JP2007102243A - Color filter and method for producing same - Google Patents

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Ryuichiro Takasaki
龍一郎 高崎
Fumiyuki Matsuo
史之 松尾
Shingo Ikeda
真吾 池田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for industrially advantageously producing a color filter having such high reliability and high quality as not to cause deterioration in display quality due to faulty alignment of a liquid crystal, malfunction of TFT and inadequate voltage control. <P>SOLUTION: The color filter is obtained by forming light shielding pixels and pixels of three primary colors on a transparent substrate, wherein the pixels of three primary colors have a thickness difference in the pixels of ≤0.6 μm. In the method for producing the color filter obtained by forming light shielding pixels and pixels of three primary colors on a transparent substrate, the light shielding pixels are formed through (1) a step of forming a pigment-containing resin film by applying and drying a pigment-containing photosensitive resin composition on the transparent substrate, (2) a step of exposing the pigment-containing resin film through a mask and (3) a step of developing the pigment-containing resin film with a liquid which dissolves the unexposed portion of the pigment-containing resin film, and then the pixels of three primary colors are formed, wherein the photosensitive resin composition is applied so that the thickness of the pigment-containing resin film after drying is set to ≤1.5 μm, and the pixels of three primary colors are formed so that the thickness difference in the pixels is reduced to ≤0.6 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、STN、MIM、TFT等の液晶表示素子等のカラー表示のために好適に用いることができるカラーフィルターおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a color filter that can be suitably used for color display of liquid crystal display elements such as STN, MIM, and TFT, and a method for manufacturing the same.

カラーフィルターは印刷法、電着法、染色法、顔料分散法等の方法により、ガラスやプラスチック等の透明基板上に3原色の赤色、緑色、青色およびブラックマトリックスと呼ばれる遮光性画素を規則的に形成したものである。製造方法に関しては耐熱性、耐光性、平坦性、パターン精度、生産性、生産コスト、表示コントラスト等により一長一短あり用途により製造法が使い分けられているのが現状であるが、総合的には顔料分散法が優れている。   The color filter is a regular arrangement of light-shielding pixels called red, green, blue, and black matrices of the three primary colors on a transparent substrate such as glass or plastic by methods such as printing, electrodeposition, dyeing, and pigment dispersion. Formed. Regarding manufacturing methods, heat resistance, light resistance, flatness, pattern accuracy, productivity, production cost, display contrast, etc. are current and different, and the manufacturing method is properly used depending on the application. The law is excellent.

カラーフィルターの代表的製造法である顔料分散法を例にとると、通常ブラックマトリックスと呼ばれる遮光性画素が形成された透明基板上に着色顔料が配合された通常カラーレジストと呼ばれる感光性樹脂組成物を基板全体に塗布し、露光、現像することにより着色画像を形成する。3原色の赤色、緑色、青色を形成するためには塗布から現像の工程を色の回数分繰り返す。   Taking a pigment dispersion method, which is a typical production method of a color filter, as an example, a photosensitive resin composition usually called a color resist, in which a color pigment is blended on a transparent substrate on which a light-shielding pixel called a black matrix is usually formed. Is applied to the entire substrate, exposed and developed to form a colored image. In order to form the three primary colors red, green and blue, the steps from coating to development are repeated for the number of times of color.

ブラックマトリックスを形成するためには、まず、透明基板上にクロム等の金属薄膜を基板全面に真空蒸着等の方法により形成する。次に、フォトレジストをこの上に塗布し、フォトレジストをマスクを通して紫外光で露光、現像することによりマスクと同じレジストパターンを形成する。レジストパターンを保護膜としてクロムエッチングすることにより、レジストに被われていないクロム部分をエッチングできる。その後、フォトレジストをプラズマ処理あるいはレジスト剥離液等で除去することによりクロムのブラックマトリックスが形成される。   In order to form the black matrix, first, a metal thin film such as chromium is formed on the entire surface of the transparent substrate by a method such as vacuum deposition. Next, a photoresist is applied thereon, and the photoresist is exposed and developed with ultraviolet light through a mask to form the same resist pattern as the mask. By performing chromium etching using the resist pattern as a protective film, a chromium portion not covered with the resist can be etched. Thereafter, the photoresist is removed by plasma treatment or a resist stripping solution to form a chromium black matrix.

このように従来のカラーフィルター製造法は工程が長いために高コストであった。特に、ブラックマトリックス形成の工程が長く、且つ、生産性も悪いためコストアップの主因であった。また、ブラックマトリックスにクロムを用いているために、廃液処理等の環境安全面にも問題があった。さらに、金属クロムは反射率が高いため液晶の色表示品質にも悪影響を与えていた。   Thus, the conventional color filter manufacturing method is expensive because of the long process. In particular, the process of forming the black matrix is long and the productivity is poor, which is a main cause of cost increase. In addition, since chromium is used for the black matrix, there is a problem in terms of environmental safety such as waste liquid treatment. Furthermore, since metallic chrome has a high reflectance, the color display quality of the liquid crystal is also adversely affected.

以上のように、カラーフィルターの品質、生産性等の問題点がブラックマトリックス形成工程にあるためクロムブラックマトリックスに変わる手法が強く求められている状況にあり、樹脂ブラックマトリックスはその可能性を秘めているため精力的に検討がなされている。樹脂ブラックマトリックスは感光性樹脂に遮光性顔料を混ぜたレジストによりパターニングするもので塗布およびパターニングがクロムブラックマトリックスより著しく簡便におこなえること、有害性が無いこと、低反射率であることからクロムブラックマトリックスの弱点を補うものである。   As described above, there is a strong demand for a method to change to the chrome black matrix because there are problems in the quality and productivity of the color filter in the black matrix formation process, and the resin black matrix has the potential. Therefore, it has been studied energetically. The resin black matrix is patterned with a resist in which a light-shielding pigment is mixed with a photosensitive resin. Coating and patterning can be performed significantly more easily than a chrome black matrix, and there is no harmfulness. To compensate for the weaknesses of

しかしながら、従来のカラーフィルターは、液晶の配向不良やTFTの動作不良、電圧制御不足による表示品質低下が起こる場合があり、特に樹脂ブラックマトリックスを用いたカラーフィルターはその様な問題が顕著であり、実用化に至っていない。   However, the conventional color filter may cause poor display quality due to poor alignment of the liquid crystal, TFT malfunction, insufficient voltage control, especially such a color filter using a resin black matrix, Not yet commercialized.

即ち、本発明の目的は、液晶の配向不良やTFTの動作不良、電圧制御不足による表示品質の低下を起こさない、信頼性の高い高品質のカラーフィルターを提供することに存する。本発明の他の目的は、かかる高品質のカラーフィルターを、ブラックマトリックスを顔料分散法で形成する方法により、従来のクロムブラックマトリックスに比較し十分高い生産性および低コストで工業的有利に製造することに存する。   That is, an object of the present invention is to provide a reliable and high-quality color filter that does not cause deterioration in display quality due to poor alignment of liquid crystals, defective TFT operation, or insufficient voltage control. Another object of the present invention is to produce such a high-quality color filter industrially advantageously by a method of forming a black matrix by a pigment dispersion method with sufficiently high productivity and low cost as compared with a conventional chromium black matrix. That is true.

本発明者等は、かかる従来のカラーフィルターの有する課題を解決すべく鋭意検討した結果、透明基板上に形成する3原色画素内に膜厚差が存することに着目し、この膜厚差を0.6μm以下とすることにより、上記の問題が解消された高品質のカラーフィルターとし得ることを見出し、本発明カラーフィルターに到達した。また、顔料分散法でブラックマトリックスを形成する際、該ブラックマトリックス形成用の顔料含有樹脂膜の乾燥後の膜厚が1.5μm以下となる様に透明基板上に感光性樹脂組成物を塗布し、該3原色画素を、画素内の膜厚差が0.6μm以下となる様に形成することにより、かかる高品質のカラーフィルターを工業的有利に製造可能であることを見出し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies to solve the problems of the conventional color filter, the present inventors paid attention to the fact that there is a film thickness difference in the three primary color pixels formed on the transparent substrate. It was found that by setting the thickness to 6 μm or less, a high-quality color filter in which the above-described problems were solved could be obtained, and the present color filter was reached. In addition, when forming a black matrix by the pigment dispersion method, the photosensitive resin composition is applied on a transparent substrate so that the thickness of the pigment-containing resin film for forming the black matrix after drying is 1.5 μm or less. It has been found that by forming the three primary color pixels so that the film thickness difference within the pixel is 0.6 μm or less, such a high-quality color filter can be produced industrially advantageously, and the present invention has been achieved. did.

即ち、本発明の要旨は、透明基板上に遮光性画素および3原色画素が形成されてなるカラーフィルターであって、該3原色画素は画素内の膜厚差が0.6μm以下であることを特徴とするカラーフィルター、および透明基板上に遮光性画素および3原色画素が形成されてなるカラーフィルターの製造方法において、該遮光性画素を1)顔料を含有する感光性樹脂組成物を該透明基板上に塗布し、乾燥して顔料含有樹脂膜を形成する工程、2)該顔料含有樹脂膜をマスクを通して露光する工程および3)該顔料含有樹脂膜の未露光部分を溶解させる液体により現像する工程により形成した後、3原色画素を形成する方法であって、該顔料含有樹脂膜の乾燥後の膜厚が1.5μm以下となる様に感光性樹脂組成物を塗布し、該3原色画素を、画素内の膜厚差が0.6μm以下となる様に形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法に存する。   That is, the gist of the present invention is a color filter in which a light-shielding pixel and three primary color pixels are formed on a transparent substrate, and the film thickness difference in the three primary color pixels is 0.6 μm or less. In a color filter having a feature and a method for producing a color filter in which a light-shielding pixel and three primary color pixels are formed on a transparent substrate, the light-shielding pixel is 1) a photosensitive resin composition containing a pigment. A step of coating on and drying to form a pigment-containing resin film, 2) a step of exposing the pigment-containing resin film through a mask, and 3) a step of developing with a liquid that dissolves an unexposed portion of the pigment-containing resin film After forming the three primary color pixels, the photosensitive resin composition is applied so that the thickness of the pigment-containing resin film after drying is 1.5 μm or less. , In pixel The color filter manufacturing method is characterized in that the film thickness difference is 0.6 μm or less.

