JP2005202134A - Photosensitive resin composition for color filter and color filter - Google Patents

Photosensitive resin composition for color filter and color filter Download PDF

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知正 金子
Minoru Yamaguchi
稔 山口
雅年 ▲吉▼田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive resin composition for a color filter having such high photocurability that it is thoroughly cured with small light exposure in curing, and improved in accuracy of a pattern shape after development because an unexposed part is thoroughly dissolved in an aqueous alkali solution, and also to provide a color filter using the photosensitive resin composition. <P>SOLUTION: The photosensitive resin composition for a color filter contains a polymer having a carboxyl group and a (meth)acryloyl group, wherein the polymer is obtained by reacting a carboxylic polymer with a compound having a vinyl ether group and a (meth)acryloyl group. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、カラーフィルタ用感光性樹脂組成物及びカラーフィルタに関する。より詳しくは、液晶表示素子や固体撮像素子等におけるカラーフィルタを作製するために使用される感光性樹脂組成物及びそれを用いて形成されてなるカラーフィルタに関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition for a color filter and a color filter. More specifically, the present invention relates to a photosensitive resin composition used for producing a color filter in a liquid crystal display device, a solid-state imaging device or the like, and a color filter formed using the same.

カラーフィルタ用感光性樹脂組成物は、液晶表示素子や固体撮像素子等に使用されるカラーフィルタを作製するために用いられる感光性樹脂組成物(永久ネガ型レジスト)であり、ラジカル重合性化合物、バインダー樹脂、光ラジカル開始剤、顔料/顔料分散剤、その他添加剤及び溶剤等を含有するものである。このようなカラーフィルタ用感光性樹脂組成物が好適に用いられるカラーフィルタとは、少なくとも3原色(赤(R)・緑(G)・青(B))の画素、それらを区切る樹脂ブラックマトリクス(BM)、保護膜、柱状スペーサー等の部材から構成されるものであり、例えば、基板上にカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を塗布し、マスクを介した露光、現像によってパターンを形成し、焼成(ベーク)により硬化させた後、保護膜を塗布する方法等により作製できるものである。 The photosensitive resin composition for a color filter is a photosensitive resin composition (permanent negative resist) used for producing a color filter used for a liquid crystal display element, a solid-state imaging element, and the like, and a radical polymerizable compound, It contains a binder resin, a photo radical initiator, a pigment / pigment dispersant, other additives, a solvent, and the like. A color filter in which such a photosensitive resin composition for a color filter is preferably used is a pixel of at least three primary colors (red (R), green (G), and blue (B)) and a resin black matrix ( BM), a protective film, a columnar spacer, and the like. For example, a photosensitive resin composition for a color filter is applied on a substrate, a pattern is formed by exposure and development through a mask, and baking is performed. After being cured by (baking), it can be produced by a method of applying a protective film or the like.

従来のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物に関し、カルボキシル基を含有する樹脂に、エポキシ基と(メタ)アクリロイル基とを有する化合物を付加反応させた光重合可能なアクリル樹脂を含有するカラーフィルタ用感光性着色組成物が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、この組成物に含まれるアクリル樹脂は、付加反応の際にOH基が生じることから、親水性が向上しアルカリ可溶性が過剰となったり、また、極性が強くなり他の成分との相溶性が充分なものとはならない。そのため、このような組成物をカラーフィルタに用いると、光硬化部分はアルカリ現像液に侵され易くなり、パターン欠けや剥がれが生じ得ること、また、未露光部分は樹脂のみが先に溶け出してしまい、顔料やラジカル重合性化合物等が残渣として残ることから、パターン特性や現像特性に優れたカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を得るための工夫の余地があった。
特開平9−114095号公報
A conventional photosensitive resin composition for color filters, a photosensitive resin composition for color filters, which contains a photopolymerizable acrylic resin obtained by addition-reaction of a compound having an epoxy group and a (meth) acryloyl group to a carboxyl group-containing resin. The coloring composition is disclosed (for example, refer patent document 1). However, the acrylic resin contained in this composition generates an OH group during the addition reaction, so that the hydrophilicity is improved and the alkali solubility becomes excessive, or the polarity is increased and compatibility with other components is increased. Is not enough. Therefore, when such a composition is used for a color filter, the photocured portion is easily attacked by an alkali developer, and pattern chipping or peeling may occur. In addition, only the resin dissolves first in the unexposed portion. As a result, since pigments, radical polymerizable compounds, and the like remain as residues, there is room for contrivance to obtain a photosensitive resin composition for a color filter having excellent pattern characteristics and development characteristics.
JP-A-9-114095

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、光硬化性が高く硬化時に少ない露光量で充分に硬化できるとともに、未露光部分がアルカリ水溶液に充分に溶解可能であり、現像後のパターン形状の精度を向上させることができるカラーフィルタ用感光性樹脂組成物及びそれを用いて形成されてなるカラーフィルタを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described situation, and has high photocurability and can be sufficiently cured with a small exposure amount at the time of curing, and an unexposed portion can be sufficiently dissolved in an alkaline aqueous solution. It is an object of the present invention to provide a photosensitive resin composition for a color filter that can improve the accuracy of the shape and a color filter formed using the same.

本発明者等は、カラーフィルタ用感光性樹脂組成物について種々検討したところ、バインダー樹脂としてカルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体を用いると、カルボキシル基によりアルカリ可溶性が得られ、ラジカル重合性化合物や顔料等バインダー樹脂以外の成分を抱き込んでアルカリ現像液で現像できるようになること、また、(メタ)アクリロイル基によりラジカル硬化性を付与され、感光性樹脂組成物の感度や強度を向上できることから、これらの基を併せ持つ重合体がカラーフィルタを形成するために有用であることに着目した。そして、このような重合体を、カルボキシル基含有重合体とビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを反応させることにより得られるものとすると、付加反応時にOH基が生じないため、OH基の量が充分に少ない又はOH基を含まない(メタ)アクリロイル基含有重合体とすることが可能となることを見いだし、このような重合体を含んでなるカラーフィルタ用感光性樹脂組成物が、優れたパターン特性や現像特性を発揮することを見いだし、上記課題をみごとに解決できることに想到した。また、上記カラーフィルタ用感光性樹脂組成物を用いて形成されてなるカラーフィルタが、パターン形状の精度等に優れることに起因して高性能かつ高品質のものとなることを見いだし、本発明に到達したものである。 The inventors of the present invention have made various studies on the photosensitive resin composition for color filters. When a polymer having a carboxyl group and a (meth) acryloyl group is used as the binder resin, alkali solubility is obtained by the carboxyl group, and radical polymerization is performed. Incorporating components other than the binder resin such as photosensitive compounds and pigments so that development can be performed with an alkaline developer, and radical curability is imparted by the (meth) acryloyl group, thereby improving the sensitivity and strength of the photosensitive resin composition. Since it can be improved, it has been noted that a polymer having both of these groups is useful for forming a color filter. And when such a polymer is obtained by reacting a carboxyl group-containing polymer with a compound having a vinyl ether group and a (meth) acryloyl group, no OH group is produced during the addition reaction, It is found that it is possible to obtain a (meth) acryloyl group-containing polymer having a sufficiently small amount or no OH group, and a photosensitive resin composition for a color filter comprising such a polymer, The inventors have found out that they exhibit excellent pattern characteristics and development characteristics and have come up with the idea that the above problems can be solved brilliantly. In addition, it has been found that a color filter formed using the photosensitive resin composition for a color filter has high performance and high quality due to excellent pattern shape accuracy and the like. It has been reached.

すなわち本発明は、カルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体を含んでなるカラーフィルタ用感光性樹脂組成物であって、該重合体は、カルボキシル基含有重合体と、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを反応させて得られるものであるカラーフィルタ用感光性樹脂組成物である。
以下に本発明を詳述する。
That is, the present invention is a photosensitive resin composition for a color filter comprising a polymer having a carboxyl group and a (meth) acryloyl group, the polymer comprising a carboxyl group-containing polymer, a vinyl ether group, and (meta ) A photosensitive resin composition for a color filter obtained by reacting a compound having an acryloyl group.
The present invention is described in detail below.

本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物(以下、「感光性樹脂組成物」ともいう。)において、カルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体としては、カルボキシル基含有重合体と、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを反応させて得られるものである。
このようなカルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体としては、例えば、(メタ)アクリロイル基と−O−CH(CH)−O−CO−で表されるヘミアセタールエステル基とを有する基、すなわち下記一般式(1);
In the photosensitive resin composition for color filters of the present invention (hereinafter also referred to as “photosensitive resin composition”), the polymer having a carboxyl group and a (meth) acryloyl group includes a carboxyl group-containing polymer, a vinyl ether. It is obtained by reacting a group and a compound having a (meth) acryloyl group.
Examples of such a polymer having a carboxyl group and a (meth) acryloyl group include a (meth) acryloyl group and a hemiacetal ester group represented by —O—CH (CH 2 R 3 ) —O—CO—. A group having the following formula, that is, the following general formula (1);

Figure 2005202134
Figure 2005202134

(式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、有機残基を表す。Rは、水素原子又は有機残基を表す。)で表される基((メタ)アクリロイル基を有する基)を有することが好適である。また、このような基及びカルボキシル基を併せもつ重合体を本発明の感光性樹脂組成物に用いることにより、ラジカル硬化性、アルカリ現像性や相溶性のバランスに優れた性能を発揮し、より高感度で、高解像度のパターンを得ることが可能となる。 (Wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an organic residue, and R 3 represents a hydrogen atom or an organic residue) ((meth) acryloyl) It is preferable to have a group having a group. In addition, by using a polymer having both such a group and a carboxyl group in the photosensitive resin composition of the present invention, it exhibits a performance excellent in the balance of radical curability, alkali developability and compatibility, and higher A high-resolution pattern can be obtained with sensitivity.

上記一般式(1)において、Rで表される有機残基としては、例えば、炭素数2〜18の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、炭素数2〜20のアルコキシアルキレン基、炭素数2〜8のハロゲン化(例えば、塩素化、臭素化又はフッ素化)アルキレン基、末端水酸基を除くポリエチレングリコール骨格、末端水酸基を除くポリプロピレングリコール骨格、末端水酸基を除くポリブチレングリコール骨格、アリール基等が挙げられる。
これらの中でも、重合度が1〜1万のポリエチレングリコール骨格、ポリプロピレングリコール骨格、ポリブチレングリコール骨格、炭素数1〜4のアルキル基が好適である。より好ましくは、重合度が1〜100のポリエチレングリコール骨格、ポリプロピレングリコール骨格、ポリブチレングリコール骨格、炭素数2のアルキレン基(−CHCH−)、炭素数3のアルキレン基(−CHCHCH−)であり、更に好ましくは、重合度が1〜15のポリエチレングリコール骨格、ポリプロピレングリコール骨格、ポリブチレングリコール骨格である。
なお、有機残基とは、基や化合物を構成する基本構造に結合している有機基を意味する。
In the general formula (1), examples of the organic residue represented by R 2 include a linear, branched or cyclic alkylene group having 2 to 18 carbon atoms, an alkoxyalkylene group having 2 to 20 carbon atoms, C2-C8 halogenated (for example, chlorinated, brominated or fluorinated) alkylene group, polyethylene glycol skeleton excluding terminal hydroxyl group, polypropylene glycol skeleton excluding terminal hydroxyl group, polybutylene glycol skeleton excluding terminal hydroxyl group, aryl group Etc.
Among these, a polyethylene glycol skeleton having a degree of polymerization of 1 to 10,000, a polypropylene glycol skeleton, a polybutylene glycol skeleton, and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms are preferable. More preferably, a polyethylene glycol skeleton having a degree of polymerization of 1 to 100, a polypropylene glycol skeleton, a polybutylene glycol skeleton, an alkylene group having 2 carbon atoms (—CH 2 CH 2 —), an alkylene group having 3 carbon atoms (—CH 2 CH 2 CH 2 —), more preferably a polyethylene glycol skeleton, a polypropylene glycol skeleton, or a polybutylene glycol skeleton having a degree of polymerization of 1 to 15.
The organic residue means an organic group bonded to the basic structure constituting the group or compound.

またRで表される有機残基としては、例えば、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数6〜11の置換されていてもよい芳香族基等が挙げられる。これらの中でも、炭素数1〜2のアルキル基が好適である。なお、上記化合物の1分子が(メタ)アクリロイル基を有する基を複数有する場合には、上記有機残基はそれぞれ同一であってもよく異なっていてもよい。 Examples of the organic residue represented by R 3 include a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an optionally substituted aromatic group having 6 to 11 carbon atoms. Can be mentioned. Among these, a C1-C2 alkyl group is suitable. When one molecule of the compound has a plurality of groups having a (meth) acryloyl group, the organic residues may be the same or different.

