored composition, and more specifically, has good in-plane flatness without protrusions on a formed pattern. Composition capable of efficiently producing a high-definition pattern and a color filter having a small film thickness with an excellent yield, a photosensitive coloring composition, and a color filter using the photosensitive coloring composition It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ディスプレイ製造用の感光性組成
物、感光性着色組成物としては、アクリル系樹脂に多官
能アクリレートと光重合開始剤とを含むラジカル重合型
の感光性組成物、感光性着色組成物などが主に用いられ
ている(特開平1−152449号公報)。前記のラジ
カル重合を用いた系は高感度ではあるが、露光時に酸素
阻害を受けやすいため酸素雰囲気下ではパターン形成が
難しく、多くの露光量が必要となる。そのため、酸素遮
断膜を形成し酸素の影響を受けにくい状態で露光する必
要があり、プロセスが複雑になっていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a photosensitive composition and a photosensitive coloring composition for producing a display, a radical polymerization type photosensitive composition containing a polyfunctional acrylate and a photopolymerization initiator in an acrylic resin, a photosensitive composition, Colored compositions and the like are mainly used (JP-A-1-152449). Although the system using the above radical polymerization has high sensitivity, it is easily affected by oxygen at the time of exposure, so that it is difficult to form a pattern in an oxygen atmosphere and a large amount of exposure is required. Therefore, it is necessary to form an oxygen barrier film and perform exposure in a state where it is hardly affected by oxygen, and the process is complicated.

【0003】このような問題点を解決する感光性着色組
成物として、例えば、特開平4−163552号公報に
開示されている酸により硬化するフェノールを含む樹脂
とN−メチロール構造を持つ架橋剤と光酸発生剤と顔料
からなる感光性着色組成物がある。この酸触媒反応を利
用した化学増幅型の感光性組成物は、高感度で高解像性
であることが良く知られており、この感光性組成物で得
られるパターン形状は垂直に切り立っていることが特徴
であった。この感光性組成物を用いたパターンの形成方
法は、基板上に前記組成物を塗布し、パターン露光し酸
を発生させ、前記露光済み基板を加熱し、酸触媒架橋反
応で樹脂を硬化させ、アルカリ現像することでパターン
を形成することができる。
As a photosensitive coloring composition which solves such a problem, for example, a resin containing phenol which is cured by an acid and a crosslinking agent having an N-methylol structure disclosed in JP-A-4-163552 are disclosed. There is a photosensitive coloring composition comprising a photoacid generator and a pigment. It is well known that a chemically amplified photosensitive composition utilizing this acid-catalyzed reaction has high sensitivity and high resolution, and the pattern shape obtained with this photosensitive composition is vertically steep. That was the feature. A method for forming a pattern using this photosensitive composition is to apply the composition on a substrate, generate an acid by pattern exposure, heat the exposed substrate, and cure the resin by an acid-catalyzed crosslinking reaction, A pattern can be formed by alkali development.

【0004】しかし、上記の化学増幅型の感光性組成物
は酸素阻害を受けずパターンの表層から強固に架橋する
ため、膜厚はプロセスを通してあまり変化しない。従っ
て、例えばパターンを形成し、そのパターンを残存させ
たまま第二のパターンを形成する際、或いはカラーフィ
ルタを作製する際、2色目以降のパターン作製時に既に
形成されたパターンと次色以降の塗布膜厚が同程度の場
合には、既に形成されたパターンの近辺の膜厚は厚く盛
り上がり、2色目以降のパターンは外周部に突起が発生
し面内の平坦性が悪くなる。この2色目以降のパターン
の突起は、各パターン同士の間隔が狭くなるほど大きく
なり、例えばカラービデオカメラ等の撮像素子に用いら
れるカラーフィルタにおいては、10μm以下の微少な
パターンであるのでパターンに生じた突起は色ムラなど
の原因となるものである。
[0004] However, the above-mentioned chemically amplified photosensitive composition is not affected by oxygen and is strongly crosslinked from the surface layer of the pattern, so that the film thickness does not change much throughout the process. Therefore, for example, when a pattern is formed and a second pattern is formed while the pattern is left, or when a color filter is manufactured, a pattern already formed at the time of forming the second and subsequent colors is applied to the next color and subsequent coatings. When the film thicknesses are approximately the same, the film thickness near the already formed pattern rises thickly, and the patterns of the second and subsequent colors have protrusions on the outer peripheral portion, and the in-plane flatness is deteriorated. The projections of the patterns of the second and subsequent colors become larger as the distance between the patterns becomes narrower. For example, in a color filter used for an imaging device such as a color video camera, the projections are generated in the patterns because they are minute patterns of 10 μm or less. The projections cause color unevenness and the like.

【0005】また、上記用途のカラーフィルタにおい
て、色濃度を高くするためには、感光性着色組成物中の
顔料の含有量を高くするか、或いはパターンの膜厚を厚
くする必要がある。しかしながら、顔料の含有量を高く
した場合は感度が低下しパターン形成が難しくなり、ま
た、膜厚を厚くした場合は、2色目以降のパターンの突
起がさらに大きくなり、色ムラの発生以外にもパターン
の剥離が起き易くなるという問題があった。
In order to increase the color density of the color filter used in the above application, it is necessary to increase the content of the pigment in the photosensitive coloring composition or to increase the film thickness of the pattern. However, when the content of the pigment is increased, the sensitivity is reduced and pattern formation becomes difficult, and when the film thickness is increased, the projections of the second and subsequent patterns are further increased. There was a problem that peeling of the pattern easily occurred.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
点を解決するためになされたものであり、その課題とす
るところは、パターンの膜厚が薄く、パターン上に突起
がなく、パターン面内の平坦性が良好な高精細パターン
を形成できる感光性組成物を提供することにある。ま
た、本発明は、パターンの膜厚が薄く、パターン上に突
起がなく、パターン面内の平坦性が良好な、膜厚が薄く
ても色濃度の高い高精細パターンを形成できる感光性着
色組成物を提供することにある。また、本発明は、上記
発明による感光性着色組成物を用いた、パターンの膜厚
が薄く、パターン上に突起がなく、パターン面内の平坦
性が良好な、膜厚が薄くても色濃度の高い高精細パター
ンを形成したカラーフィルタを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a pattern having a thin film thickness, no protrusions on the pattern, It is an object of the present invention to provide a photosensitive composition capable of forming a high-definition pattern having good in-plane flatness. Further, the present invention provides a photosensitive coloring composition which has a small pattern thickness, has no protrusions on the pattern, has good flatness in the pattern plane, and can form a high-definition pattern having a high color density even with a small film thickness. To provide things. In addition, the present invention provides a photosensitive colored composition according to the present invention, in which the thickness of the pattern is thin, there are no protrusions on the pattern, the flatness in the pattern surface is good, and the color density is small even when the thickness is small. To provide a color filter in which a high-definition pattern with high density is formed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、酸により硬化
する樹脂、架橋剤、光酸発生剤を主成分とする感光性組
成物であって、前記酸により硬化する樹脂が、OH基を
持つ側鎖、及び酸により外れる化学式(1)で表される
保護基を持つ側鎖を有する共重合体であることを特徴と
する感光性組成物である。
The present invention relates to a photosensitive composition containing a resin curable by an acid, a crosslinking agent and a photoacid generator as main components, wherein the resin curable by the acid has an OH group. A photosensitive composition comprising a copolymer having a side chain having a side chain and a side chain having a protective group represented by the chemical formula (1) which is removed by an acid.