本発明カラーフィルターは、液晶の配向不良やTFTの動作不良、電圧制御不足による表示品質低下がない等信頼性が高く、高品質である。本発明方法によれば、かかる高品質、高信頼性のカラーフィルターを、工業的有利に提供することができる。   The color filter of the present invention has high reliability and high quality such that there is no deterioration in display quality due to poor alignment of liquid crystals, defective TFT operation, and insufficient voltage control. According to the method of the present invention, such a high-quality, high-reliability color filter can be provided industrially advantageously.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明のカラーフィルターに使用する透明基板としてはポリカーボネート、PMMA等のプラスチックやガラス等が使用可能であるが、熱膨張率、耐薬品性等の観点からガラスを用いた方が好ましい。ガラスはTFT、MIM、STN等の液晶表示素子種類に応じてアルカリガラス、無アルカリガラス等を選択するのが好ましい。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. As the transparent substrate used in the color filter of the present invention, plastics such as polycarbonate and PMMA, glass, and the like can be used, but it is preferable to use glass from the viewpoint of the coefficient of thermal expansion and chemical resistance. The glass is preferably selected from alkali glass, non-alkali glass and the like according to the type of liquid crystal display element such as TFT, MIM, STN and the like.

この透明基板上に樹脂ブラックマトリックスを形成するためには、黒色顔料と樹脂を含む組成物を塗布すれば良く、その組成は特に限定されないが、黒色顔料を配合した感光性樹脂組成物であるブラックレジストを塗布するのが有利である。ブラックレジストは重合型、光2量化型、化学増幅型、光溶解型等種々のタイプのものが使用可能であるが、感度、顔料分散性、耐熱性、耐薬品性等の観点から光重合型のブラックレジストを用いるのが好ましい。   In order to form a resin black matrix on this transparent substrate, a composition containing a black pigment and a resin may be applied, and the composition is not particularly limited. However, black is a photosensitive resin composition containing a black pigment. It is advantageous to apply a resist. Various types of black resists such as polymerization type, light dimerization type, chemical amplification type, and light dissolution type can be used, but photopolymerization type from the viewpoint of sensitivity, pigment dispersibility, heat resistance, chemical resistance, etc. It is preferable to use a black resist.

重合型のブラックレジストは、少なくとも重合開始剤、該重合開始剤の作用により硬化するモノマーおよび黒色顔料を含有し、そのほかにバインダー樹脂および溶剤等を必要に応じて含んでいてもよい重合性組成物からなるものであり、それぞれの成分について好ましい選択手法について以下に説明する。バインダー樹脂は塗膜形成機能を有するものであれば使用可能であり、例えば、
1)ポリオレフィン系ポリマー
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン等
2)ジエン系ポリマー
ポリブタジエン、ポリイソプレン等
3)共役ポリエン構造を有するポリマー
ポリアセチレン系ポリマー、ポリフェニレン系ポリマー等
4)ビニルポリマー
ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルフェノール等
5)ポリエーテル
ポリフェニレンエーテル、ポリオキシラン、ポリオキセタン、ポリテトラヒドロフラン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール等
6)フェノール樹脂
ノボラック樹脂、レゾール樹脂等
7)ポリエステル
ポリエチレンテレフタレート、ポリフェノールフタレインテレフタレート、ポリカーボネート、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等
8)ポリアミド
ナイロン−6、ナイロン66、水溶性ナイロン、ポリフェニレンアミド等
9)ポリペプチド
ゼラチン、カゼイン等
10)エポキシ樹脂およびその変性物
ノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールエポキシ樹脂、ノボラックエポキシアクリレートおよび酸無水物による変性樹脂等
11)その他
ポリウレタン、ポリイミド、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイミダゾール、ポリオキサゾール、ポリピロール、ポリアニリン、ポリスルフィド、ポリスルホン、セルロース類等
が挙げられる。
The polymerizable black resist contains at least a polymerization initiator, a monomer that cures by the action of the polymerization initiator, and a black pigment, and may further contain a binder resin, a solvent, and the like as necessary. A preferable selection method for each component will be described below. The binder resin can be used if it has a coating film forming function, for example,
1) Polyolefin polymer polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, etc. 2) Diene polymer polybutadiene, polyisoprene, etc. 3) Polymer polyacetylene polymer having conjugated polyene structure, polyphenylene polymer, etc. 4) Vinyl polymer Polyvinyl chloride, polystyrene, vinyl acetate , Polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylic acid ester, polyacrylamide, polyacrylonitrile, polyvinylphenol, etc. 5) Polyether polyphenylene ether, polyoxirane, polyoxetane, polytetrahydrofuran, polyether ketone, polyether ether ketone, polyacetal, etc. 6 ) Phenol resin novolak resin, resole resin, etc. 7) Polyester polyethylene terephthalate, polyphenol Phthalein terephthalate, polycarbonate, alkyd resin, unsaturated polyester resin, etc. 8) Polyamide nylon-6, nylon 66, water-soluble nylon, polyphenyleneamide, etc. 9) Polypeptide gelatin, casein, etc. 10) Epoxy resin and its modified novolak epoxy resin 11) Other polyurethane, polyimide, melamine resin, urea resin, polyimidazole, polyoxazole, polypyrrole, polyaniline, polysulfide, polysulfone, celluloses and the like.

これらの樹脂の中では公害防止の観点から、アルカリ可溶性の樹脂が好ましく、その様な樹脂としては、樹脂側鎖または主鎖にカルボキシル基あるいはフェノール性水酸基等を有するものが挙げられる。特にカルボキシル基を有する樹脂、例えば、アクリル酸(共)重合体、スチレン/無水マレイン酸樹脂、ノボラックエポキシアクリレートの酸無水物変性樹脂等は高アルカリ現像性なので好ましい。   Among these resins, alkali-soluble resins are preferable from the viewpoint of pollution prevention, and examples of such resins include those having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group in the resin side chain or main chain. In particular, a resin having a carboxyl group, for example, an acrylic acid (co) polymer, a styrene / maleic anhydride resin, an acid anhydride-modified resin of novolak epoxy acrylate, and the like are preferable because of high alkali developability.

さらに、アクリル樹脂は現像性に優れているので好ましく、その共重合体は様々なモノマーを選択して重合が可能なため、性能および製造制御の観点からより好ましい。より具体的にはカルボキシル基を含有するアクリル樹脂は、例えば、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、などのカルボキシル基を有するモノマーとスチレン、α−メチルスチレン、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、エチルアクリル酸グリシジル、クロトン酸グリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸クロライド、ベンジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N−メチロールアクリルアミド、N,Nジメチルアクリルアミド、N−メタクリロイルモルホリン、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、などのコモノマーを共重合させたポリマーが挙げられる。中でも好ましいのは、構成モノマーとして少なくとも(メタ)アクリル酸あるいは(メタ)アクリル酸アルキルエーテルを含有するアクリル樹脂であり、さらに好ましくは(メタ)アクリル酸およびスチレンを含有するアクリル樹脂である。   Furthermore, an acrylic resin is preferable because it is excellent in developability, and a copolymer thereof is more preferable from the viewpoint of performance and production control because various monomers can be selected and polymerized. More specifically, the acrylic resin containing a carboxyl group is, for example, a monomer having a carboxyl group such as (meth) acrylic acid, (anhydrous) maleic acid, crotonic acid, itaconic acid, fumaric acid, styrene, α-methyl, etc. Styrene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, vinyl acetate, acrylonitrile, (meth) acrylamide, glycidyl (meth) ) Acrylate, allyl glycidyl ether, glycidyl ethyl acrylate, glycidyl crotonic acid ether, (meth) acrylic acid chloride, benzyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, N-methylol acrylamide, N, N dimethylacrylamid , N- methacryloyl morpholine, N, N- dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N- dimethylaminoethyl acrylamide, polymers obtained by copolymerizing comonomers such. Among them, an acrylic resin containing at least (meth) acrylic acid or (meth) acrylic acid alkyl ether as a constituent monomer is preferable, and an acrylic resin containing (meth) acrylic acid and styrene is more preferable.

また、これらの樹脂は樹脂側鎖にエチレン性二重結合を付加させることもできる。樹脂側鎖に二重結合を付与することにより光硬化性が高まるため、解像性、密着性をさらに向上させることができ好ましい。エチレン性二重結合を導入する合成手段として、例えば、特公昭50−34443、特公昭50−34444などに記載の方法等が挙げられる。具体的には、カルボキシル基や水酸基にグリシジル基、エポキシシクロヘキシル基および(メタ)アクリロイル基を併せ持つ化合物やアクリル酸クロライドなどを反応させる方法が挙げられる。例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、α−エチルアクリル酸グリシジル、クロトニルグリシジルエーテル、(イソ)クロトン酸グリシジルエーテル、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸クロライド、(メタ)アリルクロライドなどの化合物を使用し、カルボキシル基や水酸基を有する樹脂に反応させることにより側鎖に重合基を有する樹脂を得ることができる。特に、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレートを反応させた樹脂が好ましい。   Moreover, these resins can also add an ethylenic double bond to the resin side chain. Since the photocurability is increased by imparting a double bond to the resin side chain, the resolution and adhesion can be further improved, which is preferable. Examples of the synthesis means for introducing an ethylenic double bond include the methods described in JP-B-50-34443, JP-B-50-34444, and the like. Specific examples include a method of reacting a compound having both a glycidyl group, an epoxycyclohexyl group and a (meth) acryloyl group with a carboxyl group or a hydroxyl group, or acrylic acid chloride. For example, glycidyl (meth) acrylate, allyl glycidyl ether, glycidyl α-ethyl acrylate, crotonyl glycidyl ether, (iso) crotonic acid glycidyl ether, (3,4-epoxycyclohexyl) methyl (meth) acrylate, (meth) By using a compound such as acrylic acid chloride or (meth) allyl chloride and reacting with a resin having a carboxyl group or a hydroxyl group, a resin having a polymer group in the side chain can be obtained. In particular, a resin obtained by reacting (3,4-epoxycyclohexyl) methyl (meth) acrylate is preferable.