上記(メタ)アクリロイル基を有する基としては、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物中のビニルエーテル基と、カルボキシル基含有重合体中のカルボキシル基とが付加反応することにより形成された基であることが好適である。この場合、本発明におけるカルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体は、上記(メタ)アクリロイル基を有する基が、カルボキシル基含有重合体により形成される有機残基に結合した構造を有することになる。
上記(メタ)アクリロイル基を有する基の形成にビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物を用いると、該化合物中のビニルエーテル基とカルボキシル基含有重合体中のカルボキシル基との付加反応を穏やかな条件で行うことができるので、生成物が着色することなく、簡便に(メタ)アクリロイル基を有する基を形成することができる。
The group having a (meth) acryloyl group is a group formed by an addition reaction between a vinyl ether group and a vinyl ether group in a compound having a (meth) acryloyl group and a carboxyl group in a carboxyl group-containing polymer. Preferably it is. In this case, the polymer having a carboxyl group and a (meth) acryloyl group in the present invention has a structure in which the group having the (meth) acryloyl group is bonded to an organic residue formed by the carboxyl group-containing polymer. become.
When a compound having a vinyl ether group and a (meth) acryloyl group is used to form the group having the (meth) acryloyl group, the addition reaction between the vinyl ether group in the compound and the carboxyl group in the carboxyl group-containing polymer is moderated. Since it can carry out on conditions, the group which has a (meth) acryloyl group can be formed easily, without coloring a product.

またカルボキシル基含有重合体と、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物との付加反応としては特に限定されず、付加反応させる際の添加方法としては、反応初期に一括して仕込んでもよく、いずれか又は両方を連続又は断続的に反応系中に添加してもよい。上記付加反応においては、カルボキシル基含有重合体自体が触媒となるため、無触媒で反応を行うことができるが、触媒を併用することも可能である。触媒を併用する場合には、カチオン重合反応を引き起こさずに反応を促進できることから、塩酸等のハロゲン化水素が好ましい。 In addition, the addition reaction between the carboxyl group-containing polymer and the compound having a vinyl ether group and a (meth) acryloyl group is not particularly limited. Either or both may be added to the reaction system continuously or intermittently. In the above addition reaction, since the carboxyl group-containing polymer itself becomes a catalyst, the reaction can be carried out without a catalyst, but a catalyst can also be used in combination. When a catalyst is used in combination, a hydrogen halide such as hydrochloric acid is preferable because the reaction can be accelerated without causing a cationic polymerization reaction.

上記触媒の使用量としては、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物や、カルボキシル基含有重合体の種類や組み合わせ等により適宜設定すればよいが、収率、触蝶の安定性、生産性及び経済性の点から、例えば、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物100重量部に対して、0.0005〜1重量部とすることが好ましい。より好ましくは、0.001〜0.5重量部である。 The amount of the catalyst used may be appropriately set depending on the type or combination of the compound having a vinyl ether group and a (meth) acryloyl group, or a carboxyl group-containing polymer, but the yield, stability of the butterfly, productivity And from the point of economical efficiency, it is preferable to set it as 0.0005-1 weight part with respect to 100 weight part of compounds which have a vinyl ether group and a (meth) acryloyl group, for example. More preferably, it is 0.001-0.5 weight part.

本発明において、カルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体を得る方法としては、上記カルボキシル基含有重合体とビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを付加反応させる工程を含むものであることが好適であり、例えば、(1)上記付加反応の際に、カルボキシル基含有重合体と、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物との割合を水酸基が残存するように反応させ、残存した水酸基に酸無水物を開環付加させてカルボキシル基を導入する方法、(2)上記付加反応の際に、カルボキシル基含有重合体と、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物との割合をカルボキシル基が残存するように反応させ、カルボキシル基を残存させる方法等が挙げられる。 In the present invention, the method for obtaining a polymer having a carboxyl group and a (meth) acryloyl group includes a step of subjecting the carboxyl group-containing polymer and a compound having a vinyl ether group and a (meth) acryloyl group to an addition reaction. For example, (1) In the above addition reaction, the ratio of the carboxyl group-containing polymer and the compound having a vinyl ether group and a (meth) acryloyl group was reacted so that the hydroxyl group remained and remained. A method of introducing a carboxyl group by ring-opening addition of an acid anhydride to a hydroxyl group, (2) In the above addition reaction, a ratio of a carboxyl group-containing polymer and a compound having a vinyl ether group and a (meth) acryloyl group Examples include a method of reacting so that a carboxyl group remains to leave the carboxyl group.

このようにして得られるカルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体としては、二重結合当量(単位:g/eq)が600以下であることが好ましい。600を超えると、少ない露光量で現像を行う場合には、硬化が不充分となり、より高解像度のパターン形成ができないおそれがある。より好ましくは、550以下であり、更に好ましくは、500以下である。なお、二重結合当量とは、カルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体における二重結合1個あたりの重量平均分子量である。
上記二重結合当量としては、例えば、二重結合当量を求めようとする重合体溶液を室温で真空乾燥して固形分を得て、内部標準物質のクロロホルムとともに重水素化ジメチルスルホキシドに溶解した後にH−NMRを測定し、二重結合のピーク(δ5.6〜6.2、2H)とクロロホルムピーク(δ8.3、1H)の積分比を定量することにより求めることができる。
The polymer having a carboxyl group and a (meth) acryloyl group thus obtained preferably has a double bond equivalent (unit: g / eq) of 600 or less. If it exceeds 600, when development is performed with a small exposure amount, curing may be insufficient, and a pattern with higher resolution may not be formed. More preferably, it is 550 or less, More preferably, it is 500 or less. The double bond equivalent is a weight average molecular weight per double bond in a polymer having a carboxyl group and a (meth) acryloyl group.
As the double bond equivalent, for example, a polymer solution for which a double bond equivalent is to be obtained is vacuum-dried at room temperature to obtain a solid content, and then dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide together with chloroform as an internal standard substance. It can be determined by measuring 1 H-NMR and quantifying the integral ratio of the double bond peak (δ 5.6 to 6.2, 2H) and the chloroform peak (δ 8.3, 1H).

上記重合体としてはまた、水酸基価(ヒドロキシル価、単位:mgKOH/g)が100以下であることが好ましい。100を超えると、アルカリ可溶性が過剰となるおそれがあるため、光硬化部分がアルカリ現像液に侵され易くなり、パターン欠けや剥がれが発生し易くなるおそれがある。また、他の成分との相溶性が充分とはならず、現像残渣が発生するおそれもある。より好ましくは、90以下であり、更に好ましくは、80以下である。 The polymer preferably has a hydroxyl value (hydroxyl value, unit: mgKOH / g) of 100 or less. If it exceeds 100, the alkali solubility may become excessive, so that the photocured portion is likely to be attacked by the alkali developer, and pattern chipping or peeling may easily occur. Further, the compatibility with other components is not sufficient, and a development residue may be generated. More preferably, it is 90 or less, More preferably, it is 80 or less.

上記重合体としては更に、酸価(単位:mgKOH/g)として、上限は200、下限は20であることが好ましい。20未満であると、光照射後に未硬化部分を速やかにアルカリ現像液で除去することができなくなるおそれがあり、再現性よく高精度なパターンを形成することが困難になるおそれがある。200を超えると、光硬化した部分もアルカリ現像時に侵食され易くなり、同様に再現性よく高精度なパターン形成が困難になるおそれがある。より好ましい上限は150、下限は30である。また、好ましい範囲としては、20〜200である。より好ましくは、30〜150である。
上記重合体においては、酸価が上記範囲となるように、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物や、カルボキシル基含有重合体等の使用量を設定することが好ましい。
The above polymer further preferably has an upper limit of 200 and a lower limit of 20 as the acid value (unit: mgKOH / g). If it is less than 20, the uncured portion may not be able to be quickly removed with an alkali developer after light irradiation, and it may be difficult to form a highly accurate pattern with good reproducibility. If it exceeds 200, the photocured portion is also easily eroded during alkali development, and similarly, there is a possibility that it is difficult to form a highly accurate pattern with good reproducibility. A more preferred upper limit is 150 and a lower limit is 30. Moreover, as a preferable range, it is 20-200. More preferably, it is 30-150.
In the said polymer, it is preferable to set usage-amounts, such as a compound which has a vinyl ether group and a (meth) acryloyl group, a carboxyl group-containing polymer, so that an acid value may become the said range.

上記重合体の重量平均分子量としては、例えば、上限は6万、下限は3000であることが好ましい。3000未満であると、耐熱性や熱安定性をより向上させることができないおそれがあり、6万を超えると、アルカリ可溶性が充分とはならないおそれがある。より好ましい上限は5万、下限は4000であり、更に好ましい上限は4万、下限は5000である。また、好ましい範囲としては、3000〜6万である。より好ましくは、4000〜5万であり、更に好ましくは、5000〜4万である。また、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)で測定した重量平均分子量と数平均分子量との比(Mw/Mn)としては、上限が4であることが好ましい。4を超えると、熱安定性やアルカリ可溶性が充分とはならないおそれがある。より好ましい上限は、3.5であり、更に好ましい上限は、3である。 As a weight average molecular weight of the said polymer, it is preferable that an upper limit is 60,000 and a minimum is 3000, for example. If it is less than 3000, heat resistance and thermal stability may not be improved, and if it exceeds 60,000, alkali solubility may not be sufficient. A more preferable upper limit is 50,000 and a lower limit is 4000, and a still more preferable upper limit is 40,000 and a lower limit is 5000. Moreover, as a preferable range, it is 3000-60,000. More preferably, it is 4000-50,000, More preferably, it is 5000-40,000. Moreover, as a ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight and the number average molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography), the upper limit is preferably 4. If it exceeds 4, the thermal stability and alkali solubility may not be sufficient. A more preferred upper limit is 3.5, and a still more preferred upper limit is 3.

本発明において、上記重合体の好ましい形態としては、二重結合当量が600以下、かつ水酸基価が100以下である形態である。このような重合体を用いて本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を形成することにより、パターン特性や現像特性を更に向上させることが可能となる。より好ましくは、二重結合当量が550以下、かつ水酸基価が90以下である。 In the present invention, the polymer preferably has a double bond equivalent of 600 or less and a hydroxyl value of 100 or less. By forming the photosensitive resin composition for a color filter of the present invention using such a polymer, it becomes possible to further improve pattern characteristics and development characteristics. More preferably, the double bond equivalent is 550 or less and the hydroxyl value is 90 or less.

以下に、上記重合体を得るために用いられる化合物等について、説明する。
本発明におけるビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては特に限定されず、単量体やオリゴマー(低重合体)、重合体の形態であってもよく、1種又は2種以上を用いることができる。このような化合物としては、例えば、下記一般式(2);
Below, the compound etc. which are used in order to obtain the said polymer are demonstrated.
The compound having a vinyl ether group and a (meth) acryloyl group in the present invention is not particularly limited, and may be in the form of a monomer, an oligomer (low polymer), or a polymer, and one or more are used. be able to. Examples of such a compound include the following general formula (2);

Figure 2005202134
Figure 2005202134

(式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、有機残基を表す。Rは、水素原子又は有機残基を表す。)で表される(メタ)アクリル酸エステル類であることが好ましい。
上記一般式(2)において、Rで表される有機残基としては、上記Rで表される有機残基と同様であり、Rで表される有機残基としては、上記Rで表される有機残基と同様である。
(In the formula, R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 5 represents an organic residue. R 6 represents a hydrogen atom or an organic residue.) (Meth) acrylic acid ester Are preferred.
In the general formula (2), the organic residue represented by R 5 is the same as the organic residue represented by R 2 , and the organic residue represented by R 6 includes R 3 described above. It is the same as the organic residue represented by.

上記一般式(2)で表される(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、以下に例示する化合物等が挙げられる。なお、これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1−ビニロキシメチルプロピル、(メタ)アクリル酸2−メチル−3−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1,1−ジメチル−2−ビニロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸1−メチル−2−ビニロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸6−ビニロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸4−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸3−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸2−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル、(メタ)アクリル酸p−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸m−ビニロキシメチルフェニルメチル、(メタ)アクリル酸o−ビニロキシメチルフェニルメチル。
Examples of the (meth) acrylic acid esters represented by the general formula (2) include compounds exemplified below. In addition, these may be used independently and may use 2 or more types together.
(Meth) acrylic acid 2-vinyloxyethyl, (meth) acrylic acid 3-vinyloxypropyl, (meth) acrylic acid 1-methyl-2-vinyloxyethyl, (meth) acrylic acid 2-vinyloxypropyl, (meth) acrylic acid 4 -Vinyloxybutyl, 1-methyl-3-vinyloxypropyl (meth) acrylate, 1-vinyloxymethylpropyl (meth) acrylate, 2-methyl-3-vinyloxypropyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 1,1-dimethyl-2-vinyloxyethyl, 3-vinyloxybutyl (meth) acrylate, 1-methyl-2-vinyloxypropyl (meth) acrylate, 2-vinyloxybutyl (meth) acrylate, 4- (meth) acrylic acid 4- Vinyloxycyclohexyl, 6-vinyloxyhexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic 4-vinyloxymethylcyclohexylmethyl oxalate, 3-vinyloxymethylcyclohexylmethyl (meth) acrylate, 2-vinyloxymethylcyclohexylmethyl (meth) acrylate, p-vinyloxymethylphenylmethyl (meth) acrylate, ( (Meth) acrylic acid m-vinyloxymethylphenylmethyl, (meth) acrylic acid o-vinyloxymethylphenylmethyl.

