JP2015001654A - Method for manufacturing laminate resin black matrix substrate - Google Patents

Method for manufacturing laminate resin black matrix substrate Download PDF

Info

Publication number
JP2015001654A
JP2015001654A JP2013126570A JP2013126570A JP2015001654A JP 2015001654 A JP2015001654 A JP 2015001654A JP 2013126570 A JP2013126570 A JP 2013126570A JP 2013126570 A JP2013126570 A JP 2013126570A JP 2015001654 A JP2015001654 A JP 2015001654A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical density
resin
density layer
black
carbon atoms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013126570A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
欣彦 井上
Yoshihiko Inoue
欣彦 井上
雄大 梶谷
Yudai Kajitani
雄大 梶谷
西山 雅仁
Masahito Nishiyama
雅仁 西山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2013126570A priority Critical patent/JP2015001654A/en
Publication of JP2015001654A publication Critical patent/JP2015001654A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Filters (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a laminate resin black matrix with high precision, which not only achieves a sufficient optical density in a thin film state but has a low reflectance, a high resistance value and high reliability.SOLUTION: A method for manufacturing a laminate resin black matrix substrate is provided, which includes steps of: forming a low optical density layer by applying a black resin composition (BM1) comprising (A1) a non-photosensitive alkali-soluble resin, (B1) a black pigment and (C1) a solvent on a transparent substrate; forming a high optical density layer by applying a black resin composition (BM2) comprising (A2) a photosensitive alkali-soluble resin, (B2) titanium nitride and/or titanium oxynitride, (C2) a solvent, (D) a photopolymerizable monomer and/or a photopolymerizable oligomer, and (E) a photopolymerization initiator having a specific structure on the low optical density layer; and forming a laminate resin black matrix by exposing and developing the layers of the low optical density layer and the high optical density layer.

Description

本発明は、積層樹脂ブラックマトリクス基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a laminated resin black matrix substrate.

液晶表示装置は、2枚の基板間に液晶層が挟み込まれた構造をとっており、液晶層の電気光学応答を利用して明暗を表現するが、カラーフィルター基板を用いることでカラー表示も可能である。   The liquid crystal display device has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, and expresses light and dark using the electro-optic response of the liquid crystal layer, but color display is also possible by using a color filter substrate It is.

従来、カラーフィルター基板に形成されるブラックマトリクスは、クロム系材料からなる金属薄膜が主流であったが、コストや環境汚染低減のため、樹脂と黒色顔料とからなる樹脂ブラックマトリクスが開発されている。樹脂ブラックマトリクスは、樹脂とカーボンブラック等の黒色顔料を含有する黒色樹脂組成物を基板上に塗布、乾燥して黒色被膜を形成し、これをフォトリソグラフィー法により格子状に微細パターン化して得られる。簡便に樹脂ブラックマトリクスを形成するため、一般的には感光アクリル樹脂にカーボンブラックを分散した感光性黒色樹脂組成物が用いられる(特許文献1)が、感光性と高い遮光性との両立が困難なため、微細なブラックマトリクスを形成するためには、非感光ポリイミド樹脂にカーボン等の黒色顔料を分散した非感光性黒色樹脂組成を塗布した後に感光レジストを塗布パターニングする方法(特許文献2)が好適に用いられている。   Conventionally, a metal thin film made of a chromium-based material has been the mainstream of the black matrix formed on the color filter substrate, but a resin black matrix made of a resin and a black pigment has been developed to reduce costs and environmental pollution. . The resin black matrix is obtained by applying a black resin composition containing a resin and a black pigment such as carbon black on a substrate and drying it to form a black film, which is finely patterned into a lattice pattern by photolithography. . In order to easily form a resin black matrix, a photosensitive black resin composition in which carbon black is dispersed in a photosensitive acrylic resin is generally used (Patent Document 1), but it is difficult to achieve both photosensitivity and high light shielding properties. Therefore, in order to form a fine black matrix, there is a method in which a non-photosensitive black resin composition in which a black pigment such as carbon is dispersed is applied to a non-photosensitive polyimide resin, and then a photosensitive resist is applied and patterned (Patent Document 2). It is preferably used.

一方、カーボンブラック等の黒色顔料を含有する樹脂ブラックマトリクスが形成されたカラーフィルター基板を備える液晶表示装置は、屋内での視認性は優れるものの、これを屋外で使用した場合において、ブラックマトリクスに由来する外光反射に起因する視認性の悪化が問題となっていた。   On the other hand, a liquid crystal display device having a color filter substrate on which a resin black matrix containing a black pigment such as carbon black is formed is excellent in indoor visibility, but when used outdoors, it is derived from the black matrix. Deterioration of visibility due to external light reflection has been a problem.

このような背景から、光学濃度(OD値)が高くかつ透明基板側から見た場合の反射率が低い樹脂ブラックマトリクスを実現するために、種々の検討がなされており、例えば、絶縁性物質で表面が被覆された黒色色剤微粒子を用いる方法(特許文献3)、酸窒化チタンにカーボンブラックを添加する方法(特許文献4)、チタン窒化物とチタン炭化物とを混合する方法(特許文献5)、着色レリーフ層と黒色レリーフ層との2層構成とする方法(特許文献6)、光学濃度の低い層の上に光学濃度の高い層を積層する方法(特許文献7)等が提案されている。さらに、積層樹脂BMを精度良く形成する方法として、下層として黒色非感光性材料層を形成し、上層として黒色感光性レジスト層を積層し、黒色感光性レジスト層を露光・現像することでブラックマトリクスを一括加工する方法が提案されている(特許文献8)。   From such a background, various studies have been made to realize a resin black matrix having a high optical density (OD value) and a low reflectance when viewed from the transparent substrate side. Method of using black colorant fine particles coated on the surface (Patent Document 3), method of adding carbon black to titanium oxynitride (Patent Document 4), method of mixing titanium nitride and titanium carbide (Patent Document 5) A method of forming a two-layer structure of a colored relief layer and a black relief layer (Patent Document 6), a method of laminating a layer having a high optical density on a layer having a low optical density (Patent Document 7), and the like have been proposed. . Furthermore, as a method for accurately forming the laminated resin BM, a black non-photosensitive material layer is formed as a lower layer, a black photosensitive resist layer is laminated as an upper layer, and the black photosensitive resist layer is exposed and developed to form a black matrix. A method of batch processing is proposed (Patent Document 8).

特開平10−300923号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-300923 特許第3196638号公報Japanese Patent No. 3196638 特開2001−183511号公報JP 2001-183511 A 特開2006−209102号公報JP 2006-209102 A 特開2010−95716号公報JP 2010-95716 A 特開平8−146410号公報JP-A-8-146410 特許第5209063号公報Japanese Patent No. 5209603 特開平10−73717公報JP 10-73717 A

しかしながら、高遮光性の材料は原理的に反射率が高いことから、樹脂ブラックマトリクスにおいて十分な光学濃度と低反射率の双方を1層で達成することは極めて困難であった。一方、樹脂ブラックマトリクスを2層構成とした際には低反射率を達成することは可能ではあるが、十分に高い光学濃度を薄膜で達成するのは困難であり、さらには、積層した状態で、6μm以下という細線に加工するための技術については検討がなされていなかった。   However, since a highly light-shielding material has a high reflectance in principle, it has been extremely difficult to achieve both a sufficient optical density and a low reflectance in a single layer in the resin black matrix. On the other hand, when the resin black matrix has a two-layer structure, it is possible to achieve a low reflectance, but it is difficult to achieve a sufficiently high optical density with a thin film. However, no study has been made on a technique for processing a fine wire of 6 μm or less.

そこで本発明は、十分な光学濃度を薄膜で達成しながらも、反射率が低く、さらには高抵抗値を有し信頼性の高い積層樹脂ブラックマトリクスを、高精細に形成するための製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a manufacturing method for forming a highly reliable multilayer resin black matrix having a low reflectance and a high reliability while achieving a sufficient optical density with a thin film. The purpose is to provide.

本発明は、以下の(1)〜(6)に記載した積層樹脂ブラックマトリクス基板の製造方法等を提供する。   The present invention provides a method for producing a laminated resin black matrix substrate described in the following (1) to (6).

(1) 透明基板上に、(A1)非感光性アルカリ可溶性樹脂、(B1)黒色顔料及び(C1)溶剤を含有する黒色樹脂組成物(BM1)を塗布して、低光学濃度層を形成する、低光学濃度層形成工程と、
上記低光学濃度層上に、(A2)感光性アルカリ可溶性樹脂、(B2)チタン窒化物及び/又はチタン酸窒化物、(C2)溶剤、(D)光重合性モノマー及び/又は光重合性オリゴマー並びに(E)下記一般式(I)で表される構造を有する光重合開始剤を含有する黒色樹脂組成物(BM2)を塗布して、高光学濃度層を形成する、高光学濃度層形成工程と、
積層された上記低光学濃度層と上記高光学濃度層とを露光及び現像して、積層樹脂ブラックマトリクスを形成する、一括パターニング工程と、を備える、積層樹脂ブラックマトリクス基板の製造方法。
(1) A black resin composition (BM1) containing (A1) a non-photosensitive alkali-soluble resin, (B1) a black pigment, and (C1) a solvent is applied on a transparent substrate to form a low optical density layer. A low optical density layer forming step;
(A2) photosensitive alkali-soluble resin, (B2) titanium nitride and / or titanium oxynitride, (C2) solvent, (D) photopolymerizable monomer and / or photopolymerizable oligomer on the low optical density layer. And (E) a high optical density layer forming step of forming a high optical density layer by applying a black resin composition (BM2) containing a photopolymerization initiator having a structure represented by the following general formula (I) When,
A method of manufacturing a laminated resin black matrix substrate, comprising: a batch patterning step of exposing and developing the laminated low optical density layer and the high optical density layer to form a laminated resin black matrix.

Figure 2015001654
Figure 2015001654

(式中、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、さらに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、さら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。) (Wherein 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, an alkyl group, an aryl group, and an aryl group. the hydrogen atoms of the alkyl group is 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, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a carbon atom. represents an aryl group or a heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms having 7 to 30, R 2 represents R 11 or oR 11, R 11 is a 1 to 20 carbon atoms Represents a kill group, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, wherein the hydrogen atom of the alkyl group, aryl group and arylalkyl group may be further substituted with a halogen atom. Well, 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 , R The methylene group of the alkylene part of the substituent represented by 22 and R 23 may be 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 a cyclic alkyl, and the alkyl terminal of the substituent is an unsaturated bond. Well, R 3 is good .R 4 and R 5 may form a ring together with the benzene ring adjacent each independently represent R 11, OR 11, CN or a halogen atom, a and b is 0 to 3 independently.)

(2) 上記黒色顔料(B2)がチタン窒化物であり、かつCuKα線をX線源とした場合の上記チタン窒化物粒子の(200)面に由来するピークの回折角2θが42.5°以上42.8°以下である(1)記載の積層樹脂ブラックマトリクス基板の製造法。
(3) 上記低光学濃度層の光学濃度と上記高光学濃度層の光学濃度との総和が4.0以上である(1)又は(2)記載の積層樹脂ブラックマトリクス基板の製造方法。
(4) 上記低光学濃度層の膜厚と上記高光学濃度層の膜厚との総和が1.5μm以下である(1)〜(3)のいずれか一項記載の積層樹脂ブラックマトリクス基板の製造方法。
(5) (1)〜(4)のいずれかに記載の方法により形成された積層樹脂ブラックマトリクス基板の開口部に、赤、緑又は青の画素が形成されている、カラーフィルター基板。
(6) (5)記載のカラーフィルター基板と、対向基板と、の間に、液晶化合物が充填されている、液晶表示装置。
(2) The peak diffraction angle 2θ derived from the (200) plane of the titanium nitride particles when the black pigment (B2) is titanium nitride and CuKα rays are used as an X-ray source is 42.5 °. The method for producing a laminated resin black matrix substrate according to (1), which is 42.8 ° or less.
(3) The method for producing a laminated resin black matrix substrate according to (1) or (2), wherein the sum of the optical density of the low optical density layer and the optical density of the high optical density layer is 4.0 or more.
(4) The multilayer resin black matrix substrate according to any one of (1) to (3), wherein a total thickness of the low optical density layer and the high optical density layer is 1.5 μm or less. Production method.
(5) A color filter substrate in which red, green, or blue pixels are formed in openings of the laminated resin black matrix substrate formed by the method according to any one of (1) to (4).
(6) A liquid crystal display device in which a liquid crystal compound is filled between the color filter substrate according to (5) and a counter substrate.

本発明の積層樹脂ブラックマトリクス基板の製造方法によれば、バックライトの光を通さないための十分な遮光性が実現でき、高コントラストで鮮明な画像が得られるばかりでなく、反射率が低いために外光下でも視認性に極めて優れ、かつ電気的な信頼性が高い、高精細な液晶表示装置を簡便に得ることが可能となる。   According to the method for producing a laminated resin black matrix substrate of the present invention, it is possible to realize a sufficient light shielding property so as not to transmit light from the backlight, and not only a high contrast and clear image is obtained but also a low reflectance. In addition, it is possible to easily obtain a high-definition liquid crystal display device that is extremely excellent in visibility even under external light and has high electrical reliability.

本発明の積層樹脂ブラックマトリクス基板の製造方法の一実施形態及び積層樹脂ブラックマトリクス基板の実施形態示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment of the manufacturing method of the multilayer resin black matrix substrate of this invention, and embodiment of a multilayer resin black matrix substrate.

本発明は積層構造を有する樹脂ブラックマトリクス(以下、「樹脂BM」)基板の製造方法に関するものであり、低コストかつ安定した積層樹脂BM基板の製造のため、低光学濃度層の形成に用いる黒色樹脂組成物(BM1)を透明基板上に塗布して乾燥した後に、高光学濃度層の形成に用いる黒色樹脂組成物(BM2)をさらに塗布して、両層を一括してパターン化する方法、すなわち積層一括加工に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a resin black matrix (hereinafter referred to as “resin BM”) substrate having a laminated structure, and is used for forming a low optical density layer for producing a low-cost and stable laminated resin BM substrate. A method in which the resin composition (BM1) is applied on a transparent substrate and dried, and then a black resin composition (BM2) used for forming the high optical density layer is further applied to pattern both layers at once; In other words, it relates to the batch processing of the layers.

本発明の製造方法は、透明基板上に、黒色樹脂組成物(BM1)を塗布して、低光学濃度層を形成する、低光学濃度層形成工程と、上記低光学濃度層上に、黒色樹脂組成物(BM2)を塗布して、高光学濃度層を形成する、高光学濃度層形成工程と、積層された上記低光学濃度層と上記高光学濃度層とを露光及び現像して、積層樹脂ブラックマトリクスを形成する、一括パターニング工程と、を備える。   The production method of the present invention includes a low optical density layer forming step of forming a low optical density layer by applying a black resin composition (BM1) on a transparent substrate, and a black resin on the low optical density layer. A high optical density layer forming step of applying a composition (BM2) to form a high optical density layer, and exposing and developing the laminated low optical density layer and the high optical density layer to obtain a laminated resin And a batch patterning process for forming a black matrix.

非感光性樹脂層と感光性樹脂層を積層した後、一括で露光及び現像し、細線にパターニングする上で、非感光性樹脂層の現像溶解速度と感光性樹脂層の現像溶解速度のバランスを最適化することが肝要となる。具体的には、下地がガラス等の非溶解性基材である場合と比較し、非感光性樹脂層と感光性樹脂層界面でのエッチングが進行するため、細線に加工するとパターンが欠落し易くなるという問題が生じる。加えて、感光性樹脂層が黒色樹脂層で有る場合には、塗膜表面は十分に光硬化されるが、塗膜下部は光硬化が進まず、現像溶解が速くなるため、深部硬化性を如何に高めるかがより重要となる。   After laminating the non-photosensitive resin layer and the photosensitive resin layer, the pattern is exposed and developed in a lump and patterned into fine lines. The balance between the development dissolution rate of the non-photosensitive resin layer and the development dissolution rate of the photosensitive resin layer is balanced. It is important to optimize. Specifically, compared with the case where the base is a non-soluble base material such as glass, the etching proceeds at the interface between the non-photosensitive resin layer and the photosensitive resin layer, so that the pattern is easily lost when processed into a thin line. Problem arises. In addition, when the photosensitive resin layer is a black resin layer, the surface of the coating film is sufficiently photocured, but the lower part of the coating film does not proceed with photocuring and develops and dissolves faster. How to increase it is more important.

そこで、本発明者らは高い遮光性を薄膜で実現し、さらには細線の積層樹脂BMを一括でパターニングするため鋭意検討した結果、上記高光学濃度層を形成する黒色樹脂組成物(BM2)が、(B2)黒色顔料としてチタン窒化物又はチタン酸窒化物を含有し、さらに光重合開始剤(E)として特定の構造を有する化合物を含有することが必要であることを見出した。   Accordingly, the inventors of the present invention have achieved high light-shielding properties with a thin film, and, as a result of intensive studies for patterning the thin-line laminated resin BM all together, the black resin composition (BM2) that forms the high optical density layer is obtained. (B2) It has been found that it is necessary to contain titanium nitride or titanium oxynitride as the black pigment, and further to contain a compound having a specific structure as the photopolymerization initiator (E).

本発明の構成とすることにより、積層した状態での光学濃度が4.0以上と高いにも関わらず、6μmという細線の積層樹脂BMを加工する事が可能となる。さらには、パターニングを行う際の露光波長として、i線(365nm)だけではなくh線(405nm)においても高い感度を有するため、より簡便に積層BM基板を製造可能となる。   With the configuration of the present invention, it is possible to process the laminated resin BM having a thin line of 6 μm, although the optical density in the laminated state is as high as 4.0 or more. Furthermore, since it has high sensitivity not only for i-line (365 nm) but also for h-line (405 nm) as an exposure wavelength for patterning, a laminated BM substrate can be manufactured more easily.

黒色樹脂組成物(BM2)が含有する(B2)黒色顔料としてチタン窒化物粒子を用いた際に、好ましい特性について詳述する。ここで、チタン窒化物とは、主成分として窒化チタンを含み、通常、副成分として酸化チタンTiO、Ti2n−1(1≦n≦20)で表せる低次酸化sチタン及びTiN(0<x<2.0,0.1<y<2.0)で表せる酸窒化チタンを含有するものである。 When titanium nitride particles are used as the (B2) black pigment contained in the black resin composition (BM2), preferable characteristics will be described in detail. Here, the titanium nitride includes titanium nitride as a main component, and is usually low-order s titanium oxide and TiN x that can be expressed as titanium oxide TiO 2 and Ti n O 2n-1 (1 ≦ n ≦ 20) as subcomponents. It contains titanium oxynitride represented by O y (0 <x <2.0, 0.1 <y <2.0).

本発明で使用されるチタン窒化物のCuKα線をX線源とした場合の(200)面に由来するピークの回折角2θとしては、42.5°〜43.2°であることが好ましく、42.5°〜42.8°であることがより好ましく、42.5°〜42.7°であることがさらに好ましい。回折角θがこの範囲となるチタン窒化物粒子を黒色顔料として用いることにより、黒色樹脂組成中の黒色顔料濃度を低く保ったまま、高いOD値を達成することが可能となり、さらには、高い紫外線透過率を有するため、高精細かつテーパー形状の良好な樹脂ブラックマトリクスを容易に形成できるようになる。   The diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane when the CuKα ray of titanium nitride used in the present invention is an X-ray source is preferably 42.5 ° to 43.2 °, The angle is more preferably 42.5 ° to 42.8 °, and further preferably 42.5 ° to 42.7 °. By using titanium nitride particles having a diffraction angle θ in this range as a black pigment, it is possible to achieve a high OD value while keeping the black pigment concentration in the black resin composition low, and further, high ultraviolet rays. Since it has a transmittance, it is possible to easily form a resin black matrix having a high definition and a good taper shape.