なお、本明細書において、「(メタ)アクリル〜」、「(メタ)アクリレート」等は、「アクリル〜またはメタクリル〜」、「アクリレートまたはメタクリレート」等を意味するものとし、例えば「(メタ)アクリル酸」は「アクリル酸またはメタクリル酸」を意味するものとする。これらのアクリル樹脂のGPCで測定した重量平均分子量の好ましい範囲は1000〜100,000を超えると現像性が低下する傾向がある。また、カルボキシル基の好ましい含有量の範囲は酸価で5〜200である。酸価が5以下であるとアルカリ現像液に不溶となり、また、200を超えると感度が低下することがある。   In this specification, “(meth) acryl-”, “(meth) acrylate” and the like mean “acryl- or methacryl-”, “acrylate or methacrylate”, and the like, for example, “(meth) acryl” "Acid" shall mean "acrylic acid or methacrylic acid". When the preferable range of the weight average molecular weight measured by GPC of these acrylic resins exceeds 1000 to 100,000, the developability tends to decrease. Moreover, the range of preferable content of a carboxyl group is 5-200 in an acid value. When the acid value is 5 or less, it becomes insoluble in an alkaline developer, and when it exceeds 200, the sensitivity may be lowered.

重合開始剤の作用により硬化するモノマーとしては、公知のものがいずれも用い得るが、光重合開始剤の発生するラジカルの作用によりラジカル重合するモノマーが好ましい。代表的例としては、エチレン性二重結合を有するモノマーが挙げられ、より具体的には、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、ラウリルアクリレート、セチルアクリレート、ステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボニルアクリレート、ベンジルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフリルアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、モルホリノエチルメタクリレート、トリフルオロエチルアクリレート、トリフルオロエチルメタクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフロオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ヘプタデカフルオロドデシルアクリレート、トリメチルシロキシエチルメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、グリセリンメタクリレートアクリレート、ビスフェノールA、エチレンオキサイド付加物ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加トリアクリレート、グリセリンプロピレンオキサイド付加トリアクリレート、トリスアクリロイルオキシエチルフォスフェート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ノボラックエポキシのアクリル酸変性物、ノボラックエポキシのアクリル酸および酸無水物の変性物、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、アクリル化イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ウレタンアクリレート、不飽和ポリエステルアクリレートなどが挙げられる。   As the monomer that is cured by the action of the polymerization initiator, any known monomer can be used, but a monomer that undergoes radical polymerization by the action of a radical generated by the photopolymerization initiator is preferred. Typical examples include monomers having an ethylenic double bond, and more specifically, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, lauryl acrylate, cetyl acrylate, stearyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, benzyl acrylate. 2-methoxyethyl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, ethyl carbitol acrylate, phenoxyethyl acrylate, tetrahydrofuryl acrylate, phenoxy polyethylene glycol acrylate, methoxypropylene glycol acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2- Acryloyloxyethyl hydrogen phthalate, 2-acryloyloxypropyl Idrogen phthalate, 2-acryloyloxypropyl hydrogen phthalate, 2-acryloyloxypropyl tetrahydrohydrogen phthalate, morpholinoethyl methacrylate, trifluoroethyl acrylate, trifluoroethyl methacrylate, tetrafluoropropyl (meth) acrylate, hexafluoropropyl (meth) Acrylate, octafluoropentyl (meth) acrylate, heptadecafluorododecyl acrylate, trimethylsiloxyethyl methacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, neopentyl Glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol Diacrylate, propylene glycol diacrylate, glycerin methacrylate acrylate, bisphenol A, ethylene oxide adduct diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, trimethylolpropane ethylene oxide addition triacrylate, glycerin propylene Oxide-added triacrylate, trisacryloyloxyethyl phosphate, dipentaerythritol hexaacrylate, modified novolak epoxy with acrylic acid, modified novolac epoxy with acrylic acid and anhydride, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, acrylic Isocyanurate, dipentaerythritol mono Examples thereof include hydroxypentaacrylate, urethane acrylate, and unsaturated polyester acrylate.

これらのモノマーのなかではアクリルモノマー、特に3個以上の二重結合を有するアクリルモノマーが感度、皮膜強度、耐薬品性等の観点から好ましい。これらのモノマーは単独または複数組み合わせて使用される。重合開始剤としては光照射により不飽和化合物を重合させる活性化合物を生じさせるものが挙げられ、具体的には2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(p−カルボエトキシ)フェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(p−ブロモフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(o,p−ジクロロフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−ブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o,p−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(m−メトキシジフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−ニトロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−メチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、などのビイミダゾール誘導体、(4−メトキシフェニル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシナフチル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−((4−エトキシナフチル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−エトキシカルボニル−4−(4ーエトキシナフチル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、などのハロメチル化トリアジン誘導体、ハロメチル化オキサジアゾール誘導体、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル類、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、1ークロロアントラキノンなどのアントラキノン誘導体、ベンズアンスロン誘導体、ベンゾフェノン、4,4′−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(「ミヒラーズケトン」)、4,4′−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2ーメチルベンゾフェノン、3−メチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4−ブロモベンゾフェノン、2ーカルボキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン誘導体、2,2,−ジメトキシー2ーフェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、α−ヒドロキシ−2−メチルフェニルプロパノン、1−ヒドロキシ−1−メチルエチル−(p−イソプロピルフェニル)ケトン、1−ヒドロキシ−1−(p−ドデシルフェニル)ケトン、2−メチル−(4’−(メチルチオ)フェニル)−2−モルホリノ−1−プロパノン、1,1,1,−トリクロロメチル−(p−ブチルフェニル)ケトンなどのアセトフェノン誘導体、チオキサントン、2ーエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン2,4−ジイソプロピルオキサントンなどのチオキサントン誘導体、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジエチルアミノ安息香酸エチルなどの安息香酸エステル誘導体、9−フェニルアクリジン、9−(p−メトキシフェニル)アクリジンなどのアクリジン誘導体、9,10−ジメチルベンズフェナジンなどのフェナジン誘導体、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ジ−クロライド、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−フェニル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,5,6−テトラフルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,4,6−トリフルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−2,6−ジ−フルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−2,4−ジ−フルオロフェニ−1−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニ−1−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ti−ビス−2,6−ジ−フルオロフェニ−1−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ti−2,6−ジ−フルオロ−3−(ピル−1−イル)−フェニ−1−イルなどのチタノセン誘導体等が挙げられる。   Among these monomers, an acrylic monomer, particularly an acrylic monomer having 3 or more double bonds, is preferable from the viewpoints of sensitivity, film strength, chemical resistance, and the like. These monomers are used alone or in combination. Examples of the polymerization initiator include those that generate an active compound that polymerizes an unsaturated compound by light irradiation. Specifically, 2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′- Tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetra (p-carboethoxy) phenylbiimidazole, 2,2′-bis (o-chlorophenyl)- 4,4 ′, 5,5′-tetra (p-bromophenyl) biimidazole, 2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetra (o, p-dichlorophenyl) Biimidazole, 2,2′-bis (o-bromophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis (o, p-dichlorophenyl) -4,4 ′, 5,5'-teto Phenylbiimidazole, 2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetra (m-methoxydiphenyl) biimidazole, 2,2′-bis (o-nitrophenyl) -4 , 4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis (o-methylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, and other biimidazole derivatives, (4 -Methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxynaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-((4-ethoxynaphthyl) ) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-ethoxycarbonyl-4- (4-ethoxynaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s- Halomethylated triazine derivatives such as lyazine, halomethylated oxadiazole derivatives, benzoin such as benzoin methyl ether, benzoin phenyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin alkyl ethers, 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, Anthraquinone derivatives such as 2-t-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, benzanthrone derivatives, benzophenone, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone (“Michler's ketone”), 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 2-methylbenzophenone, 3-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 2-chlorobenzophenone, 4-bromobenzophenone Benzophenone derivatives such as 2-carboxybenzophenone, 2,2, -dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, α-hydroxy-2-methylphenylpropanone, 1-hydroxy -1-methylethyl- (p-isopropylphenyl) ketone, 1-hydroxy-1- (p-dodecylphenyl) ketone, 2-methyl- (4 ′-(methylthio) phenyl) -2-morpholino-1-propanone, Acetophenone derivatives such as 1,1,1, -trichloromethyl- (p-butylphenyl) ketone, thioxanthone, 2-ethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4- Diechi Thioxanthone derivatives such as thioxanthone 2,4-diisopropyl oxanthone, benzoic acid ester derivatives such as ethyl p-dimethylaminobenzoate and ethyl p-diethylaminobenzoate, 9-phenylacridine, 9- (p-methoxyphenyl) acridine and the like Acridine derivatives, phenazine derivatives such as 9,10-dimethylbenzphenazine, di-cyclopentadienyl-Ti-di-chloride, di-cyclopentadienyl-Ti-bis-phenyl, di-cyclopentadienyl-Ti- Bis-2,3,4,5,6-pentafluorophen-1-yl, di-cyclopentadienyl-Ti-bis-2,3,5,6-tetrafluorophen-1-yl, di-cyclo Pentadienyl-Ti-bis-2,4,6-trifluorophen-1-yl Di-cyclopentadienyl-Ti-2,6-di-fluorophen-1-yl, di-cyclopentadienyl-Ti-2,4-di-fluorophen-1-yl, di-methylcyclopenta Dienyl-Ti-bis-2,3,4,5,6-pentafluorophen-1-yl, di-methylcyclopentadienyl-Ti-bis-2,6-difluorophen-1-yl, And titanocene derivatives such as di-cyclopentadienyl-Ti-2,6-di-fluoro-3- (pyr-1-yl) -phen-1-yl.

