JP2007011231A - Pattern forming method, substrate with color filter, and display element - Google Patents

Pattern forming method, substrate with color filter, and display element Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pattern forming method by which, when an ITO film is formed on the pattern, a ITO film with low resistance can be formed while keeping small changes in the resistance within the plane, and to provide a substrate with a color filter having pixels formed by the above pattern forming method, and to provide a display element having the substrate with a color filter. <P>SOLUTION: The pattern forming method for obtaining a pattern of a color filter through at least a resin layer forming step of forming a photosensitive resin layer comprising a photopolymerizable photosensitive resin composition on a substrate, a pattern exposure step of exposing the layer using a laser, a developing step of developing the photosensitive resin layer after pattern exposure, and a post-baking step of heat treating the photosensitive resin layer after development. The color filter of the substrate with a color filter is formed by the above forming method. The display element is equipped with the substrate with a color filter. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、小型モバイル機器、大型ディスプレイ等に用いられる表示素子、該表示素子に用いるカラーフィルター付基板、及び該カラーフィルタの形成等に用いるパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a display element used for a small mobile device, a large display, etc., a substrate with a color filter used for the display element, and a pattern forming method used for forming the color filter.

液晶表示装置や有機EL表示装置は、非常にコンパクトであると共に、従来主流であったCRTディスプレイと同等以上の性能を有することから、近年ではCRTディスプレイから置き換わりつつある。
このような表示装置で表示されるカラー画像は、複数色よりなるカラーフィルタやITO(酸化インジウムスズ)透明導電膜等からなる基板を通過した光がそのままカラーフィルタを構成する各色に着色され、着色された複数の色の光が画像様に合成されることで形成される。そして現在、カラーフィルタを構成する赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の画素でカラー画像が形成されることが一般的である。
In recent years, liquid crystal display devices and organic EL display devices are being replaced with CRT displays because they are very compact and have the same or better performance as conventional CRT displays.
A color image displayed on such a display device is obtained by coloring light that has passed through a substrate made of a color filter made of a plurality of colors, an ITO (indium tin oxide) transparent conductive film, or the like to each color constituting the color filter. It is formed by combining a plurality of colors of light in an image-like manner. Currently, a color image is generally formed by pixels of three colors of red (R), green (G), and blue (B) that constitute a color filter.

これらの画素は、基板上に樹脂層を形成し、露光して現像することを色の数だけ繰り返すなどの方法によって製造することができ、従来において前記露光は、露光マスクを用い水銀ランプ等で露光してパターンを形成する方法等が用いられてきた。しかし、これらの露光方法で画素を形成した場合、その画素(パターン)上に形成されるITO膜では、面内で抵抗値の変動が発生し、それが駆動電圧の差となって、特に大面積LCDパネル等においては画像の色ムラ発生の原因となる。   These pixels can be manufactured by a method such as forming a resin layer on a substrate, repeating exposure and development for the number of colors, and the conventional exposure is performed with a mercury lamp or the like using an exposure mask. A method of forming a pattern by exposure has been used. However, when pixels are formed by these exposure methods, in the ITO film formed on the pixels (pattern), the resistance value fluctuates in the plane, which becomes a difference in driving voltage, which is particularly large. In an area LCD panel or the like, it causes image color unevenness.

これに対し近年では、ITO抵抗値の面内変動を抑制することができる、レーザー等を用いたマスクレス露光が行われている。該マスクレス露光としては、例えば、半導体レーザー等のレーザーを用い、また光を変調しながら相対走査する方法としてポリゴンミラーを用いた方法(例えば、特許文献1参照。)、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)を用いた方法(例えば、特許文献2参照。)等がある。
しかし、これらのレーザーを用いた露光方法では、ITOの抵抗値が高くなってしまうという欠点があった。ITO膜は液晶を駆動させるためには低抵抗である必要があり、更なる改善が求められていた。
特開2002−523905号公報 特開2004−56080号公報
On the other hand, in recent years, maskless exposure using a laser or the like that can suppress in-plane variation of the ITO resistance value has been performed. As the maskless exposure, for example, a laser such as a semiconductor laser is used, and a method using a polygon mirror as a method of relative scanning while modulating light (for example, refer to Patent Document 1), DMD (digital micromirror) -A method using a device (for example, see Patent Document 2).
However, the exposure method using these lasers has a drawback that the resistance value of ITO becomes high. The ITO film needs to have a low resistance in order to drive the liquid crystal, and further improvement has been demanded.
JP 2002-523905 A JP 2004-56080 A

本発明は、上記従来における欠点に鑑みてなされたものである。
即ち、本発明の目的は、ITO膜をその上に形成した場合に、面内での抵抗値変動を小さく維持したまま、且つ低抵抗なITO膜とすることができるパターンの形成方法、該パターン形成方法によって画素を形成したカラーフィルター付基板、及び該カラーフィルター付基板を備えた表示素子を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional drawbacks.
That is, an object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of forming a low-resistance ITO film while maintaining a small fluctuation in resistance in the surface when the ITO film is formed thereon, and the pattern. It is an object to provide a substrate with a color filter in which pixels are formed by a forming method, and a display element including the substrate with a color filter.

前記従来における課題は、以下の本発明によって達成される。
即ち、本発明のパターン形成方法は、
<1> 基板上に光重合系感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を設ける樹脂層形成工程(a)と、レーザーにより前記感光性樹脂層に露光を行うパターン露光工程(b)と、前記パターン露光後の感光性樹脂層を現像する現像工程(c)と、前記現像後の感光性樹脂層を熱処理するポストベーク工程(d)と、を少なくとも経てカラーフィルターのパターンを得ることを特徴とするパターン形成方法である。
The above conventional problems are achieved by the present invention described below.
That is, the pattern forming method of the present invention is:
<1> A resin layer forming step (a) for providing a photosensitive resin layer made of a photopolymerizable photosensitive resin composition on a substrate, a pattern exposure step (b) for exposing the photosensitive resin layer with a laser, A color filter pattern is obtained through at least the development step (c) for developing the photosensitive resin layer after pattern exposure and the post-baking step (d) for heat-treating the photosensitive resin layer after development. And a pattern forming method.

<2> 前記樹脂層形成工程(a)から前記ポストベーク工程(d)までのパターン形成工程を2回以上繰り返して、前記基板上に2種以上のパターンを設けることを特徴とする前記<1>に記載のパターン形成方法である。   <2> The pattern forming step from the resin layer forming step (a) to the post-baking step (d) is repeated twice or more to provide two or more patterns on the substrate. <1 > The pattern forming method according to <1>.

<3> 前記現像工程(c)とポストベーク工程(d)との間に、前記感光性樹脂層を全面露光するポスト露光工程(e)を有することを特徴とする前記<1>又は<2>に記載のパターン形成方法である。   <3> The above <1> or <2 characterized by comprising a post-exposure step (e) for exposing the entire surface of the photosensitive resin layer between the development step (c) and the post-bake step (d). > The pattern forming method according to <1>.

<4> 前記ポストベーク工程(d)における熱処理の温度が180℃以上であることを特徴とする前記<1>〜<3>の何れか1項に記載のパターン形成方法である。   <4> The pattern forming method according to any one of <1> to <3>, wherein a temperature of the heat treatment in the post-baking step (d) is 180 ° C. or higher.

<5> 前記熱処理の温度が180〜260℃であり、且つ室温から該温度まで5〜60分間かけて昇温することを特徴とする前記<4>に記載のパターン形成方法である。   <5> The pattern forming method according to <4>, wherein the temperature of the heat treatment is 180 to 260 ° C., and the temperature is raised from room temperature to the temperature over 5 to 60 minutes.

<6> 前記熱処理の温度での加熱時間が10〜300分であることを特徴とする前記<4>又は<5>に記載のパターン形成方法である。   <6> The pattern forming method according to <4> or <5>, wherein the heating time at the heat treatment temperature is 10 to 300 minutes.

<7> 少なくとも、レッド(R)、グリーン(G)及びブルー(B)の3色の着色パターンを設けることを特徴とする前記<2>〜<6>の何れか1項に記載のパターン形成方法である。   <7> The pattern formation according to any one of <2> to <6>, wherein at least three colored patterns of red (R), green (G), and blue (B) are provided. Is the method.

また、本発明のカラーフィルター付基板は
<8> 前記<1>〜<7>の何れか1項に記載のパターン形成方法によって、基板上に着色画素を形成したことを特徴とするカラーフィルター付基板である。
Moreover, the substrate with a color filter of the present invention is <8> with a color filter, wherein colored pixels are formed on the substrate by the pattern forming method according to any one of <1> to <7>. It is a substrate.

<9> ITO透明電極を形成したことを特徴とする前記<8>に記載のカラーフィルター付基板である。   <9> The substrate with a color filter according to <8>, wherein an ITO transparent electrode is formed.

更に、本発明の表示素子は、
<10> 前記<8>又は<9>に記載のカラーフィルター付基板を備えることを特徴とする表示素子である。
Furthermore, the display element of the present invention is
<10> A display element comprising the substrate with a color filter according to <8> or <9>.

本発明によれば、ITO膜をその上に形成した場合に、面内での抵抗値変動を小さく維持したまま、且つ低抵抗なITO膜とすることができるパターンの形成方法、該パターン形成方法によって画素を形成したカラーフィルター付基板、及び該カラーフィルター付基板を備えた表示素子を提供することができる。   According to the present invention, when an ITO film is formed thereon, a pattern forming method capable of forming a low resistance ITO film while maintaining a small resistance fluctuation in the surface, and the pattern forming method Thus, it is possible to provide a substrate with a color filter in which pixels are formed, and a display element including the substrate with a color filter.

本発明のパターン形成方法は、基板上に光重合系感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を設ける樹脂層形成工程(a)と、レーザーにより露光を行うパターン露光工程(b)と、レーザー露光後の前記感光性樹脂層を現像する現像工程(c)と、現像後の前記感光性樹脂層を熱処理するポストベーク工程(d)と、を少なくとも有することを特徴とする。
上記の方法によってカラーフィルターのパターンを形成することで、該パターン上にITO膜を設けた場合の該ITO膜を、面内での抵抗値変動を抑制しつつ低抵抗なITO膜とすることができる。
The pattern forming method of the present invention includes a resin layer forming step (a) in which a photosensitive resin layer composed of a photopolymerizable photosensitive resin composition is provided on a substrate, a pattern exposure step (b) in which exposure is performed with a laser, and a laser. It has at least a development step (c) for developing the photosensitive resin layer after exposure and a post-baking step (d) for heat-treating the photosensitive resin layer after development.
By forming a color filter pattern by the above method, the ITO film when an ITO film is provided on the pattern can be made a low-resistance ITO film while suppressing fluctuations in resistance value in the plane. it can.

上記ITO膜の抵抗値は、表示素子における液晶等を良好に駆動させるという観点から、30Ω/□以下が好ましく、特に大面積LCDパネル等に用いる場合においては20Ω/□以下がより好ましい。尚、下限値としては、製造が可能である範囲として5Ω/□以上が一般的である。
また、ITO抵抗値の面内変動は、駆動電圧の差を抑制して色むらの発生を防止するという観点から、10%未満であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。尚、下限値としては、製造が可能である範囲として1%以上が一般的である。
The resistance value of the ITO film is preferably 30Ω / □ or less from the viewpoint of satisfactorily driving the liquid crystal or the like in the display element, and more preferably 20Ω / □ or less when used for a large area LCD panel or the like. The lower limit is generally 5Ω / □ or more as a range in which the production is possible.
Further, the in-plane variation of the ITO resistance value is preferably less than 10%, and more preferably 5% or less, from the viewpoint of suppressing the difference in drive voltage and preventing the occurrence of color unevenness. The lower limit is generally 1% or more as a range in which the production is possible.

ここで、本発明において、前記ITO膜の抵抗値の測定は、三菱油化(株)製のロレスタを用い4端子法にて行った。具体的な測定方法を説明すると、23℃、65%湿度の環境下で作製した試料に上記ロレスタの4端子プローブを圧着し、測定は5Vで実施した。
また、前記ITO抵抗値の面内変動は、500×600mmのITO作製基板の面内のITO抵抗を、上記の抵抗値の測定方法に基づき20点無作為に測定し求めた。
以下、本発明を詳細に説明するにあたり、まずパターン形成方法について詳述し、その後カラーフィルター付基板及び表示素子について述べる。
Here, in the present invention, the resistance value of the ITO film was measured by a four-terminal method using a Loresta manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd. A specific measuring method will be described. The Loresta 4-terminal probe was pressure-bonded to a sample prepared in an environment of 23 ° C. and 65% humidity, and the measurement was performed at 5V.
The in-plane variation of the ITO resistance value was obtained by randomly measuring the ITO resistance within the surface of the 500 × 600 mm ITO fabrication substrate based on the above resistance value measurement method.
Hereinafter, in describing the present invention in detail, a pattern forming method will be described in detail, and then a substrate with a color filter and a display element will be described.

<パターン形成方法>
本発明におけるパターンは、光重合系の感光性樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」ということがある。)を用いて形成されるものであり、基板上に2種以上のパターンを形成するものであっても、1種のパターンを形成するものであってもよい。尚、カラーフィルターとしては、レッド(R)、グリーン(G)及びブルー(B)の3色の画素(パターン)を形成することが好ましく、必要により更にブラックマトリックス(K)のパターンを形成することも好ましい。
<Pattern formation method>
The pattern in the present invention is formed using a photopolymerization type photosensitive resin composition (hereinafter sometimes simply referred to as “resin composition”), and two or more types of patterns are formed on the substrate. Even one that forms one kind of pattern may be used. In addition, as a color filter, it is preferable to form pixels (patterns) of three colors of red (R), green (G), and blue (B), and if necessary, a pattern of black matrix (K) is further formed. Is also preferable.

前記パターン形成方法は、基板上に樹脂層を形成する樹脂層形成工程(a)と、レーザーによって露光するパターン露光工程(b)と、現像を行う現像工程(c)と、現像後の樹脂層を熱処理するポストベーク工程(d)と、を有することを特徴とし、これらの工程をパターンの種類の数(例えば、色の数)だけ繰り返すことにより形成することができる。また、必要により現像工程(c)の後に樹脂層に全面露光を行うポスト露光工程(e)を行うことも好ましい。   The pattern forming method includes a resin layer forming step (a) for forming a resin layer on a substrate, a pattern exposure step (b) for exposing with a laser, a developing step (c) for developing, and a resin layer after development. And a post-baking step (d) for heat-treating, and can be formed by repeating these steps for the number of types of patterns (for example, the number of colors). Further, it is also preferable to perform a post-exposure step (e) in which the entire surface of the resin layer is exposed after the development step (c) if necessary.

(樹脂層形成工程(a))
上記のパターン形成方法において、基板上に樹脂層を形成する方法としては、(a-1)樹脂組成物を公知の塗布装置等によって塗布する方法、及び(a-2)樹脂転写材料を用い、ラミネーターによって貼り付ける方法などが挙げられる。尚、ここでは塗布方法及びラミネート方法についてのみ説明し、樹脂組成物及び樹脂転写材料については後に詳述する。
(Resin layer forming step (a))
In the above pattern forming method, as a method of forming a resin layer on the substrate, (a-1) a method of applying a resin composition by a known application device or the like, and (a-2) using a resin transfer material, The method of pasting with a laminator is mentioned. Only the coating method and the laminating method will be described here, and the resin composition and the resin transfer material will be described in detail later.

(a-1)塗布装置による塗布
本発明のパターン形成方法における、樹脂組成物の塗布には、公知の塗布方法、例えばスピンコート法、カーテンコート法、スリットコート法、ディップコート法、エアーナイフコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、あるいは、米国特許第2681294号明細書に記載のホッパーを使用するエクストルージョンコート法等の方法を用いることができる。中でも特に、液が吐出する部分にスリット状の穴を有するスリット状ノズル(スリットコータ)によって塗布を行うスリットコート法が好適に用いられる。尚、前記スリット状ノズルの好ましい具体例としては、特開2004−89851号公報、特開2004−17043号公報、特開2003−170098号公報、特開2003−164787号公報、特開2003−10767号公報、特開2002−79163号公報、特開2001−310147号公報等に記載のスリット状ノズル及びスリットコータが挙げられる。
樹脂層を塗布により形成する場合、その膜厚としては、1.0〜3.0μmが好ましく、1.0〜2.5μmがより好ましく、1.0〜2.0μmが特に好ましい。
(A-1) Application by coating apparatus In the pattern forming method of the present invention, the resin composition is applied by a known application method such as spin coating, curtain coating, slit coating, dip coating, air knife coating. A method such as a coating method, a roller coating method, a wire bar coating method, a gravure coating method, or an extrusion coating method using a hopper described in US Pat. No. 2,681,294 can be used. In particular, a slit coating method in which coating is performed by a slit-like nozzle (slit coater) having a slit-like hole in a portion from which the liquid is discharged is preferably used. Preferred examples of the slit-shaped nozzle include Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2004-89851, 2004-17043, 2003-170098, 2003-164787, and 2003-10767. Slit nozzles and slit coaters described in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-79163, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-310147, and the like.
When the resin layer is formed by coating, the film thickness is preferably 1.0 to 3.0 μm, more preferably 1.0 to 2.5 μm, and particularly preferably 1.0 to 2.0 μm.

尚、本発明のパターン形成方法においては、樹脂組成物の塗布によって樹脂層を形成する場合には、後述のパターン露光工程における露光感度をアップする目的で、該樹脂層上に更に酸素遮断膜を設けることができる。該酸素遮断膜としては、後述の<樹脂転写材料>の(中間層)の項において説明するものと同様のものが挙げられる。尚、特に限定されるわけではないが、酸素遮断膜の膜厚としては、0.5〜3.0μmが好ましい。   In the pattern forming method of the present invention, when the resin layer is formed by application of the resin composition, an oxygen barrier film is further formed on the resin layer for the purpose of increasing exposure sensitivity in the pattern exposure process described later. Can be provided. Examples of the oxygen-blocking film include the same ones as described in the section of (Intermediate layer) of <Resin transfer material> described later. Although not particularly limited, the thickness of the oxygen blocking film is preferably 0.5 to 3.0 μm.

(a-2)ラミネーターによる貼り付け
後述の樹脂転写材料を用い、フイルム状に形成した樹脂層を加熱及び/又は加圧した、ローラー又は平板を用い、圧着又は加熱圧着することによって基板上に貼り付けることができる。具体的には、特開平7−110575号公報、特開平11−77942号公報、特開2000−334836号公報、特開2002−148794号公報に記載のラミネーター及びラミネート方法が挙げられるが、低異物の観点で、特開平7−110575号公報に記載の方法を用いるのが好ましい。
(A-2) Affixing by a laminator Affixed on a substrate by using a resin or transfer material described later, heating and / or pressurizing a resin layer formed into a film, using a roller or a flat plate, and pressing or thermocompression bonding. Can be attached. Specific examples include laminators and laminating methods described in JP-A-7-110575, JP-A-11-77942, JP-A-2000-334836, and JP-A-2002-148794. From this point of view, it is preferable to use the method described in JP-A-7-110575.

(パターン露光工程(b))   (Pattern exposure process (b))

本発明におけるパターン露光は、光源としてレーザーを用いたマスクレス露光であり、2次元状に並んだ空間光変調デバイスを用いて、画像データに基づいて光を変調しながら相対走査することで2次元画像の形成を行う。
露光光を透過させない、または、弱めて透過させる材質で画像(パターン)を形成した「マスク」と呼ばれる物体を露光光の光路に配置し、樹脂層を、該画像に対応したパターン状に露光する従来の露光方式(マスク露光と言う)に対し、上記マスクレス露光とは、前記の「マスク」を使用せずに樹脂層をパターン状に露光する露光方式の事である。
The pattern exposure in the present invention is a maskless exposure using a laser as a light source, and is two-dimensional by performing relative scanning while modulating light based on image data using a spatial light modulation device arranged in two dimensions. Image formation is performed.
An object called a “mask” in which an image (pattern) is formed with a material that does not transmit or weakly transmits exposure light is disposed in the optical path of the exposure light, and the resin layer is exposed in a pattern corresponding to the image. In contrast to the conventional exposure method (referred to as mask exposure), the maskless exposure is an exposure method in which the resin layer is exposed in a pattern without using the “mask”.

−レーザーの説明−
本発明のパターン露光では、光源としてレーザーが用いられる。
レーザーとは、英語のLight Amplification by Stimulated Emission of Radiation(誘導放出による光の増幅)の頭字語である。反転分布を持った物質中で起きる誘導放出の現象を利用し、光波の増幅、発振によって干渉性と指向性が一層強い単色光を作り出す発振器及び増幅器によって照射される。励起媒質としては、結晶、ガラス、液体、色素、気体などがあり、これらの媒質から固体レーザー(YAGレーザー)、液体レーザー、気体レーザー(アルゴンレーザー、He−Neレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー)、半導体レーザーなどの公知のレーザーを用いることができる。
-Laser description-
In the pattern exposure of the present invention, a laser is used as a light source.
Laser is an acronym for Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation in English. Irradiation is performed by an oscillator and an amplifier that produce monochromatic light having stronger coherence and directivity by amplifying and oscillating light waves using the phenomenon of stimulated emission that occurs in a material having an inversion distribution. Examples of excitation media include crystals, glass, liquids, dyes, and gases. From these media, solid lasers (YAG lasers), liquid lasers, and gas lasers (argon lasers, He-Ne lasers, carbon dioxide gas lasers, and excimer lasers). A known laser such as a semiconductor laser can be used.