チタン化合物のX線回折スペクトルはCuKα線をX線源とした場合、最も強度の強いピークとしてTiNは(200)面に由来するピークが2θ=42.5°近傍に、TiOは(200)面に由来するピークが2θ=43.4°近傍にみられる。一方、最も強度の強いピークではないがアナターゼ型TiOは(200)面に由来するピークは2θ=48.1°近傍に、ルチル型TiOは(200)面に由来するピークは2θ=39.2°近傍に観測される。よって、窒素原子及び酸素原子を有する結晶構造をとるチタン化合物は回折角2θが42.5°から43.4°の範囲において最も強度の強いピークがみられ、酸素原子を多く含有する結晶状態であるほどピーク位置は42.5°に対して高角度側にシフトする。酸化チタンを窒化して得られる、窒化還元が不十分な酸窒化チタンにおいては回折角2θとして42.9°から43.2°に最も強度の強いピークが確認される(特開2006−209102号公報)。 The X-ray diffraction spectrum of the titanium compound shows that when CuKα ray is used as the X-ray source, TiN has a peak derived from the (200) plane as the strongest peak, and 2θ = 42.5 ° in the vicinity of TiO and (200) plane of TiO The peak derived from is seen in the vicinity of 2θ = 43.4 °. On the other hand, although not the strongest peak, the peak derived from the (200) plane of anatase TiO 2 is in the vicinity of 2θ = 48.1 °, and the peak derived from the (200) plane of rutile TiO 2 is 2θ = 39. Observed around 2 °. Therefore, a titanium compound having a crystal structure having nitrogen atoms and oxygen atoms has the strongest peak in the diffraction angle 2θ range of 42.5 ° to 43.4 °, and is in a crystalline state containing a large amount of oxygen atoms. The more the peak position is shifted to the higher angle side with respect to 42.5 °. In titanium oxynitride obtained by nitriding titanium oxide and insufficiently reduced by nitriding, the strongest peak is confirmed at a diffraction angle 2θ of 42.9 ° to 43.2 ° (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-209102). Publication).

また、副成分として酸化チタンTiOを含有する場合、最も強度の強いピークとしてアナターゼ型TiO(101)に由来するピークが2θ=25.3°近傍に、ルチル型TiO(110)に由来するピークが2θ=27.4°近傍に見られる。しかし、TiOは白色でありブラックマトリクスの遮光性を低下させる要因となるため、ピークとして観察されない程度に低減されていることが好ましい。 When titanium oxide TiO 2 is contained as an accessory component, the peak derived from anatase TiO 2 (101) as the strongest peak is in the vicinity of 2θ = 25.3 ° and derived from rutile TiO 2 (110). A peak is observed in the vicinity of 2θ = 27.4 °. However, since TiO 2 is white and causes a reduction in the light shielding properties of the black matrix, it is preferably reduced to such an extent that it is not observed as a peak.

X線回折ピークの半値幅よりチタン窒化物粒子を構成する結晶子サイズを求めることができ、下式(1)及び(2)に示すシェラーの式を用いて算出される。   The crystallite size constituting the titanium nitride particles can be obtained from the half width of the X-ray diffraction peak, and is calculated using the Scherrer equation shown in the following equations (1) and (2).

Figure 2015001654
Figure 2015001654

Figure 2015001654
Figure 2015001654

ここで、K=0.9、λ:X線の波長(0.15418nm)、β:回折ピークの半値幅、β:半値幅の補正値(0.12°)である。但し、β、β及びβはラジアンで計算される。 Here, K = 0.9, λ: wavelength of X-ray (0.15418 nm), β e : half width of diffraction peak, β o : correction value of half width (0.12 °). However, β, β e and β o are calculated in radians.

結晶子サイズとしては10nm以上であることが好ましく、10〜50nmであることがより好ましく、10〜30nmであることがさらに好ましい。結晶子サイズが10nm未満のチタン窒化物粒子を用いると、ブラックマトリクスの遮光性が低下し、さらには、分散性が悪化するという問題が生じる。一方、50nmを越えると遮光性が低下し、更には沈降しやすくなり保存安定性が悪化するという問題が生じる。   The crystallite size is preferably 10 nm or more, more preferably 10 to 50 nm, and even more preferably 10 to 30 nm. When titanium nitride particles having a crystallite size of less than 10 nm are used, there arises a problem that the light blocking property of the black matrix is lowered and further the dispersibility is deteriorated. On the other hand, when the thickness exceeds 50 nm, the light shielding property is lowered, and further, sedimentation is likely to occur, and the storage stability is deteriorated.

本発明に使用されるチタン窒化物粒子の比表面積はBET法により求めることができ、その値としては5〜100m/gが好ましく、10〜100m/gがより好ましく、30〜100m/gがさらに好ましい。また、BET法により求めた比表面積より、粒子が完全な球体であり粒子径が均一であると仮定した場合の粒子径を下式(3)により求めることができる。 The specific surface area of the titanium nitride particles used in the present invention can be determined by the BET method, preferably 5 to 100 m 2 / g as the value, 10 to 100 m 2 / g and more preferably, 30 to 100 m 2 / g is more preferable. Further, from the specific surface area obtained by the BET method, the particle diameter when the particles are assumed to be perfect spheres and the particle diameter is uniform can be obtained by the following equation (3).

BET換算平均粒径(nm)=6/(S×d×1000) ・・・ (3)   BET equivalent average particle diameter (nm) = 6 / (S × d × 1000) (3)

ここで、S;比表面積(m/g)、d;密度(g/cm)であり、窒化チタンの場合d=5.24(g/cm)、酸窒化チタンの場合d=4.3(g/cm)となる。 Here, S: specific surface area (m 2 / g), d: density (g / cm 3 ), d = 5.24 (g / cm 3 ) for titanium nitride, d = 4 for titanium oxynitride .3 (g / cm 3 ).

比表面積が小さい、つまり一次粒子径が大きい場合、粒子を微細に分散することが困難であり、保管時に粒子が沈降したり、樹脂ブラックマトリクスとした際の平坦性が低下したりガラスとの密着性が低下するといった問題が生じる。一方、比表面積が大きい、つまり一次粒子径が小さいと分散時に粒子が再凝集し易いため分散安定性が悪くなる傾向があったり、樹脂ブラックマトリクスとした際に黒色顔料としての十分な隠蔽性が得られずにOD値が低下するといった問題が生じてしまう。   When the specific surface area is small, that is, when the primary particle size is large, it is difficult to finely disperse the particles, the particles settle during storage, the flatness of the resin black matrix decreases, or the glass adheres closely. There arises a problem that the performance is lowered. On the other hand, when the specific surface area is large, that is, when the primary particle size is small, the particles are likely to re-aggregate at the time of dispersion, so that the dispersion stability tends to deteriorate, or when the resin black matrix is used, there is sufficient concealment as a black pigment. There is a problem that the OD value decreases without being obtained.

また、粒子の一次粒子は結晶子がいくつか集まったものと言えるが、より単一な結晶子から構成されていることが好ましい。つまり、X線回折ピークの半値幅より求めた結晶子サイズと比表面積より求めた粒子径の関係としては、以下の式(4)の範囲となることが好ましい。   Moreover, although it can be said that the primary particle of the particle is a collection of several crystallites, it is preferably composed of a single crystallite. That is, the relationship between the crystallite size obtained from the half width of the X-ray diffraction peak and the particle diameter obtained from the specific surface area is preferably in the range of the following formula (4).

BET換算平均粒径(nm)<結晶子サイズ(nm)×2 ・・・ (4)   BET equivalent average particle diameter (nm) <crystallite size (nm) × 2 (4)

本発明で使用されるチタン窒化物粒子は主成分としてTiNを含み、通常、その合成時における酸素の混入や、特に粒子径が小さい場合に顕著となるが、粒子表面の酸化等により、一部酸素原子を含有している。含有する酸素量が少ない方がより高いOD値が得られるため好ましく、とりわけ副成分としてTiOを含有しないことが好ましい。しかしながら、酸素含有量が少ない程、反射の色味としては赤みを呈するため、適度に酸素原子を含有していることが好ましい。その酸素原子の含有量としては5〜20質量%が好ましく、更8〜20質量%がより好ましい。 The titanium nitride particles used in the present invention contain TiN as a main component, and are usually noticeable when oxygen is mixed during synthesis, especially when the particle size is small, but partly due to oxidation of the particle surface, etc. Contains oxygen atoms. A smaller amount of oxygen is preferable because a higher OD value can be obtained, and it is particularly preferable not to contain TiO 2 as a subcomponent. However, the smaller the oxygen content, the red the color of the reflection, and therefore it is preferable that oxygen atoms are appropriately contained. The oxygen atom content is preferably 5 to 20% by mass, more preferably 8 to 20% by mass.

チタン原子の含有量はICP発光分光分析法により分析し、窒素原子の含有量は不活性ガス融解−熱伝導度法により分析し、酸素原子の含有量は不活性ガス融解−赤外線吸収法により分析することができる。   Titanium atom content is analyzed by ICP emission spectroscopy, nitrogen atom content is analyzed by inert gas melting-thermal conductivity method, and oxygen atom content is analyzed by inert gas melting-infrared absorption method. can do.

チタン窒化物の合成には一般的に気相反応法が用いられ、電気炉法や熱プラズマ法等が挙げられるが、不純物の混入が少なく、粒子径が揃いやすく、また生産性も高い熱プラズマ法による合成が好ましい。具体的には、熱プラズマ法により合成されたチタン窒化物の一次粒子はほぼ単一な結晶子から形成されており、また、熱プラズマ法により合成されたチタン窒化物を用いることにより、より低い誘電率を有するブラックマトリクスを形成することが可能となるため好ましい。   A gas phase reaction method is generally used to synthesize titanium nitride, and examples include an electric furnace method and a thermal plasma method, but thermal plasma with little contamination, easy particle size, and high productivity. Synthesis by the method is preferred. Specifically, the primary particles of titanium nitride synthesized by the thermal plasma method are formed from almost single crystallites, and are lower by using titanium nitride synthesized by the thermal plasma method. This is preferable because a black matrix having a dielectric constant can be formed.

熱プラズマを発生させる方法としては、直流アーク放電、多相アーク放電、高周波(RF)プラズマ、ハイブリッドプラズマ等が挙げられ、電極からの不純物の混入が少ない高周波プラズマがより好ましい。熱プラズマ法による窒化チタン微粒子の具体的な製造方法としては、プラズマ炎中で四塩化チタンとアンモニアガスを反応させる方法(特開平2−22110号公報)や、チタン粉末を高周波熱プラズマにより蒸発させ窒素をキャリアーガスとして導入し冷却過程にて窒化させ合成する方法(特開昭61−11140号公報)や、プラズマの周縁部にアンモニアガスを吹き込む方法(特開昭63−85007号)等が挙げられるがこれらに限定されるものではなく、所望とする物性を有するチタン窒化物粒子にできれば製造方法は問わない。なお、チタン窒化物粒子は種々のものが市販されており、本発明で規定される上記回折角及び上記酸素原子量、さらには、上記した好ましい結晶子サイズ及び比表面積を満足するものも複数市販されている。本発明において、それらの市販品を好ましく用いることができる。   Examples of the method for generating thermal plasma include direct current arc discharge, multiphase arc discharge, radio frequency (RF) plasma, hybrid plasma, and the like, and high frequency plasma with less contamination of impurities from the electrode is more preferable. Specific methods for producing titanium nitride fine particles by the thermal plasma method include a method of reacting titanium tetrachloride and ammonia gas in a plasma flame (Japanese Patent Laid-Open No. 22221/1990), or evaporating titanium powder by high-frequency thermal plasma. A method of introducing nitrogen as a carrier gas and nitriding and synthesizing it in the cooling process (Japanese Patent Laid-Open No. 61-11140), a method of blowing ammonia gas into the peripheral edge of plasma (Japanese Patent Laid-Open No. 63-85007), and the like. However, the present invention is not limited to these, and the production method is not limited as long as titanium nitride particles having desired physical properties can be obtained. Various titanium nitride particles are commercially available, and a plurality of particles satisfying the diffraction angle and the oxygen atom amount defined in the present invention, and further satisfying the preferred crystallite size and specific surface area described above are also commercially available. ing. In the present invention, those commercially available products can be preferably used.

黒色樹脂組成物(BM2)が含有する(B2)黒色顔料としてチタン酸窒化物を用いた際に、好ましい特性について詳述する。ここで、チタン酸窒化物は、TiN(0<x<2.0,0.1<y<2.0)で表せるものを指す。一般的には、酸化チタンを窒化還元して得られるものであり、その製造方法については限定されないが、特開昭60−65069号公報、特開昭61−201610号公報及び特開2006−206891号公報等に記載の方法により製造することができる。 A preferable characteristic will be described in detail when titanium oxynitride is used as the (B2) black pigment contained in the black resin composition (BM2). Here, the titanium oxynitride refers to one that can be expressed by TiN x O y (0 <x <2.0, 0.1 <y <2.0). Generally, it is obtained by nitriding reduction of titanium oxide, and the production method is not limited, but JP-A-60-65069, JP-A-61-201610, and JP-A-2006-206871 It can be produced by the method described in Japanese Patent Publication No.

黒色樹脂組成物(BM2)が含有する(B2)黒色顔料として、光学濃度値が低下しない範囲で、チタン窒化物又はチタン酸窒化物以外の顔料を使用しても構わない。そのような顔料としては、例えば、黒色有機顔料、混色有機顔料又は無機顔料等が挙げられる。黒色有機顔料としては、例えば、ペリレンブラック又はアニリンブラックが、混色有機顔料としては、例えば、赤、青、緑、紫、黄色、マゼンダ若しくはシアン等から選ばれる少なくとも2種類以上の顔料を混合して疑似黒色化された顔料が、無機顔料としては、例えば、グラファイトあるいはチタン、銅、鉄、マンガン、コバルト、クロム、ニッケル、亜鉛、カルシウム若しくは銀の金属微粒子、金属酸化物、複合酸化物、金属硫化物又は金属窒化物が挙げられる。   As the black pigment (B2) contained in the black resin composition (BM2), a pigment other than titanium nitride or titanium oxynitride may be used as long as the optical density value does not decrease. Examples of such pigments include black organic pigments, mixed color organic pigments, and inorganic pigments. As the black organic pigment, for example, perylene black or aniline black is used, and as the mixed color organic pigment, for example, at least two kinds of pigments selected from red, blue, green, purple, yellow, magenta, cyan, etc. are mixed. Pseudo-blackened pigments include, for example, graphite or titanium, copper, iron, manganese, cobalt, chromium, nickel, zinc, calcium or silver metal fine particles, metal oxides, composite oxides, metal sulfides. Or metal nitride.

従来より、感光性黒色樹脂組成物においては、塗膜下部の光硬化が進まないためアルカリ現像を行った際に、塗膜下部が過現像となり、微細なパターンが欠落するという課題があった。そこで、高い感光特性を有するオキシムエステル型カルバゾール系開始剤の適用が検討されている(特開2005−242279号公報及び特許3754065号公報)。しかしながら、単位膜厚当たりのOD値が3.5を越えるような高い遮光性と積層状態での5μmという細線加工性を両立するためには不十分であった。   Conventionally, in the photosensitive black resin composition, since the photocuring of the lower part of the coating film does not proceed, there has been a problem that when the alkali development is performed, the lower part of the coating film is over-developed and a fine pattern is lost. Therefore, application of an oxime ester type carbazole initiator having high photosensitivity has been studied (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-242279 and Japanese Patent No. 3754065). However, it was insufficient to achieve both a high light-shielding property such that the OD value per unit film thickness exceeds 3.5 and a fine wire workability of 5 μm in the laminated state.

具体的には、単位膜厚当たりの遮光性が高いため、開始剤添加量の増量、あるいは露光量を高くすることで光硬化を進めた場合、塗膜表面だけでの硬化が進むため、パターニングしたBMの形状が悪化するという不具合が生じる。   Specifically, since the light-shielding property per unit film thickness is high, when photocuring is advanced by increasing the amount of initiator added or increasing the exposure amount, curing only on the coating surface proceeds, so patterning This causes a problem that the shape of the BM is deteriorated.

そこで、黒色樹脂組成物(BM2)が含有する(E)光重合開始剤としては下記一般式(I)で表される構造を有する化合物を使用することが重要となる。   Therefore, it is important to use a compound having a structure represented by the following general formula (I) as the (E) photopolymerization initiator contained in the black resin composition (BM2).

Figure 2015001654
(I)
Figure 2015001654
(I)

(式中、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、さらに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、さら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。) (Wherein 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, an alkyl group, an aryl group, and an aryl group. the hydrogen atoms of the alkyl group is 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, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a carbon atom. represents an aryl group or a heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms having 7 to 30, R 2 represents R 11 or oR 11, R 11 is a 1 to 20 carbon atoms Represents a kill group, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, wherein the hydrogen atom of the alkyl group, aryl group and arylalkyl group may be further substituted with a halogen atom. Well, 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 , R The methylene group of the alkylene part of the substituent represented by 22 and R 23 may be 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 a cyclic alkyl, and the alkyl terminal of the substituent is an unsaturated bond. Well, R 3 is good .R 4 and R 5 may form a ring taken together with the benzene ring adjacent each independently represent R 11, OR 11, CN or a halogen atom, a and b is 0 to 3 independently.)

合成の容易さ、感度及び溶媒への溶解性の観点から、上記一般式(I)におけるRは、炭素原子数11〜20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が好ましく、炭素原子数6〜30のアリール基がより好ましく、置換フェニル基がさらに好ましい。同じく上記一般式(I)におけるRは、炭素原子数1〜20のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。同じく上記一般式(I)におけるR炭素原子数1〜20のアルキル基が好ましく、炭素原子数1〜7のアルキル基がより好ましい。同じく上記一般式(I)におけるa及びbは、共に0であることが好ましい。 From the viewpoint of ease of synthesis, sensitivity, and solubility in a solvent, R 1 in the general formula (I) is an alkyl group having 11 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or the number of carbon atoms. A 7-30 arylalkyl group is preferable, an aryl group having 6-30 carbon atoms is more preferable, and a substituted phenyl group is more preferable. Similarly, R 2 in the general formula (I) is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and more preferably a methyl group. Also R 3 in the general formula (I) is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms. Similarly, both a and b in the general formula (I) are preferably 0.

本構造の光重合開始剤を、特定の黒色顔料、すなわちチタン窒化物又はチタン酸窒化物と組み合わせて用いることで、感光性黒色樹脂組成物を露光しパターニングする際に、高い光学濃度の塗膜においても深部まで光硬化が進み、細線のBMを形状良く加工することが可能となる。また、低露光量での加工が可能となり、i線(365nm)だけではなくh線(405nm)といった長波長露光においても十分な光硬化が可能となるため、より簡便に積層BMを形成することが可能となる。なお、本構造の光重合開始剤自体は公知であり、特許第4223071号掲載公報に記載されており、その製造方法もこの公報に記載されている。さらに、本構造の光重合開始剤は既に市販もされており(例えば、ADEKA(株)製のアデカクルーズNCI−831)、本発明においてもこのような市販品を好ましく用いることができる。   By using the photopolymerization initiator having this structure in combination with a specific black pigment, that is, titanium nitride or titanium oxynitride, a coating film having a high optical density is used when the photosensitive black resin composition is exposed and patterned. In this case, photocuring proceeds to the deep part, and it becomes possible to process the fine BM with a good shape. In addition, processing with a low exposure amount is possible, and sufficient photocuring is possible not only in i-line (365 nm) but also in long-wavelength exposure such as h-line (405 nm), so that a laminated BM can be formed more easily. Is possible. In addition, the photopolymerization initiator itself of this structure is publicly known, and is described in Japanese Patent No. 4223071, and its production method is also described in this gazette. Furthermore, the photopolymerization initiator having this structure is already commercially available (for example, Adeka Cruz NCI-831 manufactured by ADEKA Corporation), and such a commercially available product can be preferably used in the present invention.

BMのパターン形状をより良好なものとするために、上記構造(I)以外の光重合開始剤や連鎖移動剤を併用することがより好ましい。   In order to make the BM pattern shape better, it is more preferable to use a photopolymerization initiator other than the structure (I) and a chain transfer agent in combination.

その他の光重合開始剤としては特に制限は無く、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、オキサントン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾチアゾール系化合物、ベンゾオキサゾール系化合物、オキシムエステル化合物、カルバゾール系化合物、トリアジン系化合物、リン系化合物又はチタネート等の無機系光重合開始剤が挙げられる。   Other photopolymerization initiators are not particularly limited. For example, benzophenone compounds, acetophenone compounds, oxanthone compounds, imidazole compounds, benzothiazole compounds, benzoxazole compounds, oxime ester compounds, carbazole compounds, triazines. Inorganic photopolymerization initiators such as system compounds, phosphorus compounds or titanates can be mentioned.