これらの重合開始剤のなかではビイミダゾール誘導体、トリアジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チタノセン誘導体が高感度、高解像力であり好ましい。また、これらの重合開始剤は単独もしくは複数併用することも可能である。特に、ビイミダゾール誘導体、チタノセン誘導体の場合は複数の重合開始剤を併用するのが好ましく、好ましい併用例としては例えば、特公昭53−12802、特開平1−279903、特開平2−48664、特開平4−164902、特開平6−75373などが挙げられる。   Among these polymerization initiators, biimidazole derivatives, triazine derivatives, oxadiazole derivatives, and titanocene derivatives are preferable because of their high sensitivity and high resolution. These polymerization initiators can be used alone or in combination. In particular, in the case of a biimidazole derivative or a titanocene derivative, it is preferable to use a plurality of polymerization initiators together. Preferred examples of the combination are, for example, JP-B 53-12802, JP-A-1-279903, JP-A-2-48664, and JP-A-2-48664. 4-164902, JP-A-6-75373, and the like.

黒色顔料としては複数の有機顔料、例えば、赤色、緑色、青色等を混色して黒色とする手法があるが、高遮光性とするには多量の顔料を配合する必要がある。これに対してカーボンブラックは単独使用で十分な遮光性を有するため有機顔料の混色よりも好ましい。カーボンブラックとしては、例えば、三菱化学(株)製のカーボンブラック#2400、#2350、#2300、#2200、#1000、#980、#970、#960、#950、#900、#850、MCF88、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA220、IL30B、IL31B、IL7B、IL11B、IL52B、#4000、#4010、#55、#52、#50、#47、#45、#44、#40、#33、#32、#30、#20、#10、#5、CF9、#3050、#3150、#3250、#3750、#3950、ダイヤブラックA、ダイヤブラックN220M、ダイヤブラックN234、ダイヤブラックI、ダイヤブラックLI、ダイヤブラックII、ダイヤブラックN339、ダイヤブラックSH、ダイヤブラックSHA、ダイヤブラックLH、ダイヤブラックH、ダイヤブラックHA、ダイヤブラックSF、ダイヤブラックN550M、ダイヤブラックE、ダイヤブラックG、ダイヤブラックR、ダイヤブラックN760M、ダイヤブラックLR。キャンカーブ社製のカーボンブラックサーマックスN990、N991、N907、N908、N990、N991、N908。旭カーボン社製のカーボンブラック旭#80、旭#70、旭#70L、旭F−200、旭#66、旭#66HN、旭#60H、旭#60U、旭#60、旭#55、旭#50H、旭#51、旭#50U、旭#50、旭#35、旭#15、アサヒサーマル、デグサ社製のカーボンブラックColorBlack
Fw200、ColorBlackFw2、ColorBlack Fw2V、ColorBlack Fw1、ColorBlack Fw18、ColorBlack S170、ColorBlack
S160、SpecialBlack6、SpecialBlack5、SpecialBlack4、SpecialBlack4A、PrintexU、PrintexV、Printex140U、Printex140V等が挙げられる。これらのカーボンブラックのなかで比表面積が100m2/g以下でかつPHが2〜9の物性値を有するものが分散安定性が良好で且つ高遮光性であり特に好ましい。
As a black pigment, there is a method of mixing a plurality of organic pigments, for example, red, green, blue, etc. to make it black, but it is necessary to add a large amount of pigment in order to achieve high light shielding properties. On the other hand, carbon black is preferable to a mixed color of organic pigments because it has sufficient light shielding properties when used alone. Examples of the carbon black include carbon black # 2400, # 2350, # 2300, # 2200, # 1000, # 980, # 970, # 960, # 950, # 900, # 850, MCF88 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. # 650, MA600, MA7, MA8, MA11, MA100, MA220, IL30B, IL31B, IL7B, IL11B, IL52B, # 4000, # 4010, # 55, # 52, # 50, # 47, # 45, # 44, # 40, # 33, # 32, # 30, # 20, # 10, # 5, CF9, # 3050, # 3150, # 3250, # 3750, # 3950, Diamond Black A, Diamond Black N220M, Diamond Black N234, Diamond Black I, Diamond Black LI, Diamond Black II, Diamond Black N 39, Diablack SH, Diablack SHA, Diablack LH, Diablack H, Diablack HA, Diablack SF, Diablack N550M, Diablack E, Diablack G, Diablack R, Diablack N760M, Diablack LR. Carbon black thermax N990, N991, N907, N908, N990, N991, N908 made by Cancarb. Carbon black Asahi # 80, Asahi # 70, Asahi # 70L, Asahi F-200, Asahi # 66, Asahi # 66HN, Asahi # 60H, Asahi # 60U, Asahi # 60, Asahi # 55, Asahi # 50H, Asahi # 51, Asahi # 50U, Asahi # 50, Asahi # 35, Asahi # 15, Asahi Thermal, Degussa Carbon Black ColorBlack
Fw200, ColorBlackFw2, ColorBlack Fw2V, ColorBlack Fw1, ColorBlack Fw18, ColorBlack S170, ColorBlack
S160, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4, Special Black 4A, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, and the like. Among these carbon blacks, those having a specific surface area of 100 m <2> / g or less and a physical property value of PH of 2 to 9 are particularly preferable because of good dispersion stability and high light shielding properties.

尚、分散性の観点から、組成物中に分散剤を含有するのも有利である。分散剤としては、高分子分散剤が挙げられ、より具体的には、塩基性官能基を有するポリエステルまたはポリエーテルである。塩基性官能基はアミンで1〜100mgKOH/gの範囲のものが、分散安定性、現像性および解像性の点から好ましい。また、官能基は樹脂末端に存在するものが好ましい。分子量はポリスチレン換算の重量平均で1000〜100,000の範囲が、やはり分散安定性、現像性および解像性の点で好ましい。このような条件を満たす高分子分散剤として具体的にビックケミー社製のDisperbyk160、Disperbyk161、Disperbyk162、Disperbyk163、Disperbyk164、Disperbyk166;
ゼネカ社製のSOLSPERSE20000、SOLSPERSE24000、SOLSPERSE27000、SOLSPERSE28000等(いずれも商品名)の市販品が挙げられる。分散剤は顔料に対して、2〜50重量%程度である。分散剤の使用に際しては、これで顔料を予め分散処理し、組成物に配合する方法等があげられる。又、組成物中には塗布性改良の目的で、界面活性剤等の添加剤を含有していても良い。
From the viewpoint of dispersibility, it is advantageous to contain a dispersant in the composition. Examples of the dispersant include a polymer dispersant, and more specifically, a polyester or polyether having a basic functional group. The basic functional group is preferably an amine in the range of 1 to 100 mgKOH / g from the viewpoints of dispersion stability, developability and resolution. The functional group is preferably present at the resin terminal. The molecular weight is preferably in the range of 1000 to 100,000 in terms of polystyrene equivalent weight average in terms of dispersion stability, developability and resolution. Specific examples of the polymer dispersant satisfying such conditions include Disperbyk160, Disperbyk161, Disperbyk162, Disperbyk163, Disperbyk164, Disperbyk166 manufactured by BYK Chemie;
Commercial products such as SOLSPERSE 20000, SOL SPERSE 24000, SOL SPERSE 27000, SOL SPERSE 28000, etc. (all are trade names) manufactured by Zeneca. The dispersant is about 2 to 50% by weight based on the pigment. In using the dispersant, there is a method of dispersing the pigment in advance and blending it into the composition. Further, the composition may contain an additive such as a surfactant for the purpose of improving coatability.

本発明方法に、分散性、塗布性向上のため用いる溶剤としてはジイソプロピルエーテル、ミネラルスピリット、n−ペンタン、アミルエーテル、エチルカプリレート、n−ヘキサン、ジエチルエーテル、イソプレン、エチルイソブチルエーテル、ブチルステアレート、n−オクタン、バルソル#2、アプコ#18ソルベント、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、アプコシンナー、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロヘキセン、メチルノニルケトン、プロピルエーテル、ドデカン、Socal
solvent NO1およびNo2、アミルホルメート、ジヘキシルエーテル、ジイソプロピルケトン、ソルベッソ#150、(n,sec,t)−酢酸ブチル、ヘキセン、シェル
TS28 ソルベント、ブチルクロライド、エチルアミルケトン、エチルベンゾネート、アミルクロライド、エチレングリコーリジエチルエーテル、エチルオルソホルメート、メトキシメチルペンタノン、メチルブチルケトン、メチルヘキシルケトン、メチルイソブチレート、ベンゾニトリル、エチルプロピオネート、メチルセロソルブアセテート、メチルイソアミルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピルアセテート、アミルアセテート、アミルホルメート、ビシクロヘキシル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジペンテン、メトキシメチルペンタノール、メチルアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、プロピルプロピオネート、プロピレングリコール−t−ブチルエーテル、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、カルビトール、シクロヘキサノン、酢酸エチル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、、3−メトキシプロピオン酸、3−エトキシプロピオン酸、3−エトキシプロピオン酸メチルエチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、ジグライム、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールアセテート、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール−t−ブチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテートなどの有機溶剤が挙げられる。以上のの溶剤のなかからそれぞれ2種以上混合使用することも可能である。また、溶剤は沸点が100℃から200℃の範囲のものを選択するのが好ましい。より好ましくは120℃〜170℃の沸点をもつものである。
In the method of the present invention, diisopropyl ether, mineral spirit, n-pentane, amyl ether, ethyl caprylate, n-hexane, diethyl ether, isoprene, ethyl isobutyl ether, butyl stearate are used as solvents for improving dispersibility and coating properties. , N-octane, Barsol # 2, Apco # 18 solvent, diisobutylene, amyl acetate, butyl butyrate, apcocinner, butyl ether, diisobutyl ketone, methylcyclohexene, methyl nonyl ketone, propyl ether, dodecane, Socal
solvent NO1 and No2, amyl formate, dihexyl ether, diisopropyl ketone, Solvesso # 150, (n, sec, t) -butyl acetate, hexene, shell TS28 solvent, butyl chloride, ethyl amyl ketone, ethyl benzoate, amyl chloride, Ethylene glycol diethyl ether, ethyl orthoformate, methoxymethylpentanone, methyl butyl ketone, methyl hexyl ketone, methyl isobutyrate, benzonitrile, ethyl propionate, methyl cellosolve acetate, methyl isoamyl ketone, methyl isobutyl ketone, propyl Acetate, amyl acetate, amyl formate, bicyclohexyl, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipentene, methoxy Methylpentanol, methyl amyl ketone, methyl isopropyl ketone, propyl propionate, propylene glycol-t-butyl ether, methyl ethyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, carbitol, cyclohexanone, ethyl acetate, propylene glycol, propylene glycol monomethyl Ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, 3 -Methoxypro Pionic acid, 3-ethoxypropionic acid, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate , Diglyme, dipropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol acetate, ethyl carbitol, butyl carbitol, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol-t-butyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, tripropylene glycol methyl ether, 3- An organic solvent such as methyl-3-methoxybutyl acetate can be used. Two or more of these solvents can be used in combination. Further, it is preferable to select a solvent having a boiling point in the range of 100 ° C to 200 ° C. More preferably, it has a boiling point of 120 ° C to 170 ° C.