前記半導体レーザーとは、搬送子の注入、電子ビームによる励起、衝突によるイオン化、光励起などによって電子と正孔とが接合部に流出する時、pn接合で可干渉光を誘導放出するような発光ダイオードを用いるレーザーである。この放出される可干渉光の波長は半導体化合物によって決まる。   The semiconductor laser is a light emitting diode that stimulates and emits coherent light at the pn junction when electrons and holes flow out to the junction by carrier injection, excitation by electron beam, ionization by collision, photoexcitation, etc. It is a laser using. The wavelength of the emitted coherent light is determined by the semiconductor compound.

本発明に用いられるレーザーの波長は特に限定されないが、中でも解像度とレーザー装置のコスト、入手のしやすさの観点から、上記半導体レーザーにおいては、300〜500nmの波長域から選択するのが好ましく、340〜450nmがより好ましく、特に360〜415nmが好ましい。
また固体レーザーでは、YAG-SHG固体レーザーの532nmが好ましいものとして挙げられる。更に、半導体励起固体レーザーでは532・355・266nmが挙げられ、それらの中でも従来のレジスト用光重合開始剤が感度を有すという点では355nmが好ましく選ばれる。気体レーザーでは、KrFレーザーの249nm、ArFレーザーの193nmが好ましく用いられる。
これらの光源の中で、表示装置の製造工程で、感光性材料を露光する場合を考えると、露光波長が405nmとなる光源を選択することが、表示領域の透過率を高くする観点で好ましい。
The wavelength of the laser used in the present invention is not particularly limited, but in particular, from the viewpoint of resolution and cost of the laser device, and availability, the semiconductor laser is preferably selected from a wavelength range of 300 to 500 nm, 340 to 450 nm is more preferable, and 360 to 415 nm is particularly preferable.
In the solid laser, 532 nm of YAG-SHG solid laser is preferable. Further, semiconductor-excited solid-state lasers include 532, 355, and 266 nm. Among them, 355 nm is preferably selected in that the conventional photopolymerization initiator for resist has sensitivity. In the gas laser, 249 nm of KrF laser and 193 nm of ArF laser are preferably used.
Among these light sources, considering the case where the photosensitive material is exposed in the manufacturing process of the display device, it is preferable to select a light source having an exposure wavelength of 405 nm from the viewpoint of increasing the transmittance of the display region.

レーザーのビーム径は、特に限定されないが、中でも、パターンの解像度の観点から、ガウシアンビームの1/e2値で5〜30μmが好ましく、7〜20μmがより好ましい。
レーザービームのエネルギー量としては、特に限定されないが、中でも、露光時間と解像度の観点から、1〜100mJ/cm2が好ましく、5〜20mJ/cm2がより好ましい。
The beam diameter of the laser is not particularly limited, but among them, from the viewpoint of pattern resolution, the 1 / e 2 value of the Gaussian beam is preferably 5 to 30 μm, and more preferably 7 to 20 μm.
Although it does not specifically limit as energy amount of a laser beam, From a viewpoint of exposure time and resolution, 1-100 mJ / cm < 2 > is preferable especially and 5-20 mJ / cm < 2 > is more preferable.

−相対走査露光−
次いで、本発明における光を変調しながら相対走査する方法について説明する。
そのひとつの代表的な方法は、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス、例えば、1987年、米国テキサス・インスツルメンツのラリー・ホーンベック博士他が開発した光半導体)のような、微小なミラーが二次元に並んだ空間変調素子を用いる方法である。
この場合、光源からの光は、適切な光学系によってDMD上に照射され、DMDに二次元に並んだ各ミラーからの反射光が、別の光学系などを経て、樹脂層上に、二次元に並んだ光点の像を形成する。このままでは光点と光点の間は露光されないが、前記二次元に並んだ光点の像を、二次元の並び方向に対して、やや傾いた方向に移動させると、最初の列の光点と光点の間を、後方の列の光点が露光する、という形で、樹脂層の全面を露光することができる。DMDの各ミラーの角度を制御し、前記光点をON-OFFする事で、画像パターンを形成することができる。このようなDMDを有す露光ヘッドを並べて用いることで色々な幅の基板に対応することができる。
前記DMDでは、前記光点の輝度は、ONかOFFの2階調しかないが、ミラー階調型空間変調素子を用いると、256階調の露光を行うことができる。
-Relative scanning exposure-
Next, a method for performing relative scanning while modulating light in the present invention will be described.
One typical method is a two-dimensional micromirror such as DMD (digital micromirror device, for example, an optical semiconductor developed by Dr. Larry Hornbeck et al., 1987 in Texas Instruments). This is a method of using spatial modulation elements arranged in line.
In this case, the light from the light source is irradiated on the DMD by an appropriate optical system, and the reflected light from each mirror arranged two-dimensionally on the DMD passes through another optical system and the like on the resin layer. An image of light spots arranged in a row is formed. If the light spot is not exposed between the light spots, the image of the light spots arranged in two dimensions is moved in a direction slightly inclined with respect to the two-dimensional arrangement direction. The entire surface of the resin layer can be exposed in such a manner that the light spot in the rear row is exposed between the light spot and the light spot. An image pattern can be formed by controlling the angle of each mirror of the DMD and turning the light spot on and off. By aligning and using exposure heads having such DMDs, it is possible to deal with substrates of various widths.
In the DMD, the brightness of the light spot has only two gradations, ON or OFF, but exposure with 256 gradations can be performed by using a mirror gradation spatial modulation element.

一方、本発明の光を変調しながら相対走査する別の代表的な方法としては、ポリゴンミラーを用いる方法が挙げられる。ポリゴンミラー(polygon mirror)とは、周囲に一連の平面反射面を持った回転部材のことである。樹脂層上に光源からの光を反射して照射するが、反射光の光点は、該平面鏡の回転によって走査される。この走査方向に対して直角に基板を相対移動させることで、基板上の樹脂層の全面を露光することができる。光源からの光の強度を適切な方法でON-OFFまたは、中間調に制御することで、画像パターンを形成することができる。また、光源からの光を複数本とすることで、走査時間を短縮することができる。   On the other hand, another representative method of relative scanning while modulating the light of the present invention is a method using a polygon mirror. A polygon mirror is a rotating member having a series of planar reflecting surfaces around it. The light from the light source is reflected and irradiated on the resin layer, and the light spot of the reflected light is scanned by the rotation of the plane mirror. By relatively moving the substrate at right angles to the scanning direction, the entire surface of the resin layer on the substrate can be exposed. An image pattern can be formed by controlling the intensity of light from the light source to ON-OFF or halftone by an appropriate method. Moreover, the scanning time can be shortened by using a plurality of lights from the light source.

本発明の光を変調しながら相対走査する方法としては、例えば、以下の方法も適用することができる。
特開平5−150175に記載のポリゴンミラーを用いて描画する例、特表2004−523101(WO2002/039793)に記載の下部レイヤの画像の一部を視覚的に取得し、ポリゴンミラーを用いた装置で上部レイヤの位置を下部レイヤ位置に揃えて露光する例、特開2004−56080に記載のDMDを用いて露光する例、特表2002−523905に記載のポリゴンミラーを備えた露光装置、特開2001−255661に記載のポリゴンミラーを備えた露光装置、特開2003−50469に記載のDMD、LD、多重露光を組み合わせた例、特開2003−156853に記載の基板の部位により露光量を変える露光方法の例、特開2005−43576に記載の位置ずれ調整を行う露光方法の例等である。
As a method of performing relative scanning while modulating light of the present invention, for example, the following method can also be applied.
An example of drawing using a polygon mirror described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-150175, an apparatus using a polygon mirror by visually acquiring a part of an image of a lower layer described in JP-T-2004-523101 (WO2002 / 039793) In this example, exposure is performed with the position of the upper layer aligned with the position of the lower layer, exposure using the DMD described in JP-A-2004-56080, exposure apparatus including the polygon mirror described in JP-T-2002-523905, An exposure apparatus having a polygon mirror described in 2001-255661, an example in which DMD, LD, and multiple exposure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-50469 are combined, and an exposure whose exposure amount is changed depending on the part of the substrate described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-156853 Examples of the method include an example of an exposure method for performing misalignment adjustment described in JP-A-2005-43576.

以下にレーザー光を用いた3次元露光装置の一例を示すが、本発明における露光装置はこれに限定されるものではない。
露光ユニットは、図1に示すように、ガラス基板150を表面に吸着して保持する平板状のステージ152を備えている。4本の脚部154に支持された厚い板状の設置台156の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた2本のガイド158が設置されている。ステージ152は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド158によって往復移動可能に支持されている。なお、この露光装置には、ステージ152をガイド158に沿って駆動するための図示しない駆動装置が設けられている。
An example of a three-dimensional exposure apparatus using laser light is shown below, but the exposure apparatus in the present invention is not limited to this.
As shown in FIG. 1, the exposure unit includes a flat stage 152 that holds the glass substrate 150 by adsorbing the glass substrate 150 to the surface. Two guides 158 extending along the stage moving direction are installed on the upper surface of the thick plate-like installation table 156 supported by the four legs 154. The stage 152 is arranged so that the longitudinal direction thereof faces the stage moving direction, and is supported by a guide 158 so as to be reciprocally movable. The exposure apparatus is provided with a drive device (not shown) for driving the stage 152 along the guide 158.

設置台156の中央部には、ステージ152の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート160が設けられている。コ字状のゲート160の端部の各々は、設置台156の両側面に固定されている。このゲート160を挟んで一方の側にはスキャナ162が設けられ、他方の側には感光材料150の先端及び後端を検知する複数(例えば、2個)の検知センサ164が設けられている。スキャナ162及び検知センサ164はゲート160に各々取り付けられて、ステージ152の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ162及び検知センサ164は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。   A U-shaped gate 160 is provided at the center of the installation table 156 so as to straddle the movement path of the stage 152. Each of the ends of the U-shaped gate 160 is fixed to both side surfaces of the installation table 156. A scanner 162 is provided on one side of the gate 160, and a plurality of (for example, two) detection sensors 164 for detecting the front and rear ends of the photosensitive material 150 are provided on the other side. The scanner 162 and the detection sensor 164 are respectively attached to the gate 160 and fixedly arranged above the moving path of the stage 152. The scanner 162 and the detection sensor 164 are connected to a controller (not shown) that controls them.

スキャナ162は、図2及び図3(B)に示すように、m行n列(例えば、3行5列)の略マトリックス状に配列された複数(例えば、14個)の露光ヘッド166を備えている。この例では、感光材料150の幅との関係で、3行目には4個の露光ヘッド166を配置した。なお、m行目のn列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド166mnと表記する。 As shown in FIGS. 2 and 3B, the scanner 162 includes a plurality of (for example, 14) exposure heads 166 arranged in an approximately matrix of m rows and n columns (for example, 3 rows and 5 columns). ing. In this example, four exposure heads 166 are arranged in the third row in relation to the width of the photosensitive material 150. In addition, when showing each exposure head arranged in the m-th row and the n-th column, it is expressed as an exposure head 166 mn .

露光ヘッド166による露光エリア168は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ152の移動に伴い、感光材料150には露光ヘッド166毎に帯状の露光済み領域170が形成される。なお、m行目のn列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア168mnと表記する。 An exposure area 168 by the exposure head 166 has a rectangular shape with a short side in the sub-scanning direction. Therefore, as the stage 152 moves, a strip-shaped exposed area 170 is formed for each exposure head 166 in the photosensitive material 150. In addition, when showing the exposure area by each exposure head arranged in the m-th row and the n-th column, it is expressed as an exposure area 168 mn .

また、図3(A)及び(B)に示すように、帯状の露光済み領域170が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔(露光エリアの長辺の自然数倍、ここでは2倍)ずらして配置されている。このため、1行目の露光エリア16811と露光エリア16812との間の露光できない部分は、2行目の露光エリア16821と3行目の露光エリア16831とにより露光することができる。 Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, each of the exposure heads in each row arranged in a line so that the strip-shaped exposed areas 170 are arranged without gaps in the direction orthogonal to the sub-scanning direction. In the arrangement direction, they are shifted by a predetermined interval (a natural number times the long side of the exposure area, twice here). Therefore, can not be exposed portion between the exposure area 168 11 in the first row and the exposure area 168 12, it can be exposed by the second row of the exposure area 168 21 and the exposure area 168 31 in the third row.

露光ヘッド16611〜166mn各々は、図4、図5(A)及び(B)に示すように、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)50を備えている。このDMD50は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた図示しないコントローラに接続されている。このコントローラのデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド166毎にDMD50の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド166毎にDMD50の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御に付いては後述する。 Each of the exposure heads 166 11 to 166 mn is a spatial light modulator that modulates an incident light beam for each pixel according to image data, as shown in FIGS. 4, 5 (A) and (B). A digital micromirror device (DMD) 50 is provided. The DMD 50 is connected to a controller (not shown) including a data processing unit and a mirror drive control unit. The data processing unit of this controller generates a control signal for driving and controlling each micromirror in the region to be controlled by the DMD 50 for each exposure head 166 based on the input image data. The area to be controlled will be described later. The mirror drive control unit controls the angle of the reflection surface of each micromirror of the DMD 50 for each exposure head 166 based on the control signal generated by the image data processing unit. The control of the angle of the reflecting surface will be described later.

DMD50の光入射側には、光ファイバの出射端部(発光点)が露光エリア168の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザー出射部を備えたファイバアレイ光源66、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザ光を補正してDMD上に集光させるレンズ系67、レンズ系67を透過したレーザー光をDMD50に向けて反射するミラー69がこの順に配置されている。   On the light incident side of the DMD 50, a fiber array light source 66 including a laser emitting portion in which an emitting end portion (light emitting point) of an optical fiber is arranged in a line along a direction corresponding to the long side direction of the exposure area 168, a fiber A lens system 67 for correcting the laser light emitted from the array light source 66 and condensing it on the DMD, and a mirror 69 for reflecting the laser light transmitted through the lens system 67 toward the DMD 50 are arranged in this order.

レンズ系67は、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザー光を平行光化する1対の組合せレンズ71、平行光化されたレーザー光の光量分布が均一になるように補正する1対の組合せレンズ73、及び光量分布が補正されたレーザー光をDMD50上に集光する集光レンズ75で構成されている。組合せレンズ73は、レーザー出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ且つ光軸から離れた部分は光束を縮め、且つこの配列方向と直交する方向に対しては光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザー光を補正する。   The lens system 67 includes a pair of combination lenses 71 that collimate the laser light emitted from the fiber array light source 66 and a pair of combination lenses that correct the light quantity distribution of the collimated laser light to be uniform. 73 and a condensing lens 75 that condenses the laser light whose light quantity distribution has been corrected on the DMD 50. With respect to the arrangement direction of the laser emitting end, the combination lens 73 spreads the light beam at a portion close to the optical axis of the lens and contracts the light beam at a portion away from the optical axis, and with respect to a direction orthogonal to the arrangement direction. Has a function of allowing light to pass through as it is, and corrects the laser light so that the light quantity distribution is uniform.

また、DMD50の光反射側には、DMD50で反射されたレーザー光を感光材料150の走査面(被露光面)56上に結像するレンズ系54、58が配置されている。レンズ系54及び58は、DMD50と被露光面56とが共役な関係となるように配置されている。   Further, on the light reflection side of the DMD 50, lens systems 54 and 58 that form an image of the laser light reflected by the DMD 50 on the scanning surface (exposed surface) 56 of the photosensitive material 150 are arranged. The lens systems 54 and 58 are arranged so that the DMD 50 and the exposed surface 56 are in a conjugate relationship.

DMD50は、図6に示すように、SRAMセル(メモリセル)60上に、微小ミラー(マイクロミラー)62が支柱により支持されて配置されたものであり、画素(ピクセル)を構成する多数の(例えば、600個×800個)の微小ミラー62を格子状に配列して構成されたミラーデバイスである。各ピクセルには、最上部に支柱に支えられたマイクロミラー62が設けられており、マイクロミラー62の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー62の反射率は90%以上である。また、マイクロミラー62の直下には、ヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのCMOSのSRAMセル60が配置されており、全体はモノリシック(一体型)に構成されている。   As shown in FIG. 6, the DMD 50 is configured such that a micromirror 62 is supported by a support column on an SRAM cell (memory cell) 60, and a large number of (pixels) (pixels) are formed. For example, it is a mirror device configured by arranging 600 × 800) micromirrors 62 in a lattice pattern. Each pixel is provided with a micromirror 62 supported by a support column at the top, and a material having a high reflectance such as aluminum is deposited on the surface of the micromirror 62. The reflectance of the micromirror 62 is 90% or more. A silicon gate CMOS SRAM cell 60 manufactured in a normal semiconductor memory manufacturing line is disposed directly below the micromirror 62 via a support including a hinge and a yoke, and is entirely monolithic (integrated type). ).

DMD50のSRAMセル60にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー62が、対角線を中心としてDMD50が配置された基板側に対して±α度(例えば±10度)の範囲で傾けられる。図7(A)は、マイクロミラー62がオン状態である+α度に傾いた状態を示し、図7(B)は、マイクロミラー62がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。従って、画像信号に応じて、DMD50の各ピクセルにおけるマイクロミラー62の傾きを、図6に示すように制御することによって、DMD50に入射された光はそれぞれのマイクロミラー62の傾き方向へ反射される。   When a digital signal is written in the SRAM cell 60 of the DMD 50, the micromirror 62 supported by the support is inclined within a range of ± α degrees (for example, ± 10 degrees) with respect to the substrate side on which the DMD 50 is disposed with the diagonal line as the center. It is done. FIG. 7A shows a state in which the micromirror 62 is tilted to + α degrees in the on state, and FIG. 7B shows a state in which the micromirror 62 is tilted to −α degrees in the off state. Therefore, by controlling the inclination of the micromirror 62 in each pixel of the DMD 50 as shown in FIG. 6 according to the image signal, the light incident on the DMD 50 is reflected in the inclination direction of each micromirror 62. .

なお、図6には、DMD50の一部を拡大し、マイクロミラー62が+α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー62のオンオフ制御は、DMD50に接続された図示しないコントローラによって行われる。なお、オフ状態のマイクロミラー62により光ビームが反射される方向には、光吸収体(図示せず)が配置されている。   FIG. 6 shows an example of a state in which a part of the DMD 50 is enlarged and the micromirror 62 is controlled to + α degrees or −α degrees. On / off control of each micromirror 62 is performed by a controller (not shown) connected to the DMD 50. A light absorber (not shown) is arranged in the direction in which the light beam is reflected by the micromirror 62 in the off state.

また、DMD50は、その短辺が副走査方向と所定角度θ(例えば、1°〜5°)をなすように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図8(A)はDMD50を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像(露光ビーム)53の走査軌跡を示し、図8(B)はDMD50を傾斜させた場合の露光ビーム53の走査軌跡を示している。   Further, it is preferable that the DMD 50 be arranged with a slight inclination so that the short side thereof forms a predetermined angle θ (for example, 1 ° to 5 °) with the sub-scanning direction. 8A shows the scanning trajectory of the reflected light image (exposure beam) 53 by each micromirror when the DMD 50 is not tilted, and FIG. 8B shows the scanning trajectory of the exposure beam 53 when the DMD 50 is tilted. Show.

DMD50には、長手方向にマイクロミラーが多数個(例えば、800個)配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組(例えば、600組)配列されているが、図8(B)に示すように、DMD50を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム53の走査軌跡(走査線)のピッチP1が、DMD50を傾斜させない場合の走査線のピッチP2より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、DMD50の傾斜角は微小であるので、DMD50を傾斜させた場合の走査幅W2と、DMD50を傾斜させない場合の走査幅W1とは略同一である。 In the DMD 50, a number of micromirror arrays in which a large number (for example, 800) of micromirrors are arranged in the longitudinal direction are arranged in a large number (for example, 600 sets) in the short direction. As shown, by tilting the DMD 50, the pitch P 1 of the scanning trajectory (scan line) of the exposure beam 53 by each micromirror becomes narrower than the pitch P 2 of the scanning line when the DMD 50 is not tilted, greatly increasing the resolution. Can be improved. On the other hand, since the tilt angle of the DMD 50 is very small, the scan width W 2 when the DMD 50 is tilted and the scan width W 1 when the DMD 50 is not tilted are substantially the same.

また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上が重ねて露光(多重露光)されることになる。このように、多重露光されることで、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、主走査方向に配列された複数の露光ヘッドの間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。   Further, the same scanning line is overlapped and exposed (multiple exposure) by different micromirror rows. In this way, by performing multiple exposure, it is possible to control a minute amount of the exposure position and to realize high-definition exposure. Further, joints between a plurality of exposure heads arranged in the main scanning direction can be connected without a step by controlling a very small amount of exposure position.

なお、DMD50を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を副走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。   Note that the same effect can be obtained by arranging the micromirror rows in a staggered manner by shifting the micromirror rows by a predetermined interval in a direction orthogonal to the sub-scanning direction instead of inclining the DMD 50.

ファイバアレイ光源66は、図9(A)に示すように、複数(例えば、6個)のレーザーモジュール64を備えており、各レーザモジュール64には、マルチモード光ファイバ30の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ30の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ30と同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバ30より小さい光ファイバ31が結合され、図9(C)に示すように、光ファイバ31の出射端部(発光点)が副走査方向と直交する主走査方向に沿って1列に配列されてレーザー出射部68が構成されている。なお、図9(D)に示すように、発光点を主走査方向に沿って2列に配列することもできる。   As shown in FIG. 9A, the fiber array light source 66 includes a plurality of (for example, six) laser modules 64, and one end of the multimode optical fiber 30 is coupled to each laser module 64. Yes. The other end of the multimode optical fiber 30 is coupled with an optical fiber 31 having the same core diameter as the multimode optical fiber 30 and a cladding diameter smaller than the multimode optical fiber 30, as shown in FIG. A laser emission portion 68 is configured by arranging emission ends (light emission points) of the optical fiber 31 in a line along a main scanning direction orthogonal to the sub-scanning direction. As shown in FIG. 9D, the light emitting points can be arranged in two rows along the main scanning direction.

