JP2011022384A - Black colored composition, method for producing black matrix and color filter - Google Patents

Black colored composition, method for producing black matrix and color filter Download PDF

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元気 原田
Takeshi Ikeda
武司 池田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a black colored composition which is applied to an exposure system using laser light of 330-430 nm wavelength as an exposure light source, and which has a high pigment content or a large film thickness, is excellent in development resistance/resolution, and shows high sensitivity and a high residual film ratio, a method for producing a color filter with a black matrix using the black colored composition, and a color filter produced by the method. <P>SOLUTION: The black colored composition comprises: a black pigment; a resin: a monomer having an ethylenically unsaturated double bond; and a specific oxime ester-based photopolymerization initiator, and can be cured upon irradiation with laser light. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、カラー液晶表示装置やカラー撮像管素子等に用いられるカラーフィルタの製造に使用される黒色着色組成物。この黒色着色組成物を用いたカラーフィルタの製造方法、およびこの方法により製造されたカラーフィルタに関する。   The present invention relates to a black coloring composition used for producing a color filter used for a color liquid crystal display device, a color image pickup tube element, and the like. The present invention relates to a method for producing a color filter using the black coloring composition, and a color filter produced by this method.

液晶ディスプレイ(LCD)を構成するカラーフィルタは、ガラス等の透明な基板の表面に2種以上の異なる色相の微細な帯(ストライプ)状のフィルタセグメントを平行または交差して配置したもの、あるいは微細なフィルタセグメントを縦横一定の配列で配置したものからなっている。フィルタセグメントは、数μm〜数100μmと微細であり、しかも赤色、緑色、青色など色相毎に所定の配列で整然と配置されている。   The color filters that make up a liquid crystal display (LCD) are made by arranging two or more kinds of fine band (striped) filter segments of different hues in parallel or intersecting on the surface of a transparent substrate such as glass or the like. The filter segments are arranged in a constant arrangement. The filter segments are as fine as several μm to several 100 μm, and are arranged regularly in a predetermined arrangement for each hue such as red, green, and blue.

また、コントラスト向上のため、カラーフィルタの各色のフィルタセグメント間にブラックマトリックスが配置されるのが一般的である。ブラックマトリックスは、近年、環境問題、低反射化、低コスト化の観点から、金属クロム製ブラックマトリックスに代わり、樹脂に遮光性の黒色顔料、例えばカーボンブラックなどを分散させた樹脂製ブラックマトリックスが着目されている。   In order to improve contrast, a black matrix is generally disposed between the filter segments of each color of the color filter. In recent years, from the viewpoint of environmental issues, low reflection, and low cost, the black matrix has been focused on resin black matrix in which a light-shielding black pigment, such as carbon black, is dispersed in the resin instead of a metal chromium black matrix. Has been.

カラーフィルタはカラー液晶表示装置の視認性を左右する重要な部材の一つであり、視認性の向上、すなわち、鮮明な画像を得るためにはブラックマトリックスでは遮光性向上を達成する必要がある。ブラックマトリックスは、複数色の間に格子状に配設され、表示の際のコントラスト向上の役目を担う。   The color filter is one of the important members that influence the visibility of the color liquid crystal display device. In order to improve the visibility, that is, to obtain a clear image, it is necessary to achieve the light shielding improvement in the black matrix. The black matrix is arranged in a lattice pattern between a plurality of colors, and plays a role of improving contrast at the time of display.

カラーフィルタの色再現特性向上およびブラックマトリックスの遮光性向上のためには、感光性着色組成物中の色素の含有量を多くするか、あるいは、膜厚を厚くする必要がある。しかし、色素の含有量を多くする方法においては、感度低下、現像性、解像性が悪化する等の問題が発生する。膜厚を厚くする方法においては、膜底部まで露光光が届かず、パタ−ン形状が不良となる等の問題が発生する。   In order to improve the color reproduction characteristics of the color filter and to improve the light shielding property of the black matrix, it is necessary to increase the content of the dye in the photosensitive coloring composition or to increase the film thickness. However, in the method of increasing the content of the dye, problems such as a decrease in sensitivity, developability and resolution are generated. In the method of increasing the film thickness, there is a problem that the exposure light does not reach the bottom of the film and the pattern shape becomes defective.

このような問題を解決するため、感光性着色組成物では一般的に、(1)樹脂の反応性二重結合の付与、(2)光重合開始剤、増感剤の増量、(3)モノマーの選択あるいは増量等が行われる。例えば、特許文献1では、顔料を高濃度で含む場合でも優れた現像性を示す感放射線性組成物として、着色剤、アルカリ可溶性樹脂、多官能性単量体に、特定の構造を持つ化合物から選ばれた光ラジカル発生剤を含有した組成物が開示されている。また、特許文献2では、着色剤濃度を高くしても低露光量で着色パターンを与えうる着色感光性樹脂組成物として、光重合開始剤として、少なくとも1種のアセトフェノン系化合物および少なくとも1種のトリアジン系化合物を含有し、光重合開始助剤として少なくとも1種のアミン系化合物を含有する組成物が開示されている。   In order to solve such problems, the photosensitive coloring composition generally includes (1) provision of a reactive double bond of a resin, (2) increase of a photopolymerization initiator and a sensitizer, and (3) a monomer. Is selected or increased. For example, in Patent Document 1, as a radiation-sensitive composition exhibiting excellent developability even when a pigment is contained at a high concentration, a colorant, an alkali-soluble resin, a polyfunctional monomer, and a compound having a specific structure are used. Disclosed are compositions containing selected photoradical generators. Moreover, in patent document 2, as a photopolymerization initiator as a colored photosensitive resin composition capable of giving a colored pattern with a low exposure amount even when the colorant concentration is increased, at least one acetophenone compound and at least one kind are used. A composition containing a triazine compound and containing at least one amine compound as a photopolymerization initiator is disclosed.