以上のバインダー樹脂、不飽和化合物、重合開始剤、黒色顔料の好ましい配合比率はバインダー樹脂が10から50wt%、不飽和化合物が5から35wt%、重合開始剤が0.1〜10wt%、黒色顔料が35から70wt%の範囲である。これら固形成分中、遮光性画素の光学濃度の点から黒色顔料含有量が40〜70wt%であるのが好ましく、より好ましくは45〜65wt%である。そしてこれらの固形分成分が10〜35wt%の範囲にはいるように溶剤を配合するのが好ましい。   The preferred blending ratio of the above binder resin, unsaturated compound, polymerization initiator and black pigment is 10 to 50 wt% for the binder resin, 5 to 35 wt% for the unsaturated compound, 0.1 to 10 wt% for the polymerization initiator, and black pigment. Is in the range of 35 to 70 wt%. Among these solid components, the black pigment content is preferably 40 to 70 wt%, more preferably 45 to 65 wt% from the viewpoint of the optical density of the light-shielding pixel. And it is preferable to mix | blend a solvent so that these solid content components may exist in the range of 10-35 wt%.

以上に説明したブラックレジストの塗布方法としてはロールコーター、カーテンコーター、スプレー塗布、ディップ、スピンコーター等公知の手段が好適に使用できるが、スピンコーターが塗膜の均一性が高いので好ましい。なかでもカップ回転式と呼ばれるスピンコーターは気流の影響を受けずに塗布でき、膜厚の均一性が高くより好ましい。   As the black resist coating method described above, known means such as a roll coater, curtain coater, spray coating, dip, and spin coater can be suitably used. However, a spin coater is preferred because the coating film has high uniformity. Among these, a spin coater called a cup rotation type can be applied without being affected by airflow, and is more preferable because of high uniformity of film thickness.

カップ回転式スピンコーターで塗布するときの好ましい条件は、回転数が200から3000rpm、回転時間が5秒から120秒の範囲である。こうしてブラックレジストを透明基板に塗布した後、レジスト膜中の残存有機溶媒を除去、乾燥するためプリベーク処理を行う。プリベークにはコンベクションオーブンやホットプレート等が好適に使用できる。ホットプレートの方がコンベクションオーブンよりも短時間でプリベーク処理ができるためより好ましい。ホットプレートで処理した場合の好ましい条件はプリベーク温度が50℃から150℃、プリベーク時間は15秒から3分の範囲である。ホットプレートでプリベークする場合にはガラス基板とホットプレートが直に接触させた場合には低めのプリベーク温度、プリベーク時間に設定することが可能であるが、基板からはみでたレジストがホットプレートを汚す恐れがあるため、若干の隙間をもってプリベークする処理方法であるプロキシベークがより好ましい。   The preferable conditions when coating with a cup-rotating spin coater are such that the rotation speed is 200 to 3000 rpm and the rotation time is 5 seconds to 120 seconds. Thus, after apply | coating a black resist to a transparent substrate, the prebaking process is performed in order to remove and dry the residual organic solvent in a resist film. A convection oven, a hot plate, or the like can be suitably used for pre-baking. A hot plate is more preferable because prebaking can be performed in a shorter time than a convection oven. The preferable conditions for the treatment with a hot plate are a pre-baking temperature of 50 ° C. to 150 ° C. and a pre-baking time of 15 seconds to 3 minutes. When pre-baking with a hot plate, it is possible to set a lower pre-bake temperature and pre-bake time when the glass substrate and the hot plate are in direct contact, but there is a risk that the resist exposed from the substrate will contaminate the hot plate. Therefore, proxy baking which is a processing method of pre-baking with a slight gap is more preferable.

ブラックマトリックスは、3原色画素間からのバックライトの漏れを防ぐという目的のためには十分な厚さが必要だが、本発明方法においては、かかる目的を達成する範囲内でブラックマトリックスは薄い方が好ましく、プリベーク後のブラックレジストの膜厚は1.5μm以下、より好ましくは1.2μm以下、さらに好ましくは1.0μm以下となる様にレジストを塗布することを特徴とする。また、ガラス基板全体でのブラックレジストの膜厚ばらつきは膜厚平均値の±0.3μm以下、より好ましくは±0.2μm以下、さらに好ましくは±0.1μm以下に抑える。   The black matrix is required to have a sufficient thickness for the purpose of preventing backlight leakage between the three primary color pixels. However, in the method of the present invention, the thinner the black matrix is within the range that achieves this purpose. Preferably, the resist is applied so that the film thickness of the black resist after pre-baking is 1.5 μm or less, more preferably 1.2 μm or less, and still more preferably 1.0 μm or less. Further, the film thickness variation of the black resist in the entire glass substrate is suppressed to ± 0.3 μm or less of the average film thickness, more preferably ± 0.2 μm or less, and further preferably ± 0.1 μm or less.

次に露光であるが、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、カーボンアーク燈等の紫外線を発する光源が使用できマスクを通してレジストは露光される。マスクに描かれた樹脂ブラックマトリックスパターンは通常、最小線幅が10から70μmの範囲、長手方向のピッチが100から700μm、短手方向のピッチが50から300μmのものである。   Next, as for exposure, a light source that emits ultraviolet light such as a high pressure mercury lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a xenon lamp, or a carbon arc lamp can be used, and the resist is exposed through a mask. The resin black matrix pattern drawn on the mask usually has a minimum line width of 10 to 70 μm, a longitudinal pitch of 100 to 700 μm, and a short side pitch of 50 to 300 μm.

露光方法には、マスクとレジスト膜を接触させるコンタクト露光とマスクとレジスト膜に僅かなギャップを設けて露光するプロキシ露光の2種の方法がある。コンタクト露光の方が高解像力となるがマスクにレジストが接触するときにダメージがでやすく、欠陥やゴミ等の問題がでやすいためプロキシ露光の方が好ましい。プロキシ露光では解像力の低下がなるべくで起こらないようレジスト膜とマスクのギャップ幅は500μm以下に設定するのが好ましい。また、レジスト膜の厚さは1.5μm以下に抑えると高解像力が得られる。   There are two types of exposure methods: contact exposure in which the mask and the resist film are in contact and proxy exposure in which the mask and the resist film are exposed with a slight gap. Although contact exposure provides higher resolution, proxy exposure is preferred because damage is likely to occur when the resist comes into contact with the mask and problems such as defects and dust are likely to occur. In proxy exposure, the gap width between the resist film and the mask is preferably set to 500 μm or less so that the resolution is not lowered as much as possible. Further, when the thickness of the resist film is suppressed to 1.5 μm or less, high resolution can be obtained.

現像は未露光部を溶解させる現像液をディップ、スプレー、パドルなどの方法で処理することにより行われる。現像液としてはメチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン等の有機溶剤も使用可能であるが、環境安全面、人体に対する毒性、火災の危険性などの面から好ましくなく、アルカリ水溶液を現像液に用いるのが好ましい。一例をあげるならば水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム、アンモニア水等の無機アルカリ水溶液、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液、ジエタノールアミン水溶液、トリエタノールアミン水溶液、コリン水溶液等の有機アルカリ水溶液等が挙げられる。   Development is performed by processing a developer that dissolves the unexposed area by a method such as dipping, spraying, or paddle. As the developer, organic solvents such as methyl ethyl ketone, acetone, and cyclohexanone can be used. However, it is not preferable from the viewpoint of environmental safety, toxicity to human body, fire risk, and the like, and an aqueous alkaline solution is preferably used as the developer. For example, organic solutions such as sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, sodium carbonate aqueous solution, potassium carbonate, aqueous ammonia, etc., inorganic alkali aqueous solution, tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, diethanolamine aqueous solution, triethanolamine aqueous solution, choline aqueous solution, etc. Alkaline aqueous solution etc. are mentioned.