【化3】 Embedded image

【0008】また、本発明は、酸により硬化する樹脂、
架橋剤、光酸発生剤、顔料を主成分とする感光性着色組
成物であって、前記酸により硬化する樹脂が、OH基を
持つ側鎖、及び酸により外れる化学式(1)で表される
保護基を持つ側鎖を有する共重合体であることを特徴と
する感光性着色組成物である。
Further, the present invention provides a resin curable by an acid,
A photosensitive coloring composition containing a crosslinking agent, a photoacid generator, and a pigment as main components, wherein the resin that is cured by the acid is represented by a chemical formula (1) that is released by the side chain having an OH group and the acid. A photosensitive coloring composition, which is a copolymer having a side chain having a protecting group.

【化4】 Embedded image

【0009】また、本発明は、上記発明による感光性着
色組成物を用いたことを特徴とするカラーフィルタであ
る。
The present invention also provides a color filter using the photosensitive coloring composition according to the present invention.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明を一実施形態に基づいて以
下に詳細に説明する。本発明における、酸により硬化す
る樹脂は、OH基を持つ側鎖、及び酸により外れる上記
化学式(1)で表される保護基を持つ側鎖を有する共重
合体である。本発明による感光性組成物を用いたパター
ニングにおいては、上記酸により外れる保護基を持つ側
鎖は、露光加熱前はかさ高い保護基を持ち、樹脂の膜中
での体積占有率を高めているが、露光後発生した酸存在
下の加熱によりかさ高い保護基が外れ、保護基は膜内に
単離し膜中を拡散し表面から蒸散し、樹脂の膜中での体
積占有率の減少を引き起こし膜厚が減少する。そして、
保護基が外れた後の側鎖は架橋剤と架橋する。膜内に残
存する外れた保護基は、現像後に形成されたパターンが
加熱されることにより表面からさらに蒸散し、膜内には
残存しなくなるため、膜厚がさらに減少する。従って、
形成されたパターンは、パターンの膜厚が薄く、パター
ン上に突起がなく、パターン面内の平坦性が良好な高精
細パターンとなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below based on one embodiment. The resin that is cured by an acid in the present invention is a copolymer having a side chain having an OH group and a side chain having a protective group represented by the chemical formula (1), which is removed by the acid. In the patterning using the photosensitive composition according to the present invention, the side chain having a protective group detached by the acid has a bulky protective group before exposure and heating, and increases the volume occupancy in the resin film. However, the bulky protective group comes off due to heating in the presence of acid generated after exposure, and the protective group is isolated in the film, diffuses in the film and evaporates from the surface, causing a decrease in the volume occupancy of the resin in the film. The film thickness decreases. And
After removal of the protecting group, the side chain is crosslinked with the crosslinking agent. The removed protective groups remaining in the film further evaporate from the surface when the pattern formed after development is heated, and do not remain in the film, so that the film thickness is further reduced. Therefore,
The formed pattern is a high-definition pattern having a thin film thickness, no protrusions on the pattern, and good flatness in the pattern surface.

【0011】また、本発明による感光性着色組成物を用
いたパターニングにおいては、顔料は蒸散しないため形
成されたパターンの色濃度は変わらず、相対的に顔料の
体積含有量の増大したものとなり、膜厚が薄くても色濃
度の高いパターンとなる。従って、形成されたパターン
は、パターンの膜厚が薄く、パターン上に突起がなく、
パターン面内の平坦性が良好な、且つ膜厚が薄くても色
濃度の高い高精細パターンとなるものである。
In the patterning using the photosensitive coloring composition according to the present invention, the pigment does not evaporate, so that the color density of the formed pattern does not change and the volume content of the pigment is relatively increased. Even if the film thickness is small, a pattern having a high color density is obtained. Therefore, the formed pattern has a thin pattern thickness, no protrusions on the pattern,
A high-definition pattern having good color flatness and good color density even if the film thickness is small is obtained.

【0012】本発明における酸により硬化する樹脂は、
OH基を持つ側鎖を有するモノマーと酸により外れる保
護基を持つ側鎖を有するモノマーを共重合するか、OH
基を持つ側鎖を有する樹脂に上記側鎖を後から付加して
も良い。上記OH基を持つ樹脂として、フェーノルノボ
ラック、p−ヒドロキシスチレンに代表されるフェノー
ル類モノマー、カルボキシル基を有するモノマー及び水
酸基を有するモノマーの共重合体を用いることができ
る。
In the present invention, the resin cured by an acid is
A monomer having a side chain having an OH group and a monomer having a side chain having a protecting group which is removed by an acid are copolymerized, or OH
The side chain may be added later to the resin having a side chain having a group. As the resin having the OH group, a copolymer of a phenolic monomer represented by phenol novolak and p-hydroxystyrene, a monomer having a carboxyl group, and a monomer having a hydroxyl group can be used.

【0013】上記カルボキシル基を有するモノマーとし
ては、不飽和カルボン酸のモノマーであるアクリル酸、
メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸など
が使用可能である。また、上記水酸基を有するモノマー
としては、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル
酸2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2−ヒドロキシ
ブチル、アクリル酸4−ヒドロキシブチル、メタクリル
酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシ
プロピル、メタクリル酸2−ヒドロキシブチル、メタク
リル酸4−ヒドロキシブチルなどの不飽和カルボン酸ア
ルキルエステルのヒドロキシ化合物のモノマーが使用可
能である。
The monomer having a carboxyl group includes acrylic acid, which is a monomer of unsaturated carboxylic acid,
Methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid and the like can be used. Examples of the monomer having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, and 2-hydroxyethyl methacrylate. Hydroxy compound monomers of unsaturated carboxylic acid alkyl esters such as propyl, 2-hydroxybutyl methacrylate, and 4-hydroxybutyl methacrylate can be used.

【0014】さらに、共重合に使用できる他のモノマー
としては、スチレン、フェニルマレイミド、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリ
ル酸シクロヘキシル、アクリル酸ベンジル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、
メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジルな
どが挙げられる。
Further, other monomers usable for the copolymerization include styrene, phenylmaleimide, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methacrylic acid. Butyl acid,
Examples include cyclohexyl methacrylate and benzyl methacrylate.

【0015】本発明における酸により硬化する樹脂の共
重合組成としての、酸により外れる保護基を持つ側鎖を
有するモノマーの割合は、樹脂中で20〜70重量%が
好ましい。20重量%より少ないと膜厚の減少効果が得
られず突起が発生し、70重量%より多いと樹脂自体の
極性が低くなりすぎ、パターンの形成ができなくなる。
また、OH基を持つ側鎖を有するモノマーの割合は、5
重量%〜40重量%が好ましい。特に、カルボキシル基
を持つモノマーの割合は、アルカリ溶液で現像する場合
は5重量%より多い含有量が好ましい。
In the present invention, the proportion of the monomer having a side chain having a protecting group which is removed by an acid as a copolymer composition of the resin which is cured by an acid is preferably 20 to 70% by weight in the resin. If the amount is less than 20% by weight, the effect of reducing the film thickness cannot be obtained, and projections occur. If the amount is more than 70% by weight, the polarity of the resin itself becomes too low, so that a pattern cannot be formed.
The proportion of the monomer having a side chain having an OH group is 5%.
% By weight is preferred. In particular, the content of the monomer having a carboxyl group is preferably more than 5% by weight when developing with an alkaline solution.