より具体的には、例えば、ベンゾフェノン、N,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、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−モルホリノ−1−プロパン、イルガキュア(登録商標)369(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)−ブタノン)、同379(2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン)、同OXE01(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)])、同OXE02(エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム))CGI−113(2−[4−メチルベンジル]−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン)若しくはCGI−242(エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム);以上、いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカル(株)製)、t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2,3−ジクロロアントラキノン、3−クロル−2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、1,2−ベンゾアントラキノン、1,4−ジメチルアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、4−(p−メトキシフェニル)−2,6−ジ−(トリクロロメチル)−s−トリアジン又はADEKA(株)製のカルバゾール系化合物であるアデカ(登録商標)オプトマーN−1818、同N−1919、オキシムエステル系化合物であるアデカクルーズNCI−930が挙げられる。   More specifically, for example, benzophenone, N, N′-tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylaminobenzophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, benzoin, benzoin methyl ether, Benzoin isobutyl ether, benzyldimethyl ketal, α-hydroxyisobutylphenone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-1-propane Irgacure (registered trademark) 369 (2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone), 379 (2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl) ] -1- [4- ( -Morpholinyl) phenyl] -1-butanone), OXE01 (1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio) -2- (O-benzoyloxime)]), OXE02 (ethanone, 1- [9 -Ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (0-acetyloxime)) CGI-113 (2- [4-methylbenzyl] -2-dimethylamino-1 -(4-morpholinophenyl) -butanone) or CGI-242 (ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyl) Oxime); as described above, all manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.), t-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2,3-dichloroant Quinone, 3-chloro-2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 1,4-naphthoquinone, 9,10-phenanthraquinone, 1,2-benzoanthraquinone, 1,4-dimethylanthraquinone, 2-phenylanthraquinone, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, 4- (p-methoxyphenyl) -2,6-di- (trichloromethyl)- Examples include ADEKA (registered trademark) Optomer N-1818 and N-1919, which are carbazole compounds manufactured by s-triazine or ADEKA Corporation, and Adeka Cruz NCI-930, which is an oxime ester compound.

上記連鎖移動剤としては、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、チオサリチル酸、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプト酪酸、N−(2−メルカプトプロピオニル)グリシン、2−メルカプトニコチン酸、3−[N−(2−メルカプトエチル)カルバモイル]プロピオン酸、3−[N−(2−メルカプトエチル)アミノ]プロピオン酸、N−(3−メルカプトプロピオニル)アラニン、2−メルカプトエタンスルホン酸、3−メルカプトプロパンスルホン酸、4−メルカプトブタンスルホン酸、ドデシル(4−メチルチオ)フェニルエーテル、2−メルカプトエタノール、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール、1−メルカプト−2−プロパノール、3−メルカプト−2−ブタノール、メルカプトフェノール、2−メルカプトエチルアミン、2−メルカプトイミダゾール、2−メルカプト−3−ピリジノール、2−メルカプトベンゾチアゾール、メルカプト酢酸、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)等のメルカプト化合物、該メルカプト化合物を酸化して得られるジスルフィド化合物、ヨード酢酸、ヨードプロピオン酸、2−ヨードエタノール、2−ヨードエタンスルホン酸、3−ヨードプロパンスルホン酸等のヨード化アルキル化合物が挙げられる。   Examples of the chain transfer agent include thioglycolic acid, thiomalic acid, thiosalicylic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3-mercaptopropionic acid, 3-mercaptobutyric acid, N- (2-mercaptopropionyl) glycine, 2-mercaptonicotinic acid, 3- [N- (2-mercaptoethyl) carbamoyl] propionic acid, 3- [N- (2-mercaptoethyl) amino] propionic acid, N- (3-mercaptopropionyl) alanine, 2-mercaptoethanesulfonic acid, 3 -Mercaptopropanesulfonic acid, 4-mercaptobutanesulfonic acid, dodecyl (4-methylthio) phenyl ether, 2-mercaptoethanol, 3-mercapto-1,2-propanediol, 1-mercapto-2-propanol, 3-mercapto- 2-butanol, mercapto Enol, 2-mercaptoethylamine, 2-mercaptoimidazole, 2-mercapto-3-pyridinol, 2-mercaptobenzothiazole, mercaptoacetic acid, trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopro Mercapto compounds such as pionate), disulfide compounds obtained by oxidizing the mercapto compound, iodinated alkyls such as iodoacetic acid, iodopropionic acid, 2-iodoethanol, 2-iodoethanesulfonic acid, 3-iodopropanesulfonic acid, etc. Compounds.

黒色樹脂組成物(BM2)が含有するアルカリ可溶性樹脂(A2)としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シロキサン系樹脂、ポリイミド樹脂が挙げられるが、塗膜の耐熱性や組成物の保管安定性に優れることから、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂が好ましい。   Examples of the alkali-soluble resin (A2) contained in the black resin composition (BM2) include an epoxy resin, an acrylic resin, a siloxane resin, and a polyimide resin. The heat resistance of the coating film and the storage stability of the composition are exemplified. Acrylic resin or polyimide resin is preferable.

アクリル樹脂としては、例えば、カルボキシル基を有するアクリル樹脂が好ましく、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物との共重合体がより好ましい。   As the acrylic resin, for example, an acrylic resin having a carboxyl group is preferable, and a copolymer of an unsaturated carboxylic acid and an ethylenically unsaturated compound is more preferable.

不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸又はビニル酢酸が挙げられる。   Examples of the unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and vinyl acetic acid.

共重合可能なエチレン性不飽和化合物としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸sec−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸tert−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、メタクリル酸n−ペンチル、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート又はベンジルメタクリレート等の不飽和カルボン酸アルキルエステル、スチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン又はα−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物、アミノエチルアクリレート等の不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート等の不飽和カルボン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル又はα−クロルアクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物、1,3−ブタジエン又はイソプレン等の脂肪族共役ジエンあるいはそれぞれ末端にアクリロイル基若しくはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート又はポリブチルメタクリレート等が挙げられる。   Examples of the copolymerizable ethylenically unsaturated compound include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, N-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl acrylate, sec-butyl methacrylate, iso-butyl acrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, acrylic acid n-pentyl, n-pentyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate and other unsaturated carboxylic acid alkyl esters, styrene, p-methylstyrene , Aromatic vinyl compounds such as o-methylstyrene, m-methylstyrene or α-methylstyrene, aminoalkyl esters of unsaturated carboxylic acids such as aminoethyl acrylate, glycidyl esters of unsaturated carboxylic acids such as glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate, acetic acid Carboxylic acid vinyl esters such as vinyl and vinyl propionate, vinyl cyanide compounds such as acrylonitrile, methacrylonitrile, and α-chloroacrylonitrile, aliphatic conjugated dienes such as 1,3-butadiene and isoprene, or acryloyl group or methacryloyl at each end Examples thereof include polystyrene having a group, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polybutyl acrylate, or polybutyl methacrylate.

より具体的には、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸メチル、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート及びスチレンからなる群から選ばれるモノマーの2〜4元共重合体が好ましく、アルカリ現像液に対する溶解速度を適切なものとするため、平均分子量(Mw)が2千〜10万かつ酸価が70〜150(mgKOH/g)であることがより好ましい。   More specifically, a quaternary copolymer of a monomer selected from the group consisting of methacrylic acid, acrylic acid, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, benzyl methacrylate and styrene is preferable, and the dissolution rate in an alkali developer Is more preferable, the average molecular weight (Mw) is 2,000 to 100,000 and the acid value is more preferably 70 to 150 (mgKOH / g).

また、側鎖にエチレン性不飽和基を有するアクリル樹脂は、露光及び現像の際の感度が向上するため、好ましい。エチレン性不飽和基としては、アクリル基又はメタクリル基が好ましい。側鎖にエチレン性不飽和基を有するアクリル樹脂は、例えば、カルボキシル基を有するアクリル樹脂のカルボキシル基に、グリシジル基又は脂環式エポキシ基を有するエチレン性不飽和化合物を付加反応させて得ることができる。   An acrylic resin having an ethylenically unsaturated group in the side chain is preferable because the sensitivity during exposure and development is improved. As the ethylenically unsaturated group, an acryl group or a methacryl group is preferable. The acrylic resin having an ethylenically unsaturated group in the side chain can be obtained, for example, by adding an ethylenically unsaturated compound having a glycidyl group or an alicyclic epoxy group to the carboxyl group of an acrylic resin having a carboxyl group. it can.

側鎖にエチレン性不飽和基を有するアクリル樹脂としては、例えば、市販のアクリル樹脂であるサイクロマー(登録商標)P(ダイセル化学工業(株))又はアルカリ可溶性カルド樹脂が挙げられるが、エステル系溶媒やアルカリ現像液に対する溶解性を適切なものとするため、平均分子量(Mw)が2千〜10万(テトラヒドロフランをキャリヤーとしてゲルパーミェーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算したもの)かつ酸価が70〜150(mgKOH/g)であることが好ましい。   Examples of the acrylic resin having an ethylenically unsaturated group in the side chain include cyclomer (registered trademark) P (Daicel Chemical Industries, Ltd.) or alkali-soluble cardo resin, which is a commercially available acrylic resin. Average molecular weight (Mw) of 2,000 to 100,000 (measured by gel permeation chromatography using tetrahydrofuran as a carrier, and using a standard polystyrene calibration curve in order to make the solubility in a solvent or alkaline developer appropriate. The acid value is preferably 70 to 150 (mg KOH / g).

高光学濃度層の形成に用いる黒色樹脂組成物(BM2)は、(D)光重合性モノマー又はオリゴマーを含有する。モノマー又はオリゴマーとしては、例えば、多官能若しくは単官能のアクリル系モノマー又はオリゴマーが挙げられる。多官能のアクリル系モノマー又はオリゴマーとしては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ポリ(メタ)アクリレートカルバメート、変性ビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、アジピン酸1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリル酸エステル、無水フタル酸プロピレンオキサイド(メタ)アクリル酸エステル、トリメリット酸ジエチレングリコール(メタ)アクリル酸エステル、ロジン変性エポキシジ(メタ)アクリレート、アルキッド変性(メタ)アクリレート、フルオレンジアクリレート系オリゴマー、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、2,2−ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]メタン、ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]エーテル、4,4’−ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]シクロヘキサン、9,9−ビス[4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[3−メチル−4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]フルオレン、9,9−ビス[3−クロロ−4−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル]フルオレン、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジメタアクリレート、ビスクレゾールフルオレンジアクリレート又はビスクレゾールフルオレンジメタアクリレートが挙げられる。   The black resin composition (BM2) used for forming the high optical density layer contains (D) a photopolymerizable monomer or oligomer. Examples of the monomer or oligomer include polyfunctional or monofunctional acrylic monomers or oligomers. Examples of the polyfunctional acrylic monomer or oligomer include bisphenol A diglycidyl ether (meth) acrylate, poly (meth) acrylate carbamate, modified bisphenol A epoxy (meth) acrylate, and 1,6-hexanediol (meth) adipic acid. Acrylic ester, phthalic anhydride propylene oxide (meth) acrylic ester, trimellitic acid diethylene glycol (meth) acrylic ester, rosin-modified epoxy di (meth) acrylate, alkyd-modified (meth) acrylate, full orange acrylate oligomer, tripropylene Glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, bisphenol A diglycidyl ether di (meth) acrylate, trimer Roll propane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, triacryl formal, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, 2,2- Bis [4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] propane, bis [4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] methane, bis [4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) Phenyl] sulfone, bis [4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] ether, 4,4′-bis [4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] cyclohexane, 9, -Bis [4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] fluorene, 9,9-bis [3-methyl-4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] fluorene, 9,9-bis [3-Chloro-4- (3-acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] fluorene, bisphenoxyethanol full orange acrylate, bisphenoxyethanol full orange methacrylate, biscresol full orange acrylate or biscresol full orange methacrylate.

これらの多官能若しくは単官能のアクリル系モノマー又はオリゴマーを適宜選択して組み合わせることにより、露光及び現像の際の感度や加工性をコントロールすることが可能であるが、中でも感度を向上させるためには、官能基が3以上の化合物が好ましく、官能基が5以上の化合物がより好ましく、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート又はジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートがさらに好ましい。   By appropriately selecting and combining these polyfunctional or monofunctional acrylic monomers or oligomers, it is possible to control the sensitivity and processability during exposure and development. , Compounds having 3 or more functional groups are preferable, compounds having 5 or more functional groups are more preferable, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate or dipentaerythritol penta (meth) acrylate is more preferable.

BMのパターン形状を良くするために、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート又はジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートに加えて、分子中に芳香環を多く含み撥水性が高いフルオレン環を有する(メタ)アクリレートを併用することが好ましい。フルオレン環を有する(メタ)アクリレートは、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート10〜60質量部に対して、90〜40質量部用いることが好ましい。   In order to improve the pattern shape of BM, in addition to dipentaerythritol hexa (meth) acrylate or dipentaerythritol penta (meth) acrylate, it has a fluorene ring that has many aromatic rings in its molecule and has high water repellency (meth) It is preferable to use acrylate together. The (meth) acrylate having a fluorene ring is preferably used in an amount of 90 to 40 parts by mass with respect to 10 to 60 parts by mass of dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and dipentaerythritol penta (meth) acrylate.

高光学濃度層の形成に用いる黒色樹脂組成物(BM2)は、ガラス板又はシリコンウエハー等との接着性を向上させるため、密着改良剤を含有しても構わない。密着改良剤としては、例えば、シランカップリング剤又はチタンカップリング剤が挙げられる。密着改良剤の添加量は、アルカリ可溶性樹脂に対して0.2〜20質量%程度が一般的である。   The black resin composition (BM2) used for forming the high optical density layer may contain an adhesion improving agent in order to improve the adhesion to a glass plate or a silicon wafer. Examples of the adhesion improving agent include a silane coupling agent or a titanium coupling agent. The addition amount of the adhesion improving agent is generally about 0.2 to 20% by mass with respect to the alkali-soluble resin.

高光学濃度層の形成に用いる黒色樹脂組成物(BM2)は、着色材の分散安定性を向上させるため、高分子分散剤を含有しても構わない。高分子分散剤としては、例えば、ポリエチレンイミン系高分子分散剤、ポリウレタン系高分子分散剤又はポリアリルアミン系高分子分散剤が挙げられる。高分子分散剤の添加量は、通常、着色材に対して1〜40質量%程度が一般的である。   The black resin composition (BM2) used for forming the high optical density layer may contain a polymer dispersant in order to improve the dispersion stability of the colorant. Examples of the polymer dispersant include a polyethyleneimine polymer dispersant, a polyurethane polymer dispersant, and a polyallylamine polymer dispersant. The addition amount of the polymer dispersant is generally about 1 to 40% by mass with respect to the colorant.

高光学濃度層の形成に用いる黒色樹脂組成物(BM2)における、着色材/樹脂成分の質量組成比は、80/20〜40/60の範囲であることが好ましく、密着性、パターン加工性及びOD値のバランスをとるため、75/25〜50/50の範囲であることがより好ましい。ここで樹脂成分とは、感光性着色樹脂組成物が含有するポリマー、モノマー、オリゴマー及び高分子分散剤をいう。樹脂成分が過少だと、樹脂BMの基板との密着性が不良となる。一方で、着色材が過少だと、光学濃度(OD値/μm)が低くなってしまう。   The mass composition ratio of the colorant / resin component in the black resin composition (BM2) used for the formation of the high optical density layer is preferably in the range of 80/20 to 40/60. In order to balance the OD value, the range of 75/25 to 50/50 is more preferable. Here, the resin component refers to a polymer, a monomer, an oligomer, and a polymer dispersant contained in the photosensitive colored resin composition. If the resin component is too small, the adhesion of the resin BM to the substrate becomes poor. On the other hand, when the coloring material is too small, the optical density (OD value / μm) is lowered.

黒色樹脂組成物(BM2)の(C2)溶媒としては、分散する着色材の分散安定性及び添加する樹脂成分の溶解性に合わせて、水又は有機溶剤を適宜選択することができる。有機溶剤としては、例えば、エステル類、脂肪族アルコール類、(ポリ)アルキレングリコールエーテル系溶剤、ケトン類、アミド系極性溶媒若しくはラクトン系極性溶媒が挙げられる。   As the (C2) solvent of the black resin composition (BM2), water or an organic solvent can be appropriately selected according to the dispersion stability of the colorant to be dispersed and the solubility of the resin component to be added. Examples of the organic solvent include esters, aliphatic alcohols, (poly) alkylene glycol ether solvents, ketones, amide polar solvents, or lactone polar solvents.

アルカリ可溶性樹脂としてアクリル樹脂を用いた場合の有機溶剤としては、例えば、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(沸点247℃)、ベンジルアセテート(沸点214℃)、エチルベンゾエート(沸点213℃)、メチルベンゾエート(沸点200℃)、マロン酸ジエチル(沸点199℃)、2−エチルヘキシルアセテート(沸点199℃)、2−ブトキシエチルアセテート(沸点192℃)、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(沸点188℃)、シュウ酸ジエチル(沸点185℃)、アセト酢酸エチル(沸点181℃)、シクロヘキシルアセテート(沸点174℃)、3−メトキシ−ブチルアセテート(沸点173℃)、アセト酢酸メチル(沸点172℃)、エチル−3−エトキシプロピオネート(沸点170℃)、2−エチルブチルアセテート(沸点162℃)、イソペンチルプロピオネート(沸点160℃)、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(沸点160℃)、酢酸ペンチル(沸点150℃)又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(沸点146℃;以下、「PMA」)が挙げられる。   Examples of the organic solvent when an acrylic resin is used as the alkali-soluble resin include diethylene glycol monobutyl ether acetate (boiling point 247 ° C.), benzyl acetate (boiling point 214 ° C.), ethyl benzoate (boiling point 213 ° C.), methyl benzoate (boiling point 200 ° C.). ), Diethyl malonate (boiling point 199 ° C.), 2-ethylhexyl acetate (boiling point 199 ° C.), 2-butoxyethyl acetate (boiling point 192 ° C.), ethylene glycol monobutyl ether acetate (boiling point 188 ° C.), diethyl oxalate (boiling point 185 ° C.) ), Ethyl acetoacetate (boiling point 181 ° C.), cyclohexyl acetate (boiling point 174 ° C.), 3-methoxy-butyl acetate (boiling point 173 ° C.), methyl acetoacetate (boiling point 172 ° C.), ethyl-3-ethoxypropionate 170 ° C. boiling point), 2-ethylbutyl acetate (boiling point 162 ° C.), isopentyl propionate (boiling point 160 ° C.), propylene glycol monomethyl ether propionate (boiling point 160 ° C.), pentyl acetate (boiling point 150 ° C.) or propylene glycol And monomethyl ether acetate (boiling point: 146 ° C .; hereinafter referred to as “PMA”).