アルカリの濃度は0.0001wt%から1wt%の範囲が好ましく、この範囲からはずれると、解像性の低下、フリンジの発生、地汚れ、レジストダメージ等が発生しやすくなる。また、アルカリ現像液にアニオン、カチオン、ノニオン、両性の界面活性剤を添加すると、地汚れや解像性等を向上させる効果があるため添加して使用するのが好ましい。特に、アニオン型およびノニオン型界面活性剤は効果が高いためより好ましい。界面活性剤の添加の好ましい範囲は0.0001wt%〜2wt%である。添加量が少ないと効果がでなくなり、また、多すぎても廃液処理等が困難となるため好ましくない。   The alkali concentration is preferably in the range of 0.0001 wt% to 1 wt%. If the alkali concentration is out of this range, resolution is deteriorated, fringes are generated, soiling, resist damage, etc. are likely to occur. Further, when an anionic, cationic, nonionic or amphoteric surfactant is added to the alkaline developer, it is preferable to add and use it because it has the effect of improving background stains and resolution. In particular, anionic and nonionic surfactants are more preferable because of their high effects. A preferable range of addition of the surfactant is 0.0001 wt% to 2 wt%. If the amount added is small, the effect is lost, and if it is too large, it is not preferable because it becomes difficult to treat the waste liquid.

現像温度は15℃から30℃の範囲が解像性、地汚れ、レジストダメージ、レジスト密着性の観点から好適である。現像後は直ぐに水等によりリンスするのが好ましい。現像液がレジスト膜に残存したまま乾燥すると、色むら、ピンホール、欠陥などがでやすくなる。乾燥はエアーナイフやIRオーブン等によりおこなえる。   The development temperature is preferably in the range of 15 ° C. to 30 ° C. from the viewpoint of resolution, ground stain, resist damage, and resist adhesion. Rinsing with water or the like is preferred immediately after development. If the developer is dried while remaining in the resist film, uneven color, pinholes, defects and the like are likely to occur. Drying can be performed with an air knife or an IR oven.

現像後の樹脂ブラックマトリックスは十分な硬化がまだ進んでいないので機械的強度、耐薬品性、密着性が不足した状態であり、さらに、熱硬化あるいは光硬化を行うことが好ましい。ブラックマトリックスは光透過性に乏しいため、光硬化でレジスト膜全体を均一に硬化させるのはかなり困難である。光硬化は熱硬化よりも迅速な処理が可能となるが、均一硬化の観点から熱硬化を用いた方が好ましい。また、熱硬化ではプリベークと同じコンベクションオーブンあるいはホットプレートが使用でき製造設備面でのメリットもある。   Since the resin black matrix after development is not yet sufficiently cured, it is in a state where mechanical strength, chemical resistance and adhesion are insufficient, and it is preferable to perform heat curing or photocuring. Since the black matrix has poor light transmittance, it is quite difficult to uniformly cure the entire resist film by photocuring. Photocuring can be performed more rapidly than thermal curing, but it is preferable to use thermal curing from the viewpoint of uniform curing. Moreover, in the thermosetting, the same convection oven or hot plate as the pre-baking can be used, and there is an advantage in terms of manufacturing equipment.

熱硬化に必要な温度は150℃以上であり、特に好ましくは170℃から300℃の範囲である。150℃以上ないとレジスト膜の十分な硬化が期待できず、また、300℃以上の温度処理をおこなってもさらなる硬化は進まないため、生産性を考慮すると300℃以下の方が好ましい。熱硬化終了後の樹脂ブラックマトリックスの膜厚は1.2μm以下、光学濃度は2.8以上が必要である。より好ましくは膜厚が1.1μm以下、光学濃度は3.0以上である。なお、光学濃度はマクベス濃度計により測定できる。   The temperature required for thermosetting is 150 ° C. or higher, and particularly preferably in the range of 170 ° C. to 300 ° C. If the temperature is not lower than 150 ° C., sufficient curing of the resist film cannot be expected, and further curing does not proceed even if a temperature treatment of 300 ° C. or higher is performed. The film thickness of the resin black matrix after the thermosetting is required to be 1.2 μm or less and the optical density is 2.8 or more. More preferably, the film thickness is 1.1 μm or less and the optical density is 3.0 or more. The optical density can be measured with a Macbeth densitometer.

また、樹脂ブラックマトリックスのパターン断面形状は垂直もしくは順テーパーの形状のものが好ましい。パターン形状が逆テーパーになると3原色のカラーレジストを塗布したとき膜厚が不均一になり、3原色画素内の膜厚差が大きくなりやすい。パターン形状の制御はレジストの組成、プリベーク温度、露光条件、現像条件、熱硬化条件を適正化することにより達成することができる。   The pattern cross-sectional shape of the resin black matrix is preferably a vertical or forward tapered shape. If the pattern shape is inversely tapered, the film thickness becomes uneven when the three primary color resists are applied, and the film thickness difference in the three primary color pixels tends to increase. Control of the pattern shape can be achieved by optimizing the resist composition, pre-baking temperature, exposure conditions, development conditions, and thermosetting conditions.

次に、赤色、緑色、青色の3原色パターンを同様な手法に基づき形成する。3原色パターンを形成するためのカラーレジストにはブラックレジストと同じ重合性組成物が好適に使用できる。すなわち、バインダー樹脂、不飽和化合物、重合開始剤、顔料、溶剤からなる組成物において顔料の部分をアントラキノン顔料、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、イソインドリノン顔料等に変更したカラーレジストが使用できる。   Next, three primary color patterns of red, green, and blue are formed based on the same method. As the color resist for forming the three primary color patterns, the same polymerizable composition as that of the black resist can be preferably used. That is, a color resist in which a pigment portion is changed to an anthraquinone pigment, a phthalocyanine pigment, an azo pigment, an isoindolinone pigment or the like in a composition comprising a binder resin, an unsaturated compound, a polymerization initiator, a pigment, and a solvent can be used.

好適な配合比率はバインダー樹脂が15から60wt%、不飽和化合物が5から35wt%、重合開始剤が0.1から10wt%、顔料が15から50wt%である。カラーレジストは樹脂ブラックマトリックスの凹凸上に塗布されるため、ブラックレジスト以上のレベリング性が必要である。そのため、配合比率ではバインダー樹脂の比率をブラックレジストの組成比率より上げ、顔料の比率をさげたものが好ましい。さらに、0.001〜500ppm程度のフッ素系あるいはシリコン系レベリング剤を添加するとよりレベリング性が向上するため好ましい。   Suitable blending ratios are 15 to 60 wt% for the binder resin, 5 to 35 wt% for the unsaturated compound, 0.1 to 10 wt% for the polymerization initiator, and 15 to 50 wt% for the pigment. Since the color resist is applied on the unevenness of the resin black matrix, leveling performance higher than that of the black resist is required. For this reason, the blending ratio is preferably such that the ratio of the binder resin is higher than the composition ratio of the black resist and the ratio of the pigment is reduced. Furthermore, it is preferable to add a fluorine-based or silicon-based leveling agent of about 0.001 to 500 ppm because the leveling property is further improved.

塗布方法はカップ回転式スピンコーターが使用でき、ホットプレート等でカラーレジスト膜を乾燥させる。カラーレジスト膜の透明基板を基準とする乾燥膜厚(3原色画素の膜厚)は0.5から2.5μmの範囲にするのが好ましい。より好ましくは0.6から2.4μmの範囲である。厚さがこの範囲からずれると樹脂ブラックマトリックスの凹凸の影響を受け画素内膜厚ばらつきが大きくなる。特にブラックマトリックスの段差部ではカラーレジストの膜厚が周囲に比べ厚くなりやすかったり、一部カラーレジストが塗布されない部分がでやすくなる。   As a coating method, a cup rotating spin coater can be used, and the color resist film is dried with a hot plate or the like. The dry film thickness (film thickness of the three primary color pixels) based on the transparent substrate of the color resist film is preferably in the range of 0.5 to 2.5 μm. More preferably, it is in the range of 0.6 to 2.4 μm. If the thickness deviates from this range, the variation in the film thickness within the pixel increases due to the influence of the unevenness of the resin black matrix. In particular, at the stepped portion of the black matrix, the color resist film tends to be thicker than the surroundings, or a part where the color resist is not applied is easily formed.

露光および現像に関しては樹脂ブラックマトリックスと全く同一の条件が使用できる。現像終了後に得られたカラーパターンは樹脂ブラックマトリックスに重なって形成されているのが好ましく、その重なり幅は2μm以上、より好ましくは3μm以上である。カラーパターンが樹脂ブラックマトリックスに重ならずに形成された場合には、樹脂ブラックマトリックスおよびカラーパターンの密着性、耐薬品性等が十分に確保されないため信頼性が低下する傾向がある。また、カラーパターンの断面形状は順テーパーになっているのが好ましい。断面形状が垂直もしくは逆テーパーであるとITO等の配線をカラーフィルター上に施したとき、段差部分で断線が起こりやすくなる。特に、逆テーパーの断面形状では顕著に断線が起こる。パターン形状の制御についても樹脂ブラックマトリックスと同様の手法を用いることができる。カラーパターンについても現像後、光硬化あるいは熱硬化等の処理をするのが好ましい。カラーレジストの場合には光透過性が樹脂ブラックマトリックスに比べ高いため光硬化も好適に使用することができる。   For exposure and development, exactly the same conditions as for the resin black matrix can be used. The color pattern obtained after the development is preferably formed so as to overlap the resin black matrix, and the overlapping width is 2 μm or more, more preferably 3 μm or more. If the color pattern is formed without overlapping the resin black matrix, the adhesion and chemical resistance of the resin black matrix and the color pattern are not sufficiently ensured, and the reliability tends to be lowered. The cross-sectional shape of the color pattern is preferably a forward taper. When the cross-sectional shape is vertical or inversely tapered, disconnection is likely to occur at the stepped portion when wiring such as ITO is applied on the color filter. In particular, disconnection occurs remarkably in the cross-sectional shape of the reverse taper. A method similar to that for the resin black matrix can also be used for controlling the pattern shape. The color pattern is also preferably subjected to treatment such as photocuring or heat curing after development. In the case of a color resist, since light transmittance is higher than that of the resin black matrix, photocuring can be preferably used.