【0016】本発明における架橋剤としては、N−メチ
ロール構造を有するものが用いられ、例えばメチロール
化尿素、尿素樹脂、メチロール化メラミン、ブチロール
化メラミン、メチロール化グアナミン、あるいはこれら
の化合物のアルキルエーテルを用いることができ、熱安
定性が高いという点からアルキルエーテル化物がより好
ましい。このアルキルエーテルのアルキル基としては炭
素数1〜5のアルキル基が好ましい。特に、このアルキ
ルエーテル化物としては、感度の点からヘキサメチロー
ルメラミンのアルキルエーテル化物がより好ましいもの
である。
As the cross-linking agent in the present invention, one having an N-methylol structure is used. For example, a methylolated urea, a urea resin, a methylolated melamine, a butyrolated melamine, a methylolated guanamine, or an alkyl ether of these compounds is used. Alkyl etherated compounds are more preferred because they can be used and have high thermal stability. The alkyl group of the alkyl ether is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. In particular, as the alkyl ether compound, an alkyl ether compound of hexamethylolmelamine is more preferable in terms of sensitivity.

【0017】上記架橋剤は、露光後発生した酸存在下の
加熱により、前記樹脂と架橋反応を起こしパターンが形
成される。架橋剤の添加量は、前記の100重量部に対
して、5〜100重量部程度で用いられる。
The cross-linking agent causes a cross-linking reaction with the resin by heating in the presence of an acid generated after exposure to form a pattern. The addition amount of the crosslinking agent is about 5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight.

【0018】本発明における光酸発生剤としては、光吸
収により酸を発生するトリハロメチル基含有トリアジン
誘導体またはオニウム塩類が使用できる。トリハロメチ
ル基含有トリアジン誘導体としては、例えば2,4,6
−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−
(p−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロ
メチル)−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビ
ス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−
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−(p−クロロフェニル)−
4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、
2−(4’−メトキシ−1’−ナフチル)−4,6−ビ
ス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−
メチルチオフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチ
ル)−s−トリアジン、2−ピペロニル−4,6−ビス
(トリクロロメチル)−s−トリアジンなどを用いるこ
とができる。
As the photoacid generator in the present invention, a trihalomethyl group-containing triazine derivative or an onium salt which generates an acid by light absorption can be used. Examples of trihalomethyl group-containing triazine derivatives include 2,4,6
-Tris (trichloromethyl) -s-triazine, 2-
(P-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-
Methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-chlorophenyl)-
4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine,
2- (4'-methoxy-1'-naphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-
Methylthiophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-piperonyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine and the like can be used.

【0019】また、オニウム塩類としては、ジフェニル
ヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨー
ドニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨー
ドニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨー
ドニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジフェニル
ヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨー
ドニウム−p−トルエンスルホナート、4−メトキシフ
ェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、
4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフル
オロホスホネート、4−メトキシフェニルフェニルヨー
ドニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシフ
ェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホ
ナート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムト
リフルオロアセテート、4−メトキシフェニルヨードニ
ウム−p−トルエンスルホナート、ビス(4−tert
−ブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレー
ト、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウ
ムヘキサフルオロホスホネート、ビス(4−tert−
ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアルセネ
ート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニ
ウムトリフルオロメタンスルホナート、ビス(4−te
rt−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロアセ
テート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨード
ニウム−p−トルエンスルホナート等のジアリールヨー
ドニウム塩、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロ
ボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホ
スホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロ
アルセネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロ
メタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフ
ルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム−p−ト
ルエンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニル
スルホニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフ
ェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネ
ート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘ
キサフルオロアルセネート、4−メトキシフェニルジフ
ェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、
4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフル
オロアセテート、4−メトキシフェニルジフェニルスル
ホニウム−p−トリエンスルホナート、4−フェニルチ
オフェニルジフェニルテトラフルオロボレート、4−フ
ェニルチオフェニルジフェニルヘキサフルオロホスホネ
ート、4−フェニルチオフェニルジフェニルヘキサフル
オロアルセネート、4−フェニルチオフェニルジフェニ
ルトリフルオロメタンスルホナート、4−フェニルチオ
フェニルジフェニルトリフルオロアセテート、4ーフェ
ニルチオフェニルジフェニル−p−トルエンスルホナー
ト等のトリアリールスルホニウム塩等が挙げられる。
The onium salts include diphenyliodonium tetrafluoroborate, diphenyliodonium hexafluorophosphonate, diphenyliodonium hexafluoroarsenate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium trifluoroacetate, diphenyliodonium-p-toluenesulfonate. , 4-methoxyphenylphenyliodonium tetrafluoroborate,
4-methoxyphenylphenyliodonium hexafluorophosphonate, 4-methoxyphenylphenyliodonium hexafluoroarsenate, 4-methoxyphenylphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, 4-methoxyphenylphenyliodonium trifluoroacetate, 4-methoxyphenyliodonium-p- Toluenesulfonate, bis (4-tert
-Butylphenyl) iodonium tetrafluoroborate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hexafluorophosphonate, bis (4-tert-
Butylphenyl) iodonium hexafluoroarsenate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-te
rt-butylphenyl) iodonium trifluoroacetate, diaryliodonium salts such as bis (4-tert-butylphenyl) iodonium-p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium hexafluorophosphonate, triphenylsulfonium hexa Fluoroarsenate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoroacetate, triphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium tetrafluoroborate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphonate, -Methoxyphenyldiphenylsulfonium hexafluoroal Sulfonate, 4-methoxyphenyl diphenyl sulfonium trifluoromethanesulfonate,
4-methoxyphenyldiphenylsulfonium trifluoroacetate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium-p-trienesulfonate, 4-phenylthiophenyldiphenyltetrafluoroborate, 4-phenylthiophenyldiphenylhexafluorophosphonate, 4-phenylthiophenyldiphenylhexa And triarylsulfonium salts such as fluoroarsenate, 4-phenylthiophenyldiphenyltrifluoromethanesulfonate, 4-phenylthiophenyldiphenyltrifluoroacetate, and 4-phenylthiophenyldiphenyl-p-toluenesulfonate.

【0020】光酸発生剤としては、これらのトリハロメ
チル基含有トリアジン誘導体の使用が好ましく、前記ト
リハロメチル基含有トリアジン誘導体は300nmから
400nmの波長近傍に吸収端を持ち、オニウム塩に比
べより長波長の領域の光で酸を発生するため、パターン
露光時のマスクとしてガラスマスクを用いた場合でも十
分な感度でパターン形成可能であるという利点がある。
As the photoacid generator, these trihalomethyl group-containing triazine derivatives are preferably used. The trihalomethyl group-containing triazine derivative has an absorption edge near a wavelength of 300 nm to 400 nm and has a longer wavelength than onium salts. Since acid is generated by the light in the region, there is an advantage that a pattern can be formed with sufficient sensitivity even when a glass mask is used as a mask at the time of pattern exposure.