一方、近年のカラーフィルタを使った製品の大型化に伴い、ブラックマトリックス形成のためのフォトマスクも大型化を余儀なくされ、製造コストの増大に繋がっている。一般に使用されるプロキシミティ露光法(紫外光源近接露光法)では、大型基板を処理するには基板サイズに合せた大サイズの高額なフォトマスクを必要とするが、レーザ露光法ではフォトマスクの小型化もしくはマスクレスが可能であり、コストの低減が期待できる。例えば、特許文献3には、露光光源に波長405nmの半導体レーザを用いる、硬化性組成物中に炭素数5以上のエチレン性不飽和基含有化合物を含有した高感度な硬化性組成物が開示されている。また、特許文献4には、露光光源に430nm未満の光源波長を有する
レーザ装置を用いる、430nm以上の分光感度を有さない開始剤を使用し、この開始剤と重合成化合物との質量比をある特定の数値範囲とした、高感度露光に適した硬化性組成物が開示されている。また、特許文献5には、開始剤種についてオキシムエステル化合物が、特許文献6には開始剤種についてオキシムエステル化合物及び該化合物が含まれる光重合開始剤が開示されている。
On the other hand, with the recent increase in the size of products using color filters, the photomask for forming the black matrix is forced to increase in size, leading to an increase in manufacturing cost. In the commonly used proximity exposure method (ultraviolet light source proximity exposure method), a large photomask that matches the size of the substrate is required to process a large substrate, but in the laser exposure method, a small photomask is required. Or maskless, and cost reduction can be expected. For example, Patent Document 3 discloses a highly sensitive curable composition containing an ethylenically unsaturated group-containing compound having 5 or more carbon atoms in a curable composition using a semiconductor laser having a wavelength of 405 nm as an exposure light source. ing. Patent Document 4 uses an initiator that uses a laser device having a light source wavelength of less than 430 nm as an exposure light source and does not have a spectral sensitivity of 430 nm or more. The mass ratio between the initiator and the polysynthetic compound is as follows. A curable composition suitable for high-sensitivity exposure in a specific numerical range is disclosed. Patent Document 5 discloses an oxime ester compound for an initiator species, and Patent Document 6 discloses an oxime ester compound and a photopolymerization initiator containing the compound for an initiator species.

特開2001−264530号公報JP 2001-264530 A 特開2003−156842号公報JP 2003-156842 A 特許第3912405号公報Japanese Patent No. 3912405 特開2007−114602号公報JP 2007-114602 A 特開2008−179611号公報JP 2008-179611 A 特許第4223071号公報Japanese Patent No. 4223071

本発明は、波長330〜430nmのレーザを露光光源として露光する方式に適用される黒色着色組成物であり、顔料含有量が高い、あるいは膜厚が厚くとも、現像耐性・解像性に優れ、且つ高感度で残膜率が高い黒色着色組成物、また、この黒色着色組成物を用いたブラックマトリックスを有するカラーフィルタの製造方法、およびこの方法により製造されたカラーフィルタを提供することを課題としている。   The present invention is a black coloring composition that is applied to a method of exposing using a laser having a wavelength of 330 to 430 nm as an exposure light source, and is excellent in development resistance and resolution even when the pigment content is high or the film thickness is large. An object of the present invention is to provide a black colored composition having a high sensitivity and a high residual film ratio, a method for producing a color filter having a black matrix using the black colored composition, and a color filter produced by the method. Yes.

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、本発明の請求項1に係る発明は、黒色顔料、樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーおよび下記式(1)で表されるオキシムエステル系光重合開始剤を含有し、かつ、レーザ光を照射することにより硬化可能であることを特徴とする黒色着色組成物である。

Figure 2011022384
〔式(1)において、Rは、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又はCNを表し、アルキル基、アリール基及びアリールアルキル基の水素原子は、更にOR21、COR21、SR21、NR2223、−NCOR22−OCOR23、CN、ハロゲン原子、−CR21=CR2223又は−CO−CR21=CR2223で置換されていてもよく、R21、R22及びR23は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又は炭素原子数2〜20の複素環基を表し、Rは、R11又はOR11を表し、R11は、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基又は炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又を表し、アルキル基、アリール基及びアリールアルキル基の水素原子は、更にハロゲン原子で置換されていてもよく、Rは、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基又は炭素原子数7〜30のアリールアルキル基を表し、上記R、R、R21、R22及びR23で表される置換基のアルキレン部分のメチレン基は、不飽和結合、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合又はウレタン結合により1〜5回中断されていてもよく、上記置換基
のアルキル部分は分岐側鎖があってもよく、環状アルキルであってもよく、上記置換基のアルキル末端は不飽和結合であってもよく、Rは、隣接するベンゼン環と一緒になって環を形成していてもよい。R及びRは、それぞれ独立に、R11、OR11、CN又はハロゲン原子を表し、a及びbは、それぞれ独立に、0〜3である。) The present invention is for solving the above problems, and the invention according to claim 1 of the present invention is represented by a black pigment, a resin, a monomer having an ethylenically unsaturated double bond, and the following formula (1). The black coloring composition is characterized by containing an oxime ester photopolymerization initiator and curable by irradiation with a laser beam.
Figure 2011022384
[In the formula (1), R 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, or CN; Group and arylalkyl group are further OR 21 , COR 21 , SR 21 , NR 22 R 23 , —NCOR 22 —OCOR 23 , CN, halogen atom, —CR 21 = CR 22 R 23 or —CO—CR 21 = CR 22 R 23 may be substituted, and R 21 , R 22 and R 23 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. represents an aryl group or a heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms carbon atoms 7 to 30, R 2 represents R 11 or oR 11, R 11 is C 1 -C 20 alkyl groups, aryl groups having 6 to 30 carbon atoms or arylalkyl groups having 7 to 30 carbon atoms, wherein the hydrogen atoms of the alkyl group, aryl group and arylalkyl group are further substituted with halogen atoms. R 3 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, and the above R 1 , R 3 , R 21 The methylene group of the alkylene part of the substituent represented by R 22 and R 23 is interrupted 1 to 5 times by an unsaturated bond, an ether bond, a thioether bond, an ester bond, a thioester bond, an amide bond or a urethane bond. The alkyl part of the substituent may have a branched side chain or may be a cyclic alkyl, and the alkyl terminal of the substituent is an unsaturated bond. There may be a, R 3 may form a ring together with the adjacent benzene ring. R 4 and R 5 each independently represent R 11 , OR 11 , CN or a halogen atom, and a and b are each independently 0 to 3. )