また、上記以外の溶媒としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル(沸点124℃)、エチレングリコールモノエチルエーテル(沸点135℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(沸点133℃)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(沸点193℃)、モノエチルエーテル(沸点135℃)、メチルカルビトール(沸点194℃)、エチルカルビトール(202℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(沸点133℃)、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル(沸点153℃)若しくはジプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点188℃)等の(ポリ)アルキレングリコールエーテル系溶剤、酢酸エチル(沸点77℃)、酢酸ブチル(沸点126℃)若しくは酢酸イソペンチル(沸点142℃)等の脂肪族エステル類、ブタノール(沸点118℃)、3−メチル−2−ブタノール(沸点112℃)若しくは3−メチル−3−メトキシブタノール(沸点174℃)等の脂肪族アルコール類、シクロペンタノン若しくはシクロヘキサノン等のケトン類、キシレン(沸点144℃)、エチルベンゼン(沸点136℃)又はソルベントナフサ(石油留分:沸点165〜178℃)が挙げられる。   Examples of other solvents include ethylene glycol monomethyl ether (boiling point 124 ° C.), ethylene glycol monoethyl ether (boiling point 135 ° C.), propylene glycol monoethyl ether (boiling point 133 ° C.), diethylene glycol monomethyl ether (boiling point 193 ° C.). ), Monoethyl ether (boiling point 135 ° C.), methyl carbitol (boiling point 194 ° C.), ethyl carbitol (202 ° C.), propylene glycol monomethyl ether (boiling point 120 ° C.), propylene glycol monoethyl ether (boiling point 133 ° C.), propylene (Poly) alkylene glycol ether solvents such as glycol tertiary butyl ether (boiling point 153 ° C.) or dipropylene glycol monomethyl ether (boiling point 188 ° C.), ethyl acetate (boiling point 7 ° C), aliphatic esters such as butyl acetate (boiling point 126 ° C) or isopentyl acetate (boiling point 142 ° C), butanol (boiling point 118 ° C), 3-methyl-2-butanol (boiling point 112 ° C) or 3-methyl-3 -Aliphatic alcohols such as methoxybutanol (boiling point 174 ° C), ketones such as cyclopentanone or cyclohexanone, xylene (boiling point 144 ° C), ethylbenzene (boiling point 136 ° C) or solvent naphtha (petroleum fraction: boiling point 165 to 178) ° C).

さらに、透明基板の大型化に伴いダイコーティング装置による塗布が主流になってきているところ、適度な揮発性及び乾燥性を実現するため、沸点が150〜200℃の溶媒を30〜75質量%含有する、混合溶媒が好ましい。   Furthermore, with the increase in the size of transparent substrates, application by a die coating apparatus has become mainstream. In order to achieve appropriate volatility and drying properties, the solvent has a boiling point of 150 to 200 ° C. and contains 30 to 75% by mass. A mixed solvent is preferred.

黒色樹脂組成物(BM2)における樹脂成分(溶媒を除く、モノマー、オリゴマー及び光重合開始剤等の添加剤も含む成分)と、着色材とをあわせた固形分濃度としては、塗工性や乾燥性の観点から、2〜30%が好ましく、5〜20%がより好ましい。   The solid content concentration of the resin component in the black resin composition (BM2) (including components other than the solvent, including additives such as monomers, oligomers and photopolymerization initiators) and the colorant may be applied or dried. From a viewpoint of property, 2 to 30% is preferable and 5 to 20% is more preferable.

黒色樹脂組成物(BM2)における各成分の混合比率は、(A2)感光性アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、(B2)チタン窒化物及び/又はチタン酸窒化物が通常、50〜800質量部、好ましくは、100〜400質量部、(C2)溶剤が通常、300〜9000質量部、好ましくは、500〜6000質量部、(D)光重合性モノマー及び/又は光重合性オリゴマーが通常、25〜400質量部、好ましくは、40〜200質量部、(E)光重合開始剤が通常、2〜90質量部、好ましくは、5〜50質量部である。   The mixing ratio of each component in the black resin composition (BM2) is that (B2) titanium nitride and / or titanium oxynitride is usually 50 to 800 masses relative to 100 mass parts of (A2) photosensitive alkali-soluble resin. Parts, preferably 100 to 400 parts by weight, (C2) solvent is usually 300 to 9000 parts by weight, preferably 500 to 6000 parts by weight, (D) a photopolymerizable monomer and / or photopolymerizable oligomer is usually 25-400 mass parts, Preferably, it is 40-200 mass parts, (E) The photoinitiator is 2-90 mass parts normally, Preferably, it is 5-50 mass parts.

黒色樹脂組成物(BM1)の含有するアルカリ可溶性樹脂(A1)としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シロキサンポリマ系樹脂又はポリイミド樹脂が挙げられるが、塗膜の耐熱性又は黒色樹脂組成物の貯蔵安定性が高いため、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂が好ましく、低光学濃度層と高光学濃度層とを一括形成するのに好適であるため、非感光性樹脂であるポリイミド樹脂がより好ましい。ここでポリイミド樹脂とは、完全既閉環構造を有するポリイミド樹脂以外にも、完全既閉環構造を有するポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸樹脂及びポリアミック酸樹脂が一部閉環したポリイミド樹脂を含む。   Examples of the alkali-soluble resin (A1) contained in the black resin composition (BM1) include an epoxy resin, an acrylic resin, a siloxane polymer resin, or a polyimide resin, but the heat resistance of the coating film or the black resin composition An acrylic resin or a polyimide resin is preferable because of high storage stability, and a polyimide resin that is a non-photosensitive resin is more preferable because it is suitable for collectively forming a low optical density layer and a high optical density layer. Here, the polyimide resin includes, in addition to a polyimide resin having a completely closed ring structure, a polyamic acid resin that is a precursor of a polyimide resin having a completely closed ring structure and a polyimide resin in which a part of the polyamic acid resin is closed.

ポリイミド樹脂は非感光性樹脂として好ましく使用でき、前駆体としてのポリアミック酸を加熱開環イミド化することによって形成される。ポリアミック酸樹脂は、一般に、酸無水酸物基を有する化合物とジアミン化合物とを40〜100℃で付加重合させることにより得られ、下記一般式(5)で表される繰り返し構造単位を有する。ポリアミック酸樹脂が一部閉環したポリイミド樹脂は、下記一般式(6)で表されるアミック酸構造、アミック酸構造が一部イミド閉環してなる下記一般式(7)で表される構造、及び、アミック酸構造が全てイミド閉環してなる下記一般式(8)で表されるイミド構造、を有する。   A polyimide resin can be preferably used as a non-photosensitive resin, and is formed by heat-opening imidization of a polyamic acid as a precursor. The polyamic acid resin is generally obtained by addition polymerization of a compound having an acid anhydride group and a diamine compound at 40 to 100 ° C., and has a repeating structural unit represented by the following general formula (5). The polyimide resin in which the polyamic acid resin is partially closed includes an amic acid structure represented by the following general formula (6), a structure represented by the following general formula (7) in which the amic acid structure is partially imide ring-closed, and And an amide structure represented by the following general formula (8), in which the amic acid structure is all ring-closed with the imide.

Figure 2015001654
Figure 2015001654

Figure 2015001654
Figure 2015001654

Figure 2015001654
Figure 2015001654

Figure 2015001654
Figure 2015001654

上記一般式(5)〜(8)において、Rは炭素数2〜22の3価又は4価の有機基を表し、Rは炭素数1〜22の2価の有機基を表し、nは1又は2の整数を表す。ここで、各有機基としては、ポリイミドを構成する芳香族テトラカルボン酸が、後述する好ましい芳香族テトラカルボン酸二無水物を与える有機基が好ましい。 In the general formulas (5) to (8), R 6 represents a trivalent or tetravalent organic group having 2 to 22 carbon atoms, R 7 represents a divalent organic group having 1 to 22 carbon atoms, and n Represents an integer of 1 or 2. Here, as each organic group, the organic group which the aromatic tetracarboxylic acid which comprises a polyimide gives the preferable aromatic tetracarboxylic dianhydride mentioned later is preferable.

ポリイミド樹脂の耐熱性及び絶縁性を高めるため、ポリアミック酸樹脂を得るために用いるジアミン化合物としては芳香族系ジアミン化合物が好ましく、酸無水酸物基を有する化合物としては酸二無水物が好ましい。   In order to improve the heat resistance and insulation of the polyimide resin, the diamine compound used for obtaining the polyamic acid resin is preferably an aromatic diamine compound, and the compound having an acid anhydride group is preferably an acid dianhydride.

芳香族系ジアミン化合物としては、例えば、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルサルファイド、4,4’−ジアミノジフェニルサルファイド、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、9,9’−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン4,4’−ジアミノジフェニルアミン、3,4’−ジアミノジフェニルアミン、3,3’−ジアミノジフェニルアミン、2,4’−ジアミノジフェニルアミン、4,4’−ジアミノジベンジルアミン、2,2’−ジアミノジベンジルアミン、3,4’−ジアミノジベンジルアミン、3,3’−ジアミノジベンジルアミン、N,N’−ビス−(4−アミノ−3−メチルフェニル)エチレンジアミン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、3,4’−ジアミノベンズアニリド、3,3’−ジアミノベンズアニリド、4,3’−ジアミノベンズアニリド、2,4’−ジアミノベンズアニリド、N,N’−p−フェニレンビス−p−アミノベンズアミド、N,N’−p−フェニレンビス−m−アミノベンズアミド、N,N’−m−フェニレンビス−p−アミノベンズアミド、N,N’−m−フェニレンビス−m−アミノベンズアミド、N,N’−ジメチル−N,N’−p−フェニレンビス−p−アミノベンズアミド、N,N’−ジメチル−N,N’−p−フェニレンビス−m−アミノベンズアミド、N,N’−ジフェニル−N,N’−p−フェニレンビス−p−アミノベンズアミド又はN,N’−ジフェニル−N,N’−p−フェニレンビス−m−アミノベンズアミドが挙げられるが、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、9,9’−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン又は4,4’−ジアミノベンズアニリドが好ましい。   Examples of the aromatic diamine compound include paraphenylene diamine, metaphenylene diamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diaminodiphenylsulfide, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1 , 4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 2,2-bis (trifluoromethyl) benzidine, 9,9'-bis (4-aminophenyl) fluorene 4,4'-diaminodiphenylamine, 3,4'- Diaminodiphenylamine, 3,3′-di Minodiphenylamine, 2,4'-diaminodiphenylamine, 4,4'-diaminodibenzylamine, 2,2'-diaminodibenzylamine, 3,4'-diaminodibenzylamine, 3,3'-diaminodibenzylamine N, N′-bis- (4-amino-3-methylphenyl) ethylenediamine, 4,4′-diaminobenzanilide, 3,4′-diaminobenzanilide, 3,3′-diaminobenzanilide, 4,3 '-Diaminobenzanilide, 2,4'-diaminobenzanilide, N, N'-p-phenylenebis-p-aminobenzamide, N, N'-p-phenylenebis-m-aminobenzamide, N, N'- m-phenylenebis-p-aminobenzamide, N, N′-m-phenylenebis-m-aminobenzamide, N, N ′ Dimethyl-N, N′-p-phenylenebis-p-aminobenzamide, N, N′-dimethyl-N, N′-p-phenylenebis-m-aminobenzamide, N, N′-diphenyl-N, N ′ -P-phenylenebis-p-aminobenzamide or N, N'-diphenyl-N, N'-p-phenylenebis-m-aminobenzamide, but paraphenylenediamine, metaphenylenediamine, 3,3'- Diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 9,9′-bis (4-aminophenyl) fluorene Alternatively, 4,4′-diaminobenzanilide is preferable.

芳香族テトラカルボン酸としては、例えば、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−パラターフェニルテトラカルボン酸二無水物又は3,3’,4,4’−メタターフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられるが、4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物又はピロメリット酸二無水物が好ましい。なお、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物のようなフッ素系のテトラカルボン酸二無水物を用いると、短波長領域での透明性が良好なポリイミドを得ることができる。   Examples of the aromatic tetracarboxylic acid include 4,4′-oxydiphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,4, 9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 1 , 2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-paraterphenyltetracarboxylic dianhydride or 3,3 ′, 4,4′-metaterphenyltetracarboxylic Examples thereof include acid dianhydrides, and 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride or pyromellitic dianhydride is preferable. When a fluorine-based tetracarboxylic dianhydride such as 4,4 ′-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride is used, a polyimide having good transparency in a short wavelength region can be obtained. .

ポリアミック酸樹脂を得るための、酸無水酸物基を有する化合物とジアミン化合物との付加重合においては、必要に応じて無水マレイン酸又は無水フタル酸等の酸無水物を末端封止剤として添加しても構わない。また、ガラス板又はシリコンウエハー等の無機物との接着性を向上させるため、Si系酸無水物又はSi系ジアミンを用いても構わない。Si系ジアミンとしては、ビス−3−(アミノプロピル)テトラメチルシロキサン等のシロキサンジアミンが好ましい。全ジアミンに占めるシロキサンジアミンの割合は、1〜20モル%が好ましい。シロキサンジアミンが1モル%未満であると、接着性が十分に向上しない。一方で、20モル%を超えると、耐熱性の低下や、過度の密着性によるアルカリ現像の際の残膜といった問題が生じる。   In addition polymerization of a compound having an acid anhydride group and a diamine compound to obtain a polyamic acid resin, an acid anhydride such as maleic anhydride or phthalic anhydride is added as a terminal blocking agent as necessary. It doesn't matter. Moreover, in order to improve adhesiveness with inorganic substances, such as a glass plate or a silicon wafer, you may use Si type acid anhydride or Si type diamine. As the Si-based diamine, a siloxane diamine such as bis-3- (aminopropyl) tetramethylsiloxane is preferable. The proportion of siloxane diamine in the total diamine is preferably 1 to 20 mol%. When the siloxane diamine is less than 1 mol%, the adhesiveness is not sufficiently improved. On the other hand, when it exceeds 20 mol%, problems such as a decrease in heat resistance and a remaining film during alkali development due to excessive adhesion occur.

ポリアミック酸樹脂を得るための、酸無水酸物基を有する化合物とジアミン化合物としては、脂環式の酸二無水物又は脂環式のジアミンを用いても構わない。脂環式の酸二無水物又は脂環式のジアミンとしては、例えば、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−エンド−3−エンド−5−エクソ−6−エクソ−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−エクソ−3−エクソ−5−エクソ−6−エクソ−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物若しくはデカハイドロ−ジメタノナフタレンテトラカルボン酸二無水物又はビス[2−(3−アミノプロポキシ)エチル]エーテル、1,4−ブタンジオール−ビス(3−アミノプロピル)エ−テル、3、9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラスピロ−5,5−ウンデカン、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン、1,2−ビス(3−アミノプロポキシ)エタン、トリエチレングリコール−ビス(3−アミノプロピル)エーテル、ポリエチレングリコール−ビス(3−アミノプロピル)エーテル、3、9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラスピロ−5,5−ウンデカン若しくは1,4−ブタンジオール−ビス(3−アミノプロピル)エ−テルが挙げられる。   As the compound having an acid anhydride group and the diamine compound for obtaining a polyamic acid resin, an alicyclic acid dianhydride or an alicyclic diamine may be used. Examples of the alicyclic acid dianhydride or alicyclic diamine include 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2. , 3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.1] heptane-2-endo-3-endo-5-exo-6-exo-2,3,5,6-tetracarboxylic Acid dianhydride, bicyclo [2.2.1] heptane-2-exo-3-exo-5-exo-6-exo-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2. 2.1] heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride or decahydro-dimethananaphthalene tetracarboxylic dianhydride or bis [2- (3-aminopropoxy) ethyl] ether, 4-Butanediol-bis (3-a Nopropyl) ether, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraspiro-5,5-undecane, 1,2-bis (2-aminoethoxy) ethane, 1,2 -Bis (3-aminopropoxy) ethane, triethylene glycol-bis (3-aminopropyl) ether, polyethylene glycol-bis (3-aminopropyl) ether, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4 , 8,10-tetraspiro-5,5-undecane or 1,4-butanediol-bis (3-aminopropyl) ether.

黒色樹脂組成物(BM1)が含有する(B1)黒色顔料としては、特に限定は無く、例えば、カーボンブラック、チタンブラック、酸化クロム、酸化鉄、アニリンブラック、ペリレン系顔料若しくはC.I.ソルベントブラック123等の黒色顔料、又は、樹脂で被覆されたカーボンブラック、チタン、マンガン、鉄、銅若しくはコバルトの複合酸化物等の無機系ブラック顔料又は有機顔料と黒色顔料との組み合わせが挙げられるが、高い遮光性を有することから、カーボンブラック又はチタン窒化物、チタン酸窒化物が好ましい。   The (B1) black pigment contained in the black resin composition (BM1) is not particularly limited, and examples thereof include carbon black, titanium black, chromium oxide, iron oxide, aniline black, perylene pigment, and C.I. I. Examples thereof include black pigments such as Solvent Black 123, or inorganic black pigments such as carbon black, titanium, manganese, iron, copper, or cobalt composite oxide coated with resin, or a combination of an organic pigment and a black pigment. Carbon black, titanium nitride, or titanium oxynitride is preferable because of its high light shielding properties.

黒色樹脂組成物(BM1)の含有する(C1)溶媒としては、例えば、エステル類、脂肪族アルコール類、(ポリ)アルキレングリコールエーテル系溶剤、ケトン類、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド若しくはN,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系極性溶媒又はラクトン類が挙げられるが、黒色顔料である顔料の分散効果を高めるため、ラクトン類又はラクトン類を主成分とする混合溶媒が好ましい。ここでラクトン類を主成分とする溶媒とは、全溶媒に占めるラクトン類の質量比が最大である溶媒をいう。またラクトン類とは、炭素数3〜12の脂肪族環状エステル化合物をいう。ラクトン類としては、例えば、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン又はε−カプロラクトンが挙げられるがポリイミド前駆体の溶解性の観点から、γ−ブチロラクトンが好ましい。また、ラクトン類以外の溶媒としては、例えば、3−メチル−3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコール−モノ−メチルエーテル、プロピレングリコール−モノ−メチルエーテルアセテ−ト、ジプロピレングリコール−モノ−メチルエーテル、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−モノ−3級−ブチルエーテル、イソブチルアルコール、イソアミルアルコール、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、メチルカルビトール、メチルカルビトールアセテート、エチルカルビトール又はエチルカルビトールアセテートが挙げられる。   Examples of the (C1) solvent contained in the black resin composition (BM1) include esters, aliphatic alcohols, (poly) alkylene glycol ether solvents, ketones, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N Examples include amide polar solvents such as dimethylacetamide or N, N-dimethylformamide or lactones, but lactones or mixed solvents containing lactones as main components are preferred in order to enhance the dispersion effect of pigments that are black pigments. . Here, the solvent containing lactones as a main component refers to a solvent having a maximum mass ratio of lactones in all solvents. The lactone refers to an aliphatic cyclic ester compound having 3 to 12 carbon atoms. Examples of lactones include β-propiolactone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, γ-caprolactone, and ε-caprolactone. From the viewpoint of solubility of the polyimide precursor, γ- Butyrolactone is preferred. Examples of solvents other than lactones include 3-methyl-3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, propylene glycol mono-methyl ether, propylene glycol mono-methyl ether acetate, Dipropylene glycol-mono-methyl ether, tripropylene glycol-mono-methyl ether, propylene glycol-mono-tertiary-butyl ether, isobutyl alcohol, isoamyl alcohol, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve, butyl cellosolve acetate, methyl carbitol, Examples include methyl carbitol acetate, ethyl carbitol or ethyl carbitol acetate.

さらに、透明基板の大型化に伴いダイコーティング装置による塗布が主流になってきているところ、適度な揮発性及び乾燥性を実現するため、沸点が150〜200℃の溶媒を30〜75質量%含有する、混合溶媒が好ましい。   Furthermore, with the increase in the size of transparent substrates, application by a die coating apparatus has become mainstream. In order to achieve appropriate volatility and drying properties, the solvent has a boiling point of 150 to 200 ° C. and contains 30 to 75% by mass. A mixed solvent is preferred.

黒色樹脂組成物(BM1)における各成分の混合比率は、(A1)非感光性アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、(B1)黒色顔料が通常、10〜150質量部、好ましくは、15〜75質量部、(C1)溶剤が250〜4000質量部、好ましくは、300〜3000質量部である。   The mixing ratio of each component in the black resin composition (BM1) is such that (B1) black pigment is usually 10 to 150 parts by mass, preferably 15 to 100 parts by mass of (A1) non-photosensitive alkali-soluble resin. 75 parts by mass and (C1) solvent are 250 to 4000 parts by mass, preferably 300 to 3000 parts by mass.

黒色樹脂組成物(BM1)及び黒色樹脂組成物(BM2)は、塗布性及び黒色被膜の平滑性を確保しながらベナードセルを防止するため、界面活性剤を含有しても構わない。界面活性剤の添加量は、着色材に対して0.001〜10質量%が好ましく、0.01〜1質量%がより好ましい。   The black resin composition (BM1) and the black resin composition (BM2) may contain a surfactant in order to prevent Benard cell while ensuring applicability and smoothness of the black film. 0.001-10 mass% is preferable with respect to a coloring material, and, as for the addition amount of surfactant, 0.01-1 mass% is more preferable.