【0021】これらの光酸発生剤は、単独で、あるい
は、混合して使用しても良い。たとえば、光吸収剤と酸
発生剤の組み合わせ等が利用できる。その添加量は、樹
脂系材料に対して、0.5〜40重量%が好ましい。こ
れは、40重量%を越えて添加した場合は、酸発生量が
多すぎパターン露光後の加熱によって未露光部にも酸が
拡散し架橋反応を起こし、解像性が低下してしまう原因
となる。また、添加量が0.5重量%より少ない場合に
おいては、酸発生量が乏しく、架橋反応が十分進行せ
ず、パターンが形成できない。
These photoacid generators may be used alone or as a mixture. For example, a combination of a light absorber and an acid generator can be used. The addition amount is preferably 0.5 to 40% by weight based on the resin material. This is because, when added in excess of 40% by weight, the amount of acid generated is too large, and the acid diffuses into unexposed areas due to heating after pattern exposure, causing a cross-linking reaction and reducing the resolution. Become. On the other hand, when the addition amount is less than 0.5% by weight, the amount of acid generated is insufficient, the crosslinking reaction does not proceed sufficiently, and a pattern cannot be formed.

【0022】本発明における顔料としては、赤色(Re
d)としてC.I.Pig.9、97、122、12
3、149、168、177、180、192、215
など、緑色(Green)としてはC.I.Pig.
7、36、青色(Blue)としてはC.I.Pig.
15、16、22、60、64、黄色(Yellow)
としてはC.I.Pig.12、20、83、86、1
38、139、154、紫色(Violet)としては
C.I.Pig.23が一般的に用いられる。これらの
顔料は、単独で、あるいは、混合して使用しても良く、
その添加量は、本発明に係わるカラーフィルター用感光
性着色組成物の全固形分100重量%に対して、10〜
60重量%で用いられる。
As the pigment in the present invention, red (Re
d) as C.I. I. Pig. 9, 97, 122, 12
3, 149, 168, 177, 180, 192, 215
For example, C.I. I. Pig.
7, 36, and blue (Blue) include C.I. I. Pig.
15, 16, 22, 60, 64, Yellow
As C.I. I. Pig. 12, 20, 83, 86, 1
38, 139, 154, and purple (Violet) as C.I. I. Pig. 23 is generally used. These pigments may be used alone or as a mixture.
The addition amount is 10 to 10% by weight of the total solid content of the photosensitive coloring composition for a color filter according to the present invention.
Used at 60% by weight.

【0023】本発明の感光性組成物、感光性着色組成物
には、さらに必要に応じて添加剤を含有しても良い。こ
のような添加剤としては、具体的には顔料の分散剤、溶
解促進剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、増
感剤などが挙げられる。
The photosensitive composition and the photosensitive coloring composition of the present invention may further contain additives, if necessary. Specific examples of such additives include a pigment dispersant, a dissolution promoter, an adhesion promoter, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a sensitizer.

【0024】本発明においては、顔料の分散剤として界
面活性剤、顔料の誘導体、ゼネカ(株)製:「ソルスパ
ース」などの広範囲のものが使用される。これらの分散
剤の添加量は、顔料100重量%に対して1〜30重量
%程度で用いられる。
In the present invention, a wide range of surfactants, pigment derivatives, and "Solsperse" manufactured by Zeneca Corporation are used as pigment dispersants. The addition amount of these dispersants is about 1 to 30% by weight based on 100% by weight of the pigment.

【0025】その他、溶剤としては、トルエン、キシレ
ン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、
ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロヘキサ
ノンなどが用いられ、これらの溶剤は単独で、あるい
は、混合して使用しても良い。これらの溶剤の添加量
は、本発明の感光性組成物、感光性着色組成物中での全
固形分の濃度が5〜50重量%程度になるように添加す
ることが好ましい。
Other solvents include toluene, xylene, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate,
Diethylene glycol dimethyl ether, cyclohexanone and the like are used, and these solvents may be used alone or as a mixture. It is preferable to add these solvents so that the total solid content in the photosensitive composition and photosensitive coloring composition of the present invention is about 5 to 50% by weight.

【0026】以下に本発明の感光性着色組成物を用いた
カラーフィルタの製造方法の一例を説明する。本発明の
感光性着色組成物を用いたカラーフィルタは、透明基板
上に本発明の感光性着色組成物を全面に塗布して乾燥
し、基板上よりパターン露光して組成物中にラジカル発
生および酸への変換により酸を発生させ、加熱して組成
物を硬化させ、現像液で現像して硬化した組成物をパタ
ーン状にし、加熱することにより着色樹脂層を形成し、
これらを含む一連の工程を繰り返して同一基板上に複数
色の着色樹脂層を形成するという工程により製造可能で
ある。
Hereinafter, an example of a method for producing a color filter using the photosensitive coloring composition of the present invention will be described. The color filter using the photosensitive coloring composition of the present invention is applied to the entire surface of the photosensitive coloring composition of the present invention on a transparent substrate, dried, and exposed to a pattern from the substrate to generate radicals in the composition. Generating an acid by conversion to an acid, curing the composition by heating, developing the cured composition into a pattern by developing with a developer, forming a colored resin layer by heating,
It can be manufactured by a process of forming a plurality of colored resin layers on the same substrate by repeating a series of processes including these processes.

【0027】上記加熱方法としては、オーブン、ホット
プレートなどの加熱装置を用いることができ、温度は7
0〜150℃が適当である。また、現像後の形成された
パターンの加熱は150〜230℃が適当である。
As the heating method, a heating device such as an oven and a hot plate can be used.
0-150 ° C is suitable. Further, the heating of the formed pattern after development is suitably at 150 to 230 ° C.

【0028】上記現像液としては、たとえば水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ムなどの無機アルカリ、トリエチルアミンなどのアルキ
ルアミン類、トリエタノールアミンなどのアルコールア
ミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイドなど
の第四級アンモニウム塩などを用いることができる。ま
た、上記現像液に必要に応じて他の添加剤、たとえば、
界面活性化剤、湿潤剤、有機溶剤などを添加しても良
い。
Examples of the developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate and potassium carbonate, alkylamines such as triethylamine, alcoholamines such as triethanolamine, and tetramethylammonium hydroxide. And the like can be used. Further, other additives as required in the developer, for example,
A surfactant, wetting agent, organic solvent and the like may be added.