次に、本発明の請求項2に係る発明は、基板上に請求項1に記載する黒色着色組成物を用いて着色塗膜を形成する工程と、前記着色塗膜のブラックマトリックスの形成予定領域に、光源波長330〜430nmのレーザを照射して硬化させる工程と、前記着色塗膜の未硬化部分を除去してブラックマトリックスを形成する工程とを具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。   Next, the invention according to claim 2 of the present invention includes a step of forming a colored coating film on the substrate using the black coloring composition according to claim 1, and a region where the black matrix of the colored coating film is to be formed. And a step of irradiating and curing a laser having a light source wavelength of 330 to 430 nm, and a step of forming a black matrix by removing an uncured portion of the colored coating film. It is.

また、本発明の請求項3に係る発明は、請求項2に記載する方法により製造されたブラックマトリックスを具備することを特徴とするカラーフィルタである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a color filter comprising a black matrix produced by the method according to the second aspect.

本発明の黒色着色組成物は、黒色顔料、樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーおよび特定のオキシムエステル系光重合開始剤を含有しているため、これを用いることで、レーザ露光方式において、感度、パターンの直線性、断面形状に優れたブラックマトリックスを形成することができる。   The black coloring composition of the present invention contains a black pigment, a resin, a monomer having an ethylenically unsaturated double bond, and a specific oxime ester photopolymerization initiator. Thus, a black matrix excellent in sensitivity, pattern linearity, and cross-sectional shape can be formed.

また、本発明に係るオキシムエステル化合物は、活性の高いラジカルを生成するため、少ない露光量でパターンを形成させることができ、更に330〜430nmに吸収波長を有するため、各種紫外可視光源による反応効率が高い。そのため、本発明のカラーフィルタの製造方法によると、特定の波長のレーザを短時間照射することにより、黒色着色組成物を極短時間で硬化させることができるため、小さなフォトマスクを使用して、もしくはマスクを用いないで、形状の優れたフィルタセグメントを低コストで形成することができる。更に、本発明によると、高品質で、安価なカラーフィルタが提供される。   In addition, since the oxime ester compound according to the present invention generates highly active radicals, it can form a pattern with a small amount of exposure, and further has an absorption wavelength at 330 to 430 nm. Is expensive. Therefore, according to the method for producing a color filter of the present invention, by irradiating a laser of a specific wavelength for a short time, the black coloring composition can be cured in a very short time, so a small photomask is used, Alternatively, a filter segment having an excellent shape can be formed at a low cost without using a mask. Furthermore, according to the present invention, a high-quality and inexpensive color filter is provided.

まず、本発明の黒色着色組成物について説明する。本発明の黒色着色組成物は、顔料、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーおよび光重合開始剤を含有し、かつ、330〜430nmのレーザ照射で硬化可能な黒色着色組成物である。   First, the black coloring composition of this invention is demonstrated. The black coloring composition of the present invention is a black coloring composition containing a pigment, a monomer having an ethylenically unsaturated double bond, and a photopolymerization initiator, and curable by laser irradiation at 330 to 430 nm.

[光重合開始剤]
本発明に係る光重合開始剤は、式(1)の化合物を含有する。

Figure 2011022384
式(1)で表される化合物を含む光重合開始剤を含有することによって、現像耐性に優れ、カラーフィルタの生産安定性に優れた黒色着色組成物が得られる。この光重合開始剤を含有する感光性着色組成物を用いることにより、高濃度で薄膜な、高品質なブラックマトリックスを形成することができる。 [Photopolymerization initiator]
The photopolymerization initiator according to the present invention contains a compound of the formula (1).
Figure 2011022384
By containing the photoinitiator containing the compound represented by Formula (1), a black colored composition having excellent development resistance and excellent color filter production stability can be obtained. By using the photosensitive coloring composition containing this photopolymerization initiator, a high-quality black matrix having a high concentration and a thin film can be formed.

式(1)で表される化合物は、オキシムエステル化合物である。このオキシムエステル系化合物は紫外線を吸収することによって、オキシムのN−O結合の解裂がおこり、イミニルラジカルとアルキロキシラジカルを生成する。これらのラジカルは更に分解することにより活性の高いラジカルを生成するため、少ない露光量でパターンを形成させることができる。更に、ニトロカルバゾール基を付加することにより330nm〜430nmに吸収波長を有する為、各種紫外可視光源による反応効率が高い。また、式(1)中のR部位が現像耐性を高めていると考えられる。 The compound represented by Formula (1) is an oxime ester compound. When this oxime ester compound absorbs ultraviolet rays, the oxime N—O bond is cleaved to generate an iminyl radical and an alkyloxy radical. Since these radicals are further decomposed to generate radicals with high activity, a pattern can be formed with a small exposure amount. Furthermore, since it has an absorption wavelength at 330 nm to 430 nm by adding a nitrocarbazole group, the reaction efficiency with various ultraviolet and visible light sources is high. Further, R 1 site in the formula (1) is considered to enhance the development resistance.