界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸アンモニウム若しくはポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン等の陰イオン界面活性剤、ステアリルアミンアセテート若しくはラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の陽イオン界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド若しくはラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン等の両性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル若しくはソルビタンモノステアレート等の非イオン界面活性剤、ポリジメチルシロキサン等を主骨格とするシリコーン系界面活性剤又はフッ素系界面活性剤が挙げられる。   Examples of the surfactant include an anionic surfactant such as ammonium lauryl sulfate or polyoxyethylene alkyl ether sulfate triethanolamine, a cationic surfactant such as stearylamine acetate or lauryltrimethylammonium chloride, lauryldimethylamine oxide, or lauryl. Amphoteric surfactants such as carboxymethylhydroxyethylimidazolium betaine, nonionic surfactants such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether or sorbitan monostearate, and silicone-based interfaces mainly composed of polydimethylsiloxane An activator or a fluorosurfactant is mentioned.

黒色樹脂組成物(BM1)の全固形分に占める(B1)黒色顔料の割合は、5〜80質量%が好ましく、10〜50質量%がより好ましい。(B1)黒色顔料の割合が5質量%未満であると、十分な光学濃度を得ることが困難となる。一方で、80質量%を超えると、パターニングが困難となる。なお、ここで全固形分とは、黒色樹脂組成物が含有する成分の内、溶剤を除く、全ての成分のことをいう。   The proportion of the (B1) black pigment in the total solid content of the black resin composition (BM1) is preferably 5 to 80% by mass, and more preferably 10 to 50% by mass. (B1) When the ratio of the black pigment is less than 5% by mass, it is difficult to obtain a sufficient optical density. On the other hand, when it exceeds 80 mass%, patterning will become difficult. Here, the total solid content means all the components except the solvent among the components contained in the black resin composition.

黒色樹脂組成物(BM1)及び黒色樹脂組成物(BM2)の製造方法としては、例えば、分散機を用いて樹脂溶液中に直接顔料を分散させる方法、又は、分散機を用いて水若しくは有機溶媒中に顔料を分散させて顔料分散液を作製し、その後顔料分散液と樹脂溶液とを混合する方法が挙げられる。顔料の分散方法としては、例えば、ボールミル、サンドグラインダー、3本ロールミル又は高速度衝撃ミルが挙げられるが、分散効率や微分散化の観点から、ビーズミルが好ましい。ビーズミルとしては、例えば、コボールミル、バスケットミル、ピンミル又はダイノーミルが挙げられる。ビーズミルのビーズとしては、例えば、チタニアビーズ、ジルコニアビーズ又はジルコンビーズが好ましい。分散に用いるビーズ径としては、0.01〜5.0mmが好ましく、0.03〜1.0mmがより好ましい。顔料の一次粒子径又は一次粒子が凝集して形成された二次粒子の粒子径が小さい場合には、分散に用いるビーズ径としては、0.03〜0.10mmといった微小な分散ビーズが好ましい。この場合、微小な分散ビーズと分散液とを分離することが可能な、遠心分離方式によるセパレーターを有するビーズミルを用いて分散することが好ましい。一方で、サブミクロン程度の粗大な粒子を含有する顔料を分散させる場合には、十分な粉砕力を得るため、ビーズ径が0.10mm以上の分散ビーズが好ましい。   As a manufacturing method of a black resin composition (BM1) and a black resin composition (BM2), for example, a method of dispersing a pigment directly in a resin solution using a disperser, or water or an organic solvent using a disperser A method of preparing a pigment dispersion by dispersing the pigment therein and then mixing the pigment dispersion and the resin solution can be mentioned. Examples of the pigment dispersion method include a ball mill, a sand grinder, a three-roll mill, and a high-speed impact mill. From the viewpoint of dispersion efficiency and fine dispersion, a bead mill is preferable. Examples of the bead mill include a coball mill, a basket mill, a pin mill, and a dyno mill. As beads of the bead mill, for example, titania beads, zirconia beads, or zircon beads are preferable. The bead diameter used for dispersion is preferably 0.01 to 5.0 mm, and more preferably 0.03 to 1.0 mm. When the primary particle diameter of the pigment or the secondary particles formed by agglomeration of the primary particles is small, the bead diameter used for dispersion is preferably a fine dispersed bead such as 0.03 to 0.10 mm. In this case, it is preferable to disperse using a bead mill having a separator by a centrifugal separation method capable of separating fine dispersed beads and a dispersion. On the other hand, when a pigment containing coarse particles of about submicron is dispersed, dispersed beads having a bead diameter of 0.10 mm or more are preferable in order to obtain a sufficient grinding force.

本発明のカラーフィルター基板は、本発明の積層樹脂BM基板の開口部に、赤、緑又は青の画素が形成されていることを特徴とする。また、本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルター基板と、対向基板と、の間に、液晶化合物が充填されていることを特徴とする。   The color filter substrate of the present invention is characterized in that red, green or blue pixels are formed in the opening of the laminated resin BM substrate of the present invention. The liquid crystal display device of the present invention is characterized in that a liquid crystal compound is filled between the color filter substrate of the present invention and the counter substrate.

本発明の積層樹脂BM基板の積層一括加工について、さらに詳細に説明する。   The laminated batch processing of the laminated resin BM substrate of the present invention will be described in more detail.

透明基板としては、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラス等の無機ガラス類又は有機プラスチックのフィルム若しくはシートが挙げられる。   Examples of the transparent substrate include quartz glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, inorganic glass such as soda lime glass whose surface is silica-coated, or an organic plastic film or sheet.

低光学濃度層の形成に用いる非感光黒色樹脂組成物を透明基板上に塗布する方法としては、例えば、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーター若しくはスクリーン印刷法、透明基板を黒色樹脂組成物中に浸漬する方法又は黒色樹脂組成物を基板に噴霧方法が挙げられる。   Examples of a method for applying a non-photosensitive black resin composition used for forming a low optical density layer on a transparent substrate include, for example, a spin coater, a bar coater, a blade coater, a roll coater, a die coater, a screen printing method, and a black transparent substrate. Examples include a method of immersing in a resin composition or a method of spraying a black resin composition on a substrate.

非感光黒色樹脂組成物を透明基板上に塗布することにより得られた塗布膜を、風乾、加熱乾燥又は真空乾燥等により乾燥して硬化させ、乾燥被膜を形成する。加熱の条件としては加熱温度、時間は、非感光性黒色樹脂組成物の組成や形成された厚みに依存するが、好ましくは80〜200℃、より好ましくは100℃〜150℃の温度範囲で1分〜60分加熱することが好ましい。加熱温度が80℃未満の場合は未硬化のまま次の工程で高光学濃度層を形成するための感光性黒色樹脂組成物を塗布されて塗膜にクラックや膨順溶解などの欠陥が発生することがあり、200℃より高いと硬化が進みすぎて後の工程でのパターン化が困難になるおそれがある。また、乾燥ムラ又は搬送ムラを抑制するため、非感光黒色樹脂組成物を塗布した透明基板を、加熱装置を備えた減圧乾燥機で減圧乾燥した後、加熱して半硬化(セミキュア)させることが好ましい。この場合、減圧乾燥としてはホットプレートでの加熱と減圧乾燥を併用して行うことが好ましい。この場合の加熱条件としては25℃〜80℃が好ましく、30℃〜60℃がより好ましい。またこの場合の到達圧力としては、10〜200Paの減圧条件が好ましく、30〜100Paの減圧条件がより好ましい。   The coating film obtained by coating the non-photosensitive black resin composition on the transparent substrate is dried and cured by air drying, heat drying, vacuum drying, or the like to form a dry film. As heating conditions, the heating temperature and time depend on the composition of the non-photosensitive black resin composition and the thickness formed, but are preferably 80 to 200 ° C, more preferably 100 to 150 ° C. It is preferable to heat for 60 minutes. When the heating temperature is less than 80 ° C., a photosensitive black resin composition for forming a high optical density layer is applied in the next step without being cured, and defects such as cracks and expansion order dissolution occur in the coating film. In some cases, if the temperature is higher than 200 ° C., curing proceeds too much, and patterning in a later step may be difficult. Moreover, in order to suppress drying unevenness or conveyance unevenness, the transparent substrate coated with the non-photosensitive black resin composition can be dried under reduced pressure with a vacuum dryer equipped with a heating device and then heated to be semi-cured (semi-cured). preferable. In this case, the drying under reduced pressure is preferably performed by using heating on a hot plate and drying under reduced pressure. In this case, the heating condition is preferably 25 ° C to 80 ° C, and more preferably 30 ° C to 60 ° C. Further, the ultimate pressure in this case is preferably a reduced pressure condition of 10 to 200 Pa, and more preferably a reduced pressure condition of 30 to 100 Pa.

次に、上記の乾燥被膜上に高光学濃度層の形成に用いる感光性黒色組成物を塗布して乾燥させる。この際の塗布、乾燥、加熱条件については、非感光性黒色樹脂組成物と同様に、感光性黒色樹脂組成物の組成や形成された厚みによって、適宜調整することが好ましい。   Next, the photosensitive black composition used for formation of a high optical density layer is apply | coated on said dry film, and it is dried. About the application | coating, drying, and heating conditions in this case, it is preferable to adjust suitably with the composition and formed thickness of the photosensitive black resin composition similarly to a nonphotosensitive black resin composition.

その後、所望のパターンに応じたフォトマスクを介して露光装置から紫外線を照射しパターン露光する。露光工程に使用できるランプとしては、超高圧水銀灯、ケミカル灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、紫外線LEDランプ等を挙げることができる。露光量は放射照度の時間積分値で表され、特に限定されるわけではないが、例えば365nmの波長に対して、10mJ/cm〜1000mJ/cmにて照射することが好ましく、20mJ/cm〜200mJ/cmにて照射することがより好ましい。アルカリ性現像液としては、非イオン系界面活性剤等の界面活性剤を0.01〜1質量%添加したアルカリ性現像液が好ましい。 Thereafter, pattern exposure is performed by irradiating ultraviolet rays from an exposure apparatus through a photomask corresponding to a desired pattern. Examples of lamps that can be used in the exposure process include ultra high pressure mercury lamps, chemical lamps, high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, and ultraviolet LED lamps. Exposure is represented by the time-integrated value of the irradiance, but are not particularly limited, for example, with respect to 365nm wavelength, it is preferable to irradiate at 10mJ / cm 2 ~1000mJ / cm 2 , 20mJ / cm Irradiation at 2 to 200 mJ / cm 2 is more preferable. As the alkaline developer, an alkaline developer to which 0.01 to 1% by mass of a surfactant such as a nonionic surfactant is added is preferable.

露光に引き続き、アルカリ性現像液で現像を行い、BMパターンを形成する。使用できるアルカリ性物質としては特に限定はしないが、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の1級アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等の2級アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の3級アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類、コリン等の4級アンモニウム塩、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール等のアルコールアミン類、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]−5−ノナン、モルホリン等の環状アミン類などの有機アルカリ類が挙げられる。これらの中でも塗膜の溶解性が良好かつ臭気の問題が少ないことから、アルカリ水溶液の水系現像液が好ましく、水酸化ナトリウム及び/又は炭酸ナトリウム、水酸化カリウム及び/又は炭酸カリウムあるいはTMAHを含むことが好ましい。アルカリ性物質の濃度は0.01質量%〜50質量%の範囲で使用できる。さらに、非イオン系界面活性剤などの界面活性剤を0.01〜1質量%添加したアルカリ性現像液を使用すると、より良好なパターンが得られるため好ましい。アルカリ現像はディップ現像、シャワー現像、パドル現像、超音波現像などの方法が可能であり、これらを組み合わせても良い。シャワー現像では最適な画素形状になるようにシャワー圧力を調整することが好ましく、シャワーの圧力は0.05〜5MPaが好ましい。現像後はアルカリ現像液を除去するために適宜純水などによる洗浄工程を加えても良い。現像条件は、20℃〜30℃で10秒〜120秒の範囲で行うことが好ましい。   Subsequent to exposure, development is performed with an alkaline developer to form a BM pattern. Although it does not specifically limit as an alkaline substance which can be used, For example, inorganic alkalis, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, etc. Primary amines, secondary amines such as diethylamine and di-n-propylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, tetraalkylammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH), choline Quaternary ammonium salts such as triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, dimethylaminoethanol, diethylaminoethanol, and other alcohol amines, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo [5, And organic alkalis such as cyclic amines such as 4,0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] -5-nonane, morpholine. Among these, since the solubility of the coating film is good and the problem of odor is small, an aqueous developer of an alkaline aqueous solution is preferable and contains sodium hydroxide and / or sodium carbonate, potassium hydroxide and / or potassium carbonate or TMAH. Is preferred. The concentration of the alkaline substance can be used in the range of 0.01% by mass to 50% by mass. Furthermore, it is preferable to use an alkaline developer to which 0.01 to 1% by mass of a surfactant such as a nonionic surfactant is added because a better pattern can be obtained. Alkali development can be performed by dip development, shower development, paddle development, ultrasonic development, or the like, and these may be combined. In shower development, the shower pressure is preferably adjusted so as to obtain an optimal pixel shape, and the shower pressure is preferably 0.05 to 5 MPa. After the development, a washing step with pure water or the like may be appropriately added to remove the alkali developer. The development conditions are preferably 20 ° C. to 30 ° C. and 10 seconds to 120 seconds.

得られた積層状態のパターンは、その後加熱処理することによってパターン化された積層樹脂BMとなる。積層状態のパターンの加熱処理は、例えば、空気、窒素又は真空中において、150〜300℃で0.25〜5時間連続的又は段階的にされることが好ましい。また加熱処理の温度は、180〜250℃がより好ましい。   The obtained pattern of the laminated state becomes a laminated resin BM patterned by subsequent heat treatment. The heat treatment of the laminated pattern is preferably performed continuously or stepwise at 150 to 300 ° C. for 0.25 to 5 hours, for example, in air, nitrogen, or vacuum. The temperature of the heat treatment is more preferably 180 to 250 ° C.

本発明の積層樹脂BM基板における低光学濃度層及び高光学濃度層の膜厚は、何れも0.3〜1.2μmが好ましく、0.4〜1.0μmがより好ましい。また、両層を合わせた積層樹脂BM全体の膜厚は、0.5〜2.0μmが好ましく、1.0〜1.5μmがより好ましい。全体の膜厚が0.5μm未満であると、適度な光学濃度が得られない。一方で、2.0μmを超えると、液晶配向不良によるコントラストの低下原因となる。   The film thickness of the low optical density layer and the high optical density layer in the laminated resin BM substrate of the present invention is preferably 0.3 to 1.2 μm, and more preferably 0.4 to 1.0 μm. Moreover, 0.5-2.0 micrometers is preferable and, as for the film thickness of the whole laminated resin BM which combined both layers, 1.0-1.5 micrometers is more preferable. When the entire film thickness is less than 0.5 μm, an appropriate optical density cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 2.0 μm, it causes a decrease in contrast due to poor liquid crystal alignment.

本発明の積層樹脂BM基板に形成された積層樹脂BM全体の光学濃度(optical density、以下、「OD値」)は、波長380〜700nmの可視光域において3以上が好ましく、4〜5がより好ましい。全体のOD値が3未満であると、バックライトの光が一部透過してコントラストの低下原因となる。一方で、5を超えると、黒色顔料の添加量が増えて相対的に反射率が高くなる傾向がある。   The optical density (optical density, hereinafter referred to as “OD value”) of the entire laminated resin BM formed on the laminated resin BM substrate of the present invention is preferably 3 or more, more preferably 4 to 5 in the visible light region with a wavelength of 380 to 700 nm. preferable. If the overall OD value is less than 3, part of the light from the backlight is transmitted, causing a reduction in contrast. On the other hand, when it exceeds 5, the addition amount of the black pigment increases and the reflectance tends to be relatively high.

低光学濃度層のOD値は、0.5〜2.0が好ましく、0.8〜1.5がより好ましい。高光学濃度層のOD値は、1.5〜5.0が好ましく、2.0〜3.5がより好ましい。   The OD value of the low optical density layer is preferably 0.5 to 2.0, and more preferably 0.8 to 1.5. The OD value of the high optical density layer is preferably 1.5 to 5.0, more preferably 2.0 to 3.5.

本発明の積層樹脂BM基板に形成された積層樹脂BMのパターン形状としては、例えば、矩形、ストライプ、正方形、多角形、波型又は凹凸のある形状が挙げられる。パターンの幅は、3〜30μmが好ましく、3〜10μmがより好ましく、3〜6μmがさらに好ましい。パターン幅が30μmを超えると、画素の開口部面積が小さくなり輝度が低下する。一方で、3μm未満であると、加工時に欠けることがある。   Examples of the pattern shape of the laminated resin BM formed on the laminated resin BM substrate of the present invention include a rectangle, a stripe, a square, a polygon, a corrugated shape, and an uneven shape. The width of the pattern is preferably 3 to 30 μm, more preferably 3 to 10 μm, and further preferably 3 to 6 μm. When the pattern width exceeds 30 μm, the aperture area of the pixel is reduced and the luminance is lowered. On the other hand, if it is less than 3 μm, it may be lost during processing.

本発明の積層樹脂BM基板を構成する低光学濃度層のパターンと、高光学濃度層のパターンとは、画素の開口部面積を最大にして輝度を向上させるため、概略同一であることが好ましい。ここで概略同一とは、矩形又はストライプ等のパターン形状が同一であることをいい、パターン幅は厳密に同じである必要はないが、低光学濃度層のパターン幅と高光学濃度層のパターン幅との差は、3μm以下が好ましく、1μm以下がより好ましく、0.5μm以下がさらに好ましい。   The pattern of the low optical density layer and the pattern of the high optical density layer constituting the laminated resin BM substrate of the present invention are preferably substantially the same in order to maximize the aperture area of the pixel and improve the luminance. Here, “substantially the same” means that the pattern shapes such as rectangles or stripes are the same, and the pattern widths need not be exactly the same, but the pattern width of the low optical density layer and the pattern width of the high optical density layer Is preferably 3 μm or less, more preferably 1 μm or less, and even more preferably 0.5 μm or less.

本発明の積層樹脂BM基板に形成された積層樹脂BMの表面抵抗値(Ω/□)は、10(Ω/□)以上が好ましく、1015(Ω/□)以上がより好ましい。表面抵抗値が大きな積層樹脂BMを形成することで、カラーフィルター基板の絶縁性が高くなり、電圧をかけた場合に電界が乱れることがなく、良好な液晶配向性をとる表示品位良好な液晶表示装置を得ることができる。 The surface resistance value (Ω / □) of the laminated resin BM formed on the laminated resin BM substrate of the present invention is preferably 10 8 (Ω / □) or more, and more preferably 10 15 (Ω / □) or more. By forming the laminated resin BM having a large surface resistance value, the insulation property of the color filter substrate is increased, and the electric field is not disturbed when a voltage is applied, and the liquid crystal display has a good liquid crystal orientation with a good liquid crystal orientation. A device can be obtained.

本発明の積層樹脂BM基板は、電子材料に関するもの又は各種ディスプレー等に用いることができ、高ODで低反射の特徴を活かして、プラズマディスプレイパネル(PDP)の隔壁、誘電体パターン、電極(導体回路)パターン又は電子部品の配線パターン等の遮光画像の作製に用いることができる。中でも、カラー液晶表示装置等に用いるカラーフィルターの表示特性向上のために、樹脂BMが着色パターンの間隔部及び周辺部分並びにTFTの外光側等に設けられた樹脂BM基板として好適である。本発明のカラーフィルター基板は、本発明の積層樹脂BM基板の開口部に、赤、緑又は青の画素が形成されていることを特徴とする。   The laminated resin BM substrate of the present invention can be used for electronic materials, various displays, and the like, taking advantage of its high OD and low reflection characteristics, plasma display panel (PDP) partition walls, dielectric patterns, electrodes (conductors) Circuit) pattern or a wiring pattern of an electronic component, etc. Among them, in order to improve the display characteristics of a color filter used in a color liquid crystal display device or the like, the resin BM is suitable as a resin BM substrate provided on the interval portion and the peripheral portion of the coloring pattern and the outside light side of the TFT. The color filter substrate of the present invention is characterized in that red, green or blue pixels are formed in the opening of the laminated resin BM substrate of the present invention.