光ファイバ31の出射端部は、図9(B)に示すように、表面が平坦な2枚の支持板65に挟み込まれて固定されている。また、光ファイバ31の光出射側には、光ファイバ31の端面を保護するために、ガラス等の透明な保護板63が配置されている。保護板63は、光ファイバ31の端面と密着させて配置してもよく、光ファイバ31の端面が密封されるように配置してもよい。光ファイバ31の出射端部は、光密度が高く集塵し易く劣化し易いが、保護板63を配置することにより端面への塵埃の付着を防止することができると共に劣化を遅らせることができる。   As shown in FIG. 9B, the emission end of the optical fiber 31 is sandwiched and fixed between two support plates 65 having a flat surface. Further, a transparent protective plate 63 such as glass is disposed on the light emitting side of the optical fiber 31 in order to protect the end face of the optical fiber 31. The protective plate 63 may be disposed in close contact with the end surface of the optical fiber 31 or may be disposed so that the end surface of the optical fiber 31 is sealed. The light emitting end portion of the optical fiber 31 has a high light density and is likely to collect dust and easily deteriorate. However, by disposing the protective plate 63, it is possible to prevent the dust from adhering to the end face and to delay the deterioration.

ここでは、クラッド径が小さい光ファイバ31の出射端を隙間無く1列に配列するために、クラッド径が大きい部分で隣接する2本のマルチモード光ファイバ30の間にマルチモード光ファイバ30を積み重ね、積み重ねられたマルチモード光ファイバ30に結合された光ファイバ31の出射端が、クラッド径が大きい部分で隣接する2本のマルチモード光ファイバ30に結合された光ファイバ31の2つの出射端の間に挟まれるように配列されている。   Here, in order to arrange the output ends of the optical fibers 31 with a small cladding diameter in a line without any gaps, the multi-mode optical fibers 30 are stacked between two adjacent multi-mode optical fibers 30 at a portion with a large cladding diameter. The exit ends of the optical fibers 31 coupled to the stacked multi-mode optical fibers 30 are the two exit ends of the optical fibers 31 coupled to the two adjacent multi-mode optical fibers 30 in the portion where the cladding diameter is large. They are arranged so that they are sandwiched between them.

このような光ファイバは、例えば、図10に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ30のレーザー光出射側の先端部分に、長さ1〜30cmのクラッド径が小さい光ファイバ31を同軸的に結合することにより得ることができる。2本の光ファイバは、光ファイバ31の入射端面が、マルチモード光ファイバ30の出射端面に、両光ファイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。上述した通り、光ファイバ31のコア31aの径は、マルチモード光ファイバ30のコア30aの径と同じ大きさである。   For example, as shown in FIG. 10, an optical fiber 31 having a length of 1 to 30 cm and having a small cladding diameter is coaxially connected to the tip of the multimode optical fiber 30 having a large cladding diameter on the laser light emission side. Can be obtained by linking them together. In the two optical fibers, the incident end face of the optical fiber 31 is fused and joined to the outgoing end face of the multimode optical fiber 30 so that the central axes of both optical fibers coincide. As described above, the diameter of the core 31 a of the optical fiber 31 is the same as the diameter of the core 30 a of the multimode optical fiber 30.

また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径が小さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールや光コネクタ等を介してマルチモード光ファイバ30の出射端に結合してもよい。コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径が小さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイバ31を、マルチモード光ファイバ30の出射端部と称する場合がある。   In addition, a short optical fiber in which an optical fiber having a short cladding diameter and a large cladding diameter is fused to an optical fiber having a short cladding diameter and a large cladding diameter may be coupled to the output end of the multimode optical fiber 30 via a ferrule or an optical connector. Good. By detachably coupling using a connector or the like, the tip portion can be easily replaced when an optical fiber having a small cladding diameter is broken, and the cost required for exposure head maintenance can be reduced. Hereinafter, the optical fiber 31 may be referred to as an emission end portion of the multimode optical fiber 30.

マルチモード光ファイバ30及び光ファイバ31としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業(株)製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。ここでは、マルチモード光ファイバ30及び光ファイバ31は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ30は、クラッド径=125μm、コア径=25μm、NA=0.2、入射端面コートの透過率=99.5%以上であり、光ファイバ31は、クラッド径=60μm、コア径=25μm、NA=0.2である。   The multimode optical fiber 30 and the optical fiber 31 may be any of a step index type optical fiber, a graded index type optical fiber, and a composite type optical fiber. For example, a step index type optical fiber manufactured by Mitsubishi Cable Industries, Ltd. can be used. Here, the multimode optical fiber 30 and the optical fiber 31 are step index optical fibers, and the multimode optical fiber 30 has a cladding diameter = 125 μm, a core diameter = 25 μm, NA = 0.2, and transmission of the incident end face coating. The ratio is 99.5% or more, and the optical fiber 31 has a cladding diameter = 60 μm, a core diameter = 25 μm, and NA = 0.2.

一般に、赤外領域のレーザー光では、光ファイバのクラッド径を小さくすると伝搬損失が増加する。このため、レーザー光の波長帯域に応じて好適なクラッド径が決定されている。しかしながら、波長が短いほど伝搬損失は少なくなり、GaN系半導体レーザーから出射された波長405nmのレーザー光では、クラッドの厚み{(クラッド径−コア径)/2}を800nmの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の1/2程度、通信用の1.5μmの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の約1/4にしても、伝搬損失は殆ど増加しない。従って、クラッド径を60μmと小さくすることができる。   In general, in laser light in the infrared region, propagation loss increases as the cladding diameter of the optical fiber is reduced. For this reason, a suitable cladding diameter is determined according to the wavelength band of the laser beam. However, the shorter the wavelength, the smaller the propagation loss. In the case of laser light having a wavelength of 405 nm emitted from a GaN-based semiconductor laser, the cladding thickness {(cladding diameter−core diameter) / 2} is set to infrared light having a wavelength band of 800 nm. The propagation loss hardly increases even if it is about ½ of the case of propagating infrared light and about ¼ of the case of propagating infrared light in the 1.5 μm wavelength band for communication. Therefore, the cladding diameter can be reduced to 60 μm.

但し、光ファイバ31のクラッド径は60μmには限定されない。従来のファイバ光源に使用されている光ファイバのクラッド径は125μmであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、マルチモード光ファイバのクラッド径は80μm以下が好ましく、60μm以下がより好ましく、40μm以下が更に好ましい。一方、コア径は少なくとも3〜4μm必要であることから、光ファイバ31のクラッド径は10μm以上が好ましい。   However, the cladding diameter of the optical fiber 31 is not limited to 60 μm. The clad diameter of the optical fiber used in the conventional fiber light source is 125 μm, but the depth of focus becomes deeper as the clad diameter becomes smaller. Therefore, the clad diameter of the multimode optical fiber is preferably 80 μm or less, more preferably 60 μm or less. Preferably, it is 40 μm or less. On the other hand, since the core diameter needs to be at least 3 to 4 μm, the cladding diameter of the optical fiber 31 is preferably 10 μm or more.

レーザーモジュール64は、図11に示す合波レーザー光源(ファイバ光源)によって構成されている。この合波レーザー光源は、ヒートブロック10上に配列固定された複数(例えば、7個)のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのGaN系半導体レーザーLD1,LD2,LD3,LD4,LD5,LD6,及びLD7と、GaN系半導体レーザLD1〜LD7の各々に対応して設けられたコリメータレンズ11,12,13,14,15,16,及び17と、1つの集光レンズ20と、1本のマルチモード光ファイバ30と、から構成されている。なお、半導体レーザーの個数は7個には限定されない。例えば、クラッド径=60μm、コア径=50μm、NA=0.2のマルチモード光ファイバには、20個もの半導体レーザー光を入射することが可能であり、露光ヘッドの必要光量を実現して、且つ光ファイバ本数をより減らすことができる。   The laser module 64 includes a combined laser light source (fiber light source) shown in FIG. This combined laser light source includes a plurality of (for example, seven) chip-like lateral multimode or single mode GaN-based semiconductor lasers LD1, LD2, LD3, LD4, LD5, LD6, which are arrayed and fixed on the heat block 10. And LD7, collimator lenses 11, 12, 13, 14, 15, 16, and 17 provided corresponding to each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7, one condenser lens 20, and one multi-lens. Mode optical fiber 30. The number of semiconductor lasers is not limited to seven. For example, as many as 20 semiconductor laser beams can be incident on a multimode optical fiber having a clad diameter = 60 μm, a core diameter = 50 μm, and NA = 0.2. In addition, the number of optical fibers can be further reduced.

GaN系半導体レーザーLD1〜LD7は、発振波長が総て共通(例えば、405nm)であり、最大出力も総て共通(例えば、マルチモードレーザでは100mW、シングルモードレーザーでは30mW)である。なお、GaN系半導体レーザーLD1〜LD7としては、350nm〜450nmの波長範囲で、上記の405nm以外の発振波長を備えるレーザーを用いてもよい。   The GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 all have a common oscillation wavelength (for example, 405 nm), and all the maximum outputs are also common (for example, 100 mW for a multimode laser and 30 mW for a single mode laser). As the GaN semiconductor lasers LD1 to LD7, lasers having an oscillation wavelength other than the above-described 405 nm in a wavelength range of 350 nm to 450 nm may be used.

上記の合波レーザー光源は、図12及び図13に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ40内に収納されている。パッケージ40は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋41を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ40の開口をパッケージ蓋41で閉じることにより、パッケージ40とパッケージ蓋41とにより形成される閉空間(封止空間)内に上記合波レーザー光源が気密封止されている。   As shown in FIGS. 12 and 13, the above-described combined laser light source is housed in a box-shaped package 40 having an upper opening together with other optical elements. The package 40 includes a package lid 41 created so as to close the opening thereof. After the deaeration process, a sealing gas is introduced, and the package 40 and the package lid 41 are closed by closing the opening of the package 40 with the package lid 41. 41. The combined laser light source is hermetically sealed in a closed space (sealed space) formed by 41.

パッケージ40の底面にはベース板42が固定されており、このベース板42の上面には、前記ヒートブロック10と、集光レンズ20を保持する集光レンズホルダー45と、マルチモード光ファイバ30の入射端部を保持するファイバホルダー46とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ30の出射端部は、パッケージ40の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。   A base plate 42 is fixed to the bottom surface of the package 40, and the heat block 10, a condensing lens holder 45 that holds the condensing lens 20, and the multimode optical fiber 30 are disposed on the top surface of the base plate 42. A fiber holder 46 that holds the incident end is attached. The exit end of the multimode optical fiber 30 is drawn out of the package from an opening formed in the wall surface of the package 40.

また、ヒートブロック10の側面にはコリメータレンズホルダー44が取り付けられており、コリメータレンズ11〜17が保持されている。パッケージ40の横壁面には開口が形成され、この開口を通してGaN系半導体レーザーLD1〜LD7に駆動電流を供給する配線47がパッケージ外に引き出されている。   Further, a collimator lens holder 44 is attached to the side surface of the heat block 10, and the collimator lenses 11 to 17 are held. An opening is formed in the lateral wall surface of the package 40, and a wiring 47 for supplying a driving current to the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 is drawn out of the package through the opening.

なお、図13においては、図の煩雑化を避けるために、複数のGaN系半導体レーザーのうちGaN系半導体レーザーLD7にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ17にのみ番号を付している。   In FIG. 13, in order to avoid complication of the drawing, only the GaN semiconductor laser LD7 is numbered among the plurality of GaN semiconductor lasers, and only the collimator lens 17 is numbered among the plurality of collimator lenses. is doing.

図14は、上記コリメータレンズ11〜17の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ11〜17の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ11〜17は、長さ方向がGaN系半導体レーザLD1〜LD7の発光点の配列方向(図14の左右方向)と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。   FIG. 14 shows the front shape of the attachment part of the collimator lenses 11-17. Each of the collimator lenses 11 to 17 is formed in a shape obtained by cutting a region including the optical axis of a circular lens having an aspherical surface into a long and narrow plane. This elongated collimator lens can be formed, for example, by molding resin or optical glass. The collimator lenses 11 to 17 are closely arranged in the arrangement direction of the light emitting points so that the length direction is orthogonal to the arrangement direction of the light emitting points of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 (left and right direction in FIG. 14).

一方、GaN系半導体レーザーLD1〜LD7としては、発光幅が2μmの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば10°、30°の状態で各々レーザビームB1〜B7を発するレーザーが用いられている。これらGaN系半導体レーザーLD1〜LD7は、活性層と平行な方向に発光点が1列に並ぶように配設されている。   On the other hand, each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 includes an active layer having an emission width of 2 μm, and each of the laser beams B1 with a divergence angle in a direction parallel to or perpendicular to the active layer being, for example, 10 ° and 30 °. A laser emitting ~ B7 is used. These GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 are arranged so that the light emitting points are arranged in a line in a direction parallel to the active layer.

従って、各発光点から発せられたレーザービームB1〜B7は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ11〜17に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向(長さ方向と直交する方向)と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ11〜17の幅が1.1mm、長さが4.6mmであり、それらに入射するレーザービームB1〜B7の水平方向、垂直方向のビーム径は各々0.9mm、2.6mmである。また、コリメータレンズ11〜17の各々は、焦点距離f1=3mm、NA=0.6、レンズ配置ピッチ=1.25mmである。 Accordingly, in the laser beams B1 to B7 emitted from the respective light emitting points, the direction in which the divergence angle is large coincides with the length direction and the divergence angle is small with respect to the elongated collimator lenses 11 to 17 as described above. Incident light is incident in a state where the direction coincides with the width direction (direction perpendicular to the length direction). That is, the collimator lenses 11 to 17 have a width of 1.1 mm and a length of 4.6 mm, and the horizontal and vertical beam diameters of the laser beams B1 to B7 incident thereon are 0.9 mm and 2. 6 mm. Each of the collimator lenses 11 to 17 has a focal length f 1 = 3 mm, NA = 0.6, and a lens arrangement pitch = 1.25 mm.

集光レンズ20は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ11〜17の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ20は、焦点距離f2=23mm、NA=0.2である。この集光レンズ20も、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。 The condensing lens 20 is obtained by cutting an area including the optical axis of a circular lens having an aspheric surface into a long and narrow shape in parallel planes, and is long in the arrangement direction of the collimator lenses 11 to 17, that is, in the horizontal direction and short in the direction perpendicular thereto. Is formed. The condenser lens 20 has a focal length f 2 = 23 mm and NA = 0.2. This condensing lens 20 is also formed by molding resin or optical glass, for example.

次に、上記露光装置の動作について説明する。
スキャナ162の各露光ヘッド166において、ファイバアレイ光源66の合波レーザー光源を構成するGaN系半導体レーザーLD1〜LD7の各々から発散光状態で出射したレーザビームB1,B2,B3,B4,B5,B6,及びB7の各々は、対応するコリメータレンズ11〜17によって平行光化される。平行光化されたレーザービームB1〜B7は、集光レンズ20によって集光され、マルチモード光ファイバ30のコア30aの入射端面に収束する。
Next, the operation of the exposure apparatus will be described.
In each exposure head 166 of the scanner 162, laser beams B1, B2, B3, B4, B5, B6 emitted in a divergent light state from each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 constituting the combined laser light source of the fiber array light source 66. , And B7 are collimated by corresponding collimator lenses 11-17. The collimated laser beams B <b> 1 to B <b> 7 are collected by the condenser lens 20 and converge on the incident end face of the core 30 a of the multimode optical fiber 30.

ここでは、コリメータレンズ11〜17及び集光レンズ20によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバ30とによって合波光学系が構成されている。即ち、集光レンズ20によって上述のように集光されたレーザービームB1〜B7が、このマルチモード光ファイバ30のコア30aに入射して光ファイバ内を伝搬し、1本のレーザービームBに合波されてマルチモード光ファイバ30の出射端部に結合された光ファイバ31から出射する。   Here, a condensing optical system is configured by the collimator lenses 11 to 17 and the condensing lens 20, and a multiplexing optical system is configured by the condensing optical system and the multimode optical fiber 30. That is, the laser beams B1 to B7 condensed as described above by the condenser lens 20 are incident on the core 30a of the multimode optical fiber 30 and propagate through the optical fiber to be combined with one laser beam B. The light is emitted from the optical fiber 31 coupled to the output end of the multimode optical fiber 30.

各レーザーモジュールにおいて、レーザービームB1〜B7のマルチモード光ファイバ30への結合効率が0.85で、GaN系半導体レーザーLD1〜LD7の各出力が30mWの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ31の各々について、出力180mW(=30mW×0.85×7)の合波レーザービームBを得ることができる。従って、6本の光ファイバ31がアレイ状に配列されたレーザー出射部68での出力は約1W(=180mW×6)である。   In each laser module, when the coupling efficiency of the laser beams B1 to B7 to the multimode optical fiber 30 is 0.85 and each output of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 is 30 mW, the light arranged in an array For each of the fibers 31, a combined laser beam B with an output of 180 mW (= 30 mW × 0.85 × 7) can be obtained. Therefore, the output from the laser emitting unit 68 in which the six optical fibers 31 are arranged in an array is about 1 W (= 180 mW × 6).

ファイバアレイ光源66のレーザー出射部68には、この通り高輝度の発光点が主走査方向に沿って一列に配列されている。単一の半導体レーザーからのレーザー光を1本の光ファイバに結合させる従来のファイバ光源は低出力であるため、多数列配列しなければ所望の出力を得ることができなかったが、合波レーザー光源は高出力であるため、少数列、例えば1列でも所望の出力を得ることができる。   In the laser emitting portion 68 of the fiber array light source 66, light emission points with high luminance are arranged in a line along the main scanning direction as described above. A conventional fiber light source that couples laser light from a single semiconductor laser to a single optical fiber has low output, so a desired output cannot be obtained unless multiple rows are arranged. Since the light source has a high output, a desired output can be obtained even with a small number of columns, for example, one column.

例えば、半導体レーザーと光ファイバを1対1で結合させた従来のファイバ光源では、通常、半導体レーザーとしては出力30mW(ミリワット)程度のレーザーが使用され、光ファイバとしてはコア径50μm、クラッド径125μm、NA(開口数)0.2のマルチモード光ファイバが使用されているので、約1W(ワット)の出力を得ようとすれば、マルチモード光ファイバを48本(8×6)束ねなければならず、発光領域の面積は0.62mm2(0.675mm×0.925mm)であるから、レーザー出射部68での輝度は1.6×106(W/m2)、光ファイバ1本当りの輝度は3.2×106(W/m2)である。 For example, in a conventional fiber light source in which a semiconductor laser and an optical fiber are coupled one-on-one, a laser having an output of about 30 mW (milliwatt) is usually used as the semiconductor laser, and the core diameter is 50 μm and the cladding diameter is 125 μm. Since a multimode optical fiber having a numerical aperture (NA) of 0.2 is used, if an output of about 1 W (watt) is to be obtained, 48 multimode optical fibers (8 × 6) must be bundled. Since the area of the light emitting region is 0.62 mm 2 (0.675 mm × 0.925 mm), the luminance at the laser emitting portion 68 is 1.6 × 10 6 (W / m 2 ) and one optical fiber is used. The luminance per hit is 3.2 × 10 6 (W / m 2 ).

これに対して上述した通り、マルチモード光ファイバ6本で約1Wの出力を得ることができ、レーザー出射部68での発光領域の面積は0.0081mm2(0.325mm×0.025mm)であるから、レーザー出射部68での輝度は123×106(W/m2)となり、従来に比べ約80倍の高輝度化を図ることができる。また、光ファイバ1本当りの輝度は90×106(W/m2)であり、従来に比べ約28倍の高輝度化を図ることができる。 On the other hand, as described above, the output of about 1 W can be obtained with the six multimode optical fibers, and the area of the light emitting region at the laser emitting unit 68 is 0.0081 mm 2 (0.325 mm × 0.025 mm). Therefore, the luminance at the laser emitting portion 68 is 123 × 10 6 (W / m 2 ), and the luminance can be increased by about 80 times compared to the conventional case. Further, the luminance per optical fiber is 90 × 10 6 (W / m 2 ), and the luminance can be increased by about 28 times compared with the conventional one.

ここで、図15(A)及び(B)を参照して、露光ヘッドによる焦点深度の違いについて説明する。図15(A)において、露光ヘッドのバンドル状ファイバ光源の発光領域の副走査方向の径は0.675mmであり、図15(B)において、露光ヘッドのファイバアレイ光源の発光領域の副走査方向の径は0.025mmである。図15(A)に示すように、この露光ヘッドでは、光源(バンドル状ファイバ光源)1の発光領域が大きいので、DMD3へ入射する光束の角度が大きくなり、結果として走査面5へ入射する光束の角度が大きくなる。このため、集光方向(ピント方向のずれ)に対してビーム径が太りやすい。   Here, with reference to FIGS. 15A and 15B, the difference in the depth of focus by the exposure head will be described. In FIG. 15A, the diameter of the light emission region of the bundled fiber light source of the exposure head in the sub-scanning direction is 0.675 mm. In FIG. 15B, the light emission region of the fiber array light source of the exposure head in the sub-scanning direction. The diameter is 0.025 mm. As shown in FIG. 15A, in this exposure head, since the light emitting area of the light source (bundle-shaped fiber light source) 1 is large, the angle of the light beam incident on the DMD 3 increases, and as a result, the light beam incident on the scanning surface 5. The angle becomes larger. For this reason, the beam diameter tends to increase with respect to the light condensing direction (shift in the focus direction).