(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシエトキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシイソプロポキシイソプロポキシ)イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(ビニロキシエトキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(イソプロペノキシエトキシエトキシエトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコールモノビニルエーテル。 2- (vinyloxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyisopropoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyethoxy) propyl (meth) acrylate, 2- (meth) acrylic acid 2- (Vinyloxyethoxy) isopropyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyisopropoxy) propyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyisopropoxy) isopropyl, (meth) acrylic acid 2- (vinyloxyethoxyethoxy) Ethyl, 2- (vinyloxyethoxyisopropoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyisopropoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyisopropoxyisopropoxy) ethyl (meth) acrylate , (Meth) acrylic acid 2- (vinyloxyethoxyethoxy) pro 2- (vinyloxyethoxyisopropoxy) propyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyisopropoxyethoxy) propyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyisopropoxyisopropoxy) propyl (meth) acrylate 2- (vinyloxyethoxyethoxy) isopropyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyethoxyisopropoxy) isopropyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyisopropoxyethoxy) isopropyl (meth) acrylate, (meta ) 2- (vinyloxyisopropoxyisopropoxy) isopropyl acrylate, 2- (vinyloxyethoxyethoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (vinyloxyethoxyethoxyethoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, (meth) Acrylic acid -(Isopropenoxyethoxy) ethyl, (meth) acrylic acid 2- (isopropenoxyethoxyethoxyethoxy) ethyl, (meth) acrylic acid 2- (isopropenoxyethoxyethoxyethoxy) ethyl, (meth) acrylic acid 2- ( Isopropenoxyethoxyethoxyethoxyethoxy) ethyl, (meth) acrylic acid polyethylene glycol monovinyl ether, (meth) acrylic acid polypropylene glycol monovinyl ether.

本発明におけるカルボキシル基含有重合体としては特に限定されないが、入手及び合成が容易なものとして、例えば、(1)カルボキシル基含有単量体の単独重合体又は共重合体、(2)酸無水物基含有単量体の単独重合体又は共重合体を、ヒドロキシル基を少なくとも1つ有する化合物で処理した重合体、(3)カルボキシル基含有単量体の単独重合体又は共重合体中のカルボキシル基の一部に、エポキシ基と(メタ)アクリロイル基とを有する化合物を反応させた重合体等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。 Although it does not specifically limit as a carboxyl group-containing polymer in this invention, As a thing with easy acquisition and a synthesis | combination, for example, (1) The homopolymer or copolymer of a carboxyl group-containing monomer, (2) Acid anhydride A polymer obtained by treating a homopolymer or copolymer of a group-containing monomer with a compound having at least one hydroxyl group, (3) a carboxyl group in the homopolymer or copolymer of a carboxyl group-containing monomer Examples thereof include a polymer obtained by reacting a compound having an epoxy group and a (meth) acryloyl group, and one or more of these can be used.

上記(1)の形態のカルボキシル基含有重合体において、カルボキシル基含有単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸モノエステル、イタコン酸モノエステル等の1種又は2種以上を用いることができ、中でも、(メタ)アクリル酸が好適である。 In the carboxyl group-containing polymer of the form (1), examples of the carboxyl group-containing monomer include (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, and maleic acid monoester. 1 type or 2 or more types such as itaconic acid monoester can be used, among which (meth) acrylic acid is preferred.

上記(2)の形態のカルボキシル基含有重合体において、酸無水物基含有単量体の単独重合体又は共重合体を、ヒドロキシル基を少なくとも1つ有する化合物で処理するとは、この重合体にヒドロキシル基を少なくとも1つ有する化合物を付加反応して、カルボキシル基を生成させる形態であることが好ましく、例えば、触媒及び重合禁止剤の存在下、90〜120℃の温度範囲で2〜24時間反応させる方法が好適に用いられる。触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン等の3級アミン類、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の4級アンモニウム塩、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類、テトラフェニルホスホニウムブロマイド等のホスホニウム塩、塩化リチウム、オクチル酸亜鉛等の金属塩等が好ましく、中でも、反応性の点で、3級アミン類が最も好ましい。また、温度範囲が90℃未満の場合には、付加反応速度が充分とはならず経済的に不利であり、120℃を超えると、熱重合による架橋が起こり、分子量が高くなり過ぎたり、ゲル化したりするおそれがある。
上記酸無水物基含有単量体としては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等の1種又は2種以上を用いることができ、中でも、無水マレイン酸、無水イタコン酸が好適である。
In the carboxyl group-containing polymer having the form (2), the homopolymer or copolymer of the acid anhydride group-containing monomer is treated with a compound having at least one hydroxyl group. It is preferably in a form in which a carboxyl group is generated by addition reaction of a compound having at least one group, for example, in the presence of a catalyst and a polymerization inhibitor, the reaction is carried out at a temperature range of 90 to 120 ° C. for 2 to 24 hours. The method is preferably used. Examples of the catalyst include tertiary amines such as triethylamine and dimethylbenzylamine, quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium bromide, phosphines such as triphenylphosphine, phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium bromide, lithium chloride, octyl Metal salts such as zinc acid are preferred, and among them, tertiary amines are most preferred from the viewpoint of reactivity. In addition, when the temperature range is less than 90 ° C., the addition reaction rate is not sufficient, which is economically disadvantageous. When the temperature range exceeds 120 ° C., crosslinking due to thermal polymerization occurs, the molecular weight becomes too high, the gel There is a possibility of becoming.
Examples of the acid anhydride group-containing monomer include one or more of maleic anhydride, itaconic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, and the like. Acid and itaconic anhydride are preferred.

またヒドロキシル基を少なくとも1つ有する化合物としては、低分子化合物やオリゴマー、重合体のいずれの形態であってもよく、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテル等の一価アルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジプロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、2−エチル−1,4−ブタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−ジメチロールシクロヘキサン、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,4−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−ブタンジオール、4,5−ノナンジオール、トリエチレングリコール、水素化ビスフェノールA、水素化ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の多価アルコール類;ソルビトール、キシリトール、キシリロース、グルコース、フルクトース、マンニット等の糖類;不飽和ポリエステル、飽和ポリエステル、エポキシアクリレート等の水酸基含有重縮合体;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、アリルアルコール、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、p−ヒドロキシスチレン、ブテン−2−ジオール−1,4等の水酸基を有する重合体;セルロース、でんぷん、デキストラン;フェノール、クレゾール、ビスフェノール等のフェノール化合物等の1種又は2種以上を用いることができる。中でも、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピルが好適である。 The compound having at least one hydroxyl group may be in the form of a low molecular weight compound, oligomer, or polymer. For example, methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, polyethylene glycol monoalkyl ether, polypropylene glycol Monohydric alcohols such as monoalkyl ethers; ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3 -Butanediol, dipropylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol (neopentyl glycol), 2-ethyl-1,4-butanediol 1,7 Heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-dimethylolcyclohexane, 2,2-diethyl-1,3-propane Alkylene oxide addition of diol, 3-methyl-1,4-pentanediol, 2,2-diethyl-1,3-butanediol, 4,5-nonanediol, triethylene glycol, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol A , Alkylene oxide adduct of bisphenol A, polyethylene glycol, polypropylene glycol, trimethylol ethane, trimethylol propane, glycerin, polyglycerin, pentaerythritol, dipentaerythritol and other polyhydric alcohols; sorbitol, xyl Sugars such as tall, xylylose, glucose, fructose, mannitol; hydroxyl group-containing polycondensates such as unsaturated polyester, saturated polyester, epoxy acrylate; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, diethylene glycol mono (meth) acrylate, propylene glycol mono (meth) acrylate, allyl alcohol, hydroxyethyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, p-hydroxystyrene, butene-2-diol-1, Polymers having a hydroxyl group such as 4; cellulose, starch, dextran; one or more of phenolic compounds such as phenol, cresol and bisphenol can be used. Of these, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate are preferred.

上記(3)の形態のカルボキシル基含有重合体において、カルボキシル基含有単量体の単独重合体又は共重合体のカルボキシル基の一部に、エポキシ基と(メタ)アクリロイル基とを有する化合物を反応させるとは、カルボキシル基の一部に、該化合物を付加反応させる形態であることが好ましく、例えば、触媒及び重合禁止剤の存在下、90〜120℃の温度範囲で、2〜24時間反応させる方法が好適に用いられる。触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン等の3級アミン類、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の4級アンモニウム塩、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類、テトラフェニルホスホニウムブロマイド等のホスホニウム塩、塩化リチウム、オクチル酸亜鉛等の金属塩等が好ましく、中でも、反応性の点で、3級アミン類が最も好ましい。また、温度範囲が90℃未満の場合には、付加反応速度が充分とはならず経済的に不利であり、120℃を超えると、熱重合による架橋が起こり、分子量が高くなり過ぎたり、ゲル化したりするおそれがある。 In the carboxyl group-containing polymer in the form (3) above, a compound having an epoxy group and a (meth) acryloyl group is reacted with a part of the carboxyl group of the homopolymer or copolymer of the carboxyl group-containing monomer. It is preferable to be in a form in which the compound is subjected to addition reaction with a part of the carboxyl group, for example, in the presence of a catalyst and a polymerization inhibitor, the reaction is performed at a temperature range of 90 to 120 ° C. for 2 to 24 hours. The method is preferably used. Examples of the catalyst include tertiary amines such as triethylamine and dimethylbenzylamine, quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium bromide, phosphines such as triphenylphosphine, phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium bromide, lithium chloride, octyl Metal salts such as zinc acid are preferred, and among them, tertiary amines are most preferred from the viewpoint of reactivity. In addition, when the temperature range is less than 90 ° C., the addition reaction rate is not sufficient, which is economically disadvantageous. When the temperature range exceeds 120 ° C., crosslinking due to thermal polymerization occurs, the molecular weight becomes too high, the gel There is a possibility of becoming.

上記カルボキシル基含有単量体の単独重合体又は共重合体としては、上記(1)の形態のカルボキシル基含有重合体が好適である。
またエポキシ基と(メタ)アクリロイル基とを有する化合物としては、低分子化合物やオリゴマー、重合体のいずれの形態であってもよく、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4−エポキシシクロヘキシルメチル等の(メタ)アクリル酸のエポキシシクロヘキシル誘導体類;(メタ)アクリレートの脂環エポキシ誘導体;(メタ)アクリル酸β−メチルグリシジル等の1種又は2種以上を用いることができる。中でも、(メタ)アクリル酸グリシジルが好適である。
As the homopolymer or copolymer of the carboxyl group-containing monomer, the carboxyl group-containing polymer having the form (1) is preferable.
Moreover, as a compound which has an epoxy group and a (meth) acryloyl group, any form of a low molecular weight compound, an oligomer, and a polymer may be sufficient, for example, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 3, Epoxycyclohexyl derivatives of (meth) acrylic acid such as 4-epoxycyclohexylmethyl; alicyclic epoxy derivatives of (meth) acrylate; one or more of β-methylglycidyl (meth) acrylate can be used. . Of these, glycidyl (meth) acrylate is preferred.

上記カルボキシル基含有重合体において、カルボキシル基含有単量体や酸無水物基含有単量体を共重合させる際に用いられる単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ベンジル等の(メタ)アクリル酸エステル類;スチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステルモノマー類;N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルカルバゾール等のN−ビニル化合物類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフイン類等の1種又は2種以上を用いることができる。 In the above carboxyl group-containing polymer, examples of the monomer used when copolymerizing a carboxyl group-containing monomer or an acid anhydride group-containing monomer include, for example, methyl (meth) acrylate and (meth) acrylic. (Meth) acrylates such as ethyl acetate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate ) Acrylic acid esters; Styrenes such as styrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene; Vinyl ester monomers such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate; N-vinylacetamide, N-vinylformamide, N- Vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, N-vinylimidazole, N-bi N- vinyl compounds such as carbazole, methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and butyl vinyl ether, ethylene, propylene, may be used alone or two or more of such olefins such butylene.

上記カルボキシル基含有重合体における単量体成分の重合方法としては、例えば、ラジカル重合開始剤を用いて重合することが好ましく、分子量を調節するために、必要に応じて連鎖移動剤を用いることができる。また、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、分散重合、乳化重合又はこれらを適宜組み合わせる方法等により重合を行うことができる。これらの中でも、溶液重合により重合を行うことが好ましい。また、回分式でも連続式でも行うことができるが、回分式によることが好適である。 As a polymerization method of the monomer component in the carboxyl group-containing polymer, for example, polymerization is preferably performed using a radical polymerization initiator, and a chain transfer agent may be used as necessary to adjust the molecular weight. it can. Further, polymerization can be carried out by bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, dispersion polymerization, emulsion polymerization, or a method of appropriately combining these. Among these, it is preferable to perform polymerization by solution polymerization. Moreover, although it can carry out by a batch type or a continuous type, it is preferable to use a batch type.