本発明の黒色着色組成物には、式(1)で表される化合物と共に、他の光重合開始剤を
併用することができる。他の光重合開始剤としては、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペロニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−s−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、2,4−トリクロロメチル(4’−メトキシスチリル)−6−トリアジン等のトリアジン系化合物、1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、O−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4’−メトキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。これら他の光重合開始剤は1種または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。これら他の光重合開始剤は、黒色着色組成物中の式(1)で表される化合物100質量部に対して、5〜25質量部、好ましくは10〜20質量部の量で用いることができる。
In the black colored composition of the present invention, other photopolymerization initiators can be used in combination with the compound represented by the formula (1). Other photopolymerization initiators include 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl)- Acetophenone compounds such as butan-1-one, benzoin compounds such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzyldimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzoate Benzophenone compounds such as zophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, thioxanthone, 2- Thioxanthone compounds such as chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4,6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6- Bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine, 2-pi Peronyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6-styryl-s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis ( Trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine , 2,4-trichloromethyl (4'-methoxystyryl) -6-triazine and other triazine compounds, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)] Oxime ester compounds such as O- (acetyl) -N- (1-phenyl-2-oxo-2- (4′-methoxy-naphthyl) ethylidene) hydroxylamine, Phosphine compounds such as su (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, quinones such as 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone and ethylanthraquinone Compounds, borate compounds, carbazole compounds, imidazole compounds, titanocene compounds and the like are used. These other photopolymerization initiators can be used alone or as a mixture of two or more at any ratio as required. These other photopolymerization initiators are used in an amount of 5 to 25 parts by mass, preferably 10 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the compound represented by the formula (1) in the black colored composition. it can.

[黒色顔料]
本発明の黒色着色組成物を用いてブラックマトリックスを形成する場合には、カーボンブラック、アニリンブラック、アントラキノン系黒色顔料、ペリレン系黒色顔料などの黒色顔料を用いることができる。具体的にはC.I.ピグメントブラック 1、6、7、12、20、31等を用いることができる。黒色着色組成物には、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料の混合物を用いることもできる。黒色顔料としては、価格、遮光性の大きさからカーボンブラックが好ましく、カーボンブラックは、樹脂などで表面処理されていてもよい。また、色調を調整するため、黒色着色組成物には、青色顔料や紫色顔料を併用することができる。
[Black pigment]
When forming a black matrix using the black coloring composition of the present invention, black pigments such as carbon black, aniline black, anthraquinone black pigment, and perylene black pigment can be used. Specifically, C.I. I. Pigment Black 1, 6, 7, 12, 20, 31, etc. can be used. A mixture of a red pigment, a blue pigment, and a green pigment can also be used for the black coloring composition. As the black pigment, carbon black is preferable from the viewpoint of price and light shielding properties, and the carbon black may be surface-treated with a resin or the like. Moreover, in order to adjust a color tone, a blue pigment and a purple pigment can be used together in a black coloring composition.

カーボンブラックとしては、ブラックマトリックスの形状の観点から、BET法(Brunauer−Emmett−Teller Method)による比表面積が50〜200m/gであるものが好ましい。比表面積が50m/g未満のカーボンブラックを用いる場合には、ブラックマトリックス形状の劣化を引き起こし、200m/gより大きいカーボンブラックを用いる場合には、カーボンブラックに分散助剤が過度に吸着してしまい、諸物性を発現させるためには多量の分散助剤を配合する必要が生じるためである
Carbon black having a specific surface area of 50 to 200 m 2 / g by the BET method (Brunauer-Emmett-Teller Method) is preferable from the viewpoint of the shape of the black matrix. If the specific surface area carbon black is used less than 50 m 2 / g causes deterioration of the black matrix shape, in the case of using 200 meters 2 / g larger than carbon black, dispersing aids carbon black is excessively adsorbed This is because in order to express various physical properties, it is necessary to add a large amount of a dispersion aid.

また、カーボンブラックとしては、感度の点から、フタル酸ジブチルの吸油量が120cm/100g以下のものが好ましく、少なければ少ないものほどより好ましい。更に、カーボンブラックの平均1次粒子径は、20〜50nmであることが好ましい。平均1次粒子径が20nm未満のカーボンブラックは、高濃度に分散させることが困難であり、経時安定性の良好な感光性黒色組成物が得られ難く、50nmより大きいカーボンブラックを用いると、ブラックマトリックス形状の劣化を招くことがあるためである。 As the carbon black, in terms of sensitivity, the oil absorption of dibutyl phthalate thereof is preferably 120 cm 3/100 g or less, preferably from about one fewer. Furthermore, it is preferable that the average primary particle diameter of carbon black is 20-50 nm. Carbon black having an average primary particle diameter of less than 20 nm is difficult to disperse at a high concentration, and it is difficult to obtain a photosensitive black composition having good stability over time. This is because the matrix shape may be deteriorated.

[エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー]
エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーは、330〜430nmのレーザ照射で硬化する成分である。エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーの例としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。
[Monomer having an ethylenically unsaturated double bond]
A monomer having an ethylenically unsaturated double bond is a component that is cured by laser irradiation of 330 to 430 nm. Examples of monomers having an ethylenically unsaturated double bond include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tris. Various acrylic esters such as (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, melamine (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate and the like Examples include methacrylic acid ester, (meth) acrylic acid, styrene, vinyl acetate, (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, acrylonitrile and the like.

またエチレン性不飽和二重結合を有するモノマーとて、カルボキシ基を含有する多官能(メタ)アクリレートを用いても良い。カルボキシ基を含有する多官能(メタ)アクリレートは、カルボキシ基を含有しない多官能アクリレートと比較して、フィルタセグメントの直線性や断面形状がより改善されさらに好ましい。カルボキシ基を含有する多官能(メタ)アクリレートとしては、3価以上の多価アルコールと(メタ)アクリレートおよび多価カルボン酸のエステル化物等が挙げられる。カルボキシ基を含有する多官能(メタ)アクリレートは、構造中にウレタン結合を有していても良い。カルボキシ基を含有する多官能(メタ)アクリレートの市販品としては、例えば、東亞合成株式会社製のジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートの二塩基酸無水物付加物を含有する商品名:TO−1382が挙げられる。   Further, a polyfunctional (meth) acrylate containing a carboxy group may be used as the monomer having an ethylenically unsaturated double bond. The polyfunctional (meth) acrylate containing a carboxy group is more preferable because the linearity and cross-sectional shape of the filter segment are further improved as compared with the polyfunctional acrylate not containing a carboxy group. Examples of the polyfunctional (meth) acrylate containing a carboxy group include esterified products of a trihydric or higher polyhydric alcohol, (meth) acrylate, and polyvalent carboxylic acid. The polyfunctional (meth) acrylate containing a carboxy group may have a urethane bond in the structure. As a commercial item of the polyfunctional (meth) acrylate containing a carboxy group, for example, trade name: TO-1382 containing a dibasic acid anhydride adduct of dipentaerythritol penta (meth) acrylate manufactured by Toagosei Co., Ltd. Is mentioned.