【0029】以上のように、本発明における感光性組成
物、感光性着色組成物においては、酸により硬化する樹
脂は、OH基を持つ側鎖、及び酸により外れる上記化学
式(1)で表される保護基を持つ側鎖を有する共重合体
を用いたことにより、酸により外れる保護基を持つ側鎖
は、露光加熱前はかさ高い保護基を持ち、樹脂の膜中で
の体積占有率を高めているが、露光後発生した酸存在下
の加熱によりかさ高い保護基が外れ、保護基は膜内に単
離し膜中を拡散し表面から蒸散し、樹脂の膜中での体積
占有率の減少を引き起こし膜厚が減少する。また、保護
基が外れた後の側鎖は架橋剤と架橋する。そして、膜内
に残存する外れた保護基は、現像後に形成されたパター
ンが加熱されることにより表面からさらに蒸散し、膜内
には残存しなくなるため、膜厚がさらに減少する。従っ
て、形成されたパターンは、パターンの膜厚が薄く、パ
ターン上に突起がなく、パターン面内の平坦性が良好な
高精細パターンとなる。
As described above, in the photosensitive composition and the photosensitive coloring composition of the present invention, the resin that is cured by an acid is represented by the side chain having an OH group and the above-mentioned chemical formula (1) that is released by the acid. By using a copolymer having a side chain having a protecting group, the side chain having a protecting group that is removed by an acid has a bulky protecting group before exposure heating, and reduces the volume occupancy in the resin film. However, the bulky protective group is removed by heating in the presence of acid generated after exposure, and the protective group is isolated in the film, diffuses in the film, evaporates from the surface, and increases the volume occupancy of the resin in the film. This causes a decrease in the film thickness. Further, the side chain after the removal of the protecting group is crosslinked with the crosslinking agent. The removed protective groups remaining in the film further evaporate from the surface by heating the pattern formed after the development, and do not remain in the film, so that the film thickness is further reduced. Therefore, the formed pattern is a high-definition pattern having a small pattern thickness, no protrusions on the pattern, and good flatness in the pattern surface.

【0030】また、本発明による感光性着色組成物を用
いたパターニングにおいては、顔料は蒸散しないため形
成されたパターンの色濃度は変わらず、相対的に顔料の
体積含有量の増大したものとなり、膜厚が薄くても色濃
度の高いパターンとなる。従って、形成されたパターン
は、パターンの膜厚が薄く、パターン上に突起がなく、
パターン面内の平坦性が良好な、且つ膜厚が薄くても色
濃度の高い高精細パターンとなるものである。
In the patterning using the photosensitive coloring composition according to the present invention, the pigment does not evaporate, so that the color density of the formed pattern does not change, and the volume content of the pigment is relatively increased. Even if the film thickness is small, a pattern having a high color density is obtained. Therefore, the formed pattern has a thin pattern thickness, no protrusions on the pattern,
A high-definition pattern having good color flatness and good color density even if the film thickness is small is obtained.

【0031】[0031]

【実施例】以下に本発明の実施例を具体的に説明する。 <実施例1> (感光性組成物の調製)酸により外れる上記化学式
(1)で表される保護基を持つ側鎖を有するモノマーと
して、メタクリル酸tert−ブチルを用い、OH基を
持つ側鎖を有する樹脂として、メタクリル酸/メタクリ
ル酸2−ヒドロキシエチル/メタクリル酸メチル/メタ
クリル酸tert−ブチル共重合体(重量組成比25/
10/10/5)を用い、架橋剤としてヘキサメトキシ
メチルメラミン(三和ケミカル(株)製:「ニカラック
MW−30M」)を用い、光酸発生剤として2−(p−
メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチ
ル)−s−トリアジン(みどり化学(株)製:「TAZ
−110」)、溶剤としてシクロヘキサノンを用いた。
この感光性組成物の組成比は、上記共重合体10gに対
して、架橋剤4g、光酸発生剤1gであり、感光性組成
物中の全固形分の濃度が20重量%になるように溶剤を
加えた。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below. <Example 1> (Preparation of photosensitive composition) Tert-butyl methacrylate is used as a monomer having a side chain having a protective group represented by the above chemical formula (1) which is removed by an acid, and a side chain having an OH group is used. As a resin having methacrylic acid / 2-hydroxyethyl methacrylate / methyl methacrylate / tert-butyl methacrylate copolymer (weight composition ratio 25 /
Oct. Oct. 5), hexamethoxymethyl melamine (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd .: "Niclac MW-30M") as a crosslinking agent, and 2- (p-) as a photoacid generator.
(Methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine (manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd .: "TAZ
-110 "), and cyclohexanone was used as a solvent.
The composition ratio of this photosensitive composition is such that 4 g of a crosslinking agent and 1 g of a photoacid generator are added to 10 g of the above-mentioned copolymer, and the concentration of all solids in the photosensitive composition is 20% by weight. Solvent was added.

【0032】(感光性組成物のパターニング)透明ガラ
ス基板上に上記感光性組成物を1.5μmの膜厚でスピ
ンコートし、70℃のオーブンで乾燥させた。次に所定
のガラスマスクを介して、超高圧水銀灯を用いて30m
J/cm2 の露光を行った。露光後、110℃で1分間
ホットプレートで加熱することで、保護基の脱離と蒸散
と架橋を進行させた。この後、0.3%炭酸ナトリウム
水溶液に40秒浸漬して現像し、良く水洗した。これを
230℃で1時間ベークしてパターンを形成した。膜厚
は0.1μmに薄膜化させることができた。上記の一連
の工程を同一基板に同様に繰り返し、緑色、赤色のパタ
ーンを形成した。このようにして得られた着色パターン
の各色の膜厚は、いずれも±0.1μm以内でパターン
上に突起はなく面内の平坦性に優れ、また10μm角の
高精細なものでも薄膜で色濃度が高く、着色パターンの
断面形状も垂直であり10μm角に対し±0.5μm以
内の寸法精度であった。
(Patterning of Photosensitive Composition) The above photosensitive composition was spin-coated on a transparent glass substrate to a thickness of 1.5 μm, and dried in an oven at 70 ° C. Next, through a predetermined glass mask, 30 m using an ultra-high pressure mercury lamp
Exposure of J / cm 2 was performed. After the exposure, the substrate was heated at 110 ° C. for 1 minute on a hot plate to promote the elimination, evaporation and crosslinking of the protecting group. Thereafter, the film was developed by immersing it in a 0.3% aqueous solution of sodium carbonate for 40 seconds and washed well with water. This was baked at 230 ° C. for 1 hour to form a pattern. The film thickness could be reduced to 0.1 μm. The above series of steps was similarly repeated on the same substrate to form green and red patterns. The thickness of each color of the colored pattern obtained in this manner is within ± 0.1 μm, and there is no protrusion on the pattern, and the in-plane flatness is excellent. The concentration was high, the cross-sectional shape of the colored pattern was vertical, and the dimensional accuracy was within ± 0.5 μm for a 10 μm square.