上記ラジカル重合開始剤としては、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物;2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ化合物等の1種又は2種以上を用いることができる。その使用量としては、用いる単量体成分の組み合わせや反応条件等に応じて適宜設定すればよい。 Examples of the radical polymerization initiator include cumene hydroperoxide, diisopropylbenzene peroxide, di-t-butyl peroxide, lauryl peroxide, benzoyl peroxide, t-butylperoxyisopropyl carbonate, and t-butylperoxy- Organic peroxides such as 2-ethylhexanoate and t-amylperoxy-2-ethylhexanoate; 2,2′-azobis (isobutyronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile) 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) 1 type, or 2 or more types, such as azo compounds, etc. can be used. What is necessary is just to set suitably as the usage-amount according to the combination of the monomer component to be used, reaction conditions, etc.

上記分子量調節剤としては、例えば、n−ドデカンチオール、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等のチオール系連鎖移動剤や、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられるが、連鎖移動効果が高く、残存単量体を低減することができ、更に、入手が容易であることから、n−ドデカンチオール、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を用いることが好ましい。
上記連鎖移動剤の反応容器への添加方法としては、滴下、分割投入等の連続投入方法を適用することができる。また、連鎖移動剤を単独で反応容器へ導入してもよく、単量体成分や溶媒等とあらかじめ混合しておいてもよい。
Examples of the molecular weight regulator include thiol chain transfer agents such as n-dodecanethiol, 3-mercaptopropionic acid, methyl 3-mercaptopropionate, and α-methylstyrene dimer. It is preferable to use n-dodecanethiol, 3-mercaptopropionic acid, and methyl 3-mercaptopropionate because they are high, can reduce residual monomers, and are easily available.
As a method for adding the chain transfer agent to the reaction vessel, a continuous charging method such as dropping or divided charging can be applied. Further, the chain transfer agent may be introduced alone into the reaction vessel, or may be mixed in advance with a monomer component, a solvent or the like.

上記重合方法においては、必要に応じて溶媒を使用してもよいが、溶媒としては、通常のラジカル重合反応で使用されるものを用いることができる。例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のエステル類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類;トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;クロロホルム、ジメチルスルホキシド等の1種又は2種以上を用いることができる。中でも、エーテル類、ケトン類、エステル類が好ましい。より好ましくは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテートである。このような重合溶媒と、後述するカラーフィルタ用感光性樹脂組成物に用いる有機溶媒とは、同種のものを用いることが好ましい。
上記重合溶媒の使用量としては、例えば、用いられる全単量体成分を100質量%に対して、5〜500質量%であることが好ましい。より好ましくは、50〜200質量%である。
In the above polymerization method, a solvent may be used as necessary, but as the solvent, those used in usual radical polymerization reaction can be used. For example, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxybutyl acetate, etc. Esters; alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene; one or two of chloroform, dimethyl sulfoxide, and the like More than seeds can be used. Of these, ethers, ketones and esters are preferred. More preferred are propylene glycol monomethyl ether acetate and 3-methoxybutyl acetate. It is preferable to use the same kind of such a polymerization solvent and the organic solvent used for the photosensitive resin composition for color filters described later.
As the usage-amount of the said polymerization solvent, it is preferable that it is 5-500 mass% with respect to 100 mass% of all the monomer components used, for example. More preferably, it is 50-200 mass%.

上記重合方法において、単量体成分やラジカル重合開始剤等の反応容器への添加方法としては、反応容器に単量体成分の全てを仕込み、ラジカル重合開始剤を反応容器内に添加することによって共重合を行う方法;反応容器に単量体成分の一部を仕込み、ラジカル重合開始剤と残りの単量体成分を反応容器内に添加することによって共重合を行う方法;反応容器に重合溶媒を仕込み、単量体成分とラジカル重合開始剤の全量を添加する方法等が好適である。これらの中でも、得られる重合体の分子量分布を狭く(シャープに)することができ、反応を容易に制御することができることから、ラジカル重合開始剤と単量体成分とを反応容器に逐次滴下する方法で共重合を行うことが好ましく、単量体成分滴下後にも更にラジカル重合開始剤を添加すると、残存単量体を低減できるので好ましい。 In the above polymerization method, the monomer component, radical polymerization initiator and the like are added to the reaction vessel by charging all of the monomer components into the reaction vessel and adding the radical polymerization initiator into the reaction vessel. Method of copolymerization; Method of carrying out copolymerization by charging a part of the monomer component into the reaction vessel and adding the radical polymerization initiator and the remaining monomer component into the reaction vessel; Polymerization solvent in the reaction vessel And a method of adding the whole amount of the monomer component and the radical polymerization initiator is suitable. Among these, since the molecular weight distribution of the obtained polymer can be narrowed (sharpened) and the reaction can be easily controlled, the radical polymerization initiator and the monomer component are successively dropped into the reaction vessel. It is preferable to carry out copolymerization by a method, and it is preferable to add a radical polymerization initiator even after dropping of the monomer components since the residual monomer can be reduced.

上記重合方法において、重合反応の条件等としては、用いられる重合方法や溶媒、ラジカル重合開始剤、連鎖移動剤等により適宜設定すればよく、例えば、重合温度としては、50〜150℃とすることが好ましい。50℃未満であると、分解温度の低い開始剤を用いる必要があり、開始剤を冷却保存する設備等が必要となる等、工業製造に不利となるおそれがある。200℃を超えると、開始剤の分解温度に達する前に単量体成分が熱重合し始めるおそれがある。より好ましくは、80〜150℃である。また、反応時間としては、0.5〜24時間とすることが好ましい。 In the above polymerization method, the conditions for the polymerization reaction may be appropriately set depending on the polymerization method used, the solvent, the radical polymerization initiator, the chain transfer agent, etc. For example, the polymerization temperature should be 50 to 150 ° C. Is preferred. When the temperature is lower than 50 ° C., it is necessary to use an initiator having a low decomposition temperature, which may be disadvantageous for industrial production, for example, a facility for cooling and storing the initiator is required. If it exceeds 200 ° C., the monomer component may start to undergo thermal polymerization before reaching the decomposition temperature of the initiator. More preferably, it is 80-150 degreeC. The reaction time is preferably 0.5 to 24 hours.

本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物は、上記カルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体を必須に含んでなるものであり、必要に応じて、ラジカル重合性化合物、光ラジカル開始剤(光重合開始剤)、着色剤、分散剤及びその他添加剤等を含むことができる。このようなカラーフィルタ用感光性樹脂組成物においては、カラーフィルタの基板上に塗布し、露光することによって、上記重合体の優れた物性及びアルカリ現像性や、ラジカル重合性化合物によって形成される3次元ネットワーク構造により、被塗布体表面(基板表面)に対する密着性、被膜強度、耐熱性、耐温純水性、耐薬品性等の諸物性に優れた硬化被膜を形成することができ、露光時に所定のパターン状に露光して現像する場合には正確なパターンを形成することができることになる。 The photosensitive resin composition for a color filter of the present invention essentially comprises the polymer having the carboxyl group and the (meth) acryloyl group, and if necessary, a radical polymerizable compound and a photo radical initiator. (Photopolymerization initiator), a colorant, a dispersant, and other additives can be included. In such a photosensitive resin composition for a color filter, it is formed on the substrate of the color filter and exposed to light, whereby the excellent physical properties and alkali developability of the polymer and a radical polymerizable compound are formed. The dimensional network structure can form a cured film having excellent physical properties such as adhesion to the surface of the substrate to be coated (substrate surface), film strength, heat resistance, temperature-resistant pure water, and chemical resistance. When the pattern is exposed and developed, an accurate pattern can be formed.

本発明の感光性樹脂組成物中に占める上記重合体の含有量としては、上限が70質量%、下限が1質量%であることが好ましい。この範囲を外れると、充分な塗膜強度や現像性を得られないおそれや、塗布が困難になるおそれがある。より好ましい上限は60質量%、下限は3質量%であり、更に好ましい上限は50質量%、下限は5質量%である。また、好ましい範囲としては、1〜70質量%である。より好ましくは、3〜60質量%であり、更に好ましくは、5〜50質量%である。 As content of the said polymer to occupy in the photosensitive resin composition of this invention, it is preferable that an upper limit is 70 mass% and a minimum is 1 mass%. If it is out of this range, there is a possibility that sufficient coating strength and developability cannot be obtained, and coating may be difficult. A more preferred upper limit is 60% by mass and a lower limit is 3% by mass. A more preferred upper limit is 50% by mass, and a lower limit is 5% by mass. Moreover, as a preferable range, it is 1-70 mass%. More preferably, it is 3-60 mass%, More preferably, it is 5-50 mass%.

上記感光性樹脂組成物において、ラジカル重合性化合物は、光重合反応による硬化を可能とするものであり、例えば、オリゴマー(低重合体)の形態であるラジカル重合性オリゴマーや、モノマー(単量体)の形態であるラジカル重合性モノマーが好適に用いられる。ラジカル重合性オリゴマーとしては、例えば、不飽和ポリエステル、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、側鎖に二重結合を持つアクリル系重合体等が挙げられる。ラジカル重合性モノマーとしては、例えば、スチレン、α―メチルスチレン、α―クロロスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルベンゼンホスホネート等の芳香族ビニル系モノマー;酢酸ビニル、アジピン酸ビニル等のビニルエステルモノマー;メチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、(2−オキソー1,3−ジオキソラン−4−イル)−メチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート系モノマー;(ジ)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、トリメチロールプロパンジ(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、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ジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジ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、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート;トリアリルシアヌレート等が挙げられる。これらの中でも、得られる感光性樹脂組成物の感光性性能や現像性、ポストベーク後の塗膜物性等の観点から、多官能(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。なお、これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 In the photosensitive resin composition, the radical polymerizable compound is capable of curing by a photopolymerization reaction. For example, a radical polymerizable oligomer in the form of an oligomer (low polymer) or a monomer (monomer) ) Is preferably used. Examples of the radical polymerizable oligomer include unsaturated polyester, epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, and an acrylic polymer having a double bond in the side chain. Examples of the radical polymerizable monomer include aromatic vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene, α-chlorostyrene, vinyl toluene, divinylbenzene, diallyl phthalate, and diallylbenzene phosphonate; vinyl such as vinyl acetate and vinyl adipate. Ester monomers; (meth) acrylate monomers such as methyl (meth) acrylate, 2-hydroxymethyl (meth) acrylate, (2-oxo-1,3-dioxolan-4-yl) -methyl (meth) acrylate; (di) Ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, Intererythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol di (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) Examples thereof include polyfunctional (meth) acrylates such as acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and tris (hydroxyethyl) isocyanurate, such as tri (meth) acrylate; triallyl cyanurate. Among these, it is preferable to use a polyfunctional (meth) acrylate from the viewpoints of the photosensitive performance and developability of the resulting photosensitive resin composition, the physical properties of the coating film after post-baking, and the like. In addition, these may be used independently and may use 2 or more types together.

上記ラジカル重合性化合物の使用量としては、上記カルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体100重量部に対して、上限は1000重量部、下限は10重量部であることが好ましい。10重量部未満であると、露光時における硬化力が充分なものとはならないおそれがあり、1000重量部を超えると、他の成分の作用効果を充分に発揮させることができないおそれがある。より好ましい上限は600重量部、下限は20重量部であり、更に好ましい上限は400重量部、下限は30重量部である。 As for the usage-amount of the said radically polymerizable compound, it is preferable that an upper limit is 1000 weight part and a minimum is 10 weight part with respect to 100 weight part of polymers which have the said carboxyl group and (meth) acryloyl group. If it is less than 10 parts by weight, the curing power at the time of exposure may not be sufficient, and if it exceeds 1000 parts by weight, the effects of other components may not be sufficiently exhibited. A more preferred upper limit is 600 parts by weight and a lower limit is 20 parts by weight, and a more preferred upper limit is 400 parts by weight and a lower limit is 30 parts by weight.

上記光ラジカル開始剤は、活性光線により励起されてラジカルを発生し、上記ラジカル重合性化合物の重合を開始させるものであり、例えば、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等のベンゾインとそのアルキルエーテル類;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、1,1−ジクロロアセトフェノン等のアセトフェノン類;2−メチルアントラキノン、2−アミルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン等のアントラキノン類;2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等のチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オンや2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1;アシルホスフィンオキサイド類;キサントン類等の1種又は2種以上を用いることができる。 The photo radical initiator is excited by actinic rays to generate radicals, and initiates polymerization of the radical polymerizable compound. For example, benzoin such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, and alkyl ethers thereof Acetophenones such as acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone and 1,1-dichloroacetophenone; anthraquinones such as 2-methylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, 2-t-butylanthraquinone and 1-chloroanthraquinone Thioxanthones such as 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone and 2-chlorothioxanthone; ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal; Benzophenones such as phenone; 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one and 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone -1; Acylphosphine oxides; One or more of xanthones can be used.