本発明のカラーフィルター基板の製造方法としては、例えば、透明基板上に積層樹脂BMを形成した後に、公知の方法により赤(R)、緑(G)又は青(B)の色選択性を有する画素を形成して、この上に必要に応じてオーバーコート膜形成する方法が挙げられる。オーバーコート膜としては、例えば、エポキシ膜、アクリルエポキシ膜、アクリル膜、シロキサンポリマ系の膜、ポリイミド膜、ケイ素含有ポリイミド膜又はポリイミドシロキサン膜が挙げられる。オーバーコート膜の上にさらに、透明導電膜を形成しても構わない。透明導電膜としては、例えば、ITO等の酸化物薄膜が挙げられる。膜厚0.1μm程度のITO膜の作製方法としては、例えば、スパッタリング法又は真空蒸着法が挙げられる。画素の材質としては、例えば、任意の光のみを透過するように膜厚制御された無機膜、又は、染色、染料分散若しくは顔料分散された着色樹脂膜が挙げられる。   As a method for producing a color filter substrate of the present invention, for example, after forming a laminated resin BM on a transparent substrate, the color selectivity of red (R), green (G) or blue (B) is obtained by a known method. There is a method of forming a pixel and forming an overcoat film thereon as necessary. Examples of the overcoat film include an epoxy film, an acrylic epoxy film, an acrylic film, a siloxane polymer film, a polyimide film, a silicon-containing polyimide film, and a polyimidesiloxane film. A transparent conductive film may be further formed on the overcoat film. As a transparent conductive film, oxide thin films, such as ITO, are mentioned, for example. Examples of a method for producing an ITO film having a thickness of about 0.1 μm include a sputtering method and a vacuum evaporation method. Examples of the material of the pixel include an inorganic film whose film thickness is controlled so as to transmit only arbitrary light, or a colored resin film in which dyeing, dye dispersion, or pigment dispersion is performed.

本発明のカラーフィルター基板の画素に分散させる顔料としては、耐光性、耐熱性及び耐薬品性に優れたものが好ましい。   As the pigment dispersed in the pixels of the color filter substrate of the present invention, those excellent in light resistance, heat resistance and chemical resistance are preferable.

赤色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、37、38、41、47、48、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、50:1、52:1、52:2、53、53:1、53:2、53:3、57、57:1、57:2、58:4、60、63、63:1、63:2、64、64:1、68、69、81、81:1、81:2、81:3、81:4、83、88、90:1、1 01、101:1、104、108、108:1、109、112、113、114、122、123、144、146、147、149、151、166、168、169、170、172、173、174、175、176、177、178、179、181、184、185、187、188、190、193、194、200、202、206、207、208、209、210、214、216、220、221、224、230、231、232、233、235、236、237、238、239、242、243、245、247、249、250、251、253、254、255、256、257、258、259、260、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275又は276が挙げられるが、C.I.ピグメントレッド48:1、122、168、177、202、206、207、209、224、242又は254が好ましく、C.I.ピグメントレッド177、209、224、242又は254がより好ましい。   Examples of red pigments include C.I. I. Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 14, 15, 16, 17, 21, 22, 23, 31, 32, 37, 38, 41, 47, 48, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 49, 49: 1, 49: 2, 50: 1, 52: 1, 52: 2, 53, 53: 1, 53: 2, 53: 3, 57, 57: 1, 57: 2, 58: 4, 60, 63, 63: 1, 63: 2, 64, 64: 1, 68, 69, 81, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 81: 4, 83, 88, 90: 1, 101, 101: 1, 104, 108, 108: 1, 109, 112, 113, 114, 122, 123, 144, 146, 147, 149, 151 166, 168, 169, 170, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 17 9, 181, 184, 185, 187, 188, 190, 193, 194, 200, 202, 206, 207, 208, 209, 210, 214, 216, 220, 221, 224, 230, 231, 232, 233, 235, 236, 237, 238, 239, 242, 243, 245, 247, 249, 250, 251, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 262, 263, 264, 265, 266, 267, 268, 269, 270, 271, 272, 273, 274, 275 or 276. I. Pigment Red 48: 1, 122, 168, 177, 202, 206, 207, 209, 224, 242, or 254 is preferred, and C.I. I. Pigment Red 177, 209, 224, 242 or 254 is more preferable.

緑色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントグリーン1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55又は58が挙げられるが、C.I.ピグメントグリーン7、36又は58が好ましい。   Examples of the green pigment include C.I. I. Pigment Green 1, 2, 4, 7, 8, 10, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 26, 36, 45, 48, 50, 51, 54, 55 or 58. I. Pigment Green 7, 36 or 58 is preferable.

黄色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、1:1、2、3、4、5、6、9、10、12、13、14、16、17、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、41、42、43、48、53、55、61、62、62:1、63、65、73、74、75,81、83、87、93、94、95、97、100、101、104、105、108、109、110、111、116、117、119、120、126、127、127:1、128、129、133、134、136、138、139、142、147、148、150、151、153、154、155、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、172、173、174、175、176、180、181、182、183、184、185、188、189、190、191、191:1、192、193、194、195、196、197、198、199、200、202、203、204、205、206、207又は208が挙げられるが、C.I.ピグメントイエロー83、117、129、138、139、150、154、155、180又は185が好ましく、C.I.ピグメントイエロー83、138、139、150又は180がより好ましい。   Examples of yellow pigments include C.I. I. Pigment Yellow 1, 1: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 12, 13, 14, 16, 17, 24, 31, 32, 34, 35, 35: 1, 36, 36: 1, 37, 37: 1, 40, 41, 42, 43, 48, 53, 55, 61, 62, 62: 1, 63, 65, 73, 74, 75, 81, 83, 87, 93, 94, 95, 97, 100, 101, 104, 105, 108, 109, 110, 111, 116, 117, 119, 120, 126, 127, 127: 1, 128, 129, 133, 134, 136, 138, 139, 142, 147, 148, 150, 151, 153, 154, 155, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 172, 17 174, 175, 176, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 188, 189, 190, 191, 191: 1, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199, 200, 202 , 203, 204, 205, 206, 207 or 208, C.I. I. Pigment Yellow 83, 117, 129, 138, 139, 150, 154, 155, 180 or 185 is preferable. I. Pigment Yellow 83, 138, 139, 150 or 180 is more preferable.

オレンジ色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ1、2、5、13、16、17、19、20、21、22、23、24、34、36、38、39、43、46、48、49、61、62、64、65、67、68、69、70、71、72、73、74、75、77、78又は79が挙げられるが、C.I.ピグメントオレンジ38又は71が好ましい。   Examples of the orange pigment include C.I. I. Pigment Orange 1, 2, 5, 13, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 34, 36, 38, 39, 43, 46, 48, 49, 61, 62, 64, 65, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 77, 78 or 79. I. Pigment Orange 38 or 71 is preferred.

青色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー1、1:2、9、14、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、19、25、27、28、29、33、35、36、56、56:1、60、61、61:1、62、63、66、67、68、71、72、73、74、75、76、78又は79が挙げられるが、C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6又は60が好ましく、C.I.ピグメントブルー15:6がより好ましい。   Examples of the blue pigment include C.I. I. Pigment Blue 1, 1: 2, 9, 14, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 17, 19, 25, 27, 28, 29, 33, 35, 36, 56, 56: 1, 60, 61, 61: 1, 62, 63, 66, 67, 68, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 78 or 79. I. Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6 or 60 is preferable. I. Pigment Blue 15: 6 is more preferable.

紫色顔料としては、例えば、C.I.ピグメントバイオレット1、1:1、2、2:2、3、3:1、3:3、5、5:1、14、15、16、19、23、25、27、29、31、32、37、39、42、44、47、49又は50が挙げられるが、C.I.ピグメントバイオレット19又は23が好ましく、C.I.ピグメントバイオレット23がより好ましい。   Examples of purple pigments include C.I. I. Pigment Violet 1, 1: 1, 2, 2: 2, 3, 3: 1, 3: 3, 5, 5: 1, 14, 15, 16, 19, 23, 25, 27, 29, 31, 32, 37, 39, 42, 44, 47, 49 or 50. I. Pigment Violet 19 or 23 is preferred, and C.I. I. Pigment Violet 23 is more preferable.

これらの顔料は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理又は塩基性処理等の表面処理がされていても構わず、分散剤として顔料誘導体が添加されていても構わない。   These pigments may be subjected to surface treatment such as rosin treatment, acidic group treatment or basic treatment, if necessary, and a pigment derivative may be added as a dispersant.

本発明のカラーフィルター基板の画素が顔料分散された着色樹脂膜である場合、その形成に用いられるバインダー樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアミド又はポリイミドが挙げられるが、耐熱性及び耐薬品性の観点から、ポリイミドが好ましい。   When the pixel of the color filter substrate of the present invention is a colored resin film in which a pigment is dispersed, examples of the binder resin used for the formation include acrylic resin, polyvinyl alcohol, polyamide, or polyimide. From the viewpoint of chemical properties, polyimide is preferable.

本発明のカラーフィルター基板は、固定されたスペーサーを形成してもよい。固定されたスペーサーとは、カラーフィルター基板の特定の場所に固定され、液晶表示装置を作製した際に対向基板と接するものをいう。これにより対向基板との間に、一定のギャップが保持され、このギャップ間に液晶化合物が充填される。固定されたスペーサーを形成することにより、液晶表示装置の製造工程において球状スペーサーを散布する行程や、シール剤内にロッド状のスペーサーを混練りする工程を省略することができる。   The color filter substrate of the present invention may form a fixed spacer. The fixed spacer refers to a spacer that is fixed at a specific location on the color filter substrate and contacts the counter substrate when a liquid crystal display device is manufactured. Thus, a certain gap is maintained between the counter substrate and the liquid crystal compound is filled between the gaps. By forming the fixed spacer, it is possible to omit the step of dispersing the spherical spacer in the manufacturing process of the liquid crystal display device and the step of kneading the rod-shaped spacer in the sealing agent.

本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルター基板と、対向基板と、の間に、液晶化合物が充填されていることを特徴とする。   The liquid crystal display device of the present invention is characterized in that a liquid crystal compound is filled between the color filter substrate of the present invention and a counter substrate.

なお、以上の説明において、各成分は、文脈上そうでないことが明らかな場合を除き、単独で用いることもできるし、2種以上を組み合わせて用いることもできる。   In the above description, each component can be used alone or in combination of two or more unless the context clearly indicates otherwise.

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to these.

<評価方法>
[OD値]
厚み0.7mmの無アルカリガラスの上に所望の膜厚の樹脂BMを形成し、顕微分光器(MCPD2000;大塚電子製)を用いて入射光及び透過光それぞれの強度を測定し、以下の式(9)より算出した。
OD値 = log10(I/I) ・・・ 式(9)
:入射光強度
I:透過光強度
<Evaluation method>
[OD value]
A resin BM having a desired film thickness is formed on an alkali-free glass having a thickness of 0.7 mm, and the intensity of each of incident light and transmitted light is measured using a microspectroscope (MCPD2000; manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). Calculated from (9).
OD value = log 10 (I 0 / I) (9)
I 0 : Incident light intensity I: Transmitted light intensity

[反射率]
厚み0.7mmの無アルカリガラスの上に所望の膜厚の積層樹脂BMを形成し、紫外可視分光光度計(UV−2450;島津製作所製)を用いて、ガラス面からの入射角5°での絶対反射測定を測定した。得られたスペクトルより、CIE XYZ表色系により計算されたD65光源でのY(反射率)を算出した。
[Reflectance]
A laminated resin BM having a desired film thickness is formed on an alkali-free glass having a thickness of 0.7 mm, and an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-2450; manufactured by Shimadzu Corporation) is used at an incident angle of 5 ° from the glass surface. The absolute reflection measurement of was measured. From the obtained spectrum, Y (reflectance) at the D65 light source calculated by the CIE XYZ color system was calculated.

[表面抵抗値]
ハイレスタUP MCP−HT450(三菱化学アナリテック製)を用いて、表面抵抗値(Ω/□)を印加電圧10Vにて測定し、以下の判断基準に基づき絶縁性を判定した。
○: 測定限界以上(1015Ω/□以上)であり極めて高い絶縁性を有する
△: 10Ω/□以上1015Ω/□未満であり十分な絶縁性を有する
×: 10Ω/□未満であり絶縁性が不十分である
[Surface resistance value]
Using Hiresta UP MCP-HT450 (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech), the surface resistance value (Ω / □) was measured at an applied voltage of 10 V, and the insulation was determined based on the following criteria.
○: More than the measurement limit (10 15 Ω / □ or more) and extremely high insulation Δ: 10 8 Ω / □ or more and less than 10 15 Ω / □ and sufficient insulation ×: 10 8 Ω / □ Less than that and insulation is insufficient

[細線加工性]
基板上に形成された微細ラインパターン(5μm及び10μm)について、顕微鏡でパターンのエッジを観察し、下記の通り評価した。
○:パターンの欠落が無く、かつギザリが無く直線性も良好なパターン
△:パターンの欠落は無いが、ギザリが有り直線性が不良なパターン
×:パターンが欠落している
[Thin wire workability]
About the fine line pattern (5 micrometers and 10 micrometers) formed on the board | substrate, the edge of the pattern was observed with the microscope and it evaluated as follows.
○: Pattern with no missing pattern and good linearity with no gap Δ: No pattern missing, but with missing pattern with poor linearity ×: Pattern missing

[感度]
h線タイトラー装置(東レエンジニアリング製、TNT−E150F/2)を用いて、基板上に線幅50μmのパターンを形成するのに必要な最低露光量を測定し、以下の通り評価した。
○:250mJ/cm未満でパターン形成可能
△:250mJ/cm以上500mJ/cm未満でパターン形成可能
×:500mJ/cm以上でもパターン形成不可
[sensitivity]
Using the h-line titler device (TNT-E150F / 2, manufactured by Toray Engineering Co., Ltd.), the minimum exposure amount required to form a pattern having a line width of 50 μm on the substrate was measured and evaluated as follows.
○: 250mJ / cm 2 less than in patternable △: 250mJ / cm 2 or more 500 mJ / cm 2 less than in patternable ×: 500mJ / cm 2 or more even pattern formation impossible

<製造例>
(ポリアミック酸A−1の合成)
4,4’−ジアミノフェニルエーテル(0.30モル当量)、パラフェニレンジアミン(0.65モル当量)、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(0.05モル当量)、γ−ブチロラクトン850g及びN−メチル−2−ピロリドン850gを仕込み、3,3’,4,4’−オキシジフタルカルボン酸二無水物(0.9975モル当量)を添加して、80℃で3時間反応させた。さらに無水マレイン酸(0.02モル当量)を添加して、80℃で1時間反応させて、ポリアミック酸A−1(ポリマー濃度20質量%)溶液を得た。
<Production example>
(Synthesis of polyamic acid A-1)
4,4′-diaminophenyl ether (0.30 molar equivalent), paraphenylenediamine (0.65 molar equivalent), bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane (0.05 molar equivalent), γ-butyrolactone 850 g And 850 g of N-methyl-2-pyrrolidone were added, 3,3 ′, 4,4′-oxydiphthalcarboxylic dianhydride (0.9975 molar equivalent) was added, and the mixture was reacted at 80 ° C. for 3 hours. . Furthermore, maleic anhydride (0.02 molar equivalent) was added and reacted at 80 ° C. for 1 hour to obtain a polyamic acid A-1 (polymer concentration 20% by mass) solution.

(ポリアミック酸A−2の合成)
4,4’−ジアミノフェニルエーテル(0.95モル当量)、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(0.05モル当量)及びγ−ブチロラクトン1700g(100%)を仕込み、ピロメリット酸二無水物(0.49モル当量)及びベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(0.50モル当量)を添加して、80℃で3時間反応させた。さらに無水マレイン酸(0.02モル当量)を添加して、さらに80℃で1時間反応させ、ポリアミック酸A−2(ポリマー濃度20質量%)溶液を得た。
(Synthesis of polyamic acid A-2)
4,4′-diaminophenyl ether (0.95 molar equivalent), bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane (0.05 molar equivalent) and 1700 g (100%) of γ-butyrolactone were charged, Anhydride (0.49 molar equivalent) and benzophenonetetracarboxylic dianhydride (0.50 molar equivalent) were added and reacted at 80 ° C. for 3 hours. Furthermore, maleic anhydride (0.02 molar equivalent) was added and further reacted at 80 ° C. for 1 hour to obtain a polyamic acid A-2 (polymer concentration 20 mass%) solution.

(アクリルポリマー(P−1)の合成)
文献(特許第3120476号公報;実施例1)記載の方法により、メチルメタクリレート/メタクリル酸/スチレン共重合体(質量比30/40/30)を合成後、グリシジルメタクリレート40質量部を付加させ、精製水で再沈、濾過、乾燥することにより、平均分子量(Mw)40,000、酸価110(mgKOH/g)のアクリルポリマー(P−1)粉末を得た。
(Synthesis of acrylic polymer (P-1))
After synthesizing methyl methacrylate / methacrylic acid / styrene copolymer (mass ratio 30/40/30) by the method described in the literature (Japanese Patent No. 3120476; Example 1), 40 parts by mass of glycidyl methacrylate is added and purified. By reprecipitation with water, filtration and drying, an acrylic polymer (P-1) powder having an average molecular weight (Mw) of 40,000 and an acid value of 110 (mgKOH / g) was obtained.

(B1)黒色顔料又は(B2)黒色顔料
Bk−1:窒化チタン粒子(日清エンジニアリング製)
Bk−2:窒化チタン粒子(HEFEI KAIER NANOMETER社製)
Bk−3:窒化チタン粒子(50nm、和光純薬工業(株)製)
Bk−4:酸窒化チタン粒子(13M−T、三菱マテリアル電子化成製)
Bk−5:酸窒化チタン粒子(13M−C、三菱マテリアル電子化成製)
Bk−6:カーボンブラック(TPX−1291、キャボット社製)
窒化チタン粒子及び酸窒化チタン粒子の物性について、表1に示す。
(B1) Black pigment or (B2) Black pigment Bk-1: Titanium nitride particles (Nisshin Engineering)
Bk-2: Titanium nitride particles (manufactured by HEFEI KAIER NANOMETER)
Bk-3: Titanium nitride particles (50 nm, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
Bk-4: Titanium oxynitride particles (13M-T, manufactured by Mitsubishi Materials Electronic Chemicals)
Bk-5: Titanium oxynitride particles (13M-C, manufactured by Mitsubishi Materials Electronic Chemicals)
Bk-6: Carbon black (TPX-1291, manufactured by Cabot Corporation)
Table 1 shows the physical properties of the titanium nitride particles and titanium oxynitride particles.

Figure 2015001654
Figure 2015001654

(E)光重合開始剤
(e−1)NCI−831(ADEKA製):下記構造式参照
(E) Photopolymerization initiator (e-1) NCI-831 (manufactured by ADEKA): Refer to the following structural formula

Figure 2015001654
Figure 2015001654

(e−2)OXE02(BASF製): エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム) (E-2) OXE02 (manufactured by BASF): ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime)

Figure 2015001654
Figure 2015001654

(e−3)N1919(ADEKA製):下記構造式参照 (E-3) N1919 (made by ADEKA): Refer to the following structural formula

Figure 2015001654
Figure 2015001654

(e−4)OXE01(BASF製):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)] (E-4) OXE01 (manufactured by BASF): 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)]

Figure 2015001654
Figure 2015001654

(実施例1)
(B1)黒色顔料として酸窒化チタン粒子Bk−4(96g)、ポリアミック酸溶液A−1(120g)、γ−ブチロラクトン(114g)、N−メチル−2ピロリドン(538g)及び3メチル−3メトキシブチルアセテート(132g)をタンクに仕込み、ホモミキサー(特殊機化製)で1時間撹拌後、0.05mmφジルコニアビーズ(YTZボール;ニッカトー製)を70%充填した遠心分離セパレーターを具備したウルトラアペックスミル(寿工業製)を用いて回転速度8m/sで2時間分散を行い、固形分濃度12質量%、顔料/樹脂(質量比)=80/20の黒色顔料分散液DB1―1を得た。
Example 1
(B1) Titanium oxynitride particles Bk-4 (96 g), polyamic acid solution A-1 (120 g), γ-butyrolactone (114 g), N-methyl-2pyrrolidone (538 g) and 3 methyl-3 methoxybutyl as a black pigment Ultra apex mill equipped with a centrifugal separator charged with acetate (132 g) in a tank, stirred for 1 hour with a homomixer (manufactured by Special Machine), and filled with 70% 0.05 mmφ zirconia beads (YTZ balls; manufactured by Nikkato) Was used for 2 hours at a rotational speed of 8 m / s to obtain a black pigment dispersion DB1-1 having a solid content concentration of 12% by mass and a pigment / resin (mass ratio) of 80/20.