一方、図15(B)に示すように、この露光ヘッドでは、ファイバアレイ光源66の発光領域の副走査方向の径が小さいので、レンズ系67を通過してDMD50へ入射する光束の角度が小さくなり、結果として走査面56へ入射する光束の角度が小さくなる。即ち、焦点深度が深くなる。この例では、発光領域の副走査方向の径は従来の約30倍になっており、略回折限界に相当する焦点深度を得ることができる。従って、微小スポットの露光に好適である。この焦点深度への効果は、露光ヘッドの必要光量が大きいほど顕著であり、有効である。この例では、露光面に投影された1画素サイズは10μm×10μmである。なお、DMDは反射型の空間変調素子であるが、図15(A)及び(B)は、光学的な関係を説明するために展開図とした。   On the other hand, as shown in FIG. 15B, in this exposure head, since the diameter of the light emitting region of the fiber array light source 66 is small in the sub-scanning direction, the angle of the light beam that passes through the lens system 67 and enters the DMD 50 is small. As a result, the angle of the light beam incident on the scanning surface 56 is reduced. That is, the depth of focus becomes deep. In this example, the diameter of the light emitting region in the sub-scanning direction is about 30 times that of the conventional one, and a depth of focus substantially corresponding to the diffraction limit can be obtained. Therefore, it is suitable for exposure of a minute spot. This effect on the depth of focus is more prominent and effective as the required light quantity of the exposure head is larger. In this example, the size of one pixel projected on the exposure surface is 10 μm × 10 μm. DMD is a reflective spatial modulation element, but FIGS. 15A and 15B are developed views for explaining the optical relationship.

露光パターンに応じた画像データが、DMD50に接続された図示しないコントローラに入力され、コントローラ内のフレームメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を2値(ドットの記録の有無)で表したデータである。   Image data corresponding to the exposure pattern is input to a controller (not shown) connected to the DMD 50 and temporarily stored in a frame memory in the controller. This image data is data representing the density of each pixel constituting the image by binary values (whether or not dots are recorded).

感光材料150を表面に吸着したステージ152は、図示しない駆動装置により、ガイド158に沿ってゲート160の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ152がゲート160下を通過する際に、ゲート160に取り付けられた検知センサ164により感光材料150の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部で読み出された画像データに基づいて各露光ヘッド166毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド166毎にDMD50のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。   The stage 152 that has adsorbed the photosensitive material 150 to the surface is moved at a constant speed from the upstream side to the downstream side of the gate 160 along the guide 158 by a driving device (not shown). When the leading edge of the photosensitive material 150 is detected by the detection sensor 164 attached to the gate 160 when the stage 152 passes under the gate 160, the image data stored in the frame memory is sequentially read out for a plurality of lines. A control signal is generated for each exposure head 166 based on the image data read by the data processing unit. Then, each of the micromirrors of the DMD 50 is controlled on and off for each exposure head 166 based on the generated control signal by the mirror drive control unit.

ファイバアレイ光源66からDMD50にレーザー光が照射されると、DMD50のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザー光は、レンズ系54、58により感光材料150の被露光面56上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザー光が画素毎にオンオフされて、感光材料150がDMD50の使用画素数と略同数の画素単位(露光エリア168)で露光される。また、感光材料150がステージ152と共に一定速度で移動されることにより、感光材料150がスキャナ162によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド166毎に帯状の露光済み領域170が形成される。   When the DMD 50 is irradiated with laser light from the fiber array light source 66, the laser light reflected when the micro mirror of the DMD 50 is in an on state forms an image on the exposed surface 56 of the photosensitive material 150 by the lens systems 54 and 58. Is done. In this way, the laser light emitted from the fiber array light source 66 is turned on and off for each pixel, and the photosensitive material 150 is exposed in pixel units (exposure area 168) that is approximately the same number as the number of pixels used in the DMD 50. Further, when the photosensitive material 150 is moved at a constant speed together with the stage 152, the photosensitive material 150 is sub-scanned in the direction opposite to the stage moving direction by the scanner 162, and a strip-shaped exposed region 170 is formed for each exposure head 166. It is formed.

図16(A)及び(B)に示すように、DMD50には、主走査方向にマイクロミラーが800個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に600組配列されているが、ここではコントローラにより一部のマイクロミラー列(例えば、800個×100列)だけが駆動されるように制御する。   As shown in FIGS. 16A and 16B, in the DMD 50, 600 sets of micromirror rows in which 800 micromirrors are arranged in the main scanning direction are arranged in the sub-scanning direction. Thus, only a part of the micro mirror rows (for example, 800 × 100 rows) is controlled to be driven.

図16(A)に示すように、DMD50の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図16(B)に示すように、DMD50の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。   As shown in FIG. 16A, a micromirror array arranged at the center of the DMD 50 may be used, and as shown in FIG. 16B, the micromirror array arranged at the end of the DMD 50 is used. May be used. In addition, when a defect occurs in some of the micromirrors, the micromirror array to be used may be appropriately changed depending on the situation, such as using a micromirror array in which no defect has occurred.

DMD50のデータ処理速度には限界があり、使用する画素数に比例して1ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで1ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の画素を全部使用する必要はない。   Since the data processing speed of the DMD 50 is limited and the modulation speed per line is determined in proportion to the number of pixels used, the modulation speed per line can be increased by using only a part of the micromirror rows. Get faster. On the other hand, in the case of an exposure method in which the exposure head is continuously moved relative to the exposure surface, it is not necessary to use all the pixels in the sub-scanning direction.

例えば、600組のマイクロミラー列の内、300組だけ使用する場合には、600組全部使用する場合と比較すると1ライン当り2倍速く変調することができる。また、600組のマイクロミラー列の内、200組だけ使用する場合には、600組全部使用する場合と比較すると1ライン当り3倍速く変調することができる。即ち、副走査方向に500mmの領域を17秒で露光できる。更に、100組だけ使用する場合には、1ライン当り6倍速く変調することができる。即ち、副走査方向に500mmの領域を9秒で露光できる。   For example, when only 300 sets are used in 600 micromirror rows, modulation can be performed twice as fast per line as compared to the case of using all 600 sets. Further, when only 200 sets of 600 micromirror arrays are used, modulation can be performed three times faster per line than when all 600 sets are used. That is, an area of 500 mm in the sub-scanning direction can be exposed in 17 seconds. Further, when only 100 sets are used, modulation can be performed 6 times faster per line. That is, an area of 500 mm in the sub-scanning direction can be exposed in 9 seconds.

使用するマイクロミラー列の数、即ち、副走査方向に配列されたマイクロミラーの個数は、10以上で且つ200以下が好ましく、10以上で且つ100以下がより好ましい。1画素に相当するマイクロミラー1個当りの面積は15μm×15μmであるから、DMD50の使用領域に換算すると、12mm×150μm以上で且つ12mm×3mm以下の領域が好ましく、12mm×150μm以上で且つ12mm×1.5mm以下の領域がより好ましい。   The number of micromirror rows to be used, that is, the number of micromirrors arranged in the sub-scanning direction is preferably 10 or more and 200 or less, and more preferably 10 or more and 100 or less. Since the area per micromirror corresponding to one pixel is 15 μm × 15 μm, when converted to the use area of DMD50, an area of 12 mm × 150 μm or more and 12 mm × 3 mm or less is preferable, 12 mm × 150 μm or more and 12 mm A region of × 1.5 mm or less is more preferable.

使用するマイクロミラー列の数が上記範囲にあれば、図17(A)及び(B)に示すように、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザー光をレンズ系67で略平行光化して、DMD50に照射することができる。DMD50によりレーザー光を照射する照射領域は、DMD50の使用領域と一致することが好ましい。照射領域が使用領域よりも広いとレーザー光の利用効率が低下する。   If the number of micromirror rows to be used is within the above range, as shown in FIGS. 17A and 17B, the laser light emitted from the fiber array light source 66 is made into substantially parallel light by the lens system 67, and the DMD 50 Can be irradiated. It is preferable that the irradiation area where the laser beam is irradiated by the DMD 50 coincides with the use area of the DMD 50. When the irradiation area is wider than the use area, the utilization efficiency of the laser light is lowered.

一方、DMD50上に集光させる光ビームの副走査方向の径を、レンズ系67により副走査方向に配列されたマイクロミラーの個数に応じて小さくする必要があるが、使用するマイクロミラー列の数が10未満であると、DMD50に入射する光束の角度が大きくなり、走査面56における光ビームの焦点深度が浅くなるので好ましくない。また、使用するマイクロミラー列の数が200以下が変調速度の観点から好ましい。なお、DMDは反射型の空間変調素子であるが、図17(A)及び(B)は、光学的な関係を説明するために展開図とした。   On the other hand, the diameter of the light beam condensed on the DMD 50 in the sub-scanning direction needs to be reduced according to the number of micromirrors arranged in the sub-scanning direction by the lens system 67, but the number of micromirror rows to be used. Is less than 10, it is not preferable because the angle of the light beam incident on the DMD 50 increases and the depth of focus of the light beam on the scanning surface 56 becomes shallow. Further, the number of micromirror rows to be used is preferably 200 or less from the viewpoint of modulation speed. DMD is a reflective spatial modulation element, but FIGS. 17A and 17B are developed views for explaining the optical relationship.

スキャナ162による感光材料150の副走査が終了し、検知センサ164で感光材料150の後端が検出されると、ステージ152は、図示しない駆動装置により、ガイド158に沿ってゲート160の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド158に沿ってゲート160の上流側から下流側に一定速度で移動される。   When the sub scanning of the photosensitive material 150 by the scanner 162 is completed and the rear end of the photosensitive material 150 is detected by the detection sensor 164, the stage 152 is moved along the guide 158 by the driving device (not shown) on the most upstream side of the gate 160. Returned to the origin at the point, and again moved along the guide 158 from the upstream side to the downstream side of the gate 160 at a constant speed.

以上説明した通り、露光ユニット(露光装置)は、主走査方向にマイクロミラーが800個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に600組配列されたDMDを備えているが、コントローラにより一部のマイクロミラー列だけが駆動されるように制御するので、全部のマイクロミラー列を駆動する場合に比べて、1ライン当りの変調速度が速くなる。これにより高速での露光が可能になる。   As described above, the exposure unit (exposure apparatus) includes a DMD in which 600 micromirror arrays in which 800 micromirrors are arranged in the main scanning direction are arranged in 600 sets in the subscanning direction. Since the control is performed so that only the micromirror array is driven, the modulation speed per line becomes faster than when all the micromirror arrays are driven. This enables high-speed exposure.

(現像工程(c))
用いる現像液としては、特に制約はなく、特開平5−72724号公報に記載のものなど、公知の現像液を使用することができる。尚、現像液は樹脂層が溶解型の現像挙動をするものが好ましく、例えば、pKa=7〜13の化合物を0.05〜5mol/Lの濃度で含むものが好ましいが、更に水と混和性を有する有機溶剤を少量添加してもよい。
水と混和性を有する有機溶剤としては、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ベンジルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、乳酸エチル、乳酸メチル、ε−カプロラクタム、N−メチルピロリドン等を挙げることができる。該有機溶剤の濃度は0.1質量%〜30質量%が好ましい。
また、上記現像液には、更に公知の界面活性剤を添加することができる。界面活性剤の濃度は0.01質量%〜10質量%が好ましい。
(Development process (c))
There is no restriction | limiting in particular as a developing solution to be used, A well-known developing solution, such as what is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 5-72724, can be used. The developer preferably has a resin-type developing behavior such as a resin layer. For example, a developer containing a compound having a pKa of 7 to 13 at a concentration of 0.05 to 5 mol / L is preferable, but is further miscible with water. A small amount of an organic solvent having
Examples of organic solvents miscible with water include methanol, ethanol, 2-propanol, 1-propanol, butanol, diacetone alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, and benzyl alcohol. , Acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, ε-caprolactone, γ-butyrolactone, dimethylformamide, dimethylacetamide, hexamethylphosphoramide, ethyl lactate, methyl lactate, ε-caprolactam, N-methylpyrrolidone and the like. The concentration of the organic solvent is preferably 0.1% by mass to 30% by mass.
Further, a known surfactant can be further added to the developer. The concentration of the surfactant is preferably 0.01% by mass to 10% by mass.

現像の方式としては、パドル現像、シャワー現像、シャワー&スピン現像、ディプ現像等、公知の方法を用いることができる。
ここで、上記シャワー現像について説明すると、露光後の樹脂層に現像液をシャワーにより吹き付けることにより、未硬化部分を除去することができる。尚、現像の前に樹脂層の溶解性が低いアルカリ性の液をシャワーなどにより吹き付け、熱可塑性樹脂層、中間層などを除去しておくことが好ましい。また、現像の後に、洗浄剤などをシャワーにより吹き付け、ブラシなどで擦りながら、現像残渣を除去することが好ましい。
洗浄液としては公知のものを使用できるが、(燐酸塩・珪酸塩・ノニオン界面活性剤・消泡剤・安定剤含有、商品名「T−SD1(富士写真フイルム製)」、或いは、炭酸ナトリウム・フェノキシオキシエチレン系界面活性剤含有、商品名「T−SD2(富士写真フイルム製)」)が好ましい。
現像液の液温度は20℃〜40℃が好ましく、また、現像液のpHは8〜13が好ましい。
As a development method, a known method such as paddle development, shower development, shower & spin development, dip development or the like can be used.
Here, the shower development will be described. The uncured portion can be removed by spraying a developer onto the exposed resin layer by shower. In addition, it is preferable to spray an alkaline solution having a low solubility of the resin layer by a shower or the like before development to remove the thermoplastic resin layer, the intermediate layer, and the like. Further, after the development, it is preferable to remove the development residue while spraying a cleaning agent or the like with a shower and rubbing with a brush or the like.
As the cleaning solution, known ones can be used (including phosphate, silicate, nonionic surfactant, antifoaming agent and stabilizer, trade name "T-SD1 (manufactured by Fuji Photo Film)", or sodium carbonate, Phenoxyoxyethylene surfactant-containing, trade name “T-SD2 (manufactured by Fuji Photo Film)”) is preferable.
The liquid temperature of the developer is preferably 20 ° C. to 40 ° C., and the pH of the developer is preferably 8 to 13.

(ポスト露光工程(e))
前記現像工程によって現像化された樹脂層をより硬化させるため、本発明のパターン形成方法においては、ポスト露光を行うことが好ましい。ここで、ポスト露光に用いる光源としては、樹脂層を硬化しうる波長域の光(例えば、365nm、405nmなど)を照射できるものであれば適宜選定して用いることができる。具体的には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等が特に好ましく用いられる。露光量としては、通常10〜10000mJ/cm2であり、好ましくは100〜1000mJ/cm2である。
(Post exposure process (e))
In order to further cure the resin layer developed in the developing step, it is preferable to perform post exposure in the pattern forming method of the present invention. Here, as the light source used for the post-exposure, any light source capable of irradiating light in a wavelength region that can cure the resin layer (for example, 365 nm, 405 nm, etc.) can be appropriately selected and used. Specifically, an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, etc. are particularly preferably used. As an exposure amount, it is 10-10000 mJ / cm < 2 > normally, Preferably it is 100-1000 mJ / cm < 2 >.

(ポストベーク工程(d))
本発明におけるパターンを形成した後、その上に製膜されるITO膜を所望の低抵抗とするため、本発明のパターン形成方法においてはポストベークが行われる。
ポストベークの温度は、ITO製膜時のクラック発生をより効果的に防止し、それによって所望の抵抗値を得る観点から180℃以上であることが好ましく、更に180〜260℃であることが好ましく、特に200℃〜240℃が好ましい。またその時間としては、前記の温度を保ったまま10〜300分ベークすることが好ましく、更には15〜200分、特には20〜150分が好ましい。
また、上記クラックの発生を更に効果的に防止するため、室温から前記ポストベーク温度までの昇温は徐々に行うことが好ましく、具体的には一定速度で1〜100分、更には5〜60分、特には5〜20分かけて前記温度にまで昇温することが好ましい。
(Post bake process (d))
After forming the pattern in the present invention, post-baking is performed in the pattern forming method of the present invention in order to make the ITO film formed thereon have a desired low resistance.
The post-baking temperature is preferably 180 ° C. or more, more preferably 180 to 260 ° C. from the viewpoint of more effectively preventing cracks during ITO film formation and thereby obtaining a desired resistance value. In particular, 200 ° C to 240 ° C is preferable. The time is preferably 10 to 300 minutes while maintaining the above temperature, more preferably 15 to 200 minutes, and particularly preferably 20 to 150 minutes.
Further, in order to more effectively prevent the occurrence of the cracks, it is preferable to gradually raise the temperature from room temperature to the post-bake temperature, specifically 1 to 100 minutes at a constant rate, and further 5 to 60. It is preferable that the temperature is raised to the above temperature over 5 minutes, particularly 5 to 20 minutes.

本発明におけるパターンは上述のようにして形成されるが、例えば、K(ブラック)・R・G・Bの4色からなるカラーフィルターの形成のように、樹脂組成物を順次塗布して重ねる場合には、塗布液のレベリングのため重ねるごとに膜厚が薄くなってしまうことがある。このため、該パターンの上には更に分割配向用突起を重ねることが好ましい。一方、熱可塑性樹脂層を有する転写材料を用いる場合は、厚みが一定に保たれるため、重ねる色は3又は2色とすることが好ましい。   The pattern according to the present invention is formed as described above. For example, when the resin composition is sequentially applied and overlapped as in the formation of a color filter composed of four colors of K (black), R, G, and B, In some cases, the thickness of the coating liquid may be reduced due to the leveling of the coating solution. For this reason, it is preferable to further divide the divisional alignment protrusions on the pattern. On the other hand, in the case of using a transfer material having a thermoplastic resin layer, it is preferable that three or two colors be overlapped because the thickness is kept constant.

<光重合系感光性樹脂組成物>
次いで、本発明のパターン形成方法に用いられる樹脂組成物について説明する。
該樹脂組成物としては、(1)アルカリ可溶性樹脂と、(2)モノマー又はオリゴマーと、(3)光重合開始剤又は光重合開始剤系と、(4)着色剤と、を含む感光性の樹脂組成物が好ましい。
以下、これら(1)〜(4)の成分について順次述べる。
<Photopolymerization type photosensitive resin composition>
Subsequently, the resin composition used for the pattern formation method of this invention is demonstrated.
The resin composition includes (1) an alkali-soluble resin, (2) a monomer or oligomer, (3) a photopolymerization initiator or photopolymerization initiator system, and (4) a colorant. A resin composition is preferred.
Hereinafter, these components (1) to (4) will be sequentially described.

(1)アルカリ可溶性樹脂
本発明におけるアルカリ可溶性樹脂(以下、単に「バインダー」ということがある。)としては、側鎖にカルボン酸基やカルボン酸塩基などの極性基を有するポリマーが好ましい。その例としては、特開昭59−44615号公報、特公昭54−34327号公報、特公昭58−12577号公報、特公昭54−25957号公報、特開昭59−53836号公報及び特開昭59−71048号公報に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等を挙げることができる。また側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘導体も挙げることができ、またこの他にも、水酸基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも好ましく使用することができる。また、特に好ましい例として、米国特許第4139391号明細書に記載のベンジル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸との共重合体や、ベンジル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体を挙げることができる。これらの極性基を有するバインダーポリマーは、単独で用いてもよく、或いは通常の膜形成性のポリマーと併用する組成物の状態で使用してもよく、樹脂組成物の全固形分に対する含有量は20〜50質量%が一般的であり、25〜45質量%が好ましい。
(1) Alkali-soluble resin As the alkali-soluble resin (hereinafter sometimes simply referred to as “binder”) in the present invention, a polymer having a polar group such as a carboxylic acid group or a carboxylic acid group in the side chain is preferable. Examples thereof include JP-A-59-44615, JP-B-54-34327, JP-B-58-12577, JP-B-54-25957, JP-A-59-53836, and JP-A-57-36. A methacrylic acid copolymer, an acrylic acid copolymer, an itaconic acid copolymer, a crotonic acid copolymer, a maleic acid copolymer, a partially esterified maleic acid copolymer as described in JP-A-59-71048 Etc. Moreover, the cellulose derivative which has a carboxylic acid group in a side chain can also be mentioned, In addition to this, what added the cyclic acid anhydride to the polymer which has a hydroxyl group can also be used preferably. Further, as particularly preferred examples, copolymers of benzyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid described in US Pat. No. 4,139,391, benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid and other monomers And a multi-component copolymer. The binder polymer having these polar groups may be used alone, or may be used in the state of a composition used in combination with a normal film-forming polymer, and the content of the resin composition relative to the total solid content is 20-50 mass% is common and 25-45 mass% is preferable.

(2)モノマー又はオリゴマー
本発明におけるモノマー又はオリゴマーとしては、エチレン性不飽和二重結合を2個以上有し、光の照射によって付加重合するモノマー又はオリゴマーであることが好ましい。そのようなモノマー及びオリゴマーとしては、分子中に少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有し、沸点が常圧で100℃以上の化合物を挙げることができる。その例としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートなどの単官能アクリレートや単官能メタクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(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、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)シアヌレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパンやグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを付加した後(メタ)アクリレート化したもの等の多官能アクリレートや多官能メタクリレートを挙げることができる。
(2) Monomer or Oligomer The monomer or oligomer in the present invention is preferably a monomer or oligomer that has two or more ethylenically unsaturated double bonds and undergoes addition polymerization upon irradiation with light. Examples of such monomers and oligomers include compounds having at least one addition-polymerizable ethylenically unsaturated group in the molecule and having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure. Examples include monofunctional acrylates and monofunctional methacrylates such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate and phenoxyethyl (meth) acrylate; polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) ) Acrylate, trimethylolethane triacrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane diacrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, di Pentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, hexane All di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, tri (acryloyloxyethyl) cyanurate, glycerin tri (meth) acrylate; multifunctional such as trimethylolpropane and glycerin Polyfunctional acrylates and polyfunctional methacrylates such as those obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to alcohol and then (meth) acrylated can be mentioned.