[樹脂]
樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれ、これらを単独で、または2種以上混合して用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
[resin]
The resin includes a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photosensitive resin, and these can be used alone or in combination of two or more. Examples of the thermoplastic resin include butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, and polyester resin. , Acrylic resins, alkyd resins, polystyrene resins, polyamide resins, rubber resins, cyclized rubber resins, celluloses, polybutadiene, polyethylene, polypropylene, and the like.

また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。   Examples of the thermosetting resin include epoxy resins, benzoguanamine resins, rosin-modified maleic acid resins, rosin-modified fumaric acid resins, melamine resins, urea resins, phenol resins, and polyimide resins.

感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシ基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する(メタ)アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、(メタ)アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子を
ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。
Examples of the photosensitive resin include (meth) acrylic compounds having a reactive substituent such as an isocyanate group, an aldehyde group, and an epoxy group on a linear polymer having a reactive substituent such as a hydroxyl group, a carboxy group, and an amino group. A resin obtained by reacting an acid and introducing a photocrosslinkable group such as a (meth) acryloyl group or a styryl group into the linear polymer is used. Further, a linear polymer containing an acid anhydride such as a styrene-maleic anhydride copolymer or an α-olefin-maleic anhydride copolymer is converted into a (meth) acrylic compound having a hydroxyl group such as hydroxyalkyl (meth) acrylate. Half-esterified products are also used.

[溶剤]
本発明の黒色着色組成物には、顔料を充分に樹脂や光重合開始剤などの色素担体中に分散させ、ガラス基板等の透明基板上に乾燥膜厚が0.2〜10μmとなるように塗布してフィルタセグメントやブラックマトリックスを形成することを容易にするために溶剤を含有させることができる。溶剤としては、例えば1,2,3−トリクロロプロパン、1,3−ブタンジオール、1,3−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,4−ジオキサン、2−ヘプタノン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,5,5−トリメチル−2−シクロヘキセン−1−オン、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート、3−メトキシブタノール、3−メトキシブチルアセテート、4−ヘプタノン、m−キシレン、m−ジエチルベンゼン、m−ジクロロベンゼン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、n−ブチルアルコール、n−ブチルベンゼン、n−プロピルアセテート、N−メチルピロリドン、o−キシレン、o−クロロトルエン、o−ジエチルベンゼン、o−ジクロロベンゼン、p−クロロトルエン、p−ジエチルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、γ―ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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エチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、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メチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメ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ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、トリアセチン、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピ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モノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸n−アミル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、二塩基酸エステル等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。
[solvent]
In the black coloring composition of the present invention, the pigment is sufficiently dispersed in a dye carrier such as a resin or a photopolymerization initiator so that the dry film thickness is 0.2 to 10 μm on a transparent substrate such as a glass substrate. A solvent can be included to facilitate application to form filter segments and black matrix. Examples of the solvent include 1,2,3-trichloropropane, 1,3-butanediol, 1,3-butylene glycol, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,4-dioxane, 2-heptanone, and 2-methyl. -1,3-propanediol, 3,5,5-trimethyl-2-cyclohexen-1-one, 3,3,5-trimethylcyclohexanone, ethyl 3-ethoxypropionate, 3-methyl-1,3-butanediol 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, 3-methoxybutanol, 3-methoxybutyl acetate, 4-heptanone, m-xylene, m-diethylbenzene, m-dichlorobenzene N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, n-butyl alcohol N-butylbenzene, n-propyl acetate, N-methylpyrrolidone, o-xylene, o-chlorotoluene, o-diethylbenzene, o-dichlorobenzene, p-chlorotoluene, p-diethylbenzene, sec-butylbenzene, tert-butylbenzene, γ-butyrolactone, isobutyl alcohol, isophorone, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monotertiary butyl ether, Ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether , Ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diisobutyl ketone, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl Ether, cyclohexanol, cyclohexanol acetate, cyclohexanone, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol methyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol Monobutyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diacetone alcohol, triacetin, tripropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol diacetate, propylene glycol phenyl ether, propylene glycol monoethyl ether , Propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, benzyl alcohol, methyl isobutyl ketone Methylcyclohexanol acetate n- amyl acetate n- butyl, isoamyl acetate, isobutyl acetate, propyl acetate, include dibasic acid esters such as, used these alone or in mixtures.

次いで、本発明のブラックマトリックスの製造方法について説明する。本発明のブラックマトリックスの製造方法は、基板上に、感光性着色組成物を用いて黒色塗膜を形成する工程と、前記着色塗膜のブラックマトリックスとなる部分に、波長330〜430nmのレーザを照射して硬化させる工程と、前記黒色塗膜の未硬化部分を除去する工程と、焼成を施す工程を順次行うことによりブラックマトリックスを形成するものである。   Next, the method for producing the black matrix of the present invention will be described. The method for producing a black matrix of the present invention comprises a step of forming a black coating film on a substrate using a photosensitive coloring composition, and a laser having a wavelength of 330 to 430 nm on the portion of the colored coating film that becomes the black matrix. A black matrix is formed by sequentially performing a step of irradiating and curing, a step of removing an uncured portion of the black coating film, and a step of firing.