上記光ラジカル開始剤の使用量としては、上記ラジカル重合性化合物100重量部に対して、上限は50重量部、下限は0.1重量部であることが好ましい。0.1重量部未満であると、光照射時間を増やす必要性が生じたり、光照射を行っても充分に重合が起こらなかったりし、適切な現像性が得られないおそれがある。50重量部を超えると、塗膜が着色したり、強度が充分とはならないおそれがあり、また、経済的に不利になるおそれもある。より好ましい上限は40重量部、下限は0.5重量部であり、更に好ましい上限は30重量部、下限は1重量部である。 As for the usage-amount of the said photoradical initiator, it is preferable that an upper limit is 50 weight part and a minimum is 0.1 weight part with respect to 100 weight part of said radically polymerizable compounds. If the amount is less than 0.1 parts by weight, it may be necessary to increase the light irradiation time, or polymerization may not occur sufficiently even if light irradiation is performed, and appropriate developability may not be obtained. If it exceeds 50 parts by weight, the coating film may be colored, the strength may not be sufficient, and it may be economically disadvantageous. A more preferred upper limit is 40 parts by weight and a lower limit is 0.5 parts by weight, a still more preferred upper limit is 30 parts by weight, and a lower limit is 1 part by weight.

なお、上記光ラジカル開始剤とともに、熱重合開始剤を併用することができる。
上記熱重合開始剤としては特に限定されず、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物;2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ化合物;等の1種又は2種以上を用いることができる。熱重合開始剤の使用量としては、本発明の効果を損なわない範囲で適宜設定すればよい。
In addition, a thermal polymerization initiator can be used in combination with the photo radical initiator.
The thermal polymerization initiator is not particularly limited. For example, cumene hydroperoxide, diisopropylbenzene peroxide, di-t-butyl peroxide, lauryl peroxide, benzoyl peroxide, t-butylperoxyisopropyl carbonate, t- Organic peroxides such as butylperoxy-2-ethylhexanoate and t-amylperoxy-2-ethylhexanoate; 2,2′-azobis (isobutyronitrile), 1,1′-azobis ( Azo compounds such as cyclohexanecarbonitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate); Can be used. What is necessary is just to set suitably as the usage-amount of a thermal-polymerization initiator in the range which does not impair the effect of this invention.

上記着色剤としては、染料や顔料が挙げられるが、顔料を用いることが好適である。
上記顔料としては、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)に分類されている有機化合物のうち、C.I.Pigment Yellow 24、31、53、83、138、C.I.Pigment Orange 43、C.I.Pigment Red 105、176、177、254、C.I.Pigment Violet 14、29、C.I.Pigment Blue 15、15:6、22、28、C.I.Pigment Green 15、25、36、C.I.Pigment Brown 28、C.I.Pigment Black 1、7等の有機顔料;鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属酸化物又は複合酸化物等の無機顔料等の1種又は2種以上を用いることができる。
上記着色剤の使用量としては、上記カルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体と上記ラジカル重合性化合物との合計100重量部に対して、上限は400重量部、下限は1重量部であることが好ましい。より好ましい上限は300重量部、下限は5重量部であり、更に好ましい上限は200重量部、下限は10重量部である。
Examples of the colorant include dyes and pigments, and it is preferable to use pigments.
Examples of the pigment include C.I. among organic compounds classified as pigments in a color index (CI: issued by The Society of Dyer's and Colorists). I. Pigment Yellow 24, 31, 53, 83, 138, C.I. I. Pigment Orange 43, C.I. I. Pigment Red 105, 176, 177, 254, C.I. I. Pigment Violet 14, 29, C.I. I. Pigment Blue 15, 15: 6, 22, 28, C.I. I. Pigment Green 15, 25, 36, C.I. I. Pigment Brown 28, C.I. I. Organic pigments such as Pigment Black 1 and 7; one or two of inorganic pigments such as metal oxides such as iron, cobalt, aluminum, cadmium, lead, copper, titanium, magnesium, chromium, zinc, and antimony, or complex oxides More than seeds can be used.
With respect to the amount of the colorant used, the upper limit is 400 parts by weight and the lower limit is 1 part by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the polymer having the carboxyl group and (meth) acryloyl group and the radical polymerizable compound. Preferably there is. A more preferred upper limit is 300 parts by weight, and a lower limit is 5 parts by weight. A more preferred upper limit is 200 parts by weight, and a lower limit is 10 parts by weight.

上記分散剤としては、例えば、界面活性剤、顔料の中間体、染料の中間体、高分子分散剤等の1種又は2種以上を用いることができる。界面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコールラウリルエーテル、ポリエチレングリコールステアリルエーテル等のポリエチレングリコールアルキルエーテル類;ポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールノニルフェニルエーテル等のポリエチレングリコールアリールエーテル類;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類;BM−1000(ビーエム・ヘビー社製)等のフッ素系界面活性剤;オルガノシロキサンポリマー系等のカチオン系界面活性剤;アニオン性高分子高分子不飽和ポリカルボン酸等のアニオン系界面活性剤等が挙げられる。顔料の中間体、染料の中間体としては、例えば、母体となる有機色素に置換基を導入した有機色素の誘導体が好ましい。母体となる有機色素としては、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ペリレン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、金属錯塩系等が挙げられ、置換基としては、水酸基、カルボキシル基、スルホン基、カルボンアミド基、スルホンアミド基等が挙げられる。
このような分散剤は、上記着色剤と併用して用いることが好ましく、その使用量しては、着色剤100重量部に対し、上限は50重量部、下限は0.1重量部であることが好ましい。より好ましい上限は30重量部、下限は0.5重量部であり、更に好ましい上限は20重量部、下限は1重量部であり、最も好ましい上限は10重量部、下限は1重量部である。
As the dispersant, for example, one or more of surfactants, pigment intermediates, dye intermediates, polymer dispersants and the like can be used. Examples of the surfactant include polyethylene glycol alkyl ethers such as polyethylene glycol lauryl ether and polyethylene glycol stearyl ether; polyethylene glycol aryl ethers such as polyethylene glycol octyl phenyl ether and polyethylene glycol nonyl phenyl ether; polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol Polyethylene glycol diesters such as distearate; Fluorine surfactants such as BM-1000 (manufactured by BM Heavy); Cationic surfactants such as organosiloxane polymers; Anionic polymer high molecular unsaturated polycarboxylics Examples include anionic surfactants such as acids. As the intermediate of the pigment and the intermediate of the dye, for example, a derivative of an organic dye in which a substituent is introduced into the organic dye as a base is preferable. Examples of the organic dye as a base include azo series, phthalocyanine series, quinacridone series, anthraquinone series, perylene series, thioindigo series, dioxazine series, metal complex series, etc., and substituents include hydroxyl group, carboxyl group, sulfone group, Examples thereof include a carbonamide group and a sulfonamide group.
Such a dispersant is preferably used in combination with the above-mentioned colorant. The amount used is 100 parts by weight of the colorant, and the upper limit is 50 parts by weight and the lower limit is 0.1 parts by weight. Is preferred. A more preferred upper limit is 30 parts by weight and a lower limit is 0.5 parts by weight, a still more preferred upper limit is 20 parts by weight and a lower limit is 1 part by weight, a most preferred upper limit is 10 parts by weight and a lower limit is 1 part by weight.

上記その他の添加剤としては、必要に応じて、水酸化アルミニウム、タルク、クレー、硫酸バリウム等の充填材、消泡剤、カップリング剤、レベリング剤、増感剤、離型剤、滑剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、重合抑制剤、増粘剤等を用いることができる。また、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシヌレート等のエポキシ樹脂、ジシアンジアミド、イミダゾール化合物等のエポキシ硬化剤又はジオキサゾリン化合物等を配合してもよい。これらの添加量は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜設定すればよい。 Other additives include aluminum hydroxide, talc, clay, barium sulfate and other fillers, antifoaming agents, coupling agents, leveling agents, sensitizers, mold release agents, lubricants, plastics as necessary. An agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a flame retardant, a polymerization inhibitor, a thickener, and the like can be used. Moreover, you may mix | blend epoxy resins, such as a novolak-type epoxy resin, a bisphenol-type epoxy resin, an alicyclic epoxy resin, a triglycidyl isosinurate, dicyandiamide, an imidazole compound, or a dioxazoline compound. What is necessary is just to set these addition amounts suitably in the range which does not impair the effect of this invention.

上記感光性樹脂組成物としてはまた、必要に応じて希釈剤により希釈されていてもよい。希釈剤としては、上記ラジカル重合性化合物又は適当な溶媒を用いることができる。溶媒としては、上述した重合方法における重合溶媒と同様であり、その使用量としては、感光性樹脂組成物を使用する際の最適粘度に応じて適宜設定すればよいが、例えば、上記感光性樹脂組成物100重量部に対して、上限は1000重量部、下限は10重量部とすることが好ましい。 The photosensitive resin composition may be diluted with a diluent as necessary. As the diluent, the above radical polymerizable compound or a suitable solvent can be used. The solvent is the same as the polymerization solvent in the above-described polymerization method, and the amount used thereof may be appropriately set according to the optimum viscosity when using the photosensitive resin composition. For example, the photosensitive resin The upper limit is preferably 1000 parts by weight and the lower limit is preferably 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the composition.

本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物の製造方法としては特に限定されず、例えば、上記重合体の他、必要に応じて、ラジカル重合性化合物、光ラジカル開始剤(光重合開始剤)、着色剤、分散剤及びその他添加剤等を混合し、又は、溶剤に添加し、攪拌して均一に溶解、分散する方法等により製造することができる。なお、混合順序等は特に限定されない。また、攪拌に用いる装置としては、例えば、ペイントシェーカー、ビーズミル、サンドグラインドミル、ボールミル、アトライターミル、2本ロールミル、3本ロールミル等が挙げられる。 It does not specifically limit as a manufacturing method of the photosensitive resin composition for color filters of this invention, For example, in addition to the said polymer, as needed, a radically polymerizable compound, a photoradical initiator (photoinitiator), It can be produced by a method in which a coloring agent, a dispersing agent, other additives, and the like are mixed or added to a solvent and stirred to uniformly dissolve and disperse. Note that the mixing order and the like are not particularly limited. Examples of the apparatus used for stirring include a paint shaker, a bead mill, a sand grind mill, a ball mill, an attritor mill, a two roll mill, and a three roll mill.

本発明はまた、上記カラーフィルタ用感光性樹脂組成物を用いて形成されてなるカラーフィルタでもある。
ここで、カラーフィルタとは、少なくとも3原色(RGB)画素、樹脂ブラックマトリックス、保護膜、柱状スペーサー等の部材から構成されるものであるが、本発明においては、これらの構成部材の少なくとも1つが上記感光性樹脂組成物を用いて形成されてなるものであればよく、少なくとも3原色(RGB)画素に用いることが好適である。より好ましくは、全てのカラーフィルタ部材を上記感光性樹脂組成物を用いて作製することである。
上記カラーフィルタ部材において、本発明の感光性樹脂組成物としては、3原色(RGB)画素を形成する場合には、赤・緑・青の各3原色の顔料を含有させて用いることとなり、樹脂ブラックマトリックスを形成する場合には、黒色の顔料を含有させて用いることとなる。また、保護膜又は柱状スペーサーに用いる場合には、顔料を含まなくてもよい。
このようなカラーフィルタ部材としては、例えば、下記(1)〜(3)の工程を順に行うことにより形成することができる。
This invention is also a color filter formed using the said photosensitive resin composition for color filters.
Here, the color filter is composed of at least three primary color (RGB) pixels, a resin black matrix, a protective film, a columnar spacer, and the like. In the present invention, at least one of these structural members is included. What is necessary is just to be formed using the said photosensitive resin composition, and using for at least 3 primary color (RGB) pixel is suitable. More preferably, all the color filter members are produced using the photosensitive resin composition.
In the above color filter member, as the photosensitive resin composition of the present invention, in the case of forming three primary color (RGB) pixels, each of the three primary color pigments of red, green, and blue is contained and used. When forming a black matrix, a black pigment is contained and used. Moreover, when using for a protective film or a columnar spacer, it is not necessary to contain a pigment.
Such a color filter member can be formed, for example, by sequentially performing the following steps (1) to (3).

(1)本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を、ガラス、好ましくは無アルカリガラス等や透明プラスチック等の透明基板上に、スピンコート法、スプレー法等の方法でコートした後、乾燥し、塗膜を作製する。コートする方法としては、スピンコート法が好ましい。乾燥条件において、温度としては、室温〜120℃とすることが好ましい。より好ましくは、60℃〜100℃の温度である。また、乾燥時間としては、10秒〜60分とすることが好ましい。より好ましくは、30秒〜10分である。更に、常圧又は真空下で加熱乾燥することが好ましい。
(2)その後、所望のパターン形状に応じた開口部を設けたフォトマスク(パターニングフィルム)を、上記(1)で作製した塗膜の上に接触状態又は非接触状態で載せ、光を照射して硬化させる。光としては、可視光の他、紫外線、X線、電子線等の放射線が好ましい。より好ましくは、紫外線である。なお、紫外線源としては、高圧水銀ランプが好適に使用される。
(1) The photosensitive resin composition for a color filter of the present invention is coated on a transparent substrate such as glass, preferably non-alkali glass or transparent plastic by a method such as spin coating or spraying, and then dried. A coating film is prepared. As a coating method, a spin coating method is preferable. In the drying conditions, the temperature is preferably room temperature to 120 ° C. More preferably, the temperature is 60 ° C to 100 ° C. The drying time is preferably 10 seconds to 60 minutes. More preferably, it is 30 seconds to 10 minutes. Furthermore, it is preferable to heat and dry under normal pressure or vacuum.
(2) Then, a photomask (patterning film) provided with an opening corresponding to the desired pattern shape is placed on the coating film prepared in (1) in a contact state or a non-contact state and irradiated with light. To cure. As light, radiation such as ultraviolet rays, X-rays, and electron beams is preferable in addition to visible light. More preferably, it is ultraviolet rays. Note that a high-pressure mercury lamp is preferably used as the ultraviolet ray source.