【0033】<実施例2> (感光性着色組成物の調製)酸により外れる上記化学式
(1)で表される保護基を持つ側鎖を有するモノマーと
して、メタクリル酸tert−ブチルを用い、OH基を
持つ側鎖を有する樹脂として、メタクリル酸/メタクリ
ル酸2−ヒドロキシエチル/メタクリル酸メチル/メタ
クリル酸tert−ブチル共重合体(重量組成比25/
10/10/5)を用い、架橋剤としてヘキサメトキシ
メチルメラミン(三和ケミカル(株)製:「ニカラック
MW−30M」)を用い、光酸発生剤として2−(p−
メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチ
ル)−s−トリアジン(みどり化学(株)製:「TAZ
−110」)、溶剤としてシクロヘキサノンを用い、分
散剤としては「ソルスパース」(ゼネカ(株)製)の
「S24000GR」と「S5000」を1:1の比で
用い、赤顔料として「クロモフタルサンレッド」(チバ
ガイギー(株)製)、緑顔料として「リオノールグリー
ン」(東洋インキ製造(株)製)、青顔料として「ヘリ
オゲンブルー」(B.A.S.F.(株)製)を用い、
まず樹脂と顔料と分散剤と溶剤を分散機で分散し、その
後、架橋剤、光酸発生剤、低分子化合物を添加し、それ
ぞれ赤色、緑色、青色の感光性着色組成物を調製した。
この感光性着色組成物の組成比は、樹脂10gに対し
て、顔料9g、分散剤0.9g、架橋剤4g、光酸発生
剤1gであり、感光性着色組成物中の全固形分の濃度が
20重量%になるように溶剤を加えた。
<Example 2> (Preparation of photosensitive coloring composition) Tert-butyl methacrylate was used as a monomer having a side chain having a protective group represented by the above chemical formula (1) which was removed by an acid, and an OH group was used. As a resin having a side chain having a methacrylic acid / 2-hydroxyethyl methacrylate / methyl methacrylate / tert-butyl methacrylate copolymer (weight composition ratio 25 /
Oct. Oct. 5), hexamethoxymethyl melamine (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd .: "Niclac MW-30M") as a crosslinking agent, and 2- (p-) as a photoacid generator.
(Methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine (manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd .: "TAZ
-110 "), cyclohexanone as a solvent," S24000GR "and" S5000 "of" Solsperse "(manufactured by Zeneca Corporation) as dispersants in a ratio of 1: 1, and" Chromophthal Sun Red "as a red pigment. (Manufactured by Ciba Geigy), "Lionol Green" (manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.) as a green pigment, and "Heliogen Blue" (manufactured by BASF Co., Ltd.) as a blue pigment. Use
First, a resin, a pigment, a dispersant, and a solvent were dispersed by a disperser, and thereafter, a crosslinking agent, a photoacid generator, and a low-molecular compound were added to prepare red, green, and blue photosensitive coloring compositions, respectively.
The composition ratio of this photosensitive coloring composition is as follows: 9 g of a pigment, 0.9 g of a dispersing agent, 4 g of a crosslinking agent, and 1 g of a photoacid generator with respect to 10 g of a resin, and the concentration of all solids in the photosensitive coloring composition. Was adjusted to 20% by weight.

【0034】(カラーフィルタの作製)透明ガラス基板
上に青色の感光性着色組成物を1.5μmの膜厚でスピ
ンコートし、70℃のオーブンで乾燥させた。次に所定
のガラスマスクを用いて露光(50mJ/cm2 )し
た。これを110℃で1分間ホットプレートで加熱する
ことで、保護基の脱離と蒸散と架橋を進行させた。この
後、0.3%炭酸ナトリウム水溶液に40秒浸漬して現
像し、良く水洗した。これを柔らかいスポンジでこすり
基板に付着した顔料を除去し、水洗乾燥後、230℃で
1時間ベークして青色のパターンを形成した。膜厚は
1.1μmに減少した。上記の一連の工程を同一基板に
同様に繰り返し、緑色、赤色のパターンを形成した。こ
のようにして得られた着色パターンの各色の膜厚は、い
ずれも±0.1μm以内でパターン上に突起はなく面内
の平坦性に優れ、また10μm角の高精細なものでも薄
膜で色濃度が高く、着色パターンの断面形状も垂直であ
り10μm角に対し±0.5μm以内の寸法精度であっ
た。
(Preparation of Color Filter) A blue photosensitive coloring composition was spin-coated on a transparent glass substrate to a thickness of 1.5 μm and dried in an oven at 70 ° C. Next, exposure (50 mJ / cm 2 ) was performed using a predetermined glass mask. This was heated on a hot plate at 110 ° C. for 1 minute to promote the elimination, evaporation and crosslinking of the protecting group. Thereafter, the film was developed by immersing it in a 0.3% aqueous solution of sodium carbonate for 40 seconds and washed well with water. This was rubbed with a soft sponge to remove the pigment attached to the substrate, washed with water and dried, and baked at 230 ° C. for 1 hour to form a blue pattern. The film thickness was reduced to 1.1 μm. The above series of steps was similarly repeated on the same substrate to form green and red patterns. The thickness of each color of the colored pattern obtained in this manner is within ± 0.1 μm, and there is no protrusion on the pattern, and the in-plane flatness is excellent. The concentration was high, the cross-sectional shape of the colored pattern was vertical, and the dimensional accuracy was within ± 0.5 μm for a 10 μm square.

【0035】<実施例3> (感光性着色組成物の調製)実施例1の感光性着色組成
物の中で、酸により外れる保護基を持つ側鎖を有するモ
ノマーとして、メタクリル酸トリシクロヘキシルメチル
を用い、OH基を持つ側鎖を有する樹脂として、メタク
リル酸/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル/メタクリ
ル酸メチル/メタクリル酸トリシクロヘキシルメチル共
重合体(重量組成比25/15/10/50)を用い、
その他の組成は同一にし感光性着色組成物を調製した。
<Example 3> (Preparation of photosensitive coloring composition) In the photosensitive coloring composition of Example 1, tricyclohexylmethyl methacrylate was used as a monomer having a side chain having a protecting group which was removed by an acid. As the resin having a side chain having an OH group, methacrylic acid / 2-hydroxyethyl methacrylate / methyl methacrylate / tricyclohexylmethyl methacrylate copolymer (weight composition ratio 25/15/10/50) was used.
Other compositions were the same to prepare a photosensitive coloring composition.

【0036】(カラーフィルタの作製)透明ガラス基板
上に青色の感光性着色組成物を1.5μmの膜厚でスピ
ンコートし、70℃のオーブンで乾燥させた。次に所定
のガラスマスクを用いて露光(70mJ/cm2 )し
た。これを110℃で1分間ホットプレートで加熱する
ことで、保護基の脱離と蒸散と架橋を進行させた。この
後、0.3%炭酸ナトリウム水溶液に60秒浸漬して現
像し、良く水洗した。これを柔らかいスポンジでこすり
基板に付着した顔料を除去し、水洗乾燥後、230℃で
1時間ベークして青色のパターンを形成した。膜厚は
1.0μmに減少した。上記の一連の工程を同一基板に
同様に繰り返し、緑色、赤色のパターンを形成した。こ
のようにして得られた着色パターンの各色の膜厚は、い
ずれも±0.1μm以内でパターン上に突起はなく面内
の平坦性に優れ、また10μm角の高精細なものでも薄
膜で色濃度が高く、着色パターンの断面形状も垂直であ
り10μm角に対し±0.5μm以内の寸法精度であっ
た。
(Preparation of Color Filter) A blue photosensitive coloring composition was spin-coated to a thickness of 1.5 μm on a transparent glass substrate and dried in an oven at 70 ° C. Next, exposure was performed (70 mJ / cm 2 ) using a predetermined glass mask. This was heated on a hot plate at 110 ° C. for 1 minute to promote the elimination, evaporation and crosslinking of the protecting group. Thereafter, the film was developed by immersion in a 0.3% aqueous solution of sodium carbonate for 60 seconds and washed well with water. This was rubbed with a soft sponge to remove the pigment attached to the substrate, washed with water and dried, and baked at 230 ° C. for 1 hour to form a blue pattern. The film thickness was reduced to 1.0 μm. The above series of steps was similarly repeated on the same substrate to form green and red patterns. The thickness of each color of the colored pattern obtained in this manner is within ± 0.1 μm, and there is no protrusion on the pattern, and the in-plane flatness is excellent. The concentration was high, the cross-sectional shape of the colored pattern was vertical, and the dimensional accuracy was within ± 0.5 μm for a 10 μm square.