[黒色塗膜形成工程]
黒色塗膜形成工程では、スピンコート法やダイコート法によって、黒色着色組成物を塗布し、必要に応じて余分な溶剤を除去することにより、基板上に黒色塗膜を形成する。ブラックマトリックスの基板としては、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板等、公知の透明基板材料を使用できる。特にガラス基板は、透明性、強度、耐熱性、耐候性において優れているために好ましい。また、塗工した黒色着色組成物の溶剤成分を除去するため必要に応じて、減圧乾燥処理やプリベーク処理を施すことができる。
[Black film formation process]
In the black coating film forming step, a black coloring composition is applied by a spin coating method or a die coating method, and a black coating film is formed on the substrate by removing excess solvent as necessary. As the black matrix substrate, a known transparent substrate material such as a glass substrate, a quartz substrate, or a plastic substrate can be used. In particular, a glass substrate is preferable because of its excellent transparency, strength, heat resistance, and weather resistance. Moreover, in order to remove the solvent component of the coated black coloring composition, a vacuum drying process and a prebaking process can be performed as needed.

[露光・硬化工程]
露光・硬化工程では、前記黒色塗膜のブラックマトリックスとなる部分に、塗膜面側から330〜430nmのレーザを照射して硬化させる。露光光源としてはHeNeレーザ、アルゴンイオンレーザ、YAGレーザ、HeCdレーザ、半導体レーザ、ルビーレーザ等が挙げられる。
[Exposure and curing process]
In the exposure / curing step, the black matrix of the black coating film is irradiated with a laser of 330 to 430 nm from the coating film side to be cured. Examples of the exposure light source include a HeNe laser, an argon ion laser, a YAG laser, a HeCd laser, a semiconductor laser, and a ruby laser.

レーザの波長は、固体(YAG)レーザでは343nm、355nmが特に用いられ、エキシマレーザでは、351nm(XeF)が特に用いられ、さらに半導体レーザでは405nmが特に用いられる。この中でも出力、安定性の点から405nmが特に好ましい。本発明では405nmの半導体レーザを用い、DMD(Dgital Micromirror Device)描画方式により描画を行う。レーザの出力は3〜20mWで、バンド幅は1〜20mmであり、より好ましくは出力が6〜9mW、バンド幅8〜12mmとなる。   A laser wavelength of 343 nm and 355 nm is particularly used for a solid (YAG) laser, 351 nm (XeF) is particularly used for an excimer laser, and 405 nm is particularly used for a semiconductor laser. Among these, 405 nm is particularly preferable from the viewpoint of output and stability. In the present invention, a 405 nm semiconductor laser is used, and drawing is performed by a DMD (Digital Micromirror Device) drawing method. The output of the laser is 3 to 20 mW and the bandwidth is 1 to 20 mm. More preferably, the output is 6 to 9 mW and the bandwidth is 8 to 12 mm.

[黒色塗膜の未硬化部分を除去する工程]
未硬化部分の除去工程では、黒色塗膜の未硬化部分を除去してブラックマトリックスを形成する。未硬化部分の除去に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ(浸漬)現像法、パドル(液盛り)現像法等を適用することができる。
[Step of removing the uncured portion of the black coating]
In the uncured portion removing step, the uncured portion of the black coating film is removed to form a black matrix. When removing the uncured portion, an aqueous solution such as sodium carbonate or sodium hydroxide is used as an alkali developer, and an organic alkali such as dimethylbenzylamine or triethanolamine can also be used. Moreover, an antifoamer and surfactant can also be added to a developing solution. As a development processing method, a shower development method, a spray development method, a dip (immersion) development method, a paddle (liquid accumulation) development method, or the like can be applied.

[硬化工程]
硬化工程では、形成したブラックマトリックスを200℃から250℃の熱処理を施すことによって、完全に硬化させ、十分な耐性が得られる。
[Curing process]
In the curing step, the formed black matrix is completely cured by heat treatment at 200 ° C. to 250 ° C., and sufficient resistance can be obtained.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこの形態に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to this form.

以下の実施例及び比較例においては、透明基板として、無アルカリガラス“#1737”(コーニング社製)を用いた。   In the following examples and comparative examples, alkali-free glass “# 1737” (manufactured by Corning) was used as the transparent substrate.

また、以下の実施例及び比較例においては、露光光源に405nmの半導体レーザを用い、DMD描画方式により露光を行った。レーザの出力は6mW、バンド幅は9mmとし、平均照度は5500mW/cmであった(FieldMAX II PM30「COHIRENT社製」)。また、10μmライン幅のデータを露光エンジンを通して投影・照射し、露光量は走査速度を変化させることにより10〜200mJ/cmまで制御した。 In the following examples and comparative examples, exposure was performed by a DMD drawing method using a 405 nm semiconductor laser as an exposure light source. The laser output was 6 mW, the bandwidth was 9 mm, and the average illuminance was 5500 mW / cm 2 (FieldMAX II PM30 “manufactured by CHIIRENT”). Further, 10 μm line width data was projected and irradiated through an exposure engine, and the exposure amount was controlled to 10 to 200 mJ / cm 2 by changing the scanning speed.

次に、実施例に用いた、本発明に係る前記した式(1)の光重合開始剤である、式(11)〜(1−19)の化合物の製造方法を下記に示す。   Next, the manufacturing method of the compound of Formula (11)-(1-19) which is a photoinitiator of above-described Formula (1) based on this invention used for the Example is shown below.

<ステップ1 アシル体の製造>
窒素雰囲気下、塩化アルミニウム10.4g(78ミリモル)及び二塩化エタン33.0gを仕込み、氷冷下で酸クロリド36ミリモル、続いてニトロカルバゾール化合物30ミリモル及び二塩化エタン33.0gを徐々に滴下し、5℃で30分間撹拌した。反応液を氷水にあけ、油水分離を行った。脱溶媒して、目的物であるアシル体をそれぞれ得た。
<Step 1 Production of Acyl Form>
In a nitrogen atmosphere, 10.4 g (78 mmol) of aluminum chloride and 33.0 g of ethane dichloride were charged, and 36 mmol of acid chloride was gradually added dropwise under ice cooling, followed by 30 mmol of a nitrocarbazole compound and 33.0 g of ethane dichloride. And stirred at 5 ° C. for 30 minutes. The reaction solution was poured into ice water and oil-water separation was performed. Solvent was removed to obtain the desired acyl form.