更に特公昭48−41708号公報、特公昭50−6034号公報及び特開昭51−37193号公報に記載されているウレタンアクリレート類;特開昭48−64183号公報、特公昭49−43191号公報及び特公昭52−30490号公報に記載されているポリエステルアクリレート類;エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレー卜やメタクリレートを挙げることができる。
これらの中で、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テトラ(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、ジぺンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが好ましい。
また、この他、特開平11−133600号公報に記載の「重合性化合物B」も好適なものとして挙げることができる。
これらのモノマー又はオリゴマーは、単独でも、二種類以上を混合して用いてもよく、樹脂組成物の全固形分に対する含有量は5〜50質量%が一般的であり、10〜40質量%が好ましい。
Further, urethane acrylates described in JP-B-48-41708, JP-B-50-6034 and JP-A-51-37193; JP-A-48-64183, JP-B-49-43191 And polyester acrylates described in Japanese Patent Publication No. 52-30490; polyfunctional acrylates and methacrylates such as epoxy acrylates which are reaction products of epoxy resin and (meth) acrylic acid.
Among these, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and dipentaerythritol penta (meth) acrylate are preferable.
In addition, “polymerizable compound B” described in JP-A-11-133600 can also be mentioned as a preferable example.
These monomers or oligomers may be used alone or in admixture of two or more. The content of the resin composition with respect to the total solid content is generally 5 to 50% by mass, and 10 to 40% by mass. preferable.

(3)光重合開始剤又は光重合開始剤系
樹脂組成物を硬化させる方法としては、本発明では光重合開始剤又は光重合開始系が用いられる。ここで用いる光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の放射線の照射(露光ともいう)により、後述の多官能性モノマーの重合を開始する活性種を発生し得る化合物であり、公知の光重合開始剤若しくは光重合開始剤系の中から適宜選択することができる。
例えば、トリハロメチル基含有化合物、アクリジン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、キサントン系化合物、ジアゾ系化合物、等を挙げることができる。
(3) Photopolymerization initiator or photopolymerization initiator system As a method for curing the resin composition, a photopolymerization initiator or a photopolymerization initiation system is used in the present invention. The photopolymerization initiator used here generates an active species that initiates polymerization of a polyfunctional monomer, which will be described later, upon irradiation with radiation such as visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, electron beam, or X-ray (also referred to as exposure). It is a compound to be obtained and can be appropriately selected from known photopolymerization initiators or photopolymerization initiator systems.
For example, trihalomethyl group-containing compounds, acridine compounds, acetophenone compounds, biimidazole compounds, triazine compounds, benzoin compounds, benzophenone compounds, α-diketone compounds, polynuclear quinone compounds, xanthone compounds, diazo compounds Compound, etc. can be mentioned.

具体的には、特開2001−117230公報に記載の、トリハロメチル基が置換したトリハロメチルオキサゾール誘導体又はs−トリアジン誘導体、米国特許第4239850号明細書に記載のトリハロメチル−s−トリアジン化合物、米国特許第4212976号明細書に記載のトリハロメチルオキサジアゾール化合物などのトリハロメチル基含有化合物;
9−フェニルアクリジン、9−ピリジルアクリジン、9−ピラジニルアクリジン、1,2−ビス(9−アクリジニル)エタン、1,3−ビス(9−アクリジニル)プロパン、1,4−ビス(9−アクリジニル)ブタン、1,5−ビス(9−アクリジニル)ペンタン、1,6−ビス(9−アクリジニル)ヘキサン、1,7−ビス(9−アクリジニル)ヘプタン、1,8−ビス(9−アクリジニル)オクタン、1,9−ビス(9−アクリジニル)ノナン、1,10−ビス(9−アクリジニル)デカン、1,11−ビス(9−アクリジニル)ウンデカン、1,12−ビス(9−アクリジニル)ドデカン等のビス(9−アクリジニル)アルカン、などのアクリジン系化合物;
6−(p−メトキシフェニル)−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、6−〔p−(N,N−ビス(エトキシカルボニルメチル)アミノ)フェニル〕−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジンなどのトリアジン系化合物;
その他、9,10−ジメチルベンズフェナジン、ミヒラーズケトン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン/アミン、2,2'−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾールなどが挙げられる。
Specifically, a trihalomethyl group-substituted trihalomethyloxazole derivative or s-triazine derivative described in JP-A No. 2001-117230, a trihalomethyl-s-triazine compound described in US Pat. No. 4,239,850, A trihalomethyl group-containing compound such as the trihalomethyloxadiazole compound described in Japanese Patent No. 4221976;
9-phenylacridine, 9-pyridylacridine, 9-pyrazinylacridine, 1,2-bis (9-acridinyl) ethane, 1,3-bis (9-acridinyl) propane, 1,4-bis (9-acridinyl) ) Butane, 1,5-bis (9-acridinyl) pentane, 1,6-bis (9-acridinyl) hexane, 1,7-bis (9-acridinyl) heptane, 1,8-bis (9-acridinyl) octane 1,9-bis (9-acridinyl) nonane, 1,10-bis (9-acridinyl) decane, 1,11-bis (9-acridinyl) undecane, 1,12-bis (9-acridinyl) dodecane, etc. Acridine compounds such as bis (9-acridinyl) alkane;
6- (p-methoxyphenyl) -2,4-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 6- [p- (N, N-bis (ethoxycarbonylmethyl) amino) phenyl] -2,4-bis ( Triazine compounds such as trichloromethyl) -s-triazine;
In addition, 9,10-dimethylbenzphenazine, Michler's ketone, benzophenone / Michler's ketone, hexaarylbiimidazole / mercaptobenzimidazole, benzyldimethyl ketal, thioxanthone / amine, 2,2'-bis (2,4-dichlorophenyl) -4,4 Examples include ', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole.

上記のうち、トリハロメチル基含有化合物、アクリジン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物から選択される少なくとも一種が好ましく、特に、ビイミダゾール系化合物、トリハロメチル基含有化合物及びアクリジン系化合物から選択される少なくとも一種を含有することが好ましい。ビイミダゾール系化合物、トリハロメチル基含有化合物、アクリジン系化合物は、汎用性でかつ安価である点でも有用である。   Among the above, at least one selected from a trihalomethyl group-containing compound, an acridine compound, an acetophenone compound, a biimidazole compound, and a triazine compound is preferable, and in particular, a biimidazole compound, a trihalomethyl group-containing compound, and an acridine system It is preferable to contain at least one selected from compounds. Biimidazole compounds, trihalomethyl group-containing compounds, and acridine compounds are also useful in that they are versatile and inexpensive.

特に好ましいのは、トリハロメチル基含有化合物としては、2−トリクロロメチル−5−(p−スチリルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾールであり、アクリジン系化合物としては、9−フェニルアクリジンであり、更に、6−〔p−(N,N−ビス(エトキシカルボニルメチル)アミノ)フェニル〕−2,4−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−ブトキシスチリル)−5−トリクロロメチル−1,3,4−オキサジアゾールなどのトリハロメチル基含有化合物、及びミヒラーズケトン、2,2'−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4',5,5'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾールである。   Particularly preferred as the trihalomethyl group-containing compound is 2-trichloromethyl-5- (p-styrylstyryl) -1,3,4-oxadiazole, and as the acridine compound, 9-phenylacridine is preferred. Further, 6- [p- (N, N-bis (ethoxycarbonylmethyl) amino) phenyl] -2,4-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-butoxystyryl) -5 Trihalomethyl group-containing compounds such as trichloromethyl-1,3,4-oxadiazole, and Michler's ketone, 2,2′-bis (2,4-dichlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenyl- 1,2'-biimidazole.

前記光重合開始剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。前記光重合開始剤の樹脂組成物における総量としては、樹脂組成物の全固形分(質量)の0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜10質量%が特に好ましい。前記総量が、0.1質量%未満であると、組成物の光硬化の効率が低く露光に長時間を要することがあり、20質量%を超えると、現像する際に、形成された画像パターンが欠落したり、パターン表面に荒れが生じやすくなることがある。   The said photoinitiator may be used independently and may use 2 or more types together. The total amount of the photopolymerization initiator in the resin composition is preferably 0.1 to 20% by mass, particularly preferably 0.5 to 10% by mass, based on the total solid content (mass) of the resin composition. When the total amount is less than 0.1% by mass, the photocuring efficiency of the composition is low and exposure may take a long time. When it exceeds 20% by mass, an image pattern formed during development is formed. May be lost or the pattern surface may be rough.

樹脂層への露光における露光感度や感光波長を調製する目的で、前記光重合開始剤に加えて、増感剤を添加することが可能である。
前記増感剤は、光照射手段としての可視光線や紫外光・可視光レーザなどにより適宜選択することができる。
前記増感剤は、活性エネルギー線により励起状態となり、他の物質(例えば、ラジカル発生剤、酸発生剤等)と相互作用(例えば、エネルギー移動、電子移動等)することにより、ラジカルや酸等の有用基を発生することが可能である。
A sensitizer can be added in addition to the photopolymerization initiator for the purpose of adjusting exposure sensitivity and photosensitive wavelength in exposure to the resin layer.
The sensitizer can be appropriately selected by visible light, ultraviolet light, visible light laser, or the like as a light irradiation means.
The sensitizer is excited by active energy rays and interacts with other substances (for example, radical generator, acid generator, etc.) (for example, energy transfer, electron transfer, etc.), thereby generating radicals, acids, etc. It is possible to generate a useful group of

前記増感剤としては、特に制限はなく、公知の増感剤の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、公知の多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン)、キサンテン類(例えば、フルオレセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、シアニン類(例えば、インドカルボシアニン、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、アクリドン類(例えば、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、10−N−ブチル−2−クロロアクリドン等)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン等が挙げられ、他に特開平5−19475号、特開平7−271028号、特開2002−363206号、特開2002−363207号、特開2002−363208号、特開2002−363209号等の各公報に記載のクマリン化合物など)が挙げられる。   The sensitizer is not particularly limited and may be appropriately selected from known sensitizers according to the purpose. For example, known polynuclear aromatics (for example, pyrene, perylene, triphenylene), Xanthenes (for example, fluorescein, eosin, erythrosine, rhodamine B, rose bengal), cyanines (for example, indocarbocyanine, thiacarbocyanine, oxacarbocyanine), merocyanines (for example, merocyanine, carbomerocyanine), thiazines ( For example, thionine, methylene blue, toluidine blue), acridines (for example, acridine orange, chloroflavin, acriflavine), anthraquinones (for example, anthraquinone), squariums (for example, squalium), acridones (for example, acridone) Chloroacridone, N-methylacridone, N-butylacridone, 10-N-butyl-2-chloroacridone, etc.), coumarins (for example, 3- (2-benzofuroyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (2-benzofuroyl) -7- (1-pyrrolidinyl) coumarin, 3-benzoyl-7-diethylaminocoumarin, 3- (2-methoxybenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-dimethylaminobenzoyl) -7- Diethylaminocoumarin, 3,3′-carbonylbis (5,7-di-n-propoxycoumarin), 3,3′-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3- (2 -Furoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-diethylaminocinnamoyl) -7 Examples thereof include diethylaminocoumarin, 7-methoxy-3- (3-pyridylcarbonyl) coumarin, 3-benzoyl-5,7-dipropoxycoumarin, and others, as well as JP-A-5-19475 and JP-A-7-271028. And JP-A 2002-363206, JP-A 2002-363207, JP-A 2002-363208, JP-A 2002-363209, and the like.

前記光重合開始剤と前記増感剤との組合せとしては、例えば、特開2001−305734号公報に記載の電子移動型開始系[(1)電子供与型開始剤及び増感色素、(2)電子受容型開始剤及び増感色素、(3)電子供与型開始剤、増感色素及び電子受容型開始剤(三元開始系)]などの組合せが挙げられる。   Examples of the combination of the photopolymerization initiator and the sensitizer include, for example, an electron transfer start system described in JP-A-2001-305734 [(1) an electron donating initiator and a sensitizing dye, (2) A combination of an electron-accepting initiator and a sensitizing dye, (3) an electron-donating initiator, a sensitizing dye and an electron-accepting initiator (ternary initiation system)], and the like.

前記増感剤の含有量としては、前記感光性樹脂組成物中の全成分に対し、0.05〜30質量%が好ましく、0.1〜20質量%がより好ましく、0.2〜10質量%が特に好ましい。該含有量が、0.05質量%以上であることにより、活性エネルギー線への感度が向上し、露光プロセス時間を短縮でき、生産性を向上することができる。一方30質量%以下であることにより、保存時における樹脂層からの増感剤析出を効果的に防止することができる。   As content of the said sensitizer, 0.05-30 mass% is preferable with respect to all the components in the said photosensitive resin composition, 0.1-20 mass% is more preferable, 0.2-10 mass % Is particularly preferred. When the content is 0.05% by mass or more, the sensitivity to active energy rays is improved, the exposure process time can be shortened, and the productivity can be improved. On the other hand, by being 30 mass% or less, sensitizer precipitation from the resin layer at the time of storage can be effectively prevented.

前記光重合開始剤は、水素供与体を併用して構成されてもよい。該水素供与体としては、感度をより良化することができる点で、以下で定義するメルカプタン系化合物、アミン系化合物等が好ましい。ここでの「水素供与体」とは、露光により前記光重合開始剤から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物をいう。   The photopolymerization initiator may be configured using a hydrogen donor in combination. The hydrogen donor is preferably a mercaptan compound or an amine compound as defined below from the viewpoint that sensitivity can be further improved. The “hydrogen donor” herein refers to a compound that can donate a hydrogen atom to a radical generated from the photopolymerization initiator by exposure.

前記メルカプタン系化合物は、ベンゼン環或いは複素環を母核とし、該母核に直接結合したメルカプト基を1個以上、好ましくは1〜3個、更に好ましくは1〜2個有する化合物(以下、「メルカプタン系水素供与体」という)である。また、前記アミン系化合物は、ベンゼン環或いは複素環を母核とし、該母核に直接結合したアミノ基を1個以上、好ましくは1〜3個、更に好ましくは1〜2個有する化合物(以下、「アミン系水素供与体」という)である。尚、これらの水素供与体は、メルカプト基とアミノ基とを同時に有していてもよい。   The mercaptan-based compound is a compound having a benzene ring or a heterocyclic ring as a mother nucleus and having one or more, preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2, mercapto groups directly bonded to the mother nucleus (hereinafter referred to as “ A mercaptan-based hydrogen donor). The amine compound is a compound having a benzene ring or a heterocyclic ring as a mother nucleus and having 1 or more, preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2 amino groups directly bonded to the mother nucleus (hereinafter referred to as “the amine compound”). , Referred to as “amine-based hydrogen donor”). These hydrogen donors may have a mercapto group and an amino group at the same time.

上記のメルカプタン系水素供与体の具体例としては、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−2,5−ジメチルアミノピリジン、等が挙げられる。これらのうち、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾールが好ましく、特に2−メルカプトベンゾチアゾールが好ましい。   Specific examples of the mercaptan hydrogen donor include 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzoimidazole, 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, 2-mercapto-2. , 5-dimethylaminopyridine, and the like. Of these, 2-mercaptobenzothiazole and 2-mercaptobenzoxazole are preferable, and 2-mercaptobenzothiazole is particularly preferable.

上記のアミン系水素供与体の具体例としては、4、4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4、4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−ジエチルアミノアセトフェノン、4−ジメチルアミノプロピオフェノン、エチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノベンゾニトリル等が挙げられる。これらのうち、4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましく、特に4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましい。   Specific examples of the amine-based hydrogen donor include 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 4-diethylaminoacetophenone, 4-dimethylaminopropiophenone, ethyl. Examples include -4-dimethylaminobenzoate, 4-dimethylaminobenzoic acid, 4-dimethylaminobenzonitrile and the like. Of these, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone and 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone are preferable, and 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone is particularly preferable.

前記水素供与体は、単独で又は2種以上を混合して使用することができ、形成された画像が現像時に永久支持体上から脱落し難く、かつ強度及び感度も向上させ得る点で、1 種以上のメルカプタン系水素供与体と1種以上のアミン系水素供与体とを組合せて使用することが好ましい。   The hydrogen donor can be used alone or in admixture of two or more, and the formed image is less likely to fall off from the permanent support during development, and can be improved in strength and sensitivity. It is preferable to use a combination of one or more mercaptan hydrogen donors and one or more amine hydrogen donors.

前記メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との組合せの具体例としては、2−メルカプトベンゾチアゾール/4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾチアゾール/4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾオキサゾール/4,4'−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾオキサゾール/4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げられる。より好ましい組合せは、2−メルカプトベンゾチアゾール/4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2−メルカプトベンゾオキサゾール/4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンであり、特に好ましい組合せは、2−メルカプトベンゾチアゾール/4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンである。   Specific examples of the combination of the mercaptan hydrogen donor and the amine hydrogen donor include 2-mercaptobenzothiazole / 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 2-mercaptobenzothiazole / 4,4′-. Examples thereof include bis (diethylamino) benzophenone, 2-mercaptobenzoxazole / 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 2-mercaptobenzoxazole / 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone. More preferred combinations are 2-mercaptobenzothiazole / 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone and 2-mercaptobenzoxazole / 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, and a particularly preferred combination is 2-mercaptobenzobenzone. Thiazole / 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone.

前記メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体とを組合せた場合の、メルカプタン系水素供与体(M)とアミン系水素供与体(A)との質量比(M:A)は、通常1:1〜1:4が好ましく、1:1〜1:3がより好ましい。前記水素供与体の樹脂組成物における総量としては、樹脂組成物の全固形分(質量)の0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜10質量%が特に好ましい。   When the mercaptan hydrogen donor and the amine hydrogen donor are combined, the mass ratio (M: A) of the mercaptan hydrogen donor (M) to the amine hydrogen donor (A) is usually 1: 1-1: 4 is preferable, and 1: 1-1: 3 is more preferable. The total amount of the hydrogen donor in the resin composition is preferably 0.1 to 20% by mass, particularly preferably 0.5 to 10% by mass, based on the total solid content (mass) of the resin composition.

(4)着色剤
本発明における着色剤としては、R(レッド)の樹脂組成物においてはC.I.ピグメント・レッド(C.I.P.R.)254が、G(グリーン)の樹脂組成物においてはC.I.ピグメント・グリーン(C.I.P.G.)36が、B(ブルー)の樹脂組成物においてはC.I.ピグメント・ブルー(C.I.P.B.)15:6が好適なものとして挙げられる。
(4) Colorant The colorant in the present invention includes C.I. in the R (red) resin composition. I. Pigment Red (C.I.P.R.) 254 is C.I. in the G (green) resin composition. I. Pigment Green (C.I.P.G.) 36 is C.I. in the B (blue) resin composition. I. CI Pigment Blue (C.I.P.B.) 15: 6 is a preferred example.

また上記顔料の他には、下記に記載のカラーインデックス(C.I.)番号が付されている公知の染料、顔料等を挙げることができる。尚、該公知の着色剤のうち顔料を用いる場合には、樹脂組成物中に均一に分散されていることが望ましく、そのため粒径が0.1μm以下、特には0.08μm以下であることが好ましい。
上記公知の染料ないし顔料としては、具体的には、前記顔料として、特開2005−17716号公報[0038]〜[0054]に記載の顔料及び染料や、特開2004−361447号公報[0068]〜[0072]に記載の顔料や、特開2005−17521号公報[0080]〜[0088]に記載の着色剤を好適に用いることができる。
In addition to the above-mentioned pigments, known dyes, pigments and the like having the color index (CI) numbers described below can be mentioned. In addition, when using a pigment among this well-known coloring agent, it is desirable that it is uniformly disperse | distributed in a resin composition, Therefore A particle size should be 0.1 micrometer or less, especially 0.08 micrometer or less. preferable.
Specific examples of the known dyes or pigments include the pigments and dyes described in JP-A-2005-17716 [0038] to [0054] and JP-A-2004-361447 [0068]. To [0072] and the colorants described in JP-A-2005-17521 [0080] to [0088] can be suitably used.

本発明において、併用するのが好ましい上記記載の顔料の組合せは、C.I.ピグメント・レッド254では、C.I.ピグメント・レッド177、C.I.ピグメント・レッド224、C.I.ピグメント・イエロー139又はC.I.ピグメント・バイオレット23との組合せが挙げられ、C.I.ピグメント・グリーン36では、C.I.ピグメント・イエロー150、C.I.ピグメント・イエロー139、C.I.ピグメント・イエロー185、C.I.ピグメント・イエロー138又はC.I.ピグメント・イエロー180との組合せが挙げられ、C.I.ピグメント・ブルー15:6では、C.I.ピグメント・バイオレット23又はC.I.ピグメント・ブルー60との組合せが挙げられる。   In the present invention, the combination of the above-described pigments preferably used in combination is C.I. I. In pigment red 254, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 224, C.I. I. Pigment yellow 139 or C.I. I. A combination with CI Pigment Violet 23; I. In Pigment Green 36, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment yellow 185, C.I. I. Pigment yellow 138 or C.I. I. A combination with CI Pigment Yellow 180; I. In Pigment Blue 15: 6, C.I. I. Pigment violet 23 or C.I. I. A combination with Pigment Blue 60 is mentioned.