【0037】<実施例4> (感光性着色組成物の調製)実施例1の感光性着色組成
物の中で、酸により外れる保護基を持つ側鎖を有するモ
ノマーとして、メタクリル酸アタマンチルを用い、OH
基を持つ側鎖を有する樹脂として、メタクリル酸/メタ
クリル酸2−ヒドロキシエチル/メタクリル酸メチル/
メタクリル酸アダマンチル共重合体(重量組成比30/
10/20/40)を用い、その他の組成は同一にし感
光性着色組成物を調製した。
<Example 4> (Preparation of photosensitive coloring composition) In the photosensitive coloring composition of Example 1, atamantyl methacrylate was used as a monomer having a side chain having a protective group which was removed by an acid. OH
Examples of the resin having a side chain having a group include methacrylic acid / 2-hydroxyethyl methacrylate / methyl methacrylate /
Adamantyl methacrylate copolymer (weight composition ratio 30 /
10/20/40), and the other composition was the same to prepare a photosensitive coloring composition.

【0038】(カラーフィルタの作製)透明ガラス基板
上に青色の感光性着色組成物を1.5μmの膜厚でスピ
ンコートし、70℃のオーブンで乾燥させた。次に所定
のガラスマスクを用いて露光(70mJ/cm2 )し
た。これを110℃で1分間ホットプレートで加熱する
ことで、保護基の脱離と蒸散と架橋を進行させた。この
後、0.59%水酸化ナトリウム水溶液に60秒浸漬し
て現像し、良く水洗した。これを柔らかいスポンジでこ
すり基板に付着した顔料を除去し、水洗乾燥後、230
℃で1時間ベークして青色のパターンを形成した。膜厚
は1.0μmに減少した。上記の一連の工程を同一基板
に同様に繰り返し、緑色、赤色のパターンを形成した。
このようにして得られた着色パターンの各色の膜厚は、
いずれも±0.1μm以内でパターン上に突起はなく面
内の平坦性に優れ、また10μm角の高精細なものでも
薄膜で色濃度が高く、着色パターンの断面形状も垂直で
あり10μm角に対し±0.5μm以内の寸法精度であ
った。
(Preparation of Color Filter) A blue photosensitive coloring composition was spin-coated on a transparent glass substrate to a thickness of 1.5 μm and dried in an oven at 70 ° C. Next, exposure was performed (70 mJ / cm 2 ) using a predetermined glass mask. This was heated on a hot plate at 110 ° C. for 1 minute to promote the elimination, evaporation and crosslinking of the protecting group. Thereafter, the film was immersed in a 0.59% aqueous sodium hydroxide solution for 60 seconds, developed, and washed well with water. This was rubbed with a soft sponge to remove the pigment adhering to the substrate, washed with water and dried.
Baking at ℃ for 1 hour to form a blue pattern. The film thickness was reduced to 1.0 μm. The above series of steps was similarly repeated on the same substrate to form green and red patterns.
The thickness of each color of the thus obtained colored pattern is
In any case, there is no protrusion on the pattern within ± 0.1 μm and the in-plane flatness is excellent, and even a high-resolution 10 μm square thin film has a high color density with a thin film, and the cross-sectional shape of the colored pattern is vertical and 10 μm square On the other hand, the dimensional accuracy was within ± 0.5 μm.

【0039】<比較例1> (感光性着色組成物の調製)実施例1の感光性着色組成
物の中で、酸により外れる保護基を持つ側鎖を有するモ
ノマーを含まず、OH基を持つ側鎖を有する樹脂とし
て、メタクリル酸/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル
/メタクリル酸メチル/メタクリル酸エチル共重合体
(重量組成比25/10/20/55)を用い、その他
の組成は同一にし感光性着色組成物を調製した。
<Comparative Example 1> (Preparation of photosensitive coloring composition) The photosensitive coloring composition of Example 1 does not contain a monomer having a side chain having a protecting group which is removed by an acid and has an OH group. As the resin having a side chain, methacrylic acid / 2-hydroxyethyl methacrylate / methyl methacrylate / ethyl methacrylate copolymer (weight composition ratio: 25/10/20/55) is used, and the other composition is the same and the photosensitivity is changed. A coloring composition was prepared.

【0040】(カラーフィルタの作製)透明ガラス基板
上に青色の感光性着色組成物を1.5μmの膜厚でスピ
ンコートし、70℃のオーブンで乾燥させた。次に所定
のガラスマスクを用いて露光(50mJ/cm2 )し
た。これを110℃で1分間ホットプレートで加熱する
ことで、保護基の脱離と蒸散と架橋を進行させた。この
後、0.1%炭酸ナトリウム水溶液に40秒浸漬して現
像し、良く水洗した。これを柔らかいスポンジでこすり
基板に付着した顔料を除去し、水洗乾燥後、230℃で
1時間ベークして青色のパターンを形成した。膜厚は
1.35μmに減少した。上記の一連の工程を同一基板
に同様に繰り返し、緑色、赤色のパターンを形成した。
このようにして得られた2色目以降のパターン上の外周
部に突起が生じ、この突起はベーク後の膜厚1.35μ
mより0.3μm以上厚くなっており、面内の平坦性が
悪く色ムラとなった。
(Preparation of Color Filter) A blue photosensitive coloring composition was spin-coated on a transparent glass substrate to a thickness of 1.5 μm and dried in an oven at 70 ° C. Next, exposure (50 mJ / cm 2 ) was performed using a predetermined glass mask. This was heated on a hot plate at 110 ° C. for 1 minute to promote the elimination, evaporation and crosslinking of the protecting group. Thereafter, the film was immersed in a 0.1% aqueous solution of sodium carbonate for 40 seconds, developed, and washed well with water. This was rubbed with a soft sponge to remove the pigment attached to the substrate, washed with water and dried, and baked at 230 ° C. for 1 hour to form a blue pattern. The film thickness was reduced to 1.35 μm. The above series of steps was similarly repeated on the same substrate to form green and red patterns.
A protrusion is formed on the outer peripheral portion of the second and subsequent patterns obtained in this manner, and the protrusion has a thickness of 1.35 μm after baking.
m, the thickness was 0.3 μm or more, and the in-plane flatness was poor, resulting in color unevenness.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明による感光性組成物は、酸により
硬化する樹脂、架橋剤、光酸発生剤を主成分とする感光
性組成物であって、酸により硬化する樹脂が、OH基を
持つ側鎖、及び酸により外れる上記化学式(1)で表さ
れる保護基を持つ側鎖を有する共重合体であるので、酸
により外れる保護基を持つ側鎖は、露光加熱前はかさ高
い保護基を持ち、樹脂の膜中での体積占有率を高めてい
るが、露光後発生した酸存在下の加熱によりかさ高い保
護基が外れ、保護基は膜内に単離し膜中を拡散し表面か
ら蒸散し、樹脂の膜中での体積占有率の減少を引き起こ
し膜厚が減少する。また、保護基が外れた後の側鎖は架
橋剤と架橋する。そして、膜内に残存する外れた保護基
は、現像後に形成されたパターンが加熱されることによ
り表面からさらに蒸散し、膜内には残存しなくなるた
め、膜厚がさらに減少する。従って、形成されたパター
ンは、パターンの膜厚が薄く、パターン上に突起がな
く、パターン面内の平坦性が良好な高精細パターンとな
る。
The photosensitive composition according to the present invention is a photosensitive composition containing a resin curable by an acid, a crosslinking agent and a photoacid generator as main components, wherein the resin curable by an acid has an OH group. Since it is a copolymer having a side chain having a protective group and a side chain having a protective group represented by the above chemical formula (1) which is removed by an acid, the side chain having a protective group which is removed by an acid has a bulky protection before exposure heating. The resin has a high volume occupancy ratio in the resin film, but the bulky protective group is released by heating in the presence of acid generated after exposure, and the protective group is isolated in the film and diffuses in the film to spread the surface. From the resin, causing a decrease in the volume occupancy of the resin in the film and a decrease in the film thickness. Further, the side chain after the removal of the protecting group is crosslinked with the crosslinking agent. The removed protective groups remaining in the film further evaporate from the surface by heating the pattern formed after the development, and do not remain in the film, so that the film thickness is further reduced. Therefore, the formed pattern is a high-definition pattern having a small pattern thickness, no protrusions on the pattern, and good flatness in the pattern surface.