黒色顔料分散液Bk1(364g)に、ポリイミド樹脂A−1(281g)、γ−ブチロラクトン(140g)、N−メチル−2−ピロリドン(148g)、3メチル−3メトキシブチルアセテート(66g)及び界面活性剤LC951(1g;楠本化成製)を添加し、全固形分濃度10質量%、黒色顔料/樹脂(質量比)=35/65の黒色樹脂組成物(BM1)−1を得た。   To black pigment dispersion Bk1 (364 g), polyimide resin A-1 (281 g), γ-butyrolactone (140 g), N-methyl-2-pyrrolidone (148 g), 3 methyl-3 methoxybutyl acetate (66 g) and surface activity Agent LC951 (1 g; manufactured by Enomoto Kasei) was added to obtain a black resin composition (BM1) -1 having a total solid concentration of 10% by mass and a black pigment / resin (mass ratio) of 35/65.

(B2)黒色顔料として窒化チタン粒子Bk−1を200g、アクリルポリマー(P−1)のPMA35質量%溶液を114g、高分子分散剤として3級アミノ基と4級アンモニウム塩を有するディスパービックLPN−21116を25g及びPMA661gをタンクに仕込み、ホモミキサーで20分撹拌し、予備分散液を得た。その後、0.05mmφジルコニアビーズを75%充填した遠心分離セパレーターを具備したウルトラアペックスミル(寿工業製)に予備分散液を供給し、回転速度8m/sで3時間分散を行い、固形分濃度25質量%、着色材/樹脂(質量比)=80/20の黒色顔料分散液DB1−2を得た。   (B2) Dispersic LPN- having 200 g of titanium nitride particles Bk-1 as a black pigment, 114 g of a 35 mass% PMA solution of acrylic polymer (P-1), and a tertiary amino group and a quaternary ammonium salt as a polymer dispersant A tank was charged with 25 g of 21116 and 661 g of PMA, and stirred with a homomixer for 20 minutes to obtain a preliminary dispersion. Thereafter, the pre-dispersed liquid was supplied to an ultra apex mill (manufactured by Kotobuki Industries) equipped with a centrifugal separator filled with 75% 0.05 mmφ zirconia beads, and dispersed at a rotational speed of 8 m / s for 3 hours to obtain a solid concentration of 25 A black pigment dispersion DB1-2 having a mass% of colorant / resin (mass ratio) = 80/20 was obtained.

PMAを33.31gに、光重合開始剤としてe−1であるアデカアークルズ(登録商標)NCI−831を0.35g添加し、固形分が溶解するまで撹拌した。   To 35.31 g of PMA, 0.35 g of Adeka Arcles (registered trademark) NCI-831 which is e-1 as a photopolymerization initiator was added and stirred until the solid content was dissolved.

さらに、アクリルポリマー(P−1)のPMA35質量%溶液を5.55g、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬(株)製)を2.81g、密着改良剤として製KBM5103(信越化学(株)製)を0.60g、界面活性剤としてシリコーン系界面活性剤BYK333のPMA10質量%溶液を0.40g添加し、室温にて1時間撹拌し、感光性レジストを得た。この感光性レジストに黒色顔料分散液DB1−2を56.98g添加することで全固形分濃度20%、黒色顔料/樹脂(質量比)=58/42、の黒色樹脂組成物(BM2)−1を調製した。   Furthermore, 5.55 g of a 35% by weight PMA solution of acrylic polymer (P-1), 2.81 g of dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) as a polyfunctional monomer, and KBM5103 (Shin-Etsu) as an adhesion improver 0.60 g of Chemical Co., Ltd.) and 0.40 g of a PMA 10 mass% solution of a silicone surfactant BYK333 as a surfactant were added and stirred at room temperature for 1 hour to obtain a photosensitive resist. Black resin composition (BM2) -1 having a total solid content concentration of 20% and black pigment / resin (mass ratio) = 58/42 by adding 56.98 g of black pigment dispersion DB1-2 to this photosensitive resist Was prepared.

透明基板である無アルカリガラス(1737;コーニング製;厚み0.7mm)基板上に、黒色樹脂組成物(BM1)−1をキュア後の膜厚が0.7μmになるようにスピンコーターで塗布し、120℃で20分間セミキュアを行い、OD値が1.1の低光学濃度層の半硬化膜を得た。次に、黒色樹脂組成物(BM2)−1をキュア後の膜厚が0.7μmになるようにスピンコーターで塗布し、90℃で10分間プリベークを行った。この塗布膜にマスクアライナーPEM−6M(ユニオン光学(株)製)を用い、ライン線幅50μm/10μm/5μmのパターンが配置されたフォトマスクを介して紫外線を100mJ/cmの露光量で露光した。 On a non-alkali glass (1737; made by Corning; thickness 0.7 mm) substrate which is a transparent substrate, the black resin composition (BM1) -1 was applied by a spin coater so that the film thickness after curing was 0.7 μm. And semi-curing at 120 ° C. for 20 minutes to obtain a semi-cured film having a low optical density layer having an OD value of 1.1. Next, the black resin composition (BM2) -1 was applied by a spin coater so that the film thickness after curing was 0.7 μm, and prebaked at 90 ° C. for 10 minutes. A mask aligner PEM-6M (manufactured by Union Optics Co., Ltd.) is used for this coating film, and ultraviolet rays are exposed at an exposure amount of 100 mJ / cm 2 through a photomask having a line width of 50 μm / 10 μm / 5 μm. did.

次に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの0.5質量%水溶液のアルカリ現像液で現像し、続いて純水洗浄することにより、パターンニング基板を得た。得られたパターンニング基板を熱風オーブン中230℃で30分保持しキュアを行なうことで、OD値1.1の低光学濃度層とOD値3.5の高光学濃度層とが積層した、膜厚1.4μm、OD値4.6の積層樹脂BM基板1を得た。   Next, it developed with the 0.5 mass% aqueous solution of an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, and then washed with pure water to obtain a patterned substrate. The obtained patterned substrate was kept in a hot air oven at 230 ° C. for 30 minutes and cured, whereby a low optical density layer having an OD value of 1.1 and a high optical density layer having an OD value of 3.5 were laminated. A laminated resin BM substrate 1 having a thickness of 1.4 μm and an OD value of 4.6 was obtained.

(実施例2)
感光性黒色樹脂組成物の(B2)黒色顔料として窒化チタン粒子Bk−2を用いた以外は実施例1と同様にして、OD値1.1の低光学濃度層とOD値3.1の高光学濃度層とが積層した、膜厚1.4μm、OD値4.2の積層樹脂BM基板2を得た。
(Example 2)
A low optical density layer having an OD value of 1.1 and a high OD value of 3.1 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the titanium nitride particles Bk-2 were used as the black pigment (B2) of the photosensitive black resin composition. A laminated resin BM substrate 2 having a film thickness of 1.4 μm and an OD value of 4.2 laminated with an optical density layer was obtained.

(実施例3)
感光性黒色樹脂組成物の(B2)黒色顔料として窒化チタン粒子Bk−3を用いた以外は実施例1と同様にして、OD値1.1の低光学濃度層とOD値3.1の高光学濃度層とが積層した、膜厚1.4μm、OD値4.2の積層樹脂BM基板3を得た。
Example 3
A low optical density layer having an OD value of 1.1 and a high OD value of 3.1 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the titanium nitride particles Bk-3 were used as the black pigment (B2) of the photosensitive black resin composition. A laminated resin BM substrate 3 having a film thickness of 1.4 μm and an OD value of 4.2 laminated with an optical density layer was obtained.

(実施例4)
感光性黒色樹脂組成物の(B2)黒色顔料として窒化チタン粒子Bk−4を用い、高光学濃度層の膜厚が0.8μmとなるよう形成した以外は実施例1と同様にして、OD値1.1の低光学濃度層とOD値3.0の高光学濃度層とが積層した、膜厚1.5μm、OD値4.1の積層樹脂BM基板4を得た。
Example 4
In the same manner as in Example 1, except that titanium nitride particles Bk-4 were used as the black pigment (B2) of the photosensitive black resin composition and the film thickness of the high optical density layer was 0.8 μm. A laminated resin BM substrate 4 having a film thickness of 1.5 μm and an OD value of 4.1 obtained by laminating a low optical density layer of 1.1 and a high optical density layer of OD value 3.0 was obtained.

(実施例5)
感光性黒色樹脂組成物の(B2)黒色顔料として窒化チタン粒子Bk−4を用い、高光学濃度層の膜厚が0.9μmとなるよう形成した以外は実施例1と同様にして、OD値1.1の低光学濃度層とOD値3.0の高光学濃度層とが積層した、膜厚1.6μm、OD値4.1の積層樹脂BM基板5を得た。
(Example 5)
In the same manner as in Example 1, except that titanium nitride particles Bk-4 were used as the black pigment (B2) of the photosensitive black resin composition and the high optical density layer was formed to have a thickness of 0.9 μm. A laminated resin BM substrate 5 having a film thickness of 1.6 μm and an OD value of 4.1 obtained by laminating a low optical density layer of 1.1 and a high optical density layer of OD value 3.0 was obtained.

(比較例1)
(B2)黒色顔料として高抵抗カーボンブラックBk−6を175g、アクリルポリマー(P−1)のPMA35質量%溶液を171g、高分子分散剤としてディスパービックLPN−21116を38g及びPMA616gをタンクに仕込み、ホモミキサーで20分撹拌し、予備分散液を得た。その後、0.05mmφジルコニアビーズを75%充填した遠心分離セパレーターを具備したウルトラアペックスミルに予備分散液を供給し、回転速度8m/sで3時間分散を行い、固形分濃度25質量%、着色材/樹脂(質量比)=70/30の着色材分散液DK−6を得た。
(Comparative Example 1)
(B2) 175 g of high resistance carbon black Bk-6 as a black pigment, 171 g of a 35% by weight PMA solution of acrylic polymer (P-1), 38 g of Dispersic LPN-21116 as a polymer dispersant, and 616 g of PMA are charged in a tank. The mixture was stirred for 20 minutes with a homomixer to obtain a preliminary dispersion. Thereafter, the preliminary dispersion is supplied to an ultra apex mill equipped with a centrifugal separator filled with 0.05% φ zirconia beads 75%, and dispersed for 3 hours at a rotational speed of 8 m / s. / Resin (mass ratio) = 70/30 colorant dispersion DK-6 was obtained.

PMAを39.67gに、光重合開始剤としてアデカアークルズ(登録商標)NCI−831を0.52g添加し、固形分が溶解するまで撹拌した。   PMA (39.67 g) and Adeka Arcles (registered trademark) NCI-831 (0.52 g) as a photopolymerization initiator were added and stirred until the solid content was dissolved.

さらに、アクリルポリマー(P−1)のPMA35質量%溶液を10.14g、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬(株)製)を4.15g、密着改良剤として製KBM5103(信越化学(株)製)を0.60g、界面活性剤としてシリコーン系界面活性剤BYK333のPMA10質量%溶液を0.40g添加し、室温にて1時間撹拌し、感光性レジストを得た。この感光性レジストに黒色顔料分散液DK−6を44.53g添加することで全固形分濃度20%、黒色顔料/樹脂(質量比)=40/60の黒色樹脂組成物(BM2)−6を調製した。   Furthermore, 10.14 g of a 35% by weight PMA solution of acrylic polymer (P-1), 4.15 g of dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) as a polyfunctional monomer, and KBM5103 (Shin-Etsu) as an adhesion improver 0.60 g of Chemical Co., Ltd.) and 0.40 g of a PMA 10 mass% solution of a silicone surfactant BYK333 as a surfactant were added and stirred at room temperature for 1 hour to obtain a photosensitive resist. By adding 44.53 g of black pigment dispersion DK-6 to this photosensitive resist, black resin composition (BM2) -6 having a total solid content concentration of 20% and black pigment / resin (mass ratio) = 40/60 was obtained. Prepared.

黒色樹脂組成物(BM2)−6を用いた以外は実施例1と同様にして、OD値1.1の低光学濃度層とOD値1.8の高光学濃度層とが積層した、膜厚1.4μm、OD値2.9の積層樹脂BM基板6を得た。   A film thickness in which a low optical density layer having an OD value of 1.1 and a high optical density layer having an OD value of 1.8 were laminated in the same manner as in Example 1 except that the black resin composition (BM2) -6 was used. A laminated resin BM substrate 6 having an 1.4 μm and an OD value of 2.9 was obtained.

(比較例2)
高光学濃度層の膜厚が1.2μmとなるよう形成した以外は比較例1と同様にして、OD値1.1の低光学濃度層とOD値1.8の高光学濃度層とが積層した、膜厚1.9μm、OD値4.2の積層樹脂BM基板7を得た。
(Comparative Example 2)
A low optical density layer having an OD value of 1.1 and a high optical density layer having an OD value of 1.8 are laminated in the same manner as in Comparative Example 1 except that the film thickness of the high optical density layer is 1.2 μm. A laminated resin BM substrate 7 having a film thickness of 1.9 μm and an OD value of 4.2 was obtained.

(比較例3)
PMAを31.44gに、光重合開始剤としてアデカアークルズ(登録商標)NCI−831を0.65g添加し、固形分が溶解するまで撹拌した。
(Comparative Example 3)
0.65 g of Adeka Arcles (registered trademark) NCI-831 as a photopolymerization initiator was added to 31.44 g of PMA and stirred until the solid content was dissolved.

さらに、アクリルポリマー(P−1)のPMA35質量%溶液を0.18g、多官能モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬(株)製)を2.61g、密着改良剤として製KBM5103(信越化学(株)製)を0.60g、界面活性剤としてシリコーン系界面活性剤BYK333のPMA10質量%溶液を0.40g添加し、室温にて1時間撹拌し、感光性レジストを得た。この感光性レジストに黒色顔料分散液DK−6を64.13g添加することで全固形分濃度20%、顔料/樹脂(質量比)=58/42の黒色樹脂組成物(BM2)−8を調製した。   Furthermore, 0.18 g of a 35% by weight PMA solution of acrylic polymer (P-1), 2.61 g of dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) as a polyfunctional monomer, and KBM5103 (Shin-Etsu) as an adhesion improver 0.60 g of Chemical Co., Ltd.) and 0.40 g of a PMA 10 mass% solution of a silicone surfactant BYK333 as a surfactant were added and stirred at room temperature for 1 hour to obtain a photosensitive resist. A black resin composition (BM2) -8 having a total solid content of 20% and a pigment / resin (mass ratio) of 58/42 was prepared by adding 64.13 g of black pigment dispersion DK-6 to this photosensitive resist. did.

黒色樹脂組成物(BM2)−8を用いた以外は実施例1と同様にして、OD値1.1の低光学濃度層とOD値3.1の高光学濃度層とが積層した、膜厚1.4μm、OD値4.2の積層樹脂BM基板8を得た。   A film thickness in which a low optical density layer having an OD value of 1.1 and a high optical density layer having an OD value of 3.1 were laminated in the same manner as in Example 1 except that the black resin composition (BM2) -8 was used. A laminated resin BM substrate 8 having 1.4 μm and an OD value of 4.2 was obtained.

比較例4
感光性黒色樹脂組成物の光重合開始剤Eとしてe−2を用いた以外は実施例1と同様にして、OD値1.1の低光学濃度層とOD値3.5の高光学濃度層とが積層した、膜厚1.4μm、OD値4.6の積層樹脂BM基板9を得た。
Comparative Example 4
A low optical density layer having an OD value of 1.1 and a high optical density layer having an OD value of 3.5 were obtained in the same manner as in Example 1 except that e-2 was used as the photopolymerization initiator E for the photosensitive black resin composition. A laminated resin BM substrate 9 having a thickness of 1.4 μm and an OD value of 4.6 was obtained.

比較例5
感光性黒色樹脂組成物の光重合開始剤Eとしてe−3を用いた以外は実施例1と同様にして、OD値1.1の低光学濃度層とOD値3.5の高光学濃度層とが積層した、膜厚1.4μm、OD値4.6の積層樹脂BM基板10を得た。
Comparative Example 5
A low optical density layer having an OD value of 1.1 and a high optical density layer having an OD value of 3.5 are the same as in Example 1 except that e-3 was used as the photopolymerization initiator E of the photosensitive black resin composition. And a laminated resin BM substrate 10 having a film thickness of 1.4 μm and an OD value of 4.6 was obtained.

比較例6
感光性黒色樹脂組成物の光重合開始剤Eとしてe−4を用いた以外は実施例1と同様にして、OD値1.1の低光学濃度層とOD値3.5の高光学濃度層とが積層した、膜厚1.4μm、OD値4.6の積層樹脂BM基板11を得た。
Comparative Example 6
A low optical density layer having an OD value of 1.1 and a high optical density layer having an OD value of 3.5 are the same as in Example 1 except that e-4 was used as the photopolymerization initiator E of the photosensitive black resin composition. A laminated resin BM substrate 11 having a thickness of 1.4 μm and an OD value of 4.6 was obtained.

<評価結果>
実施例1〜5及び比較例1〜6で作製した黒色樹脂組成物の組成及び作製した積層樹脂BM基板の評価結果を表2に示す。
<Evaluation results>
Table 2 shows the compositions of the black resin compositions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6 and the evaluation results of the prepared laminated resin BM substrates.

表2の結果から、実施例1〜6で作製した積層樹脂BM基板は何れも反射色度及び反射率が低いことから、外光の影響を抑制するのに好適であり、かつOD値及び体積抵抗値が十分に高いことから、高性能な積層樹脂BM基板であることは明らかである。さらには、10μm及び5μmという細線のパターンについても良好に加工できており、画素ピッチの狭い高精細パターンの樹脂BM基板を作成可能なことが判る。さらには、h線露光においてもパターンの形成が可能なことが判る。   From the results in Table 2, the laminated resin BM substrates produced in Examples 1 to 6 are all suitable for suppressing the influence of external light because of their low reflection chromaticity and reflectance, and have an OD value and volume. Since the resistance value is sufficiently high, it is clear that it is a high-performance laminated resin BM substrate. Furthermore, it can be seen that fine line patterns of 10 μm and 5 μm can be satisfactorily processed, and a high-definition pattern resin BM substrate with a narrow pixel pitch can be produced. Furthermore, it can be seen that a pattern can be formed even in h-line exposure.

これに対し、比較例1においては、5μmという細線のパターンを形成可能ではあるが、OD値が低い問題がある。一方、比較例2〜6については、十分なOD値ではあるが、5μmの細線パターンは形成できていない問題がある。   On the other hand, in Comparative Example 1, although it is possible to form a thin line pattern of 5 μm, there is a problem that the OD value is low. On the other hand, Comparative Examples 2 to 6 have a sufficient OD value, but there is a problem that a 5 μm fine line pattern cannot be formed.