このように、併用する場合の顔料中のC.I.ピグメント・レッド.254、C.I.P.G.36、C.I.P.B.15:6の含有量は、C.I.ピグメント・レッド.254は、80質量%以上が好ましく、特に90質量%以上が好ましい。C.I.P.G.36は、50質量%以上が好ましく、特に60質量%以上が好ましい。、C.I.P.B.15:6は、80質量%以上が好ましく、特に90質量%以上が好ましい。   As described above, C.I. I. Pigment Red. 254, C.I. I. P. G. 36, C.I. I. P. B. The content of 15: 6 is C.I. I. Pigment Red. 254 is preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more. C. I. P. G. 36 is preferably 50% by mass or more, particularly preferably 60% by mass or more. , C.I. I. P. B. 15: 6 is preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more.

上記顔料はまず分散液とすることが望ましい。この分散液は、前記顔料と顔料分散剤とを予め混合して得られる組成物を、後述する有機溶媒(又はビヒクル)に添加して分散させることによって調製することができる。前記ビビクルとは、塗料が液体状態にあるときに顔料を分散させている媒質の部分をいい、液状であって前記顔料と結合して塗膜を固める部分(バインダー)と、これを溶解希釈する成分(有機溶媒)とを含む。前記顔料を分散させる際に使用する分散機としては、特に制限はなく、例えば、朝倉邦造著、「顔料の事典」、第一版、朝倉書店、2000年、438頁に記載されているニーダー、ロールミル、アトライダー、スーパーミル、ディゾルバ、ホモミキサー、サンドミル等の公知の分散機が挙げられる。さらに該文献310頁記載の機械的摩砕により、摩擦力を利用し微粉砕してもよい。   The pigment is preferably a dispersion. This dispersion can be prepared by adding and dispersing a composition obtained by previously mixing the pigment and the pigment dispersant in an organic solvent (or vehicle) described later. The vehicle refers to a portion of the medium in which the pigment is dispersed when the paint is in a liquid state, and is a liquid portion that binds to the pigment and hardens the coating film (binder), which is dissolved and diluted. Component (organic solvent). The disperser used for dispersing the pigment is not particularly limited. For example, a kneader described in Kazuzo Asakura, “Encyclopedia of Pigments”, first edition, Asakura Shoten, 2000, page 438, Known dispersing machines such as a roll mill, an atrider, a super mill, a dissolver, a homomixer, and a sand mill can be used. Further, it may be finely pulverized by frictional force by mechanical grinding described in page 310 of the document.

本発明で用いる着色剤(顔料)は、数平均粒径0.001〜0.1μmのものが好ましく、更に0.01〜0.08μmのものが好ましい。顔料数平均粒径が0.001μm未満であると、粒子表面エネルギーが大きくなり凝集し易くなり、顔料分散が難しくなるとともに、分散状態を安定に保つことも難しくなり好ましくない。また、数平均粒径が0.1μmを超えると、顔料による偏光の解消が生じ、コントラストが低下し、好ましくない。なお、本明細書でいう「粒径」とは、電子顕微鏡写真画像を同面積の円としたときの直径を言い、「数平均粒径」とは多数の粒子について該粒径を求め、この100個平均値を言う。   The colorant (pigment) used in the present invention preferably has a number average particle diameter of 0.001 to 0.1 μm, more preferably 0.01 to 0.08 μm. When the number average particle diameter of the pigment is less than 0.001 μm, the particle surface energy is increased and the particles are easily aggregated, so that it is difficult to disperse the pigment and it is difficult to keep the dispersion state stable. On the other hand, when the number average particle diameter exceeds 0.1 μm, the polarization is canceled by the pigment, and the contrast is lowered. As used herein, the term “particle size” refers to the diameter when an electron micrograph image is a circle of the same area, and “number average particle size” refers to the number of particles obtained by determining the particle size. Say 100 average value.

尚、粒径を小さくするには顔料分散物の分散時間を調整することで達成できる。分散には、上記記載の公知の分散機を用いることができ、分散時間としては、好ましくは10〜30時間であり、更に好ましくは18〜30時間、最も好ましくは24〜30時間である。分散時間が10時間未満であると、顔料粒径が大きく顔料による偏光の解消が生じコントラストが低下することがある。一方、分散時間が30時間を超えると、分散液の粘度が上昇し、塗布が困難になることがある。   The particle size can be reduced by adjusting the dispersion time of the pigment dispersion. For the dispersion, the known dispersers described above can be used, and the dispersion time is preferably 10 to 30 hours, more preferably 18 to 30 hours, and most preferably 24 to 30 hours. When the dispersion time is less than 10 hours, the pigment particle size is large and the polarization may be canceled by the pigment, which may lower the contrast. On the other hand, when the dispersion time exceeds 30 hours, the viscosity of the dispersion liquid increases and application may be difficult.

(その他の添加剤)
−溶媒−
本発明の樹脂組成物においては、上記成分の他に、更に有機溶媒を用いてもよい。有機溶媒の例としては、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、シクロヘキサノール、メチルイソブチルケトン、乳酸エチル、乳酸メチル、カプロラクタム等を挙げることができる。
(Other additives)
-Solvent-
In the resin composition of the present invention, an organic solvent may be used in addition to the above components. Examples of the organic solvent include methyl ethyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone, cyclohexanol, methyl isobutyl ketone, ethyl lactate, methyl lactate, caprolactam and the like.

−界面活性剤−
従来カラーフィルターを形成する場合には、高い色純度を実現するために各画素の色が濃くなり、画素の膜厚のムラが、そのまま色ムラとして認識されるという問題があった。そのため、画素の膜厚に直接影響する、樹脂層の形成(塗布)時の、膜厚変動の良化が求められていた。
本発明においては、均一な膜厚に制御でき、塗布ムラ(膜厚変動による色ムラ)を効果的に防止するという観点から、該樹脂組成物中に適切な界面活性剤を含有させることが好ましい。上記界面活性剤としては、特開2003−337424号公報、特開平11−133600号公報に開示されている界面活性剤が、好適なものとして挙げられる。
-Surfactant-
In the case of forming a conventional color filter, there is a problem that the color of each pixel becomes dark in order to achieve high color purity, and the uneven film thickness of the pixel is recognized as the color unevenness as it is. For this reason, it has been demanded to improve the film thickness variation during the formation (application) of the resin layer, which directly affects the pixel film thickness.
In the present invention, it is preferable to contain an appropriate surfactant in the resin composition from the viewpoint that it can be controlled to a uniform film thickness and effectively prevent coating unevenness (color unevenness due to film thickness fluctuation). . Preferred examples of the surfactant include surfactants disclosed in JP-A Nos. 2003-337424 and 11-133600.

−熱重合防止剤−
本発明の樹脂組成物は、熱重合防止剤を含むことが好ましい。該熱重合防止剤の例としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4'−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−メルカプトベンズイミダゾール、フェノチアジン等が挙げられる。
-Thermal polymerization inhibitor-
The resin composition of the present invention preferably contains a thermal polymerization inhibitor. Examples of the thermal polymerization inhibitor include hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, p-methoxyphenol, di-t-butyl-p-cresol, pyrogallol, t-butylcatechol, benzoquinone, 4,4′-thiobis (3-methyl). -6-t-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), 2-mercaptobenzimidazole, phenothiazine and the like.

−紫外線吸収剤−
本発明の樹脂組成物には、必要に応じて紫外線吸収剤を含有することができる。紫外線吸収剤としては、特開平5−72724号公報記載の化合物のほか、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、ニッケルキレート系、ヒンダードアミン系などが挙げられる。
具体的には、フェニルサリシレート、4−t−ブチルフェニルサリシレート、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3',5'−ジ−t−4'−ヒドロキシベンゾエート、4−t−ブチルフェニルサリシレート、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3'−t−ブチル−5'−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、2,2'−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、ニッケルジブチルジチオカーバメート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピリジン)−セバケート、4−t−ブチルフェニルサリシレート、サルチル酸フェニル、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン縮合物、コハク酸−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリデニル)−エステル、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、7−{[4−クロロ−6−(ジエチルアミノ)−5−トリアジン−2−イル]アミノ}−3−フェニルクマリン等が挙げられる。
-UV absorber-
The resin composition of the present invention may contain an ultraviolet absorber as necessary. Examples of the ultraviolet absorber include salicylate-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, cyanoacrylate-based, nickel chelate-based, hindered amine-based compounds and the like in addition to the compounds described in JP-A-5-72724.
Specifically, phenyl salicylate, 4-t-butylphenyl salicylate, 2,4-di-t-butylphenyl-3 ′, 5′-di-t-4′-hydroxybenzoate, 4-t-butylphenyl salicylate 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone, 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2 '-Hydroxy-3'-t-butyl-5'-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, ethyl-2-cyano-3,3-diphenyl acrylate, 2,2'-hydroxy-4-methoxybenzophenone, nickel Dibutyldithiocarbamate, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-pyridine) -Sebakei 4-t-butylphenyl salicylate, phenyl salicylate, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine condensate, succinic acid-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidenyl ) -Ester, 2- [2-hydroxy-3,5-bis (α, α-dimethylbenzyl) phenyl] -2H-benzotriazole, 7-{[4-chloro-6- (diethylamino) -5-triazine- 2-yl] amino} -3-phenylcoumarin and the like.

また、本発明における樹脂組成物においては、上記添加剤の他に、特開平11−133600号公報に記載の「接着助剤」や、その他の添加剤等を含有させることができる。   Moreover, in the resin composition in this invention, other than the said additive, the "adhesion adjuvant" of Unexamined-Japanese-Patent No. 11-133600, another additive, etc. can be contained.

<樹脂転写材料>
次いで、本発明のパターン形成方法に用いられる樹脂転写材料について説明する。
樹脂転写材料としては、特開平5−72724号公報に記載されている樹脂転写材料、すなわち一体型となったフイルムを用いて形成することが好ましい。該一体型フイルムの構成の例としては、仮支持体/熱可塑性樹脂層/中間層/感光性樹脂層/保護フイルム、仮支持体/熱可塑性樹脂層/感光性樹脂層/保護フイルムを、この順に積層した構成が好適なものとして挙げられる。
尚、この樹脂転写材料は、上記感光性樹脂組成物の感光性樹脂層を設けることが必須である。
<Resin transfer material>
Next, the resin transfer material used in the pattern forming method of the present invention will be described.
The resin transfer material is preferably formed using a resin transfer material described in JP-A-5-72724, that is, an integral film. Examples of the constitution of the integrated film include temporary support / thermoplastic resin layer / intermediate layer / photosensitive resin layer / protective film, temporary support / thermoplastic resin layer / photosensitive resin layer / protective film. A structure in which layers are stacked in order is preferable.
In addition, it is essential for this resin transfer material to provide the photosensitive resin layer of the said photosensitive resin composition.

−仮支持体−
上記樹脂転写材料の仮支持体としては、可撓性を有し、加圧若しくは加圧及び加熱下においても著しい変形、収縮若しくは伸びを生じないことが必要である。そのような支持体の例としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、トリ酢酸セルロースフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム等を挙げることができ、中でも2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが特に好ましい。
仮支持体の厚さに特に制限はないが、5〜200μmの範囲が一般的で、特に10〜150μmの範囲のものが取扱い易さ、汎用性などの点から有利であり好ましい。また、仮支持体は、透明でもよいし、染料化ケイ素、アルミナゾル、クロム塩、ジルコニウム塩などを含有していても良い。
-Temporary support-
The temporary support for the resin transfer material needs to be flexible and not to cause significant deformation, shrinkage, or elongation even under pressure or pressure and heating. Examples of such a support include a polyethylene terephthalate film, a cellulose triacetate film, a polystyrene film, and a polycarbonate film, and among them, a biaxially stretched polyethylene terephthalate film is particularly preferable.
The thickness of the temporary support is not particularly limited, but is generally in the range of 5 to 200 μm, and particularly in the range of 10 to 150 μm is advantageous and preferable from the viewpoint of ease of handling and versatility. Further, the temporary support may be transparent, or may contain dyed silicon, alumina sol, chromium salt, zirconium salt or the like.

−熱可塑性樹脂層−
熱可塑性樹脂層に用いる成分としては、特開平5−72724号公報に記載されている有機高分子物質が好ましく、ヴイカーVicat法(具体的にはアメリカ材料試験法エーエステーエムデーASTMD1235によるポリマー軟化点測定法)による軟化点が約80℃以下の有機高分子物質より選ばれることが特に好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレンと酢酸ビニル或いはそのケン化物の様なエチレン共重合体、エチレンとアクリル酸エステル或いはそのケン化物、ポリ塩化ビニル、塩化ビニルと酢酸ビニル及びそのケン化物の様な塩化ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン共重合体、ポリスチレン、スチレンと(メタ)アクリル酸エステル或いはそのケン化物の様なスチレン共重合体、ポリビニルトルエン、ビニルトルエンと(メタ)アクリル酸エステル或いはそのケン化物の様なビニルトルエン共重合体、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等の(メタ)アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル共重合体ナイロン、共重合ナイロン、N−アルコキシメチル化ナイロン、N−ジメチルアミノ化ナイロンの様なポリアミド樹脂等の有機高分子が挙げられる。
-Thermoplastic resin layer-
As the component used for the thermoplastic resin layer, organic polymer substances described in JP-A-5-72724 are preferable, and the polymer softening point according to the Viker Vicat method (specifically, the American Material Testing Method ASTM D1 ASTM D1235). It is particularly preferable that the softening point by the measurement method is selected from organic polymer substances having a temperature of about 80 ° C. or less. Specifically, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, ethylene copolymers such as ethylene and vinyl acetate or saponified products thereof, ethylene and acrylic acid esters or saponified products thereof, polyvinyl chloride, vinyl chloride and vinyl acetate and saponified products thereof. Vinyl chloride copolymer such as fluoride, polyvinylidene chloride, vinylidene chloride copolymer, polystyrene, styrene copolymer such as styrene and (meth) acrylic acid ester or saponified product thereof, polyvinyl toluene, vinyl toluene and (meta ) Vinyl toluene copolymer such as acrylic ester or saponified product thereof, poly (meth) acrylic ester, (meth) acrylic ester copolymer such as butyl (meth) acrylate and vinyl acetate, vinyl acetate copolymer Combined nylon, copolymer nylon, N-alkoxyme Le nylon, and organic polymeric polyamide resins such as N- dimethylamino nylon.

−中間層−
上記樹脂転写材料においては、複数の塗布層の塗布時、及び塗布後の保存時における成分の混合を防止する目的から、中間層を設けることが好ましい。該中間層としては、特開平5−72724号公報に「分離層」として記載されている、酸素遮断機能のある酸素遮断膜を用いることが好ましく、この場合、露光時感度がアップし、露光機の時間負荷が減り、生産性が向上する。
該酸素遮断膜としては、低い酸素透過性を示し、水又はアルカリ水溶液に分散又は溶解するものが好ましく、公知のものの中から適宜選択することができる。これらの内、特に好ましいのは、ポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンとの組み合わせである。
-Intermediate layer-
In the resin transfer material, it is preferable to provide an intermediate layer for the purpose of preventing mixing of components during application of a plurality of application layers and during storage after application. As the intermediate layer, it is preferable to use an oxygen-blocking film having an oxygen-blocking function, which is described as “separation layer” in JP-A-5-72724. This reduces the time load and improves productivity.
The oxygen barrier film is preferably one that exhibits low oxygen permeability and is dispersed or dissolved in water or an aqueous alkali solution, and can be appropriately selected from known ones. Among these, a combination of polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone is particularly preferable.

−保護フイルム−
樹脂層の上には、貯蔵の際の汚染や損傷から保護するために薄い保護フイルムを設けることが好ましい。保護フイルムは仮支持体と同じか又は類似の材料からなってもよいが、樹脂層から容易に分離されねばならない。保護フイルム材料としては例えばシリコーン紙、ポリオレフィン若しくはポリテトラフルオロエチレンシートが適当である。
-Protective film-
A thin protective film is preferably provided on the resin layer in order to protect it from contamination and damage during storage. The protective film may be made of the same or similar material as the temporary support, but it must be easily separated from the resin layer. For example, silicone paper, polyolefin or polytetrafluoroethylene sheet is suitable as the protective film material.

−樹脂転写材料の作製方法−
本発明における樹脂転写材料は、仮支持体上に熱可塑性樹脂層の添加剤を溶解した塗布液(熱可塑性樹脂層用塗布液)を塗布し、乾燥することにより熱可塑性樹脂層を設け、その後熱可塑性樹脂層上に熱可塑性樹脂層を溶解しない溶剤からなる中間層材料の溶液を塗布、乾燥し、その後に感光性樹脂組成物の感光性樹脂層を、中間層を溶解しない溶剤で塗布、乾燥して設けることにより作製することができる。
また、前記の仮支持体上に熱可塑性樹脂層及び中間層を設けたシート、及び保護フイルム上に感光性樹脂層を設けたシートを用意し、中間層と感光性樹脂層が接するように相互に貼り合わせることによっても、更には、前記の仮支持体上に熱可塑性樹脂層を設けたシート、及び保護フイルム上に感光性樹脂層及び中間層を設けたシートを用意し、熱可塑性樹脂層と中間層が接するように相互に貼り合わせることによっても、作製することができる。
尚、樹脂転写材料において、感光性樹脂組成物の感光性樹脂層の膜厚としては、1.0〜5.0μmが好ましく、1.0〜4.0μmがより好ましく、1.0〜3.0μmが特に好ましい。
また、特に限定されるわけではないが、その他の各層の好ましい膜厚としては、熱可塑性樹脂層は2〜30μm、中間層は0.5〜3.0μm、保護フイルムは4〜40μmが、好ましい。
-Preparation method of resin transfer material-
The resin transfer material in the present invention is provided with a thermoplastic resin layer by applying a coating solution (a coating solution for a thermoplastic resin layer) in which an additive for a thermoplastic resin layer is dissolved on a temporary support, followed by drying. Apply and dry a solution of an intermediate layer material composed of a solvent that does not dissolve the thermoplastic resin layer on the thermoplastic resin layer, and then apply the photosensitive resin layer of the photosensitive resin composition with a solvent that does not dissolve the intermediate layer, It can be produced by drying.
Also, a sheet provided with the thermoplastic resin layer and the intermediate layer on the temporary support and a sheet provided with the photosensitive resin layer on the protective film are prepared, and the intermediate layer and the photosensitive resin layer are in contact with each other. In addition, a sheet provided with a thermoplastic resin layer on the temporary support and a sheet provided with a photosensitive resin layer and an intermediate layer on a protective film are prepared, and a thermoplastic resin layer is prepared. Can also be produced by bonding them so that the intermediate layer is in contact with each other.
In the resin transfer material, the thickness of the photosensitive resin layer of the photosensitive resin composition is preferably 1.0 to 5.0 μm, more preferably 1.0 to 4.0 μm, and 1.0 to 3. 0 μm is particularly preferable.
Further, although not particularly limited, preferred film thicknesses of the other layers are preferably 2 to 30 μm for the thermoplastic resin layer, 0.5 to 3.0 μm for the intermediate layer, and 4 to 40 μm for the protective film. .

尚、上記樹脂転写材料の作製方法における塗布は、前記<パターン形成方法>における(樹脂層形成工程)の項で列挙したような公知の塗布装置等によって行うことができるが、本発明においては、特にスリット状ノズルを用いた塗布装置(スリットコータ)によって行うことが好ましい。   The application in the method for producing the resin transfer material can be performed by a known application apparatus or the like listed in the section (resin layer forming step) in the <pattern forming method>. In the present invention, In particular, it is preferably performed by a coating apparatus (slit coater) using a slit-like nozzle.

<基板>
本発明のパターン形成方法で用いる基板としては、例えば、透明基板が用いられ、表面に酸化ケイ素皮膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス板等の公知のガラス板、或いは、プラスチックフィルム等を挙げることができる。
また、上記基板は、予めカップリング処理を施しておくことにより、樹脂組成物、又は樹脂転写材料との密着を良好にすることができる。該カップリング処理としては、特開2000−39033号公報記載の方法が好適に用いられる。尚、特に限定されるわけではないが、基板の膜厚としては、700〜1200μmが一般的に好ましい。
<Board>
As the substrate used in the pattern forming method of the present invention, for example, a transparent substrate is used, a known glass plate such as a soda glass plate having a silicon oxide film on its surface, a low expansion glass, a non-alkali glass, a quartz glass plate, or the like. And a plastic film.
Moreover, the said board | substrate can make close_contact | adherence favorable with a resin composition or a resin transcription | transfer material by giving a coupling process previously. As the coupling treatment, a method described in JP 2000-39033 A is preferably used. In addition, although it does not necessarily limit, as a film thickness of a board | substrate, 700-1200 micrometers is generally preferable.