(3)光照射後、溶剤や水、アルカリ水溶液等で現像を行う。これらの中でも、環境への負荷が少なく高感度の現像を行うことができることから、アルカリ水溶液を用いることが好ましい。アルカリ成分としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等が好適である。アルカリの濃度としては、0.01〜5質量%であることが好ましい。0.01質量%未満であると、感光性樹脂組成物の溶解性が充分とはならないおそれがあり、5質量%を超えると、溶解力が強くなり過ぎて優れた現像性を得ることができないおそれがある。より好ましくは、0.05〜3質量%である。また、上記アルカリ水溶液には、界面活性剤を更に添加してもよい。
本発明の感光性樹脂組成物から形成される塗膜は、露光前であってもタックフリー性に優れていることから、フォトマスクを接触状態で載置していても容易に剥離することができ、パターンの再現を正確に行うことができる。
(3) After light irradiation, development is performed with a solvent, water, an alkaline aqueous solution, or the like. Among these, it is preferable to use an alkaline aqueous solution because it can carry out highly sensitive development with little burden on the environment. As the alkali component, for example, potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate and the like are suitable. The alkali concentration is preferably 0.01 to 5% by mass. If it is less than 0.01% by mass, the photosensitive resin composition may not have sufficient solubility. If it exceeds 5% by mass, the dissolving power becomes too strong to obtain excellent developability. There is a fear. More preferably, it is 0.05-3 mass%. Further, a surfactant may be further added to the alkaline aqueous solution.
Since the coating film formed from the photosensitive resin composition of the present invention is excellent in tack-free properties even before exposure, it can be easily peeled even when a photomask is placed in contact. The pattern can be reproduced accurately.

カラーフィルタの構成部材を形成する場合には、上記(1)〜(3)の工程後、更に、加熱して(ポストベーク)硬化を進行させ、かつ残存している溶剤を完全に除去させることが好ましい。これにより、露光で硬化しなかった感光性樹脂組成物中のラジカル重合性二重結合を充分に硬化させて非常に強固な架橋体とすることができ、塗膜強度を更に向上させることができる。ポストベークの際の硬化温度としては、120〜300℃が好ましい。120℃より低いと、硬化が充分に進行することができず、塗膜強度に優れたものとはならないおそれがあり、300℃より高いと、着色するおそれがあり、また、熱分解により塗膜の平滑性が充分なものとはならないおそれがある。より好ましくは、150〜250℃であり、更に好ましくは、180〜230℃である。なお、ポストベークは、各部材形成における現像後に行ってもよいし、全ての部材を形成した後に行ってもよい。 In the case of forming a color filter constituent member, after the steps (1) to (3), heating is further performed (post-bake) to advance the curing, and the remaining solvent is completely removed. Is preferred. Thereby, the radically polymerizable double bond in the photosensitive resin composition that has not been cured by exposure can be sufficiently cured to form a very strong crosslinked body, and the coating film strength can be further improved. . The curing temperature during post-baking is preferably 120 to 300 ° C. If it is lower than 120 ° C, curing may not proceed sufficiently and the coating film strength may not be excellent. If it is higher than 300 ° C, there is a risk of coloring, and the coating film may be thermally decomposed. There is a possibility that the smoothness of the film will not be sufficient. More preferably, it is 150-250 degreeC, More preferably, it is 180-230 degreeC. Note that the post-baking may be performed after development in forming each member, or may be performed after all the members are formed.

カラーフィルタとしては、まず、上記(1)〜(3)の工程を、黒色顔料を含む感光性樹脂組成物を用いて行い、基板上に樹脂ブラックマトリクスを形成した後、顔料を赤(R)、緑(G)、青(B)と順次変えて上記(1)〜(3)の工程を繰返し、R、G、Bの各画素を形成して、RGB画素を作製する。その後、基板上に形成されたRGB画素の保護や、表面の平滑性を向上させるために、保護膜を形成してもよい。カラーフィルタ保護膜としては、公知の熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を使用して形成することもできるが、保護膜の塗膜強度、平滑性、低着色性の点から、本発明の感光性樹脂組成物を使用することが好適である。更に、カラーフィルタが液晶表示装置用カラーフィルタである場合には、柱状スペーサーを形成することが好ましい。柱状スペーサーは、スペーサーを形成すべき面に上記感光性樹脂組成物を所望のスペーサーの高さとなるような厚みに塗工し、上記(1)〜(3)の工程を経て作製することができる。 As a color filter, first, the steps (1) to (3) are performed using a photosensitive resin composition containing a black pigment, and after forming a resin black matrix on the substrate, the pigment is red (R). , Green (G), and blue (B) are sequentially changed to repeat the steps (1) to (3) to form R, G, and B pixels, thereby producing RGB pixels. Thereafter, a protective film may be formed in order to protect the RGB pixels formed on the substrate and improve the smoothness of the surface. The color filter protective film can be formed using a known thermosetting resin or photocurable resin. However, from the viewpoint of the coating film strength, smoothness, and low colorability of the protective film, the photosensitive film of the present invention is used. It is preferable to use a conductive resin composition. Further, when the color filter is a color filter for a liquid crystal display device, it is preferable to form a columnar spacer. The columnar spacer can be produced by applying the photosensitive resin composition on the surface on which the spacer is to be formed to a thickness that is the height of the desired spacer, and then performing the steps (1) to (3). .

このようにして得られる本発明のカラーフィルタとしては、液晶表示装置や有機ELを用いた表示装置等に好適に用いることができるものである。以下に、液晶表示装置にカラーフィルタを用いる場合について説明する。
上記液晶表示装置は、上記カラーフィルタ及び必要に応じてITO電極、配向膜を設けたカラーフィルタ基板と、必要に応じて配向膜、ITO電極、駆動素子を設けた対向基板との間を、液晶スペーサーで一定間隔に保ち、該間隔内に液晶物質を封入し、電気信号によって液晶の配向を変え、光の透過率を可変することでカラー表示する液晶表示パネルを組み込んだ液晶表示装置である。液晶の動作モード、駆動方式としては特に限定されないが、表示品質、応答速度等の観点から、TFT方式が好適である。
The color filter of the present invention thus obtained can be suitably used for a liquid crystal display device, a display device using an organic EL, or the like. Hereinafter, a case where a color filter is used in the liquid crystal display device will be described.
The liquid crystal display device includes a liquid crystal between the color filter and, if necessary, a color filter substrate provided with an ITO electrode and an alignment film, and a counter substrate provided with an alignment film, an ITO electrode, and a drive element as necessary. The liquid crystal display device incorporates a liquid crystal display panel that displays a color by maintaining a constant interval with a spacer, enclosing a liquid crystal substance in the interval, changing the orientation of the liquid crystal by an electric signal, and changing the light transmittance. The operation mode and driving method of the liquid crystal are not particularly limited, but the TFT method is preferable from the viewpoint of display quality, response speed, and the like.

上記液晶スペーサーとしては、公知の微粒子スペーサー、感光性樹脂を用いてなる柱状スペーサー等を使用でき、中でも、本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を用いて形成した柱状スペーサーを用いることが好ましい。上記カラーフィルタ基板及び対向基板には、各液晶の動作モード、駆動方式に応じた配向を有する配向膜、更に必要に応じて微細な突起(リブ)を設けることが好ましく、ポリイミドの配向膜が好適に用いられる。また、リブには、ポリイミドの他、本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を用いることができる。更に、カラーフィルタ基板及び対向基板の外側には、各液晶の動作モード、駆動方式に応じた偏向板、光学補償フィルムを配置することが好ましい。 As the liquid crystal spacer, a well-known fine particle spacer, a columnar spacer using a photosensitive resin, or the like can be used. Among them, a columnar spacer formed using the photosensitive resin composition for a color filter of the present invention is preferably used. . The color filter substrate and the counter substrate are preferably provided with an alignment film having an alignment according to the operation mode and driving method of each liquid crystal, and further, if necessary, a fine protrusion (rib), and a polyimide alignment film is preferable. Used for. Moreover, the photosensitive resin composition for color filters of this invention other than a polyimide can be used for a rib. Furthermore, it is preferable to dispose a deflection plate and an optical compensation film according to the operation mode and driving method of each liquid crystal outside the color filter substrate and the counter substrate.

本発明のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物は、上述のような構成からなるので、光硬化性が高く硬化時に少ない露光量で充分に硬化できるとともに、未露光部分がアルカリ水溶液に充分に溶解可能であり、現像後のパターン形状の精度を向上させることができることから、カラーフィルタにおける3原色画素、樹脂ブラックマトリックス、保護膜、柱状スペーサー等を形成する材料として有用なものである。 Since the photosensitive resin composition for color filters of the present invention has the above-described configuration, it is highly photocurable and can be sufficiently cured with a small exposure amount during curing, and the unexposed portion can be sufficiently dissolved in an alkaline aqueous solution. Since the accuracy of the pattern shape after development can be improved, it is useful as a material for forming the three primary color pixels, the resin black matrix, the protective film, the columnar spacer, etc. in the color filter.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。
なお、実施例中の重量平均分子量、酸価・水酸基価及び二重結合当量は、以下のようにして求めた。
(重量平均分子量)
測定装置としてGPC装置HLC−8220GPC(東ソー製)、展開溶媒としてテトラヒドロフランを用い、ポリスチレン換算で測定した。
(酸価・水酸基価)
JIS K 0070に準拠して測定した。
(二重結合当量)
重合体溶液を室温で真空乾燥して固形分を得て、内部標準物質のクロロホルムとともに重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、H−NMRを測定し、二重結合のピークとクロロホルムのピークの積分比から計算した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by weight” and “%” means “% by mass”.
The weight average molecular weight, acid value / hydroxyl value, and double bond equivalent in the examples were determined as follows.
(Weight average molecular weight)
GPC apparatus HLC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corp.) was used as a measuring apparatus, and tetrahydrofuran was used as a developing solvent, and measurement was performed in terms of polystyrene.
(Acid value / Hydroxyl value)
The measurement was performed according to JIS K 0070.
(Double bond equivalent)
The polymer solution is vacuum-dried at room temperature to obtain a solid content, dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide together with chloroform as an internal standard substance, 1 H-NMR is measured, and the double bond peak and the chloroform peak are integrated. Calculated from the ratio.

合成例1
反応槽として冷却管を付けたセパラブルフラスコを準備し、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)750部を仕込み、窒素置換した後、攪拌しながらオイルバスで加熱して反応槽の温度を90℃まで昇温した。
他方、モノマー滴下槽として、ビーカーにメタクリル酸ベンジル(BzMA)250部、メタクリル酸メチル(MMA)65部、メタクリル酸(MAA)185部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(PBO;日本油脂製、商品名「パーブチルO」)10部を入れ、よく攪拌混合したものを準備し、連鎖移動剤滴下槽として、ビーカーにn−ドデカンチオール(n−DM)22.5部を入れたものを準備した。
反応槽の温度が90℃に安定してから、モノマー滴下槽及び連鎖移動剤滴下槽から滴下を開始し、重合を開始させた。温度を90℃に保ちながら滴下をそれぞれ180分かけて行い、滴下が終了して30分後に昇温を開始して反応槽を110℃にした。90分110℃を維持した後、室温まで冷却した。
禁止剤として2,2’−メチレンビス(4−メチルー6−t−ブチルフェノール)(MBMTB)1.2部を入れ、セパラブルフラスコにガス導入管を付け、酸素/窒素=5/95(v/v)混合ガスのバブリングを開始した。反応槽を水浴で冷却しながら、メタクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル(VEEM)267部を3時間かけて滴下した。水浴をはずし、オイルバスで反応槽の温度を40℃まで昇温し、40℃で3時間攪拌を続けた後、室温まで冷却してからDMDG400部で希釈し、固形分濃度40%の重合体溶液を得た。得られた重合体の重量平均分子量、酸価、二重結合当量、水酸基価を表1に示す。
Synthesis example 1
A separable flask with a cooling tube was prepared as a reaction vessel, charged with 750 parts of diethylene glycol dimethyl ether (DMDG), purged with nitrogen, and then heated in an oil bath while stirring to raise the temperature of the reaction vessel to 90 ° C. .
On the other hand, as a monomer dropping tank, 250 parts of benzyl methacrylate (BzMA), 65 parts of methyl methacrylate (MMA), 185 parts of methacrylic acid (MAA), t-butylperoxy-2-ethylhexanoate (PBO; A product prepared by adding 10 parts of Nippon Oil & Fats, trade name “Perbutyl O”) and stirring and mixing it well was prepared, and 22.5 parts of n-dodecanethiol (n-DM) was put into a beaker as a chain transfer agent dropping tank I prepared something.
After the temperature of the reaction vessel was stabilized at 90 ° C., dropping was started from the monomer dropping vessel and the chain transfer agent dropping vessel, and polymerization was started. While maintaining the temperature at 90 ° C., the dropwise addition was performed over 180 minutes, and the temperature increase was started 30 minutes after the completion of the dropwise addition to bring the reaction vessel to 110 ° C. After maintaining at 110 ° C. for 90 minutes, it was cooled to room temperature.
As an inhibitor, 1.2 parts of 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol) (MBMTB) was added, a gas introduction tube was attached to a separable flask, and oxygen / nitrogen = 5/95 (v / v ) Bubbling of mixed gas was started. While the reaction vessel was cooled in a water bath, 267 parts of 2- (vinyloxyethoxy) ethyl methacrylate (VEEM) was added dropwise over 3 hours. Remove the water bath, raise the temperature of the reaction vessel to 40 ° C. with an oil bath, continue stirring at 40 ° C. for 3 hours, cool to room temperature, and then dilute with 400 parts of DMDG to give a polymer with a solid content of 40%. A solution was obtained. Table 1 shows the weight average molecular weight, acid value, double bond equivalent, and hydroxyl value of the obtained polymer.