以上の方法により形成された3原色の画素内の最大膜厚と最小膜厚の膜厚差は0.6μm以下、好ましくは0.5μm以下、さらに好ましくは0.4μm以下である。なお、画素内の膜厚差とは、3原色のいずれの色においても一画素内の膜厚の最大値と最小値の差のことであって、本発明においては、かかる一画素内の膜厚差が、実質的に各色全ての画素について0.6μm以下であることを特徴とする。該膜厚差は触針型膜厚計や光干渉型膜厚計により測定が可能である。顔料分散法により形成される画素は、形状が非常によく揃っているので、これらの測定装置を用いて数個の画素について膜厚差が0.6μm以下であることを確認すれば、実質的に全画素の膜厚差が0.6μm以下であることを確認できたことになる。   The difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness in the pixels of the three primary colors formed by the above method is 0.6 μm or less, preferably 0.5 μm or less, and more preferably 0.4 μm or less. The film thickness difference within a pixel is the difference between the maximum value and the minimum value of the film thickness within one pixel in any of the three primary colors. In the present invention, the film thickness within such a pixel is the same. The thickness difference is substantially 0.6 μm or less for all the pixels of each color. The film thickness difference can be measured by a stylus type film thickness meter or a light interference type film thickness meter. Since the pixels formed by the pigment dispersion method are very well aligned, it is practical to confirm that the difference in film thickness is 0.6 μm or less for several pixels using these measuring devices. In other words, it was confirmed that the film thickness difference of all the pixels was 0.6 μm or less.

上述した様に、3原色画素はブラックマトリックスに重ねて形成され、多くの場合、重なり部分が膜厚最大で、中央部の膜厚が最小となる。樹脂ブラックマトリックスが形成されたカラーフィルターの場合、ブラックマトリックスが厚いために3原色画素の最大膜厚が大きくなりがちだが、上述した本発明方法によりブラックマトリックスの厚さを抑えることにより、3原色画素内の膜厚差を0.6以下とすることができる。   As described above, the three primary color pixels are formed so as to overlap the black matrix. In many cases, the overlapping portion has the maximum film thickness and the central portion has the minimum film thickness. In the case of a color filter in which a resin black matrix is formed, the maximum film thickness of the three primary color pixels tends to be large because the black matrix is thick, but by suppressing the thickness of the black matrix by the above-described method of the present invention, the three primary color pixels The film thickness difference can be 0.6 or less.

本カラーフィルターでは樹脂ブラックマトリックス、3原色パターンを保護するため、さらに保護膜を形成しても良い。保護膜にはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂等の公知の樹脂が使用可能である。以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   In this color filter, a protective film may be further formed to protect the resin black matrix and the three primary color patterns. A known resin such as an epoxy resin, an acrylic resin, or a polyimide resin can be used for the protective film. EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not limited to these Examples.

バインダー樹脂の合成酸価200、分子量5000のスチレン・アクリル酸樹脂20g、p−メトキシフェノール0.2g、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド0.2g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40gをフラスコに仕込み(3、4エポキシシクロヘキシル)メチルアクリレート7.6gを滴下し100℃の温度で30時間反応させた。反応液を水に再沈殿、乾燥させて樹脂を得た。KOHによる中和滴定をおこなったところ樹脂の酸価は80であった。
顔料インキの分散
1.黒色インキ
三菱化学(株)製のカーボンブラックMA−220、50gとビックケミー社製高分子分散剤BYK−161、10gに溶剤プロピレングリコールモノメチルエータルアセテート(PGMEA)、60gを混合、攪拌しミルベースを作った。このミルベースをペイントシェーカーで分散処理した。ビーズは粒径0.5mm、材質ジルコニアを用い、室温で4時間分散処理して黒色インキを得た。
2.カラーインキ
Synthetic acid number 200 of binder resin, molecular weight 5000 styrene / acrylic acid resin 20g, p-methoxyphenol 0.2g, dodecyltrimethylammonium chloride 0.2g, propylene glycol monomethyl ether acetate 40g were charged into a flask (3,4 epoxy cyclohexyl). ) 7.6 g of methyl acrylate was added dropwise and reacted at a temperature of 100 ° C. for 30 hours. The reaction solution was reprecipitated in water and dried to obtain a resin. When neutralization titration with KOH was performed, the acid value of the resin was 80.
Dispersion of pigment ink Black ink MA-220 (50 g) manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd. and BYK-161, 10 g of polymer dispersant BYK-Chemie Corporation are mixed with 60 g of the solvent propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and stirred to make a mill base. It was. This mill base was dispersed by a paint shaker. The beads were made of zirconia having a particle size of 0.5 mm and dispersed at room temperature for 4 hours to obtain black ink.
2. Color ink

Figure 2007102243
Figure 2007102243

表−1の割合でミルベースを作り、1と同様の方法で分散しカラーインキを得た。
ブラックレジストおよびカラーレジストの調合合成したバインダー樹脂および分散したブラックおよびカラーインキを用いて表−2の割合で調合してブラックレジストおよび赤、緑、青のカラーレジストを調合した。
(実施例1)360mm×460mm角、板厚1.1mmのガラス基板(コーニング社製7059)に表−2のブラックレジスト1をカップ回転式スピンコーターで塗布回転数は600rpm、塗布時間は30秒の条件で塗布した。
A mill base was prepared at the ratio shown in Table 1 and dispersed in the same manner as in 1 to obtain a color ink.
Preparation of Black Resist and Color Resist Black resist and red, green, and blue color resists were prepared using the synthesized binder resin and dispersed black and color inks in the proportions shown in Table-2.
(Example 1) 360 mm × 460 mm square, 1.1 mm plate thickness (7059 manufactured by Corning Co., Ltd.) The black resist 1 of Table-2 was applied with a cup-rotating spin coater at a rotation speed of 600 rpm and a coating time of 30 seconds. It apply | coated on the conditions of.

この塗布基板を2mmのギャップをあけてホットプレートで80℃、60秒間プリベークを行った。乾燥後のレジスト膜厚をα−ステップ(テンコール社製)で測定したところ1.0μmであった。次に、マスクを通して高圧水銀灯を有する露光装置で2000mj/cm2露光した。マスクはブラックマトリックスの線幅が30μm、長手方向のピッチが350μm、短手方向のピッチが120μmの格子状のパターンで、カラーフィルターのサイズ10.4インチが4面形成されたものを使用した。   This coated substrate was pre-baked with a hot plate at 80 ° C. for 60 seconds with a gap of 2 mm. It was 1.0 micrometer when the resist film thickness after drying was measured by the alpha step (made by Tencor Corporation). Next, it was exposed to 2000 mj / cm @ 2 with an exposure apparatus having a high-pressure mercury lamp through a mask. The mask used was a grid-like pattern with a black matrix line width of 30 μm, a longitudinal pitch of 350 μm, and a lateral pitch of 120 μm, on which four color filter sizes of 10.4 inches were formed.

現像は水酸化カリウム0.01wt%、エマルゲンA−60、0.01wt%(花王社製ノニオン型界面活性剤)を含有するアルカリ現像水溶液で現像した。現像液温度23℃でスプレーで30秒間現像を行った。現像を行った後直ぐに純水でリンスし、エアーナイフにより乾燥を行った。熱硬化はコンベクションオーブンで250℃、30分間行った。熱硬化後のレジスト膜厚は0.97μmであった。また、マクベス濃度計により光学濃度を測定したところODは3.5であった。また、SEMにてレジストの断面形状を測定したところほぼ垂直であった。   Development was carried out with an alkaline developing aqueous solution containing potassium hydroxide 0.01 wt%, Emulgen A-60, 0.01 wt% (non-ionic surfactant manufactured by Kao Corporation). Development was performed by spraying at a developer temperature of 23 ° C. for 30 seconds. Immediately after development, the substrate was rinsed with pure water and dried with an air knife. Thermal curing was performed in a convection oven at 250 ° C. for 30 minutes. The resist film thickness after thermosetting was 0.97 μm. Further, when the optical density was measured with a Macbeth densitometer, the OD was 3.5. Further, when the cross-sectional shape of the resist was measured by SEM, it was almost vertical.

次に赤レジストを樹脂ブラックマトリックスが形成されたガラス基板上にカップ回転式スピンコーターで塗布回転数は400rpm、塗布時間は30秒の条件で塗布した。この塗布基板を2mmのギャップをあけてホットプレートで80℃、60秒間プリベークを行った。乾燥後のレジスト膜厚をα−ステップ(テンコール社製)で測定したところ1.5μmであった。その後、マスクを通して高圧水銀灯を有する露光装置で200mj/cm2露光した。マスクはストライプ状のもので赤レジストパターン端部が10μmづつブラックマトリックスにかかるものを用いた。   Next, a red resist was applied on a glass substrate on which a resin black matrix was formed with a cup rotation type spin coater under a coating rotation speed of 400 rpm and a coating time of 30 seconds. This coated substrate was pre-baked with a hot plate at 80 ° C. for 60 seconds with a gap of 2 mm. When the resist film thickness after drying was measured by α-step (manufactured by Tencor), it was 1.5 μm. Thereafter, exposure was performed at 200 mj / cm @ 2 with an exposure apparatus having a high-pressure mercury lamp through a mask. The mask used was a stripe-shaped mask with the red resist pattern edges covering the black matrix every 10 μm.