<ITO透明電極>
上述のパターン形成方法によって基板上に設けられるパターンは、その上にITO透明電極(ITO膜)を形成した場合に、低抵抗で面内の抵抗値変動が小さいITO膜が得られるという効果を有する。
ここで、上記ITO膜の形成は、一般的に用いられる公知の方法を適宜選択して行うことができ、例えば、スパッタ装置を用いてITOをスパッタし形成することができる。尚、より低抵抗で、且つ面内の抵抗値変動がより小さいITO膜を得るという観点から、スパッタするの際の条件としては、真空度が1×10-3Pa以下であることが好ましく、1×10-5Pa以下がより好ましい。また、加速電圧は1kV〜100kVであることが好ましく、5kV〜50kVがより好ましい。また、温度は100〜300℃が好ましく、特に150〜250℃が好ましい。上記の方法によって得られるITO膜は、抵抗値と透明性という観点から、膜厚500〜5000Åであることが好ましく、1000〜3000Åであることがより好ましい。
<ITO transparent electrode>
The pattern provided on the substrate by the pattern forming method described above has an effect that when an ITO transparent electrode (ITO film) is formed thereon, an ITO film having a low resistance and a small in-plane resistance value variation can be obtained. .
Here, the formation of the ITO film can be performed by appropriately selecting a commonly used known method. For example, the ITO film can be formed by sputtering ITO using a sputtering apparatus. In addition, from the viewpoint of obtaining an ITO film with lower resistance and smaller in-plane resistance variation, the sputtering condition is preferably a vacuum of 1 × 10 −3 Pa or less, 1 × 10 −5 Pa or less is more preferable. The acceleration voltage is preferably 1 kV to 100 kV, more preferably 5 kV to 50 kV. The temperature is preferably from 100 to 300 ° C, particularly preferably from 150 to 250 ° C. The ITO film obtained by the above method preferably has a thickness of 500 to 5000 mm, more preferably 1000 to 3000 mm, from the viewpoint of resistance and transparency.

<カラーフィルター付基板及び表示素子>
本発明のカラーフィルター付基板は、前述のパターン形成方法によってカラーフィルターの画素を形成することを特徴とし、また該カラーフィルター上にITO膜が形成された態様であってもよい。
尚、カラーフィルターの形成においては、特開平11−248921号公報、特許3255107号公報に記載のように、カラーフィルターを形成する樹脂組成物を重ねることで土台を形成し、その上に透明電極(ITO膜)を形成し、更に分割配向用の突起を重ねることでスペーサーを形成することが、コストダウンの観点で好ましい。
<Substrate with color filter and display element>
The substrate with a color filter of the present invention is characterized in that pixels of a color filter are formed by the above-described pattern forming method, and an aspect in which an ITO film is formed on the color filter may be employed.
In forming the color filter, as described in JP-A Nos. 11-248921 and 3255107, a base is formed by stacking resin compositions that form the color filter, and a transparent electrode ( It is preferable from the viewpoint of cost reduction to form a spacer by forming an ITO film) and further superimposing projections for split orientation.

また、本発明の表示素子(表示装置)は、上記カラーフィルター付基板を備えるものであれば、特に限定するものではなく、液晶表示素子や有機EL素子などが挙げられる。液晶表示装置としては、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)、OCB(Optically Compensatory Bend)、STN(Supper Twisted Nematic)、VA(Vertically Aligned)、HAN(Hybrid Aligned Nematic)、GH(Guest Host)のような様々な表示モードが採用でき、ノートパソコン用ディスプレイやテレビモニター等の大画面の液晶表示装置等にも好適に用いることができる。   In addition, the display element (display device) of the present invention is not particularly limited as long as it includes the substrate with the color filter, and examples thereof include a liquid crystal display element and an organic EL element. Liquid crystal display devices include ECB (Electrically Controlled Birefringence), TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), FLC (Ferroelectric Liquid Crystal), OCB (Optical Liquid Crystal). Various display modes such as Vertically Aligned), HAN (Hybrid Aligned Nematic), and GH (Guest Host) can be adopted, and it can be suitably used for large-screen liquid crystal display devices such as notebook PC displays and TV monitors. it can.

以下、本発明を実施例を用いて更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、以下において「部」、「%」及び「分子量」は「質量部」、「質量%」及び「質量平均分子量」を表す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, “parts”, “%”, and “molecular weight” below represent “parts by mass”, “mass%”, and “mass average molecular weight”.

(実施例1)
[ITO付カラーフィルター基板の作製]
−感光性樹脂転写材料の作製−
厚さ75μmのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、下記処方H1からなる熱可塑性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させた。次に、下記処方P1から成る中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、下記表1記載の処方K1の組成よりなる着色感光性樹脂組成物K1を塗布、乾燥させ、該仮支持体の上に乾燥膜厚が14.6μmの熱可塑性樹脂層と、乾燥膜厚が1.6μmの中間層と、乾燥膜厚が2.4μmの感光性樹脂層を設け、保護フイルム(厚さ12μmポリプロピレンフィルム)を圧着した。
こうして仮支持体と熱可塑性樹脂層と中間層(酸素遮断膜)とブラック(K)の感光性樹脂層とが一体となった感光性樹脂転写材料を作製し、サンプル名を感光性樹脂転写材料K1とした。
Example 1
[Preparation of color filter substrate with ITO]
-Production of photosensitive resin transfer material-
On a 75 μm thick polyethylene terephthalate film temporary support, a coating solution for a thermoplastic resin layer having the following formulation H1 was applied and dried using a slit nozzle. Next, an intermediate layer coating solution having the following formulation P1 was applied and dried. Furthermore, a colored photosensitive resin composition K1 having a composition of formulation K1 described in Table 1 below is applied and dried, a thermoplastic resin layer having a dry film thickness of 14.6 μm on the temporary support, and a dry film thickness. Was provided with an intermediate layer having a thickness of 1.6 μm and a photosensitive resin layer having a dry film thickness of 2.4 μm, and a protective film (12 μm thick polypropylene film) was pressure-bonded.
In this way, a photosensitive resin transfer material in which the temporary support, the thermoplastic resin layer, the intermediate layer (oxygen barrier film), and the black (K) photosensitive resin layer are integrated is prepared, and the sample name is the photosensitive resin transfer material. It was set as K1.

熱可塑性樹脂層用塗布液:処方H1
・メタノール 11.1部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 6.36部
・メチルエチルケトン 52.4部
・メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート/ベンジル
メタクリレート/メタクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)
=55/11.7/4.5/28.8、分子量=10万、Tg≒70℃) 5.83部
・スチレン/アクリル酸共重合体(共重合組成比(モル比)
=63/37、分子量=1万、Tg≒100℃) 13.6部
・ビスフェノールAにペンタエチレングリコールモノメタクリート
を2当量脱水縮合した化合物
(新中村化学工業(株)製、2,2−ビス[4−
(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパン) 9.1部
・界面活性剤1(大日本インキ化学工業(株)製、商品名:メガファックF780F)
0.54部
Coating liquid for thermoplastic resin layer: Formulation H1
・ Methanol 11.1 parts ・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 6.36 parts ・ Methyl ethyl ketone 52.4 parts ・ Methyl methacrylate / 2-ethylhexyl acrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (copolymerization composition ratio (molar ratio))
= 55 / 11.7 / 4.5 / 28.8, molecular weight = 100,000, Tg≈70 ° C.) 5.83 parts styrene / acrylic acid copolymer (copolymerization composition ratio (molar ratio))
= 63/37, molecular weight = 10,000, Tg ≈ 100 ° C) 13.6 parts · Compound obtained by dehydration condensation of 2 equivalents of bisphenol A and pentaethylene glycol monomethacrylate (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd., 2, 2- Screw [4-
(Methacryloxypolyethoxy) phenyl] propane) 9.1 parts. Surfactant 1 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name: Megafax F780F)
0.54 parts

中間層用塗布液:処方P1
・PVA205(ポリビニルアルコール、(株)クラレ製、
鹸化度=88%、重合度550) 32.2部
・ポリビニルピロリドン(アイエスピー・ジャパン(株)製、K−30) 14.9部
・蒸留水 524部
・メタノール 429部
Intermediate layer coating solution: Formulation P1
・ PVA205 (polyvinyl alcohol, manufactured by Kuraray Co., Ltd.,
Degree of saponification = 88%, degree of polymerization 550) 32.2 parts · Polyvinylpyrrolidone (manufactured by ASP Japan Co., Ltd., K-30) 14.9 parts · Distilled water 524 parts · Methanol 429 parts

次に、前記感光性樹脂転写材料K1の作製において用いた前記着色感光性樹脂組成物K1を、下記表1に記載の組成よりなる下記着色感光性樹脂組成物R1、G1及びB1に変更し、それ以外は上記と同様の方法により、感光性樹脂転写材料R1、G1及びB1を作製した。   Next, the colored photosensitive resin composition K1 used in the production of the photosensitive resin transfer material K1 is changed to the following colored photosensitive resin compositions R1, G1, and B1 having the composition described in Table 1 below. Other than that, photosensitive resin transfer materials R1, G1, and B1 were prepared in the same manner as described above.

Figure 2007011231
Figure 2007011231

−ブラック(K)画像の形成−
無アルカリガラス基板を、25℃に調整したガラス洗浄剤液をシャワーにより20秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン0.3%水溶液、商品名:KBM603、信越化学工業(株)製)をシャワーにより20秒間吹き付け、純水シャワー洗浄した。この基板を基板予備加熱装置で100℃2分加熱した。
-Formation of black (K) image-
The alkali-free glass substrate was washed with a rotating brush having nylon hair while spraying a glass detergent solution adjusted to 25 ° C. for 20 seconds by showering, and after washing with pure water shower, silane coupling solution (N-β (aminoethyl)) A 0.3% aqueous solution of γ-aminopropyltrimethoxysilane, trade name: KBM603, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was sprayed for 20 seconds with a shower and washed with pure water. This substrate was heated at 100 ° C. for 2 minutes by a substrate preheating apparatus.

前記感光性樹脂転写材料K1の保護フイルムを剥離後、ラミネーター((株)日立インダストリイズ社製(LamicII型))を用い、前記100℃に加熱した基板に、ゴムローラー温度130℃、線圧100N/cm、搬送速度2.2m/分でラミネートした。
保護フイルムを剥離後、レーザーによるパターン露光を行った。具体的には、中心波長405nmを有する半導体レーザーにより(1W)膜面に光路が並行になる光学系を介して露光した。露光量は40mJ/cm2であった。
After peeling off the protective film of the photosensitive resin transfer material K1, a substrate heated to 100 ° C. using a laminator (manufactured by Hitachi Industries, Ltd. (Lamic II type)), rubber roller temperature 130 ° C., linear pressure Lamination was performed at 100 N / cm and a conveyance speed of 2.2 m / min.
After peeling off the protective film, pattern exposure with a laser was performed. Specifically, the exposure was performed by a semiconductor laser having a central wavelength of 405 nm through an optical system having an optical path parallel to the (1 W) film surface. The exposure amount was 40 mJ / cm 2 .

次に、トリエタノールアミン系現像液(2.5%のトリエタノールアミン含有、ノニオン界面活性剤含有、ポリプロピレン系消泡剤含有、商品名:T−PD1、富士写真フイルム(株)製)にて30℃50秒、フラットノズル圧力0.04MPaでシャワー現像し熱可塑性樹脂層と中間層を除去した。   Next, with a triethanolamine developer (containing 2.5% triethanolamine, nonionic surfactant, polypropylene antifoam, trade name: T-PD1, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) Shower development was performed at 30 ° C. for 50 seconds and a flat nozzle pressure of 0.04 MPa to remove the thermoplastic resin layer and the intermediate layer.

引き続き炭酸Na系現像液(0.06モル/リットルの炭酸水素ナトリウム、同濃度の炭酸ナトリウム、1%のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アニオン界面活性剤、消泡剤、安定剤含有、商品名:T−CD1、富士写真フイルム(株)製)を用い、29℃30秒、コーン型ノズル圧力0.15MPaでシャワー現像し感光性樹脂層を現像しパターニング画像を得た。
引き続き洗浄剤(燐酸塩・珪酸塩・ノニオン界面活性剤・消泡剤・安定剤含有、商品名「T−SD1(富士写真フイルム(株)製)」)を用い、33℃20秒、コーン型ノズル圧力0.02MPaでシャワーとナイロン毛を有す回転ブラシにより残渣除去を行い、ブラック(K)の画像を得た。
Subsequently, a sodium carbonate developer (0.06 mol / liter sodium bicarbonate, sodium carbonate of the same concentration, 1% sodium dibutylnaphthalene sulfonate, anionic surfactant, antifoaming agent, stabilizer contained, trade name: T -CD1, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.), shower development was performed at 29 ° C. for 30 seconds and a cone type nozzle pressure of 0.15 MPa, and the photosensitive resin layer was developed to obtain a patterning image.
Subsequently, a detergent (containing phosphate, silicate, nonionic surfactant, antifoaming agent, stabilizer, trade name “T-SD1 (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.)”), 33 ° C., 20 seconds, cone type Residue removal was performed with a rotating brush having a shower and nylon bristles at a nozzle pressure of 0.02 MPa to obtain a black (K) image.

その後更に、該基板を室温から220℃まで5分間かけ一定の速度で昇温し、220℃のまま15分熱処理(ポストベーク)した。
このKの画像を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置により100℃2分加熱した。
Thereafter, the substrate was further heated from room temperature to 220 ° C. at a constant rate for 5 minutes, and then heat-treated (post-baked) at 220 ° C. for 15 minutes.
The substrate on which the K image was formed was washed again with a brush as described above, and after pure water shower washing, the substrate was heated at 100 ° C. for 2 minutes without using a silane coupling solution.

−レッド(R)画素の形成−
前記感光性樹脂転写材料R1を用い、ブラック(K)の画素を形成した基板上に、前記感光性樹脂転写材料K1と同様の工程で、レッド(R)の画素を得た。但し、パターン露光の露光量は20mJ/cm2、炭酸Na系現像液による現像は35℃35秒とした。
-Formation of red (R) pixels-
Using the photosensitive resin transfer material R1, a red (R) pixel was obtained on a substrate on which a black (K) pixel was formed by the same process as the photosensitive resin transfer material K1. However, the exposure amount of pattern exposure was 20 mJ / cm 2 , and development with a sodium carbonate-based developer was 35 ° C. for 35 seconds.

該感光性樹脂層R1の膜厚は2.0μmであり、顔料C.I.ピグメント・レッド254及びC.I.ピグメント・レッド.177の塗布量はそれぞれ、0.88及び0.22g/m2であった。
このRの画素を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置により100℃2分加熱した。
The photosensitive resin layer R1 has a thickness of 2.0 μm. I. Pigment red 254 and C.I. I. Pigment Red. The coating amount of 177 was 0.88 and 0.22 g / m 2 , respectively.
The substrate on which the R pixel was formed was again cleaned with a brush as described above, and after pure water shower cleaning, the substrate was heated at 100 ° C. for 2 minutes without using a silane coupling solution.

−グリーン(G)画素の形成−
前記感光性樹脂転写材料G1を用い、前記レッド(R)画素を形成した基板上に、前記感光性樹脂転写材料R1と同様の工程で、グリーン(G)の画素を得た。但し、パターン露光の露光量は20mJ/cm2、炭酸Na系現像液による現像は34℃45秒とした。
該感光性樹脂層G1の膜厚は2.0μmであり、顔料C.I.ピグメント・グリーン36及びC.I.ピグメント・イエロー150の塗布量はそれぞれ、1.12及び0.48g/m2であった。
RとGの画像を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置により100℃2分加熱した。
-Formation of green (G) pixels-
Using the photosensitive resin transfer material G1, green (G) pixels were obtained on the substrate on which the red (R) pixels were formed, in the same process as the photosensitive resin transfer material R1. However, the exposure amount of pattern exposure was 20 mJ / cm 2 , and development with a sodium carbonate developer was 34 ° C. and 45 seconds.
The photosensitive resin layer G1 has a thickness of 2.0 μm. I. Pigment green 36 and C.I. I. The coating amounts of Pigment Yellow 150 were 1.12 and 0.48 g / m 2 , respectively.
The substrate on which the R and G images were formed was again washed with a brush as described above, and after pure water shower cleaning, the substrate was heated at 100 ° C. for 2 minutes without using a silane coupling solution.

−ブルー(B)画素の形成−
前記感光性樹脂転写材料B1を用い、前記レッド(R)画素とグリーン(G)画素を形成した基板上に、前記感光性樹脂転写材料R1と同様の工程で、ブルー(B)の画素を得た。但し、パターン露光の露光量は10mJ/cm2、炭酸Na系現像液による現像は36℃40秒とした。
該感光性樹脂層B1の膜厚は2.0μmであり、顔料C.Iピグメント・ブルー15:6及びC.I.ピグメント・バイオレット23の塗布量はそれぞれ、0.63及び0.07g/m2であった。
このR、G、B及びKの画像を形成した基板を240℃で50分ベークして、目的のカラーフィルターを得た。
-Formation of blue (B) pixels-
Using the photosensitive resin transfer material B1, a blue (B) pixel is obtained on the substrate on which the red (R) pixel and the green (G) pixel are formed in the same process as the photosensitive resin transfer material R1. It was. However, the exposure amount of pattern exposure was 10 mJ / cm 2 , and development with a sodium carbonate developer was 36 ° C. for 40 seconds.
The photosensitive resin layer B1 has a thickness of 2.0 μm. Pigment Blue 15: 6 and C.I. I. The coating amounts of Pigment Violet 23 were 0.63 and 0.07 g / m 2 , respectively.
The substrate on which the R, G, B, and K images were formed was baked at 240 ° C. for 50 minutes to obtain the desired color filter.

ここで、表1に記載の着色感光性樹脂組成物K1、R1、G1、B1の調製について説明する。
着色感光性樹脂組成物K1は、まず表1に記載の量のK顔料分散物1、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpmで10分間攪拌し、次いで、メチルエチルケトン、バインダー1、DPHA液、B−CIM(2,2−ビス(2−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、保土谷化学工業社製)、NBCA(黒金化学製)、N−フェニルメルカプトベンズイミダゾール、ハイドロキノンモノメチルエーテル、界面活性剤1をはかり取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)で150rpmで30分間攪拌することによって得られる。
Here, the preparation of the colored photosensitive resin compositions K1, R1, G1, and B1 shown in Table 1 will be described.
The colored photosensitive resin composition K1 is first weighed in K pigment dispersion 1 and propylene glycol monomethyl ether acetate in the amounts shown in Table 1, mixed at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.), and stirred at 150 rpm for 10 minutes. Then, methyl ethyl ketone, binder 1, DPHA solution, B-CIM (2,2-bis (2-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole, Hodogaya Chemical Kogyo Co., Ltd.), NBCA (manufactured by Kurokin Chemical), N-phenylmercaptobenzimidazole, hydroquinone monomethyl ether and surfactant 1 are weighed and added in this order at a temperature of 25 ° C. (± 2 ° C.), and a temperature of 40 ° C. It is obtained by stirring at 150 rpm at (± 2 ° C.) for 30 minutes.

尚、処方K1に記載の組成物の内、
K顔料分散物1の組成は、
・カーボンブラック(デグッサ社製、商品名Special Black 250) 13.1部
・N,N'−ビス−(3−ジエチルアミノプロピル)−5−{4−
[2−オキソ−1−(2−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−
ベンゾイミダゾール−5−イルカルバモイル)−プロピルアゾ]
−ベンゾイルアミノ}−イソフタルアミド 0.65部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28
モル比のランダム共重合物、分子量3.7万) 6.72部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 79.53部
Of the compositions described in Formula K1,
The composition of K pigment dispersion 1 is
・ Carbon black (Degussa, trade name Special Black 250) 13.1 parts
N, N′-bis- (3-diethylaminopropyl) -5- {4-
[2-oxo-1- (2-oxo-2,3-dihydro-1H-
Benzimidazol-5-ylcarbamoyl) -propylazo]
-Benzoylamino} -isophthalamide 0.65 parts
・ Polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72/28
Random copolymer of molar ratio, molecular weight 37,000) 6.72 parts
・ 79.53 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate

着色感光性樹脂組成物R1は、まず表1に記載の量のR顔料分散物1、R顔料分散物2、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpmで10分間攪拌し、次いで、表1に記載の量のメチルエチルケトン、バインダー2、DPHA液、B−CIM(2,2−ビス(2−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、保土谷化学工業社製)、NBCA(10−n−ブチル−2−クロロアクリドン、黒金化成社製)、N−フェニルメルカプトベンズイミダゾール、フェノチアジンをはかり取り、温度24℃(±2℃)でこの順に添加して150rpmで30分間攪拌し、更に、表1に記載の量の界面活性剤1をはかり取り、温度24℃(±2℃)で添加して30rpmで5分間攪拌し、ナイロンメッシュ♯200で濾過することによって得られた。   The colored photosensitive resin composition R1 was first weighed in the amounts of R pigment dispersion 1, R pigment dispersion 2, and propylene glycol monomethyl ether acetate in the amounts shown in Table 1, and mixed at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.). Stir at 150 rpm for 10 minutes, then methyl ethyl ketone, binder 2, DPHA solution, B-CIM (2,2-bis (2-chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetra Weigh phenyl-1,2'-biimidazole (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), NBCA (10-n-butyl-2-chloroacridone, Kurogane Kasei), N-phenylmercaptobenzimidazole, phenothiazine , Added in this order at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.), stirred at 150 rpm for 30 minutes, and weighed out the surfactant 1 in the amount shown in Table 1, ± 2 ° C.), stirred at 30 rpm for 5 minutes, and filtered through nylon mesh # 200.