合成例2
反応槽として冷却管を付けたセパラブルフラスコを準備し、DMDG817部と無水マレイン酸153部を仕込み、窒素置換した後、攪拌しながらオイルバスで加熱して反応槽の温度を90℃まで昇温した。
他方、滴下槽として、ビーカーにスチレン197部、PBO17.5部を入れ、よく攪拌混合したものを準備した。
反応槽の温度が90℃に安定してから、滴下槽から滴下を開始し、重合を開始させた。温度を90℃に保ちながら滴下を150分かけて行い、滴下が終了して60分後に昇温を開始して反応槽を110℃にした。110℃を90分間維持した後、90℃まで冷却した。
禁止剤としてMBMTB1.2部を入れ、セパラブルフラスコにガス導入管を付け、酸素/窒素=5/95(v/v)混合ガスのバブリングを開始した。アクリル酸2−ヒドロキシエチル219部とトリエチルアミン(TEA)2.3部を入れ、90℃で3時間反応させてから、室温まで冷却した。反応槽を水浴で冷却しながら、アクリル酸2−(ビニロキシエトキシ)エチル201部を3時間かけて滴下した。水浴をはずし、オイルバスで反応槽の温度を40℃まで昇温し、40℃で3時間攪拌を続けた後、室温まで冷却してからDMDG300部で希釈し、固形分濃度40%の重合体溶液を得た。得られた重合体の重量平均分子量、酸価、二重結合当量、水酸基価を表1に示す。
Synthesis example 2
Prepare a separable flask with a cooling tube as a reaction vessel, charge 817 parts of DMDG and 153 parts of maleic anhydride, purge with nitrogen, and then heat in an oil bath while stirring to raise the temperature of the reaction vessel to 90 ° C. did.
On the other hand, as a dropping tank, 197 parts of styrene and 17.5 parts of PBO were placed in a beaker and well stirred and mixed.
After the temperature of the reaction vessel was stabilized at 90 ° C., dropping was started from the dropping vessel and polymerization was started. While maintaining the temperature at 90 ° C., dropping was performed over 150 minutes, and after 60 minutes from the completion of dropping, the temperature was raised to 110 ° C. The temperature was maintained at 110 ° C. for 90 minutes, and then cooled to 90 ° C.
MBMTB 1.2 parts was added as an inhibitor, a gas introduction tube was attached to the separable flask, and bubbling of oxygen / nitrogen = 5/95 (v / v) mixed gas was started. 219 parts of 2-hydroxyethyl acrylate and 2.3 parts of triethylamine (TEA) were added, reacted at 90 ° C. for 3 hours, and then cooled to room temperature. While cooling the reaction vessel in a water bath, 201 parts of 2- (vinyloxyethoxy) ethyl acrylate was added dropwise over 3 hours. Remove the water bath, raise the temperature of the reaction vessel to 40 ° C. with an oil bath, continue stirring at 40 ° C. for 3 hours, cool to room temperature, dilute with 300 parts of DMDG, and polymer with a solid content concentration of 40% A solution was obtained. Table 1 shows the weight average molecular weight, acid value, double bond equivalent, and hydroxyl value of the obtained polymer.

合成例3
反応槽として冷却管を付けたセパラブルフラスコを準備し、DMDG750部を仕込み、窒素置換した後、攪拌しながらオイルバスで加熱して反応槽の温度を90℃まで昇温した。
他方、モノマー滴下槽として、ビーカーにBzMA250部、MMA50部、MAA200部、PBO10部を入れ、よく攪拌混合したものを準備し、連鎖移動剤滴下槽として、ビーカーにn−DM25部を入れたものを準備した。
反応槽の温度が90℃に安定してから、モノマー滴下槽及び連鎖移動剤滴下槽から滴下を開始し、重合を開始させた。温度を90℃に保ちながら滴下をそれぞれ180分かけて行った。滴下が終了して30分後に昇温を開始し、反応槽を110℃にした。
110℃になってから90分後に、禁止剤としてMBMTB1.2部を入れ、セパラブルフラスコにガス導入管を付け、酸素/窒素=5/95(v/v)混合ガスのバブリングを開始した。メタクリル酸グリシジル(GMA)140部とTEA2.3部を入れ、110℃で8時間反応させた後、室温まで冷却した。反応槽を水浴で冷却しながら、VEEM105部を3時間かけて滴下した。水浴をはずし、オイルバスで反応槽の温度を40℃まで昇温し、40℃で3時間攪拌を続けた後、室温まで冷却してからDMDG370部で希釈し、固形分濃度40%の重合体溶液を得た。得られた重合体の重量平均分子量、酸価、二重結合当量、水酸基価を表1に示す。
Synthesis example 3
A separable flask equipped with a cooling tube was prepared as a reaction vessel, and 750 parts of DMDG was charged and purged with nitrogen, and then heated in an oil bath while stirring to raise the temperature of the reaction vessel to 90 ° C.
On the other hand, 250 parts of BzMA, 50 parts of MMA, 200 parts of MAA, and 10 parts of PBO were put into a beaker as a monomer dropping tank, and a well-stirred and mixed one was prepared. Got ready.
After the temperature of the reaction vessel was stabilized at 90 ° C., dropping was started from the monomer dropping vessel and the chain transfer agent dropping vessel, and polymerization was started. While maintaining the temperature at 90 ° C., the dropwise addition was performed over 180 minutes. Temperature increase was started 30 minutes after the dropping was completed, and the reaction vessel was brought to 110 ° C.
90 minutes after reaching 110 ° C., 1.2 parts of MBMTB was added as an inhibitor, a gas introduction tube was attached to the separable flask, and bubbling of oxygen / nitrogen = 5/95 (v / v) mixed gas was started. 140 parts of glycidyl methacrylate (GMA) and 2.3 parts of TEA were added, reacted at 110 ° C. for 8 hours, and then cooled to room temperature. While cooling the reaction vessel with a water bath, 105 parts of VEEM was added dropwise over 3 hours. Remove the water bath, raise the temperature of the reaction vessel to 40 ° C. with an oil bath, continue stirring at 40 ° C. for 3 hours, cool to room temperature, and then dilute with 370 parts of DMDG to give a polymer with a solid content of 40%. A solution was obtained. Table 1 shows the weight average molecular weight, acid value, double bond equivalent, and hydroxyl value of the obtained polymer.

合成例4
反応槽として冷却管を付けたセパラブルフラスコを準備し、DMDG750部を仕込み、窒素置換した後、攪拌しながらオイルバスで加熱して反応槽の温度を90℃まで昇温した。
他方、モノマー滴下槽として、ビーカーにBzMA250部、MMA70部、MAA180部、PBO10部を入れ、よく攪拌混合したものを準備し、連鎖移動剤滴下槽として、ビーカーにn−DM22.5部を入れたものを準備した。
反応槽の温度が90℃に安定してから、モノマー滴下槽及び連鎖移動剤滴下槽から滴下を開始し、重合を開始させた。温度を90℃に保ちながら滴下をそれぞれ180分かけて行った。滴下が終了して30分後に昇温を開始し、反応槽を110℃にした。
110℃になってから90分後に、禁止剤としてMBMTB1.1部を入れ、セパラブルフラスコにガス導入管を付け、酸素/窒素=5/95(v/v)混合ガスのバブリングを開始した。GMA186部とTEA2.1部を入れ、110℃で8時間反応させた後、室温まで冷却した。DMDG280部で希釈し、固形分濃度40%の重合体溶液を得た。得られた重合体の重量平均分子量、酸価、二重結合当量、水酸基価を表1に示す。
Synthesis example 4
A separable flask equipped with a cooling tube was prepared as a reaction vessel, and 750 parts of DMDG was charged and purged with nitrogen, and then heated in an oil bath while stirring to raise the temperature of the reaction vessel to 90 ° C.
On the other hand, as a monomer dropping tank, 250 parts of BzMA, 70 parts of MMA, 180 parts of MAA, and 10 parts of PBO were put in a beaker and well stirred and mixed, and 22.5 parts of n-DM was put in a beaker as a chain transfer agent dropping tank. I prepared something.
After the temperature of the reaction vessel was stabilized at 90 ° C., dropping was started from the monomer dropping vessel and the chain transfer agent dropping vessel, and polymerization was started. While maintaining the temperature at 90 ° C., the dropwise addition was performed over 180 minutes. Temperature increase was started 30 minutes after the dropping was completed, and the reaction vessel was brought to 110 ° C.
90 minutes after reaching 110 ° C., 1.1 parts of MBMTB was added as an inhibitor, a gas introduction tube was attached to the separable flask, and bubbling of oxygen / nitrogen = 5/95 (v / v) mixed gas was started. 186 parts of GMA and 2.1 parts of TEA were added, reacted at 110 ° C. for 8 hours, and then cooled to room temperature. Dilution was performed with 280 parts of DMDG to obtain a polymer solution having a solid concentration of 40%. Table 1 shows the weight average molecular weight, acid value, double bond equivalent, and hydroxyl value of the obtained polymer.

合成例5
反応槽として冷却管を付けたセパラブルフラスコを準備し、DMDG750部を仕込み、窒素置換した後、攪拌しながらオイルバスで加熱して反応槽の温度を90℃まで昇温した。
他方、モノマー滴下槽として、ビーカーにBzMA250部、MMA105部、MAA145部、PBO10部を入れ、よく攪拌混合したものを準備し、連鎖移動剤滴下槽として、ビーカーにn−DM25部を入れたものを準備した。
反応槽の温度が90℃に安定してから、モノマー滴下槽及び連鎖移動剤滴下槽から滴下を開始し、重合を開始させた。温度を90℃に保ちながら滴下をそれぞれ180分かけて行った。滴下が終了して30分後に昇温を開始し、反応槽を110℃にした。
110℃になってから90分後に、禁止剤としてMBMTB1.0部を入れ、セパラブルフラスコにガス導入管を付け、酸素/窒素=5/95(v/v)混合ガスのバブリングを開始した。GMA140部とTEA2.0部を入れ、110℃で8時間反応させた後、室温まで冷却した。DMDG210部で希釈し、固形分濃度40%の重合体溶液を得た。得られた重合体の重量平均分子量、酸価、二重結合当量、水酸基価を表1に示す。
Synthesis example 5
A separable flask equipped with a cooling tube was prepared as a reaction vessel, and 750 parts of DMDG was charged and purged with nitrogen, and then heated in an oil bath while stirring to raise the temperature of the reaction vessel to 90 ° C.
On the other hand, 250 parts of BzMA, 105 parts of MMA, 145 parts of MAA, and 10 parts of PBO were put in a beaker as a monomer dropping tank, and a well-stirred and mixed one was prepared. Got ready.
After the temperature of the reaction vessel was stabilized at 90 ° C., dropping was started from the monomer dropping vessel and the chain transfer agent dropping vessel, and polymerization was started. While maintaining the temperature at 90 ° C., the dropwise addition was performed over 180 minutes. Temperature increase was started 30 minutes after the dropping was completed, and the reaction vessel was brought to 110 ° C.
90 minutes after reaching 110 ° C., 1.0 part of MBMTB was added as an inhibitor, a gas introduction tube was attached to the separable flask, and bubbling of oxygen / nitrogen = 5/95 (v / v) mixed gas was started. 140 parts of GMA and 2.0 parts of TEA were added and reacted at 110 ° C. for 8 hours, and then cooled to room temperature. Dilution was performed with 210 parts of DMDG to obtain a polymer solution having a solid concentration of 40%. Table 1 shows the weight average molecular weight, acid value, double bond equivalent, and hydroxyl value of the obtained polymer.