現像は水酸化カリウム0.05wt%、エマルゲンA−60、0.01wt%(花王社製ノニオン型界面活性剤)を含有するアルカリ現像水溶液で現像した。現像液温度23℃でスプレーで30秒間現像を行った。現像を行った後直ぐに純水でリンスし、エアーナイフにより乾燥を行った。熱硬化はコンベクションオーブンで250℃、30分間行った。熱硬化後の赤画素内のレジスト最大膜厚は樹脂ブラックマトリックスにかかった部分で1.8μm、また、最小膜厚は1.40μmで膜厚差は0.4μmであった。また、SEMで赤レジストパターンの断面形状を測定したところ順テーパーであった。   Development was carried out with an aqueous alkaline developer solution containing 0.05 wt% potassium hydroxide, Emulgen A-60, 0.01 wt% (Kao Corporation nonionic surfactant). Development was performed by spraying at a developer temperature of 23 ° C. for 30 seconds. Immediately after development, the substrate was rinsed with pure water and dried with an air knife. Thermal curing was performed in a convection oven at 250 ° C. for 30 minutes. The maximum resist film thickness in the red pixel after thermosetting was 1.8 μm at the portion covering the resin black matrix, the minimum film thickness was 1.40 μm, and the film thickness difference was 0.4 μm. Moreover, when the cross-sectional shape of the red resist pattern was measured by SEM, it was a forward taper.

同じ条件で緑レジストパターン、青レジストパターンを順次形成した。熱硬化後の緑および青画素内のレジスト最大膜厚はともに樹脂ブラックマトリックスにかかった部分で1.8μm、また、最小膜厚は1.40μmで膜厚差は0.4μmであった。また、SEMでレジストパターンの断面形状を測定したところ緑および青パターンとも順テーパーであった。   A green resist pattern and a blue resist pattern were sequentially formed under the same conditions. The maximum resist film thickness in the green and blue pixels after thermosetting was 1.8 μm at the portion covered with the resin black matrix, the minimum film thickness was 1.40 μm, and the film thickness difference was 0.4 μm. Moreover, when the cross-sectional shape of the resist pattern was measured by SEM, both the green and blue patterns were forward tapered.

このカラーフィルターを用いてTFTの液晶表示素子を作成した場合、電圧制御が容易であり表示品質も良好であった。
(実施例2)ブラックレジストの塗布膜厚(乾燥後)を0.8μmとなるようにした以外は実施例1と同様にして樹脂ブラックマトリックスを形成した。熱硬化後の膜厚は0.78μmであり、光学濃度はODで2.8であった。
When a TFT liquid crystal display element was produced using this color filter, voltage control was easy and display quality was good.
Example 2 A resin black matrix was formed in the same manner as in Example 1 except that the coating thickness (after drying) of the black resist was 0.8 μm. The film thickness after thermosetting was 0.78 μm, and the optical density was 2.8 in OD.

3原色パターンについても実施例1と同様にして形成したところ、レジスト最大膜厚はともに樹脂ブラックマトリックスにかかった部分で1.75μm、また、最小膜厚は1.40μmで膜厚差は0.35μmであった。また、SEMでレジストパターンの断面形状を測定した。
(比較例1)表−2のブラックレジスト2を使用し、レジスト膜厚を1.7μmとなるように塗布した以外は実施例1と同様に樹脂ブラックマトリックスを形成した。
The three primary color patterns were also formed in the same manner as in Example 1. As a result, the maximum resist film thickness was 1.75 μm at the portion covered with the resin black matrix, the minimum film thickness was 1.40 μm, and the film thickness difference was 0.3. It was 35 μm. Moreover, the cross-sectional shape of the resist pattern was measured by SEM.
Comparative Example 1 A resin black matrix was formed in the same manner as in Example 1 except that the black resist 2 shown in Table 2 was used and the resist film thickness was 1.7 μm.

熱硬化後のレジスト膜厚は1.65μmで、光学濃度はODで3.5であった。また、レジストパターンの断面形状は垂直であった。次に、3原色パターンを実施例1と同様に形成した。赤、緑、青のレジスト最大膜厚はともに樹脂ブラックマトリックスにかかった部分で2.2μm、また、最小膜厚は1.40μmで膜厚差は0.8μmであった。樹脂ブラックマトリックス近傍の3原色パターンの一部に白抜けが発生した。このカラーフィルターを用いて液晶表示素子を作成した場合、電圧制御が困難であり、また、一部に光漏れが生じていることから、表示品質は不良であった。   The resist film thickness after thermosetting was 1.65 μm, and the optical density was 3.5 in OD. Further, the cross-sectional shape of the resist pattern was vertical. Next, three primary color patterns were formed in the same manner as in Example 1. The maximum resist film thicknesses of red, green, and blue were all 2.2 μm at the portion covering the resin black matrix, the minimum film thickness was 1.40 μm, and the film thickness difference was 0.8 μm. White spots occurred in a part of the three primary color patterns near the resin black matrix. When a liquid crystal display element is produced using this color filter, voltage control is difficult, and light leakage is caused in part, resulting in poor display quality.

Figure 2007102243
Figure 2007102243

Claims (15)

透明基板上に遮光性画素および3原色画素が形成されてなるカラーフィルターであって、該3原色画素は画素内の膜厚差が0.6μm以下であることを特徴とするカラーフィルター。   A color filter comprising a light-shielding pixel and three primary color pixels formed on a transparent substrate, wherein the three primary color pixels have a film thickness difference of 0.6 μm or less within the pixel. 該3原色画素の膜厚が0.5〜2.5μmの範囲である請求項1のカラーフィルター。   2. The color filter according to claim 1, wherein the film thickness of the three primary color pixels is in the range of 0.5 to 2.5 [mu] m. 該遮光性画素が黒色顔料を含有する樹脂からなる請求項1または2のカラーフィルター。   The color filter according to claim 1 or 2, wherein the light-shielding pixel is made of a resin containing a black pigment. 該遮光性画素の黒色顔料がカーボンブラックである請求項3のカラーフィルター。   The color filter according to claim 3, wherein the black pigment of the light-shielding pixel is carbon black. 該遮光性画素が顔料分散法で形成されたものである請求項3または4のカラーフィルター。   The color filter according to claim 3 or 4, wherein the light-shielding pixel is formed by a pigment dispersion method. 該遮光性画素は膜厚が1.2μm以下で且つ光学濃度が2.8以上である請求項1〜5のいずれかのカラーフィルター。   The color filter according to claim 1, wherein the light-shielding pixel has a film thickness of 1.2 μm or less and an optical density of 2.8 or more. 該3原色の画素が該遮光性画素上に一部重なって形成され、該遮光性画素と該3原色の画素の重なる幅が少なくとも2μm以上である請求項1〜6のカラーフィルター。   The color filter according to any one of claims 1 to 6, wherein the pixels of the three primary colors are partially overlapped with the light-shielding pixels, and the overlapping width of the light-shielding pixels and the pixels of the three primary colors is at least 2 µm or more. 透明基板上に遮光性画素および3原色画素が形成されてなるカラーフィルターの製造方法において、該遮光性画素を1)顔料を含有する感光性樹脂組成物を該透明基板上に塗布し、乾燥して顔料含有樹脂膜を形成する工程、2)該顔料含有樹脂膜をマスクを通して露光する工程および3)該顔料含有樹脂膜の未露光部分を溶解させる液体により現像する工程により形成した後、3原色画素を形成する方法であって、該顔料含有樹脂膜の乾燥後の膜厚が1.5μm以下となる様に感光性樹脂組成物を塗布し、該3原色画素を、画素内の膜厚差が0.6μm以下となる様に形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。   In a method for producing a color filter in which a light-shielding pixel and three primary color pixels are formed on a transparent substrate, the light-shielding pixel is coated with 1) a photosensitive resin composition containing a pigment on the transparent substrate and dried. Forming a pigment-containing resin film, 2) exposing the pigment-containing resin film through a mask, and 3) developing with a liquid that dissolves an unexposed portion of the pigment-containing resin film. A method of forming a pixel, wherein a photosensitive resin composition is applied so that the thickness of the pigment-containing resin film after drying is 1.5 μm or less, and the three primary color pixels are subjected to a film thickness difference within the pixel. A method for producing a color filter, wherein the thickness is 0.6 μm or less. カーボンブラックを含有する感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布し、乾燥して遮光性画素を形成する請求項8のカラーフィルターの製造方法。   The method for producing a color filter according to claim 8, wherein a photosensitive resin composition containing carbon black is applied on a transparent substrate and dried to form a light-shielding pixel. 3原色画素が、遮光性画素上に、重なり幅が2μm以上となる様に形成する請求項8または9のカラーフィルターの製造方法。   The method for producing a color filter according to claim 8 or 9, wherein the three primary color pixels are formed on the light-shielding pixels so that the overlapping width is 2 μm or more. 現像液がアニオンまたはノニオン型界面活性剤を含有するアルカリ水溶液である請求項8〜10のいずれかのカラーフィルターの製造方法。   The method for producing a color filter according to any one of claims 8 to 10, wherein the developer is an alkaline aqueous solution containing an anionic or nonionic surfactant. 現像液のアルカリ濃度が0.0001wt%から1wt%、界面活性剤濃度が0.0001wt%から2wt%の範囲にある請求項8〜11のいずれかのカラーフィルターの製造方法。   The method for producing a color filter according to claim 8, wherein the alkali concentration of the developer is in the range of 0.0001 wt% to 1 wt% and the surfactant concentration is in the range of 0.0001 wt% to 2 wt%. 現像後に紫外光または熱により顔料含有樹脂膜を硬化させる処理を施す請求項8〜12のカラーフィルターの製造方法。   The method for producing a color filter according to any one of claims 8 to 12, wherein a treatment for curing the pigment-containing resin film by ultraviolet light or heat is performed after development. 該顔料含有樹脂膜の硬化処理が熱処理により行われ、その硬化温度が150から300℃の範囲である請求項13のカラーフィルター。   The color filter according to claim 13, wherein the curing treatment of the pigment-containing resin film is performed by heat treatment, and the curing temperature thereof is in the range of 150 to 300 ° C. 感光性樹脂組成物の固形成分中、顔料の割合が40〜70wt%である請求項8〜14のカラーフィルターの製造方法。   The method for producing a color filter according to claim 8 to 14, wherein the ratio of the pigment in the solid component of the photosensitive resin composition is 40 to 70 wt%.
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