尚、表1に記載の組成物の内、
R顔料分散物1の組成は、
・C.I.P.R.254 8部
・N,N'−ビス−(3−ジエチルアミノプロピル)−5−{4−[2
−オキソ−1−(2−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−ベンゾイミダゾール
−5−イルカルバモイル)−プロピルアゾ]−ベンゾイルアミノ}
−イソフタルアミド 0.8部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28
モル比のランダム共重合物、分子量3.7万) 8部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 83.2部
Of the compositions listed in Table 1,
The composition of the R pigment dispersion 1 is
・ C. I. P. R. 254 8 parts
N, N'-bis- (3-diethylaminopropyl) -5- {4- [2
-Oxo-1- (2-oxo-2,3-dihydro-1H-benzimidazol-5-ylcarbamoyl) -propylazo] -benzoylamino}
-0.8 parts isophthalamide
・ Polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72/28
Random copolymer of molar ratio, molecular weight 37,000) 8 parts
Propylene glycol monomethyl ether acetate 83.2 parts

R顔料分散物2の組成は、
・C.I.P.R.177 18部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28
モル比のランダム共重合物、分子量3.7万) 12部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 70部
である。
上記組成物を、モーターミルM−50(アイガー社製)と、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで27時間分散し、顔料分散物を調製した。
The composition of the R pigment dispersion 2 is
・ C. I. P. R. 177 18 parts
・ Polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72/28
Random copolymer of molar ratio, molecular weight 37,000) 12 parts
・ 70 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate
It is.
The above composition was dispersed with a motor mill M-50 (manufactured by Eiger) and zirconia beads having a diameter of 0.65 mm for 27 hours at a peripheral speed of 9 m / s to prepare a pigment dispersion.

着色感光性樹脂組成物G1は、まず表1に記載の量のG顔料分散物1、Y顔料分散物1、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpmで10分間攪拌し、次いで、表1に記載の量のメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、DPHA液、B−CIM(保土谷化学製)、NBCA(黒金化学製)、N−フェニルメルカプトベンズイミダゾール、フェノチアジンをはかり取り、温度24℃(±2℃)でこの順に添加して150rpmで30分間攪拌し、更に、表1に記載の量の界面活性剤1をはかり取り、温度24℃(±2℃)で添加して30rpmで5分間攪拌し、ナイロンメッシュ♯200で濾過することによって得られる。   The colored photosensitive resin composition G1 is first weighed in the amounts of G pigment dispersion 1, Y pigment dispersion 1, and propylene glycol monomethyl ether acetate in the amounts shown in Table 1, and mixed at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.). The mixture was stirred at 150 rpm for 10 minutes, and then the amounts of methyl ethyl ketone, cyclohexanone, DPHA solution, B-CIM (manufactured by Hodogaya Chemical), NBCA (manufactured by Kurokin Chemical), N-phenylmercaptobenzimidazole, and phenothiazine in the amounts shown in Table 1 were added. Weigh out and add in this order at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.) and stir at 150 rpm for 30 minutes. It is obtained by adding and stirring at 30 rpm for 5 minutes and filtering through nylon mesh # 200.

尚、表1に記載の組成物の内、
G顔料分散物1の組成は、
・C.I.P.G.36 14部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28
モル比のランダム共重合物、分子量3.7万) 23部
・N,N'−ビス−(3−ジエチルアミノプロピル)−5−{4−[2−オキソ
−1−(2−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−ベンゾイミダゾール−5−
イルカルバモイル]−プロピルアゾ]−ベンゾイルアミノ}−イソフタルアミド
1.4部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 61.6部
である。
Of the compositions listed in Table 1,
The composition of G pigment dispersion 1 is
・ C. I. P. G. 36 14 parts
・ Polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72/28
Random copolymer of molar ratio, molecular weight 37,000) 23 parts
N, N′-bis- (3-diethylaminopropyl) -5- {4- [2-oxo-1- (2-oxo-2,3-dihydro-1H-benzimidazole-5
Ylcarbamoyl] -propylazo] -benzoylamino} -isophthalamide
1.4 parts
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 61.6 parts
It is.

Y顔料分散物1の組成は、
・C.I.P.Y.150 15部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=72/28
モル比のランダム共重合物、分子量3.7万) 9部
・N,N'−ビス−(3−ジエチルアミノプロピル)−5−{4−[2−オキソ
−1−(2−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−ベンゾイミダゾール−5−
イルカルバモイル)−プロピルアゾ]−ベンゾイルアミノ}−イソフタルアミド
1.5部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 74.5部
である。上記組成物を、モーターミルM−50(アイガー社製)と、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで28時間分散し、顔料分散物を調製した。
The composition of the Y pigment dispersion 1 is
・ C. I. P. Y. 150 15 parts
・ Polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid = 72/28
Random copolymer of molar ratio, molecular weight 37,000) 9 parts
N, N′-bis- (3-diethylaminopropyl) -5- {4- [2-oxo-1- (2-oxo-2,3-dihydro-1H-benzimidazole-5
Ylcarbamoyl) -propylazo] -benzoylamino} -isophthalamide
1.5 parts
・ 74.5 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate
It is. The above composition was dispersed for 28 hours at a peripheral speed of 9 m / s using a motor mill M-50 (manufactured by Eiger) and zirconia beads having a diameter of 0.65 mm to prepare a pigment dispersion.

着色感光性樹脂組成物B1は、まず表1に記載の量のB顔料分散物1、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150rpmで10分間攪拌し、次いで、メチルエチルケトン、バインダー3、DPHA液、B−CIM(保土谷化学製)、NBCA(黒金化学製)、N−フェニルメルカプトベンズイミダゾール、フェノチアジンをはかり取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)で150rpmで30分間攪拌し、更に、表1に記載の量の界面活性剤1をはかり取り、温度24℃(±2℃)で添加して30rpmで5分間攪拌し、ナイロンメッシュ♯200で濾過することによって得られる。   The colored photosensitive resin composition B1 is first weighed in the amount of B pigment dispersion 1 and propylene glycol monomethyl ether acetate listed in Table 1, mixed at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.), and stirred at 150 rpm for 10 minutes. Then, methyl ethyl ketone, binder 3, DPHA solution, B-CIM (made by Hodogaya Chemical), NBCA (made by Kurokin Chemical), N-phenyl mercaptobenzimidazole, and phenothiazine are weighed out at a temperature of 25 ° C. (± 2 ° C.). Add in this order, stir at a temperature of 40 ° C. (± 2 ° C.) at 150 rpm for 30 minutes, and weigh out the amount of surfactant 1 listed in Table 1 and add at a temperature of 24 ° C. (± 2 ° C.). And stirred at 30 rpm for 5 minutes and filtered through nylon mesh # 200.

尚、表1に記載の組成物の内、
B顔料分散物1の組成は、
・C.I.P.B.15:6 11.28部
・C.I.P.V.23 0.72部
・EFKA−745(EFKA ADDITIVES B.V.社製) 0.6部
・ディスパロンDA−725(楠本化成(株)製) 0.75部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 86.65部
である。上記組成物を、モーターミルM−50(アイガー社製)と、直径0.65mmのジルコニアビーズを用い、周速9m/sで27時間分散し、顔料分散物を調製した。
Of the compositions listed in Table 1,
The composition of the B pigment dispersion 1 is
・ C. I. P. B. 15: 6 11.28 parts
・ C. I. P. V. 23 0.72 parts
・ EFKA-745 (manufactured by EFKA ADDITIVES BV) 0.6 parts
・ Disparon DA-725 (Enomoto Kasei Co., Ltd.) 0.75 parts
Propylene glycol monomethyl ether acetate 86.65 parts
It is. The above composition was dispersed with a motor mill M-50 (manufactured by Eiger) and zirconia beads having a diameter of 0.65 mm for 27 hours at a peripheral speed of 9 m / s to prepare a pigment dispersion.

また、ここで表1に記載の組成物のうち、
バインダー1の組成は、
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22
モル比のランダム共重合物、分子量3.7万) 27部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
In addition, among the compositions described in Table 1,
The composition of binder 1 is
・ Polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid = 78/22
Random copolymer of molar ratio, molecular weight 37,000) 27 parts
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 73 parts

バインダー2の組成は、
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート
=38/25/37モル比のランダム共重合物、
分子量3.8万) 27部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
The composition of binder 2 is
・ Polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid / methyl methacrylate)
= Random copolymer of 38/25/37 molar ratio,
(Molecular weight 38,000) 27 parts
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 73 parts

バインダー3の組成は、
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート
=36/22/42モル比のランダム共重合物、分子量3.8万) 27部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
である。
The composition of binder 3 is
-Polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid / methyl methacrylate = 36/22/42 molar ratio random copolymer, molecular weight 38,000) 27 parts
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 73 parts
It is.

DPHA液の組成は、
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重合禁止剤MEHQ500ppm
含有、日本化薬(株)製、商品名:KAYARAD DPHA) 76部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 24部
・界面活性剤1(大日本インキ化学工業(株)製、商品名:メガファックF780F)
30部
・メチルエチルケトン 70部
である。
The composition of the DPHA solution is
Dipentaerythritol hexaacrylate (polymerization inhibitor MEHQ 500 ppm
Contained, Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: KAYARAD DPHA) 76 parts
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 24 parts
・ Surfactant 1 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name: MegaFuck F780F)
30 copies
・ Methyl ethyl ketone 70 parts
It is.

界面活性剤1(大日本インキ化学工業(株)製、商品名:メガファックF780F)の組成は、
・C613CH2CH2OCOCH=CH2 40部と
H(OCH(CH3)CH27OCOCH=CH2 55部と
H(OCH2CH27OCOCH=CH2 5部 との共重合体、
(分子量3万) 30部
・メチルエチルケトン 70部
である。
The composition of Surfactant 1 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name: Megafac F780F)
· C 6 F 13 CH 2 CH 2 OCOCH = CH 2 40 parts of H (OCH (CH 3) CH 2) between 7 OCOCH = CH 2 55 parts of H (OCH 2 CH 2) 7 OCOCH = CH 2 5 parts Copolymer,
(Molecular weight 30,000) 30 parts
-70 parts of methyl ethyl ketone.

上記で得たカラーフィルターの画素上に、スパッタ装置(SIH3030、アルバック社製)を用い、真空度1×10-4Pa、加速電圧40kVにて温度200℃にてITO(Indium TinOxide)をスパッタして、膜厚2000ÅのITO膜を形成し、ITO付きのカラーフィルター基板を作製した。 On the color filter pixels obtained above, ITO (Indium Tin Oxide) was sputtered at a temperature of 200 ° C. at a vacuum of 1 × 10 −4 Pa and an acceleration voltage of 40 kV using a sputtering device (SIH3030, ULVAC). Then, an ITO film having a thickness of 2000 mm was formed to produce a color filter substrate with ITO.

[評価]
−ITO抵抗値及び面内変動−
上記ITO付カラーフィルター基板のITO抵抗値を、三菱油化(株)製のロレスタを用い、4端子法にて測定した。具体的には、23℃、65%湿度の環境下で作製した試料に上記ロレスタの4端子プローブを圧着し、測定は5Vで実施した。
また、上記ITO抵抗値の面内変動は、500×600mmのITO作製基板の面内のITO抵抗を、上記の抵抗値の測定方法に基づき20点無作為に測定し求めた。評価結果を、表2に示す。
[Evaluation]
-ITO resistance and in-plane variation-
The ITO resistance value of the color filter substrate with ITO was measured by a four-terminal method using Loresta manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd. Specifically, the Loresta 4-terminal probe was pressure-bonded to a sample prepared in an environment of 23 ° C. and 65% humidity, and the measurement was performed at 5V.
The in-plane variation of the ITO resistance value was obtained by randomly measuring the ITO resistance within the surface of the 500 × 600 mm ITO fabrication substrate based on the above-described resistance value measurement method. The evaluation results are shown in Table 2.

[液晶表示装置の作製]
上記で作製したITO付カラーフィルター基板上に、ポリイミドの配向膜を設けた。カラーフィルターの画素群の周囲に設けられたブラックマトリックスの外枠に相当する位置に、スペーサ粒子を含有するエポキシ樹脂のシール剤を印刷し、カラーフィルター基板を対向基板と貼り合わせた。次いで、貼り合わされたガラス基板を熱処理し、シール剤を硬化させ、2枚のガラス基板の積層体を得た。このガラス基板積層体を真空下で脱気し、その後大気圧に戻して2枚のガラス基板の間隙に液晶を注入し、液晶セルを得た。該液晶表示装置では、色ムラもなく、良好な画像を得ることができた。
[Production of liquid crystal display devices]
A polyimide alignment film was provided on the color filter substrate with ITO produced above. An epoxy resin sealant containing spacer particles was printed at a position corresponding to the outer frame of the black matrix provided around the pixel group of the color filter, and the color filter substrate was bonded to the counter substrate. Next, the bonded glass substrate was heat-treated to cure the sealing agent to obtain a laminate of two glass substrates. This glass substrate laminate was degassed under vacuum, then returned to atmospheric pressure, and liquid crystal was injected into the gap between the two glass substrates to obtain a liquid crystal cell. In the liquid crystal display device, a good image could be obtained without color unevenness.

(実施例2)
実施例1において、K,R,G,Bのそれぞれのパターン形成の際、ポストベークを行う前に、基板に対して樹脂層の側から超高圧水銀灯で500mJ/cm2の光でポスト露光を施したこと以外は、実施例1と同様の方法にてITO付基板を作製し、評価した。また、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製したところ、良好な画像を得ることができた。
(Example 2)
In Example 1, when each pattern of K, R, G, and B was formed, post-exposure was performed with 500 mJ / cm 2 of light from the resin layer side to the substrate with an ultrahigh pressure mercury lamp before post baking. Except having applied, the board | substrate with ITO was produced by the method similar to Example 1, and was evaluated. Further, when a liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, a good image could be obtained.

(比較例1)
実施例1において、K,R,G,Bのそれぞれのパターン形成の際、パターン露光を下記の方法によって行ったこと以外は、実施例1と同様の方法にてITO付基板を作製し、評価した。
該パターン露光の方法としては、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機(日立デコ社製)を用い、基板とマスク(画像パターンを有す石英露光マスク)を垂直に立てた状態で、露光マスク面と該感光性樹脂層の間の距離を200μmに設定し、露光量70mJ/cm2で行った。
尚、実施例1と同様にして液晶表示装置を作製したところ、その画像は色ムラが見いだされた。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a substrate with ITO was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that pattern exposure was performed by the following method when each of K, R, G, and B was formed. did.
As the pattern exposure method, a proximity-type exposure machine (manufactured by Hitachi Deco) having an ultra-high pressure mercury lamp is used, and the exposure mask is set in a state where the substrate and the mask (quartz exposure mask having an image pattern) are vertically set. The distance between the surface and the photosensitive resin layer was set to 200 μm, and the exposure was 70 mJ / cm 2 .
Incidentally, when a liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, uneven color was found in the image.

Figure 2007011231
Figure 2007011231

(実施例3)
実施例1において、K,R,G,Bのそれぞれのパターン形成の際、ポストベーク工程における温度を220℃から140℃に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法にてITO付基板を作製した。また、実施例1と同様の方法にてITO抵抗値を測定した。結果を表3に示す。
(Example 3)
In Example 1, the substrate with ITO was formed in the same manner as in Example 1 except that the temperature in the post-baking process was changed from 220 ° C. to 140 ° C. when forming each pattern of K, R, G, and B. Was made. Moreover, the ITO resistance value was measured by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 3.

(実施例4)
実施例1において、K,R,G,Bのそれぞれのパターン形成の際、室温からポストベーク工程における温度(220℃)にまで5分間かけて昇温したところを2分間に変更し、また上記温度での保持時間を15分から18分に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法にてITO付基板を作製した。また、実施例1と同様の方法にてITO抵抗値を測定した。結果を表3に示す。
Example 4
In Example 1, when each pattern of K, R, G, and B was formed, the place where the temperature was raised from room temperature to the temperature (220 ° C.) in the post-baking process over 5 minutes was changed to 2 minutes. A substrate with ITO was produced in the same manner as in Example 1 except that the holding time at temperature was changed from 15 minutes to 18 minutes. Moreover, the ITO resistance value was measured by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 3.

(実施例5)
実施例1において、K,R,G,Bのそれぞれのパターン形成の際、ポストベーク工程における温度を220℃から280℃に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法にてITO付基板を作製した。また、実施例1と同様の方法にてITO抵抗値を測定した。結果を表3に示す。
(Example 5)
In Example 1, the substrate with ITO was formed in the same manner as in Example 1 except that the temperature in the post-baking process was changed from 220 ° C. to 280 ° C. when forming each pattern of K, R, G, and B. Was made. Moreover, the ITO resistance value was measured by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 3.

Figure 2007011231
Figure 2007011231

本発明に係る露光ユニットの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the exposure unit which concerns on this invention. 本発明に係る露光ユニットのスキャナの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the scanner of the exposure unit which concerns on this invention. (A)は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図であり、(B)は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図である。(A) is a top view which shows the exposed area | region formed in a photosensitive material, (B) is a figure which shows the arrangement | sequence of the exposure area by each exposure head. 本発明に係る露光ヘッドの概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of an exposure head according to the present invention. (A)は図4に示す露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った副走査方向の断面図であり、(B)は(A)の側面図である。(A) is sectional drawing of the subscanning direction along the optical axis which shows the structure of the exposure head shown in FIG. 4, (B) is a side view of (A). デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)の構成を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the structure of a digital micromirror device (DMD). (A)及び(B)はDMDの動作を説明するための説明図である。(A) And (B) is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of DMD. (A)及び(B)は、DMDを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置及び走査線を比較して示す平面図である。(A) And (B) is a top view which compares and shows the arrangement | positioning of an exposure beam, and a scanning line by the case where it does not arrange | position inclined DMD and the case where it arranges inclined. (A)はファイバアレイ光源の構成を示す斜視図であり、(B)は(A)の部分拡大図であり、(C)及び(D)はレーザ出射部における発光点の配列を示す平面図である。(A) is a perspective view which shows the structure of a fiber array light source, (B) is the elements on larger scale of (A), (C) and (D) is a top view which shows the arrangement | sequence of the light emission point in a laser emission part. It is. マルチモード光ファイバの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a multimode optical fiber. 合波レーザ光源の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a combined laser light source. レーザモジュールの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a laser module. 図12に示すレーザモジュールの構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the laser module shown in FIG. 図12に示すレーザモジュールの構成を示す部分側面図である。It is a partial side view which shows the structure of the laser module shown in FIG. (A)及び(B)は、露光装置における焦点深度を示す断面図である。(A) And (B) is sectional drawing which shows the depth of focus in exposure apparatus. (A)及び(B)は、DMDの使用領域の例を示す図である。(A) And (B) is a figure which shows the example of the use area | region of DMD. (A)はDMDの使用領域が適正である場合の側面図であり、(B)は(A)の光軸に沿った副走査方向の断面図である。(A) is a side view when the use area of DMD is appropriate, (B) is a sectional view in the sub-scanning direction along the optical axis of (A).

符号の説明Explanation of symbols

50…デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)
54…レンズ系
66…ファイバアレイ光源
166…露光ヘッド
50 ... Digital micromirror device (DMD)
54 ... Lens system 66 ... Fiber array light source 166 ... Exposure head

Claims (10)

基板上に光重合系感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を設ける樹脂層形成工程(a)と、レーザーにより前記感光性樹脂層に露光を行うパターン露光工程(b)と、前記パターン露光後の感光性樹脂層を現像する現像工程(c)と、前記現像後の感光性樹脂層を熱処理するポストベーク工程(d)と、を少なくとも経てカラーフィルターのパターンを得ることを特徴とするパターン形成方法。   A resin layer forming step (a) for providing a photosensitive resin layer comprising a photopolymerizable photosensitive resin composition on a substrate, a pattern exposure step (b) for exposing the photosensitive resin layer with a laser, and the pattern exposure. A pattern for obtaining a color filter pattern through at least a development step (c) for developing the subsequent photosensitive resin layer and a post-baking step (d) for heat-treating the photosensitive resin layer after development. Forming method. 前記樹脂層形成工程(a)から前記ポストベーク工程(d)までのパターン形成工程を2回以上繰り返して、前記基板上に2種以上のパターンを設けることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。   The pattern forming process from the resin layer forming process (a) to the post-baking process (d) is repeated twice or more to provide two or more patterns on the substrate. Pattern formation method. 前記現像工程(c)とポストベーク工程(d)との間に、前記感光性樹脂層を全面露光するポスト露光工程(e)を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のパターン形成方法。   The pattern formation according to claim 1, further comprising a post-exposure step (e) for exposing the entire surface of the photosensitive resin layer between the development step (c) and the post-bake step (d). Method. 前記ポストベーク工程(d)における熱処理の温度が180℃以上であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to any one of claims 1 to 3, wherein a temperature of the heat treatment in the post-baking step (d) is 180 ° C or higher. 前記熱処理の温度が180〜260℃であり、且つ室温から該温度まで5〜60分間かけて昇温することを特徴とする請求項4に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 4, wherein the temperature of the heat treatment is 180 to 260 ° C., and the temperature is raised from room temperature to the temperature over 5 to 60 minutes. 前記熱処理の温度での加熱時間が10〜300分であることを特徴とする請求項4又は5に記載のパターン形成方法。   6. The pattern forming method according to claim 4, wherein the heating time at the heat treatment temperature is 10 to 300 minutes. 少なくとも、レッド(R)、グリーン(G)及びブルー(B)の3色の着色パターンを設けることを特徴とする請求項2〜6の何れか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 2, wherein at least three colored patterns of red (R), green (G), and blue (B) are provided. 請求項1〜7の何れか1項に記載のパターン形成方法によって、基板上に着色画素を形成したことを特徴とするカラーフィルター付基板。   A substrate with a color filter, wherein colored pixels are formed on the substrate by the pattern forming method according to claim 1. ITO透明電極を形成したことを特徴とする請求項8に記載のカラーフィルター付基板。   The substrate with a color filter according to claim 8, wherein an ITO transparent electrode is formed. 請求項8又は9に記載のカラーフィルター付基板を備えることを特徴とする表示素子。   A display device comprising the substrate with a color filter according to claim 8.
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