Figure 2005202134
Figure 2005202134

<カラーフィルタ用感光性樹脂組成物>
実施例1−1
重合体溶液として、合成例1で得た重合体溶液を用い、表2に示す配合比に従って混合し、赤、緑、青、黒の着色樹脂組成物と、透明樹脂組成物とを調製し、1μmのフィルターを用いて濾過した。
赤、緑、青の着色樹脂組成物と、透明樹脂組成物とについては、スピンコーターを用いて乾燥後の厚さが2μmとなるように無アルカリガラス板上に塗布し、ホットプレートにて80℃で5分間乾燥した。次に、10μm間隔のラインアンドスペース部分を有するマスクを介し、超高圧水銀ランプにて照射量が100mJ/cmとなるように紫外線を照射した。
黒の着色樹脂組成物については、スピンコーターを用いて乾燥後の厚さが1μmとなるように無アルカリガラス板上に塗布し、ホットプレートにて80℃で5分間乾燥した。次に、10μm間隔のラインアンドスペース部分を有するマスクを介し、超高圧水銀ランプにて照射量が300mJ/cmとなるように紫外線を照射した。
0.05%水酸化カリウム水溶液で未照射部分を溶解除去し、純水で1分間リンスした後に光学顕微鏡で観察し、パターン性と現像残渣を評価したところ、いずれの着色樹脂組成物、及び透明樹脂組成物においても、紫外線照射部(残存パターン)の形状が良好で、未照射部に現像残渣が見られなかった。
<Photosensitive resin composition for color filter>
Example 1-1
Using the polymer solution obtained in Synthesis Example 1 as the polymer solution, mixing according to the blending ratio shown in Table 2 to prepare a red, green, blue, black colored resin composition and a transparent resin composition, It filtered using a 1 micrometer filter.
The red, green and blue colored resin compositions and the transparent resin composition were applied on a non-alkali glass plate using a spin coater so that the thickness after drying would be 2 μm, and 80 mm on a hot plate. Dry at 5 ° C. for 5 minutes. Next, ultraviolet rays were irradiated through a mask having line and space portions at intervals of 10 μm with an ultrahigh pressure mercury lamp so that the irradiation amount was 100 mJ / cm 2 .
About the black coloring resin composition, it apply | coated on the alkali free glass plate so that the thickness after drying might be set to 1 micrometer using a spin coater, and it dried for 5 minutes at 80 degreeC with the hotplate. Next, ultraviolet rays were irradiated through a mask having line-and-space portions with an interval of 10 μm with an ultrahigh pressure mercury lamp so that the irradiation amount was 300 mJ / cm 2 .
The unirradiated portion was dissolved and removed with 0.05% aqueous potassium hydroxide solution, rinsed with pure water for 1 minute, then observed with an optical microscope, and the pattern property and development residue were evaluated. Any colored resin composition and transparent Also in the resin composition, the shape of the ultraviolet irradiated portion (residual pattern) was good, and no development residue was found in the unirradiated portion.

実施例1−2
重合体溶液として、合成例2で得た重合体溶液を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にしてパターン性と現像残渣を評価したところ、いずれの着色樹脂組成物、及び透明樹脂組成物においても、紫外線照射部(残存パターン)の形状が良好で、未照射部に現像残渣が見られなかった。
Example 1-2
Except that the polymer solution obtained in Synthesis Example 2 was used as the polymer solution, the patternability and development residue were evaluated in the same manner as in Example 1-1, and any colored resin composition and transparent resin were evaluated. Also in the composition, the shape of the ultraviolet irradiated portion (residual pattern) was good, and no development residue was found in the unirradiated portion.

実施例1−3
重合体溶液として、合成例3で得た重合体溶液を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にしてパターン性と現像残渣を評価したところ、いずれの着色樹脂組成物、及び透明樹脂組成物においても、紫外線照射部(残存パターン)の形状が良好で、未照射部に現像残渣が見られなかった。
Example 1-3
Except that the polymer solution obtained in Synthesis Example 3 was used as the polymer solution, the patternability and development residue were evaluated in the same manner as in Example 1-1, and any colored resin composition and transparent resin were evaluated. Also in the composition, the shape of the ultraviolet irradiated portion (residual pattern) was good, and no development residue was found in the unirradiated portion.

比較例1−1
重合体溶液として、合成例4で得た重合体溶液を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にしてパターン性と現像残渣を評価したところ、いずれの着色樹脂組成物、及び透明樹脂組成物においても、紫外線照射部(残存パターン)に欠けや剥がれがあり、未照射部分には現像残渣が見られた。
Comparative Example 1-1
Except that the polymer solution obtained in Synthesis Example 4 was used as the polymer solution, the patternability and the development residue were evaluated in the same manner as in Example 1-1. As a result, any colored resin composition and transparent resin were evaluated. Also in the composition, the ultraviolet irradiation part (residual pattern) had chipping or peeling, and a development residue was seen in the unirradiated part.

比較例1−2
重合体溶液として、合成例5で得た重合体溶液を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にしてパターン性と現像残渣を評価したところ、いずれの着色樹脂組成物、及び透明樹脂組成物においても、紫外線照射部(残存パターン)に欠けや剥がれがあり、未照射部分には現像残渣が見られた。
Comparative Example 1-2
Except that the polymer solution obtained in Synthesis Example 5 was used as the polymer solution, the patternability and development residue were evaluated in the same manner as in Example 1-1, and any colored resin composition and transparent resin were evaluated. Also in the composition, the ultraviolet irradiation part (residual pattern) had chipping or peeling, and a development residue was seen in the unirradiated part.

Figure 2005202134
Figure 2005202134

表2中の記載は、以下のとおりである。
赤顔料分散液:ピグメントレッド254の分散液
緑顔料分散液:ピグメントグリーン36+ピグメントイエロー138(重量比6:4)の分散液
青顔料分散液:ピグメントブルー15:6の分散液
DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
Irg907:イルガキュア907(商品名、チバ・スペシャリティケミカルズ製)
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
The descriptions in Table 2 are as follows.
Red Pigment Dispersion: Pigment Red 254 Dispersion Green Pigment Dispersion: Pigment Green 36 + Pigment Yellow 138 (weight ratio 6: 4) Dispersion Blue Pigment Dispersion: Pigment Blue 15: 6 Dispersion DPHA: Dipentaerythritol Hexaacrylate Irg907: Irgacure 907 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate

実施例1−1〜1−3及び比較例1−1〜1−2より、二重結合当量が600以下、かつ水酸基価が100以下である重合体を用いると、パターン性及び現像残渣が更に良好となることがわかった。 From Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Examples 1-1 to 1-2, when a polymer having a double bond equivalent of 600 or less and a hydroxyl value of 100 or less is used, the pattern property and the development residue are further increased. It turned out to be good.

<カラーフィルタ>
実施例2
着色樹脂組成物として、実施例1−2で得た赤色、緑色、青色、及び黒色樹脂組成物を、保護膜用及びスペーサー用樹脂組成物として、実施例1−2で得た透明樹脂組成物を用い、次のようにカラーフィルタを作製し、評価を行った。
300mm×400mm、厚さ1.1mmの無アルカリガラス基板に、黒色樹脂組成物をスピンコート法により塗布して塗膜を形成し、プレベーク(80℃、5分間)を行った。その後、超高圧水銀灯を光源とするプロキシミテイ露光機を用いて500mJ/cmの露光量で、所定のブラックマトリクス用フォトマスクを介してアライメント露光し、アルカリ現像液にて現像を行い、純水で洗浄した後、ポストベーク(230℃、30分間)を行って、ブラックマトリクス(厚み1.2μm)を形成した。
次に、ブラックマトリクスが形成された基板上に赤色樹脂組成物をスピンコート法により塗布して塗膜を形成し、プレベーク(80℃、5分間)を行った。その後、超高圧水銀灯を光源とするプロキシミテイ露光機を用いて100mJ/cmの露光量で、所定の画素用フォトマスクを介してアライメント露光し、アルカリ現像液にて現像を行い、純水で洗浄した後、ポストベーク(200℃、30分間)を行って、赤色画素パターン(厚さ2.0μm)を形成した。同様にして、緑色樹脂組成物を用いて緑色画素パターンを、青色樹脂組成物を用いて青色画素パターンを形成した。
<Color filter>
Example 2
The transparent resin composition obtained in Example 1-2 using the red, green, blue, and black resin compositions obtained in Example 1-2 as the colored resin composition, and the resin composition for protective films and spacers. A color filter was prepared and evaluated as follows.
A black resin composition was applied to a 300 mm × 400 mm non-alkali glass substrate by a spin coating method to form a coating film, and prebaked (80 ° C., 5 minutes). After that, alignment exposure is performed through a predetermined black matrix photomask at an exposure amount of 500 mJ / cm 2 using a proximity exposure machine using an ultra-high pressure mercury lamp as a light source, and development is performed with an alkaline developer. Then, post-baking (230 ° C., 30 minutes) was performed to form a black matrix (thickness: 1.2 μm).
Next, the red resin composition was applied onto the substrate on which the black matrix was formed by spin coating to form a coating film, and prebaked (80 ° C., 5 minutes). After that, alignment exposure is performed through a predetermined photomask for pixels at an exposure amount of 100 mJ / cm 2 using a proximity exposure machine using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source, development is performed with an alkaline developer, and pure water is used. After washing, post-baking (200 ° C., 30 minutes) was performed to form a red pixel pattern (thickness 2.0 μm). Similarly, a green pixel pattern was formed using the green resin composition, and a blue pixel pattern was formed using the blue resin composition.

ブラックマトリクスと各色画素が形成された基板上に保護膜用樹脂組成物をスピンコート法により塗布して塗膜を形成し、プレベーク(80℃、5分間)を行った。その後、超高圧水銀灯を光源とするプロキシミテイ露光機を用いて100mJ/cmの露光量で、所定の保護膜用フォトマスクを介してアライメント露光し、アルカリ現像液にて現像を行い、純水で洗浄した後、ポストベーク(200℃、30分間)を行って、保護膜(厚み1.5μm)を形成した。
保護膜が形成された基板上にスペーサー用樹脂組成物をスピンコート法により塗布して塗膜を形成し、プレベーク(80℃、5分間)を行った。その後、超高圧水銀灯を光源とするプロキシミテイ露光機を用いて100mJ/cmの露光量で、所定のスペーサー用フォトマスクを介してアライメント露光し、アルカリ現像液にて現像を行い、純水で洗浄した後、ポストベーク(220℃、30分間)を行って、スペーサー(高さ4.8μm、底部12μm×12μm角)を形成した。
作製したカラーフィルタを光学顕微鏡で検査したところ、パターンの欠損と現像残渣がなく、良好であった。
A protective film resin composition was applied onto the substrate on which the black matrix and each color pixel were formed by spin coating to form a coating film, and prebaked (80 ° C., 5 minutes). Thereafter, alignment exposure is performed through a predetermined photomask for protective film using a proximity exposure machine using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source at an exposure amount of 100 mJ / cm 2 , development is performed with an alkaline developer, and pure water is used. Then, post-baking (200 ° C., 30 minutes) was performed to form a protective film (thickness 1.5 μm).
The spacer resin composition was applied by spin coating on the substrate on which the protective film was formed to form a coating film, and prebaked (80 ° C., 5 minutes). After that, alignment exposure is performed through a predetermined photomask for spacers using a proximity exposure machine using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source at an exposure amount of 100 mJ / cm 2 , development is performed with an alkaline developer, and pure water is used. After washing, post-baking (220 ° C., 30 minutes) was performed to form spacers (height 4.8 μm, bottom 12 μm × 12 μm square).
When the produced color filter was inspected with an optical microscope, there was no pattern defect and no development residue, and it was good.

比較例2
着色樹脂組成物として、比較例1−1で得た赤色、緑色、青色及び黒色樹脂組成物を、保護膜用及びスペーサー用樹脂組成物として、比較例1−1で得た透明樹脂組成物を用いたこと以外は、実施例2と同様にしてカラーフィルタを作製し、評価を行ったところ、カラーフィルタには、パターンの欠損と現像残渣が見られた。
Comparative Example 2
As the colored resin composition, the red, green, blue and black resin compositions obtained in Comparative Example 1-1 were used, and the transparent resin composition obtained in Comparative Example 1-1 was used as the protective film and spacer resin composition. A color filter was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2 except that it was used. As a result, pattern defects and development residues were observed in the color filter.

Claims (2)

カルボキシル基及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体を含んでなるカラーフィルタ用感光性樹脂組成物であって、
該重合体は、カルボキシル基含有重合体と、ビニルエーテル基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを反応させて得られるものである
ことを特徴とするカラーフィルタ用感光性樹脂組成物。
A photosensitive resin composition for a color filter comprising a polymer having a carboxyl group and a (meth) acryloyl group,
A photosensitive resin composition for a color filter, wherein the polymer is obtained by reacting a carboxyl group-containing polymer with a compound having a vinyl ether group and a (meth) acryloyl group.
請求項1に記載のカラーフィルタ用感光性樹脂組成物を用いて形成されてなる
ことを特徴とするカラーフィルタ。
A color filter formed using the photosensitive resin composition for a color filter according to claim 1.
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