Figure 2015001654
Figure 2015001654

(カラーフィルター基板の作製)
緑顔料(PG36;44g)、黄顔料(PY138;19g)、ポリアミック酸A−2(47g)及びγ−ブチロラクトン(890g)をタンクに仕込み、ホモミキサー(特殊機化製)で1時間撹拌し、G顔料予備分散液G1を得た。その後、0.40mmφジルコニアビーズ(トレセラムビーズ;東レ(株)製)を85%充填したダイノーミルKDL(シンマルエンタープライゼス製)に予備分散液G1を供給し、回転速度11m/sで3時間分散を行い、固形分濃度7質量%、顔料/ポリマー(質量比)=90/10のG顔料分散液G1を得た。G顔料分散液G1をポリアミック酸A−2及び溶媒で希釈し、緑色樹脂組成物を得た。
(Production of color filter substrate)
A green pigment (PG36; 44 g), a yellow pigment (PY138; 19 g), polyamic acid A-2 (47 g) and γ-butyrolactone (890 g) are charged into a tank, and stirred for 1 hour with a homomixer (manufactured by Tokushu Kika). G pigment preliminary dispersion G1 was obtained. Thereafter, the preliminary dispersion G1 is supplied to Dynomill KDL (manufactured by Shinmaru Enterprises) filled with 85% of 0.40 mmφ zirconia beads (Traceram beads; manufactured by Toray Industries, Inc.), and dispersed for 3 hours at a rotational speed of 11 m / s. And a G pigment dispersion G1 having a solid content concentration of 7% by mass and a pigment / polymer (mass ratio) of 90/10 was obtained. G pigment dispersion G1 was diluted with polyamic acid A-2 and a solvent to obtain a green resin composition.

緑顔料及び黄顔料の代わりに赤顔料(PR254;63g)を仕込み、同様にして固形分濃度7質量%、顔料/ポリマー(質量比)=90/10のR顔料分散液R1を得た。R顔料分散液R1をポリアミック酸A−2及び溶媒で希釈し、赤色樹脂組成物を得た。   A red pigment (PR254; 63 g) was charged instead of the green pigment and the yellow pigment, and an R pigment dispersion R1 having a solid content concentration of 7% by mass and a pigment / polymer (mass ratio) of 90/10 was obtained in the same manner. The R pigment dispersion R1 was diluted with polyamic acid A-2 and a solvent to obtain a red resin composition.

緑顔料及び黄顔料の代わりに青顔料(PR15:6;63g)を仕込み、同様にして固形分濃度7質量%、顔料/ポリマー(質量比)=90/10のB顔料分散液B1を得た。B顔料分散液B1をポリアミック酸A−2及び溶媒で希釈し、青色樹脂組成物を得た。   A blue pigment (PR15: 6; 63 g) was charged instead of the green pigment and the yellow pigment, and a B pigment dispersion B1 having a solid content concentration of 7% by mass and a pigment / polymer (mass ratio) of 90/10 was obtained in the same manner. . The B pigment dispersion B1 was diluted with polyamic acid A-2 and a solvent to obtain a blue resin composition.

実施例1〜6及び比較例1〜5にて作製した積層樹脂BM基板のそれぞれの上に、赤色ペーストを乾燥後膜厚が2.0μmとなるように塗布してプリベークを行い、ポリイミド前駆体赤色着色膜を形成した。ポジ型フォトレジストを用い、上記と同様な手段により、赤色画素を形成し、290℃に加熱して熱硬化を行った。同様にして緑色ペーストを塗布して緑画素を形成し、290℃に加熱して熱硬化を行った。同様にして青色ペーストを塗布して青画素を形成し、290℃に加熱して熱硬化を行った。   On each of the laminated resin BM substrates prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5, a red paste was applied after drying so as to have a film thickness of 2.0 μm and prebaked to obtain a polyimide precursor. A red colored film was formed. Using positive photoresist, red pixels were formed by the same means as described above, and heated to 290 ° C. to perform thermosetting. Similarly, a green paste was applied to form a green pixel, which was then heated to 290 ° C. and thermally cured. Similarly, a blue paste was applied to form a blue pixel, and heated to 290 ° C. to perform thermosetting.

(液晶表示装置の作製)
得られたそれぞれのカラーフィルター基板を中性洗剤で洗浄した後、ポリイミド樹脂からなる配向膜を印刷法により塗布し、ホットプレートを用いて250℃で10分間加熱した。加熱後の膜厚は、0.07μmであった。この後、それぞれのカラーフィルター基板をラビング処理し、シール剤をディスペンス法により塗布して、ホットプレートを用いて90℃で10分間加熱した。一方、ガラス基板上にTFTアレイを形成した基板も同様に中性洗剤で洗浄した後、配向膜を塗布し、加熱した。その後、直径5.5μmの球状スペーサーを散布し、シール剤を塗布したそれぞれのカラーフィルター基板と重ね合わせ、オーブン中で加圧しながら160℃で90分間加熱して、シール剤を硬化させてセルを得た。それぞれのセルを120℃の温度、13.3Paの圧力下で4時間放置し、続いて、窒素中で0.5時間放置した後に、再度真空下において液晶化合物を充填した。液晶化合物の充填は、セルをチャンバーに入れて、室温で13.3Paの圧力まで減圧した後、液晶注入口を液晶に漬けて、窒素を用いて常圧に戻すことにより行った。液晶充填後、紫外線硬化樹脂により、液晶注入口を封口した。次に、偏光板をセルの2枚のガラス基板の外側に貼り付け、セルを完成させた。さらに、得られたセルをモジュール化して、液晶表示装置を完成させた。
(Production of liquid crystal display device)
Each obtained color filter substrate was washed with a neutral detergent, and then an alignment film made of polyimide resin was applied by a printing method and heated at 250 ° C. for 10 minutes using a hot plate. The film thickness after heating was 0.07 μm. Thereafter, each color filter substrate was rubbed, a sealant was applied by a dispensing method, and heated at 90 ° C. for 10 minutes using a hot plate. On the other hand, the substrate on which the TFT array was formed on the glass substrate was similarly washed with a neutral detergent, and then an alignment film was applied and heated. After that, a spherical spacer having a diameter of 5.5 μm is sprayed and superimposed on each color filter substrate coated with a sealant, and heated at 160 ° C. for 90 minutes while being pressurized in an oven to cure the sealant and to cure the cell. Obtained. Each cell was allowed to stand for 4 hours at a temperature of 120 ° C. and a pressure of 13.3 Pa. Subsequently, after standing for 0.5 hours in nitrogen, the liquid crystal compound was filled again under vacuum. The liquid crystal compound was filled by placing the cell in a chamber and reducing the pressure to 13.3 Pa at room temperature, then immersing the liquid crystal inlet in liquid crystal and returning to normal pressure using nitrogen. After filling the liquid crystal, the liquid crystal injection port was sealed with an ultraviolet curable resin. Next, a polarizing plate was attached to the outside of the two glass substrates of the cell to complete the cell. Further, the obtained cell was modularized to complete a liquid crystal display device.

得られた液晶表示装置を観察した結果、実施例1〜6で得られた積層樹脂BM基板を備える液晶表示装置では、反射色度及び反射率ともに低いため、外光を照らした場合でも表示特性が良好であった。また、実施例1〜4においては、積層樹脂BMの膜厚が薄くかつ遮光性も高いため、BM線幅が5μmという高精細なパネルにおいてもコントラストが高い表示品位の優れるパネルが得られた。実施例5及び6においては、BMの直線性が不良のため、BMエッジでの光漏れによるコントラストの低下が若干見られた。一方、比較例1〜比較例6で得られた積層樹脂BM基板を備える液晶表示装置においても、反射色度及び反射率ともに低いため、外光を照らした場合でも表示特性が良好であった。但し、比較例1については、積層BMの遮光性が不十分ため、バックライト光の光漏れによりコントラストが著しく不良であった。また、比較例2〜5については、BM線幅が5μmという高精細なパネルにおいては、額縁部での光漏れは無いものの、画面内のBMが欠落しており、コントラストが著しく不良であった。   As a result of observing the obtained liquid crystal display device, in the liquid crystal display device provided with the laminated resin BM substrate obtained in Examples 1 to 6, since both the reflection chromaticity and the reflectance are low, display characteristics even when illuminated by external light Was good. Further, in Examples 1 to 4, since the laminated resin BM has a thin film thickness and a high light shielding property, a high-definition panel having a BM line width of 5 μm and a high display quality with high contrast was obtained. In Examples 5 and 6, since the linearity of the BM was poor, a slight decrease in contrast was observed due to light leakage at the BM edge. On the other hand, also in the liquid crystal display devices provided with the laminated resin BM substrates obtained in Comparative Examples 1 to 6, since the reflection chromaticity and the reflectance were both low, the display characteristics were good even when illuminated with external light. However, in Comparative Example 1, since the light shielding property of the laminated BM was insufficient, the contrast was extremely poor due to the light leakage of the backlight light. In Comparative Examples 2 to 5, in a high-definition panel having a BM line width of 5 μm, there was no light leakage at the frame portion, but the BM in the screen was missing, and the contrast was extremely poor. .

10 : 透明基板
11 : 積層樹脂BM
21 : 低光学濃度層
22 : 高光学濃度層
10: Transparent substrate 11: Laminated resin BM
21: Low optical density layer 22: High optical density layer

本発明の樹脂ブラックマトリックスは、冷陰極管若しくはLED等の光源を用いた表示装置又は液晶表示装置用カラーフィルター基板、あるいは液晶表示装置に利用できる。   The resin black matrix of the present invention can be used for a display device using a light source such as a cold cathode tube or LED, a color filter substrate for a liquid crystal display device, or a liquid crystal display device.

Claims (6)

透明基板上に、(A1)非感光性アルカリ可溶性樹脂、(B1)黒色顔料及び(C1)溶剤を含有する黒色樹脂組成物(BM1)を塗布して、低光学濃度層を形成する、低光学濃度層形成工程と、
前記低光学濃度層上に、(A2)感光性アルカリ可溶性樹脂、(B2)チタン窒化物及び/又はチタン酸窒化物、(C2)溶剤、(D)光重合性モノマー及び/又は光重合性オリゴマー並びに(E)下記一般式(I)で表される構造を有する光重合開始剤を含有する黒色樹脂組成物(BM2)を塗布して、高光学濃度層を形成する、高光学濃度層形成工程と、
積層された前記低光学濃度層と前記高光学濃度層とを露光及び現像して、積層樹脂ブラックマトリクスを形成する、一括パターニング工程と、を備える、積層樹脂ブラックマトリクス基板の製造方法。
Figure 2015001654
(式中、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、さらに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、さら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、前記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、前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、前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。)
A low optical density layer is formed by applying a black resin composition (BM1) containing (A1) a non-photosensitive alkali-soluble resin, (B1) a black pigment, and (C1) a solvent on a transparent substrate. A concentration layer forming step;
On the low optical density layer, (A2) photosensitive alkali-soluble resin, (B2) titanium nitride and / or titanium oxynitride, (C2) solvent, (D) photopolymerizable monomer and / or photopolymerizable oligomer. And (E) a high optical density layer forming step of forming a high optical density layer by applying a black resin composition (BM2) containing a photopolymerization initiator having a structure represented by the following general formula (I) When,
A method of manufacturing a laminated resin black matrix substrate, comprising: a batch patterning step of exposing and developing the laminated low optical density layer and the high optical density layer to form a laminated resin black matrix.
Figure 2015001654
(Wherein 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, an alkyl group, an aryl group, and an aryl group. the hydrogen atoms of the alkyl group is 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, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a carbon atom. represents an aryl group or a heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms having 7 to 30, R 2 represents R 11 or oR 11, R 11 is a 1 to 20 carbon atoms Represents a kill group, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an arylalkyl group having 7 to 30 carbon atoms, wherein the hydrogen atom of the alkyl group, aryl group and arylalkyl group may be further substituted with a halogen atom. Well, 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 R 1 , R 3 , R 21 , R The methylene group of the alkylene part of the substituent represented by 22 and R 23 may be 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. Well, R 3 is good .R 4 and R 5 may form a ring together with the benzene ring adjacent each independently represent R 11, OR 11, CN or a halogen atom, a and b is 0 to 3 independently.)
前記黒色顔料(B2)がチタン窒化物であり、かつCuKα線をX線源とした場合の前記チタン窒化物粒子の(200)面に由来するピークの回折角2θが42.5°以上42.8°以下である請求項1記載の積層樹脂ブラックマトリクス基板の製造方法。   When the black pigment (B2) is titanium nitride and the CuKα ray is used as an X-ray source, the diffraction angle 2θ of the peak derived from the (200) plane of the titanium nitride particles is 42.5 ° or more. The method for producing a laminated resin black matrix substrate according to claim 1, wherein the angle is 8 ° or less. 前記低光学濃度層の光学濃度と前記高光学濃度層の光学濃度との総和が4.0以上である請求項1又は2記載の積層樹脂ブラックマトリクス基板の製造方法。   The method for producing a laminated resin black matrix substrate according to claim 1 or 2, wherein the sum of the optical density of the low optical density layer and the optical density of the high optical density layer is 4.0 or more. 前記低光学濃度層の膜厚と前記高光学濃度層の膜厚との総和が1.5μm以下である請求項1〜3のいずれか一項記載の積層樹脂ブラックマトリクス基板の製造方法。   The method for producing a laminated resin black matrix substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the sum of the film thickness of the low optical density layer and the film thickness of the high optical density layer is 1.5 µm or less. 請求項1〜4のいずれかに記載の方法により形成された積層樹脂ブラックマトリクス基板の開口部に、赤、緑又は青の画素が形成されている、カラーフィルター基板。   A color filter substrate in which red, green, or blue pixels are formed in the openings of the laminated resin black matrix substrate formed by the method according to claim 1. 請求項5記載のカラーフィルター基板と、対向基板と、の間に、液晶化合物が充填されている、液晶表示装置。   A liquid crystal display device, wherein a liquid crystal compound is filled between the color filter substrate according to claim 5 and the counter substrate.
JP2013126570A 2013-06-17 2013-06-17 Method for manufacturing laminate resin black matrix substrate Pending JP2015001654A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013126570A JP2015001654A (en) 2013-06-17 2013-06-17 Method for manufacturing laminate resin black matrix substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013126570A JP2015001654A (en) 2013-06-17 2013-06-17 Method for manufacturing laminate resin black matrix substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015001654A true JP2015001654A (en) 2015-01-05

Family

ID=52296199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013126570A Pending JP2015001654A (en) 2013-06-17 2013-06-17 Method for manufacturing laminate resin black matrix substrate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015001654A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015172664A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 株式会社タムラ製作所 photosensitive resin composition
WO2017038708A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-09 富士フイルム株式会社 Coloring photosensitive composition, cured film, color filter, light-shielding film, solid-state imaging element, image display device, and method for manufacturing cured film
WO2018008959A1 (en) * 2016-07-08 2018-01-11 한국화학연구원 High-sensitivity oxime ester photopolymerization initiator, and photopolymerizable composition containing same
WO2018061583A1 (en) * 2016-09-29 2018-04-05 富士フイルム株式会社 Composition, cured film, color filter, solid-state imaging element, infrared sensor, near-infrared sensor, and proximity sensor
US10120280B2 (en) 2016-12-02 2018-11-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Photosensitive resin composition, black pixel defining layer using the same and display device
WO2019176409A1 (en) 2018-03-13 2019-09-19 富士フイルム株式会社 Method for manufacturing cured film, and method for manufacturing solid-state imaging element
JP2021113977A (en) * 2018-07-05 2021-08-05 東レ株式会社 Plate with partitions and display device
CN115124453A (en) * 2022-07-13 2022-09-30 深圳市芯研材料科技有限公司 Nitrocarbazole oxime ester photoinitiator for improving solubility by group modification and preparation method thereof

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015172664A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 株式会社タムラ製作所 photosensitive resin composition
WO2017038708A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-09 富士フイルム株式会社 Coloring photosensitive composition, cured film, color filter, light-shielding film, solid-state imaging element, image display device, and method for manufacturing cured film
JP2020030432A (en) * 2015-08-31 2020-02-27 富士フイルム株式会社 Coloring photosensitive composition, cured film, color filter, light blocking film, solid state image sensor, image display device, and method for producing cured film
JPWO2017038708A1 (en) * 2015-08-31 2018-02-22 富士フイルム株式会社 Colored photosensitive composition, cured film, color filter, light-shielding film, solid-state imaging device, image display device, and method for producing cured film
CN109564387A (en) * 2016-07-08 2019-04-02 韩国化学研究院 High sensitivity oxime ester photopolymerization initiator and the photopolymerizable composition comprising the initiator
CN109564387B (en) * 2016-07-08 2022-03-15 韩国化学研究院 Highly sensitive oxime ester photopolymerization initiator and photopolymerizable composition comprising the same
JP2019523247A (en) * 2016-07-08 2019-08-22 コリア リサーチ インスティテュート オブ ケミカル テクノロジー High-sensitivity oxime ester photopolymerization initiator and photopolymerization composition containing the same
WO2018008959A1 (en) * 2016-07-08 2018-01-11 한국화학연구원 High-sensitivity oxime ester photopolymerization initiator, and photopolymerizable composition containing same
WO2018061583A1 (en) * 2016-09-29 2018-04-05 富士フイルム株式会社 Composition, cured film, color filter, solid-state imaging element, infrared sensor, near-infrared sensor, and proximity sensor
KR20190039761A (en) * 2016-09-29 2019-04-15 후지필름 가부시키가이샤 A composition, a cured film, a color filter, a solid-state image sensor, an infrared sensor, a near-infrared sensor,
JPWO2018061583A1 (en) * 2016-09-29 2019-06-24 富士フイルム株式会社 Composition, cured film, color filter, solid-state image sensor, infrared sensor, near infrared sensor, and proximity sensor
TWI762506B (en) * 2016-09-29 2022-05-01 日商富士軟片股份有限公司 Composition, cured film, color filter, solid-state imaging element, infrared sensor, near-infrared sensor, and proximity sensor
KR102202906B1 (en) * 2016-09-29 2021-01-14 후지필름 가부시키가이샤 Composition, cured film, color filter, solid-state image sensor, infrared sensor, near infrared sensor, and proximity sensor
US10120280B2 (en) 2016-12-02 2018-11-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Photosensitive resin composition, black pixel defining layer using the same and display device
WO2019176409A1 (en) 2018-03-13 2019-09-19 富士フイルム株式会社 Method for manufacturing cured film, and method for manufacturing solid-state imaging element
JP2022033154A (en) * 2018-07-05 2022-02-28 東レ株式会社 Substrate with partition wall, and display device
JP2021113977A (en) * 2018-07-05 2021-08-05 東レ株式会社 Plate with partitions and display device
JP7044187B2 (en) 2018-07-05 2022-03-30 東レ株式会社 Board with bulkhead and display device
JP7201062B2 (en) 2018-07-05 2023-01-10 東レ株式会社 Substrate with partition wall and display device
CN115124453A (en) * 2022-07-13 2022-09-30 深圳市芯研材料科技有限公司 Nitrocarbazole oxime ester photoinitiator for improving solubility by group modification and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5136139B2 (en) Black resin composition for resin black matrix, resin black matrix, color filter and liquid crystal display device
JP6417941B2 (en) Black matrix substrate
JP6439689B2 (en) Manufacturing method of laminated resin black matrix substrate
JP5333670B2 (en) Black resin composition, resin black matrix substrate and touch panel
JP6172395B2 (en) Colored resin composition, colored film, decorative substrate, and touch panel
JP5577659B2 (en) Photosensitive black resin composition, resin black matrix substrate, color filter substrate, and liquid crystal display device
JP2015001654A (en) Method for manufacturing laminate resin black matrix substrate
JP6119104B2 (en) Photosensitive black resin composition, resin black matrix substrate and touch panel using the same
JP5099094B2 (en) Black resin composition, resin black matrix, color filter, and liquid crystal display device
JP2007112919A (en) Pigment dispersion, colorant composition and color filter
JP2010097214A (en) Color filter substrate for liquid crystal display apparatus and liquid crystal display apparatus
KR101926411B1 (en) Resin black matrix substrate and touch panel
CN110268021B (en) Coloring composition, color filter substrate using the same and display device
JP2015026049A (en) Laminated resin black matrix substrate and manufacturing method therefor
JP2010189628A (en) Black resin composition, resin black matrix, color filter and liquid crystal display device
JP2015001655A (en) Laminate resin black matrix substrate
JP2015001652A (en) Laminate resin black matrix substrate
JP2009058946A (en) Black resin composition, resin black matrix, color filter, and liquid crystal display
JP5157686B2 (en) Black resin composition, resin black matrix, color filter, and liquid crystal display device
JP2018173470A (en) Photosensitive colored resin composition, color filter substrate and display device
JP5266900B2 (en) Green colorant composition for color filter, and color filter
WO2018025417A1 (en) Colored resin composition, colored film, decorative substrate, and touch panel