<ステップ2 式(1)の化合物(1−1)〜(1−19)の作製>
窒素気流下、前記ステップ1で得られたアシル体の20ミリモル、塩酸ヒドロキシルアミン2.1g(30ミリモル)、及びジメチルホルムアミド16.9gを仕込み、80℃で1時間撹拌した。室温に冷却して油水分離を行った。溶媒を留去して、残渣に酢酸ブチル25.4g、続いて無水酢酸2.45g(24ミリモル)を加えて90℃で1時間撹拌し、室温に冷却した。5%水酸化ナトリウム水溶液で中和し、油水分離、脱溶媒、酢酸エチルからの再結晶を経て、目的物である光重合開始剤である式(1−1)〜(1−19)で表される化合物をそれぞれ得た。これら得られた化合物の構造式を下記に示す。

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<Step 2 Preparation of Compounds (1-1) to (1-19) of Formula (1)>
Under a nitrogen stream, 20 mmol of the acyl compound obtained in Step 1 above, 2.1 g (30 mmol) of hydroxylamine hydrochloride and 16.9 g of dimethylformamide were charged and stirred at 80 ° C. for 1 hour. Oil-water separation was performed after cooling to room temperature. The solvent was distilled off, 25.4 g of butyl acetate was added to the residue, followed by 2.45 g (24 mmol) of acetic anhydride, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 1 hour and cooled to room temperature. It is neutralized with a 5% aqueous sodium hydroxide solution, subjected to oil / water separation, desolvation, and recrystallization from ethyl acetate, and is represented by formulas (1-1) to (1-19) which are the target photopolymerization initiators. Respectively obtained. The structural formulas of these obtained compounds are shown below.
Figure 2011022384
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<実施例1>
(黒色着色組成物の調製)
下記の材料を混合攪拌して黒色感光性樹脂組成物を得た。
(A)光重合開始剤“式(1−1)のオキシムエステル化合物”: 5.3質量部
(B)アクリル樹脂: 10.7質量部
(C)エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー: 4.4質量部
(D)黒色顔料分散液: 23.4質量部
(E)溶剤“プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート”: 56.2質量部
<Example 1>
(Preparation of black coloring composition)
The following materials were mixed and stirred to obtain a black photosensitive resin composition.
(A) Photopolymerization initiator “oxime ester compound of formula (1-1)”: 5.3 parts by mass (B) acrylic resin: 10.7 parts by mass (C) Monomer having an ethylenically unsaturated double bond: 4.4 parts by mass (D) Black pigment dispersion: 23.4 parts by mass (E) Solvent “propylene glycol monomethyl ether acetate”: 56.2 parts by mass

(ブラックマトリックスの形成)
上記の黒色着色組成物を、10cm×10cmのガラス基板上にスピンコータで約1.4μmの厚さに塗工し自然乾燥させた。この塗膜を減圧乾燥し、90℃で1分間加熱して、余剰の溶剤を除去乾燥させた。その後、露光を行い、現像を行った。現像時間は、未露光部分の塗布膜が完全に溶解する時間の1.3倍の時間とした。その後、230℃にて1時間オーブンでブラックマトリックス・パターンの硬化を行った。
(Formation of black matrix)
The black colored composition was coated on a 10 cm × 10 cm glass substrate with a spin coater to a thickness of about 1.4 μm and dried naturally. This coating film was dried under reduced pressure and heated at 90 ° C. for 1 minute to remove excess solvent and dry. Then, it exposed and developed. The development time was 1.3 times as long as the coating film in the unexposed portion was completely dissolved. Thereafter, the black matrix pattern was cured in an oven at 230 ° C. for 1 hour.

<実施例2~実施例19>
表1に示すように、(A)光重合開始剤として、式(1−2)〜(1−19)で表される化合物を用いた以外は実施例1と同様にして、黒色着色組成物の調整、ブラックマトリックスの形成を行い、それぞれ実施例2〜実施例19とした。

Figure 2011022384
<Example 2 to Example 19>
As shown in Table 1, a black colored composition was produced in the same manner as in Example 1 except that the compounds represented by formulas (1-2) to (1-19) were used as the photopolymerization initiator (A). Example 2 to Example 19 were carried out.
Figure 2011022384

<比較例1>
光重合開始剤として下記のオキシムエステル化合物を用いた以外は実施例1と同様にして、黒色着色組成物の調整、ブラックマトリックスの形成を行った。
(A)光重合開始剤“IRGACURE OXE 02” 「チバ・ジャパン社製」
<Comparative Example 1>
A black colored composition was prepared and a black matrix was formed in the same manner as in Example 1 except that the following oxime ester compound was used as a photopolymerization initiator.
(A) Photopolymerization initiator “IRGACURE OXE 02” “Ciba Japan Co., Ltd.”

<比較例2>
光重合開始剤として下記のオキシムエステル化合物を用いた以外は実施例1と同様にして、黒色感光性樹脂組成物の調整、ブラックマトリックスの形成を行った。
(A)光重合開始剤“IRGACURE OXE 01” 「チバ・ジャパン社製」
<Comparative Example 2>
A black photosensitive resin composition was prepared and a black matrix was formed in the same manner as in Example 1 except that the following oxime ester compound was used as a photopolymerization initiator.
(A) Photopolymerization initiator “IRGACURE OXE 01” “Ciba Japan Co., Ltd.”