【0042】また、本発明による感光性着色組成物は、
酸により硬化する樹脂、架橋剤、光酸発生剤を主成分と
する感光性組成物であって、酸により硬化する樹脂が、
OH基を持つ側鎖、及び酸により外れる上記化学式
(1)で表される保護基を持つ側鎖を有する共重合体で
あるので、酸により外れる保護基を持つ側鎖は、露光加
熱前はかさ高い保護基を持ち、樹脂の膜中での体積占有
率を高めているが、露光後発生した酸存在下の加熱によ
りかさ高い保護基が外れ、保護基は膜内に単離し膜中を
拡散し表面から蒸散し、樹脂の膜中での体積占有率の減
少を引き起こし膜厚が減少する。また、保護基が外れた
後の側鎖は架橋剤と架橋する。そして、膜内に残存する
外れた保護基は、現像後に形成されたパターンが加熱さ
れることにより表面からさらに蒸散し、膜内には残存し
なくなるため、膜厚がさらに減少する。そして、顔料は
蒸散しないため形成されたパターンの色濃度は変わら
ず、相対的に顔料の体積含有量の増大したものとなり、
膜厚が薄くても色濃度の高いパターンとなる。従って、
形成されたパターンは、パターンの膜厚が薄く、パター
ン上に突起がなく、パターン面内の平坦性が良好な、且
つ膜厚が薄くても色濃度の高い高精細パターンとなるも
のである。
Further, the photosensitive coloring composition according to the present invention comprises:
Resin curable by acid, a cross-linking agent, a photosensitive composition containing a photoacid generator as a main component, the resin curable by acid,
Since it is a copolymer having a side chain having an OH group and a side chain having a protective group represented by the above chemical formula (1) which is removed by an acid, the side chain having a protective group removed by an acid is exposed before exposure heating. Although it has a bulky protecting group and increases the volume occupancy of the resin in the film, the bulky protecting group comes off by heating in the presence of an acid generated after exposure, and the protecting group is isolated in the film and passes through the film. It diffuses and evaporates from the surface, causing a reduction in the volume occupancy of the resin in the film and a reduction in the film thickness. Further, the side chain after the removal of the protecting group is crosslinked with the crosslinking agent. The removed protective groups remaining in the film further evaporate from the surface by heating the pattern formed after the development, and do not remain in the film, so that the film thickness is further reduced. Then, the color density of the formed pattern does not change because the pigment does not evaporate, and the volume content of the pigment is relatively increased,
Even if the film thickness is small, a pattern having a high color density is obtained. Therefore,
The formed pattern has a small pattern thickness, has no protrusions on the pattern, has good flatness in the pattern surface, and is a high-definition pattern with a high color density even when the film thickness is small.

【0043】また、本発明による感光性着色組成物を用
いてカラーフィルタを製造することで、パターンの膜厚
が薄く、パターン上に突起がなく、パターン面内の平坦
性が良好な、膜厚が薄くても色濃度の高い高精細パター
ンを形成したカラーフィルタを製造し得る。
Further, by producing a color filter using the photosensitive coloring composition according to the present invention, the thickness of the pattern is small, there are no protrusions on the pattern, and the flatness in the pattern plane is good. It is possible to manufacture a color filter in which a high-definition pattern having a high color density is formed even if the color filter is thin.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA00 AB13 AC01 AD03 BE00 BE10 BG00 CC12 CC20 FA03 FA17 FA29 2H048 BA45 BA47 BA48 4J002 BC041 BC121 BG011 BG071 BH021 CC041 CC212 ET016 EU186 EU187 EV297 EW127 EY017 FD098 FD142 FD146 FD207 GP03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H025 AA00 AB13 AC01 AD03 BE00 BE10 BG00 CC12 CC20 FA03 FA17 FA29 2H048 BA45 BA47 BA48 4J002 BC041 BC121 BG011 BG071 BH021 CC041 CC212 ET016 EU186 EU187 EV297 EW127 EY017 FD098 FD0172

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸により硬化する樹脂、架橋剤、光酸発生
剤を主成分とする感光性組成物であって、前記酸により
硬化する樹脂が、OH基を持つ側鎖、及び酸により外れ
る化学式(1)で表される保護基を持つ側鎖を有する共
重合体であることを特徴とする感光性組成物。 【化1】
1. A photosensitive composition comprising a resin curable by an acid, a cross-linking agent and a photoacid generator as main components, wherein the resin curable by the acid is removed by a side chain having an OH group and an acid. A photosensitive composition which is a copolymer having a side chain having a protective group represented by the chemical formula (1). Embedded image
【請求項2】酸により硬化する樹脂、架橋剤、光酸発生
剤、顔料を主成分とする感光性着色組成物であって、前
記酸により硬化する樹脂が、OH基を持つ側鎖、及び酸
により外れる化学式(1)で表される保護基を持つ側鎖
を有する共重合体であることを特徴とする感光性着色組
成物。 【化2】
2. A photosensitive coloring composition comprising a resin curable by an acid, a crosslinking agent, a photoacid generator and a pigment as main components, wherein the resin curable by the acid has a side chain having an OH group, and A photosensitive coloring composition, which is a copolymer having a side chain having a protective group represented by the chemical formula (1) which is removed by an acid. Embedded image
【請求項3】請求項2記載の感光性着色組成物を用いた
ことを特徴とするカラーフィルタ。
3. A color filter using the photosensitive coloring composition according to claim 2.
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