[レジスト感度評価]
ブラックマトリックスのパタ−ンが光源の描画寸法通りに仕上がる露光量をもってレジストの感度とした。評価は、開口が30μmのマスクを用いて露光したときに、仕上がり線幅30μm以上となる最低露光量を適正露光量とした。評価のランクは以下の通りである。結果は表2に示す。
◎:20mJ/cm未満
○:20mJ/cm以上、50mJ/cm未満
△:50mJ/cm以上、100mJ/cm未満
×:100mJ/cm以上

Figure 2011022384
[Resist sensitivity evaluation]
The resist sensitivity was determined by the exposure amount at which the black matrix pattern was finished according to the drawing dimensions of the light source. In the evaluation, when exposure was performed using a mask having an opening of 30 μm, the minimum exposure amount at which the finished line width was 30 μm or more was determined as the appropriate exposure amount. The rank of evaluation is as follows. The results are shown in Table 2.
◎: Less than 20 mJ / cm 2 ○: 20 mJ / cm 2 or more, less than 50 mJ / cm 2 Δ: 50 mJ / cm 2 or more, less than 100 mJ / cm 2 ×: 100 mJ / cm 2 or more
Figure 2011022384

<比較結果>
表2に示すとおり、実施例1〜19の本発明に係る式(1−1〜1−19)の光重合開始剤を用いた黒色着色組成物の場合に適正露光量が低くなり、非常に高い感度を示すことがわかった。また、表2に示すとおり、実施例1〜19、比較例1及び比較例2はいずれも、光重合開始剤としてオキシムエステル化合物を用いているが、実施例1〜19すなわち本発明に係る、式(1)である式(1−1〜1−19)で表される光重合開始剤を用いた黒色着色組成物が著しく優れた効果を示した。
<Comparison result>
As shown in Table 2, in the case of the black coloring composition using the photopolymerization initiator of the formulas (1-1 to 1-19) according to the present invention of Examples 1 to 19, the appropriate exposure amount is very low. It was found to show high sensitivity. In addition, as shown in Table 2, Examples 1 to 19, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 all use an oxime ester compound as a photopolymerization initiator, but Examples 1 to 19, that is, according to the present invention, The black coloring composition using the photoinitiator represented by Formula (1-1 to 1-19) which is Formula (1) showed a remarkably excellent effect.

Claims (3)

黒色顔料、樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーおよび下記式(1)で表されるオキシムエステル系光重合開始剤を含有し、かつ、レーザ光を照射することにより硬化可能であることを特徴とする黒色着色組成物。
Figure 2011022384
〔式(1)において、Rは、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又はCNを表し、アルキル基、アリール基及びアリールアルキル基の水素原子は、更にOR21、COR21、SR21、NR2223、−NCOR22−OCOR23、CN、ハロゲン原子、−CR21=CR2223又は−CO−CR21=CR2223で置換されていてもよく、R21、R22及びR23は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又は炭素原子数2〜20の複素環基を表し、Rは、R11又はOR11を表し、R11は、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基又は炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又を表し、アルキル基、アリール基及びアリールアルキル基の水素原子は、更にハロゲン原子で置換されていてもよく、Rは、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基又は炭素原子数7〜30のアリールアルキル基を表し、上記R、R、R21、R22及びR23で表される置換基のアルキレン部分のメチレン基は、不飽和結合、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合又はウレタン結合により1〜5回中断されていてもよく、上記置換基のアルキル部分は分岐側鎖があってもよく、環状アルキルであってもよく、上記置換基のアルキル末端は不飽和結合であってもよく、Rは、隣接するベンゼン環と一緒になって環を形成していてもよい。R及びRは、それぞれ独立に、R11、OR11、CN又はハロゲン原子を表し、a及びbは、それぞれ独立に、0〜3である。)
It contains a black pigment, a resin, a monomer having an ethylenically unsaturated double bond, and an oxime ester photopolymerization initiator represented by the following formula (1), and can be cured by irradiation with laser light. A black coloring composition characterized by the above.
Figure 2011022384
[In the formula (1), R 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, or CN; Group and arylalkyl group are further OR 21 , COR 21 , SR 21 , NR 22 R 23 , —NCOR 22 —OCOR 23 , CN, halogen atom, —CR 21 = CR 22 R 23 or —CO—CR 21 = CR 22 R 23 may be substituted, and R 21 , R 22 and R 23 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. represents an aryl group or a heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms carbon atoms 7 to 30, R 2 represents R 11 or oR 11, R 11 is C 1 -C 20 alkyl groups, aryl groups having 6 to 30 carbon atoms or arylalkyl groups having 7 to 30 carbon atoms, wherein the hydrogen atoms of the alkyl group, aryl group and arylalkyl group are further substituted with halogen atoms. R 3 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, and the above R 1 , R 3 , R 21 The methylene group of the alkylene part of the substituent represented by R 22 and R 23 is interrupted 1 to 5 times by an unsaturated bond, an ether bond, a thioether bond, an ester bond, a thioester bond, an amide bond or a urethane bond. The alkyl part of the substituent may have a branched side chain or may be a cyclic alkyl, and the alkyl terminal of the substituent is an unsaturated bond. There may be a, R 3 may form a ring together with the adjacent benzene ring. R 4 and R 5 each independently represent R 11 , OR 11 , CN or a halogen atom, and a and b are each independently 0 to 3. )
基板上に請求項1に記載する黒色着色組成物を用いて着色塗膜を形成する工程と、前記着色塗膜のブラックマトリックスの形成予定領域に、光源波長330〜430nmのレーザを照射して硬化させる工程と、前記着色塗膜の未硬化部分を除去してブラックマトリックスを形成する工程とを具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。   A step of forming a colored coating film using the black coloring composition according to claim 1 on the substrate, and a region where the black matrix of the colored coating film is to be formed is irradiated with a laser having a light source wavelength of 330 to 430 nm to be cured. And a step of removing a non-cured portion of the colored coating film to form a black matrix. 請求項2に記載する方法により製造されたブラックマトリックスを具備することを特徴とするカラーフィルタ。   A color filter comprising a black matrix produced by the method according to claim 2.
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