JP2022189243A - Pigment dispersion composition for black matrix, resist composition for black matrix, and black resist film - Google Patents

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Abstract

To provide a pigment dispersion composition for black matrix that can give a resist composition having excellent fine-line adhesion.SOLUTION: A pigment dispersion composition for black matrix contains carbon black, a basic group-containing pigment dispersant, an acidic group-containing pigment dispersion aid, an epoxy resin, an alkali-soluble resin, and a solvent. The carbon black is surface-treated carbon black treated with an inorganic aluminum salt.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ブラックマトリックス用顔料分散組成物、ブラックマトリックス用レジスト組成物、及びブラックレジスト膜に関する。 The present invention relates to a black matrix pigment dispersion composition, a black matrix resist composition, and a black resist film.

従来、カーボンブラック、塩基性基含有顔料分散剤、酸性基含有顔料分散助剤、エポキシ樹脂、多官能チオール化合物、及び溶剤を含有するブラックマトリックス用顔料分散組成物を用いたレジスト組成物が知られている(特許文献1)。また、ブラックマトリックス用カーボンブラックとして、その表面が金属塩等を介して染料を被覆(固定)したものを用いることにより、ブラックマトリックスの隠蔽性を向上できることが知られている。 Conventionally, a resist composition using a black matrix pigment dispersion composition containing carbon black, a basic group-containing pigment dispersant, an acidic group-containing pigment dispersing aid, an epoxy resin, a polyfunctional thiol compound, and a solvent is known. (Patent Document 1). Further, it is known that the black matrix can be improved in hiding power by using a carbon black having a surface coated (fixed) with a dye via a metal salt or the like.

特開2021-38289号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-38289 国際公開第2013/129554号WO2013/129554

特許文献1では、ブラックマトリックス用顔料分散組成物を用いたレジスト組成物は、細線密着性に優れることが開示されているが、当該組成物は多官能チオール化合物を必須成分とするため、臭気等の問題があった。よって、このような組成物とは異なる手法にて、細線密着性に優れるレジスト組成物が得られるブラックマトリックス用顔料分散組成物が求められていた。 Patent Document 1 discloses that a resist composition using a black matrix pigment dispersion composition is excellent in fine line adhesion. there was a problem. Therefore, there has been a demand for a black matrix pigment dispersion composition that provides a resist composition with excellent fine line adhesion by a method different from such compositions.

本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、細線密着性に優れるレジスト組成物が得られるブラックマトリックス用顔料分散組成物を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pigment dispersion composition for a black matrix that provides a resist composition having excellent fine line adhesion.

すなわち、本発明は、カーボンブラック、塩基性基含有顔料分散剤、酸性基含有顔料分散助剤、エポキシ樹脂、アルカリ可溶性樹脂、及び溶剤を含有し、前記カーボンブラックは、無機アルミニウム塩で処理された表面処理カーボンブラックであるブラックマトリックス用顔料分散組成物に関する。 That is, the present invention contains carbon black, a basic group-containing pigment dispersant, an acidic group-containing pigment dispersing aid, an epoxy resin, an alkali-soluble resin, and a solvent, and the carbon black is treated with an inorganic aluminum salt. The present invention relates to a black matrix pigment dispersion composition which is surface-treated carbon black.

また、本発明は、前記ブラックマトリックス用顔料分散組成物、光重合性化合物、及び光重合開始剤を含有するブラックマトリックス用レジスト組成物に関する。 The present invention also relates to a black matrix resist composition comprising the black matrix pigment dispersion composition, a photopolymerizable compound, and a photopolymerization initiator.

さらに、本発明は、ブラックマトリックス用レジスト組成物を用いて得られるブラックレジスト膜に関する。 Furthermore, the present invention relates to a black resist film obtained using the black matrix resist composition.

本発明のブラックマトリックス用顔料分散組成物は、カーボンブラック、塩基性基含有顔料分散剤、酸性基含有顔料分散助剤、エポキシ樹脂、アルカリ可溶性樹脂、及び溶剤を含有し、前記カーボンブラックは、無機アルミニウム塩で処理された表面処理カーボンブラックである。とくに、前記表面処理カーボンブラックは、未処理カーボンブラックと比較して適度に親水性が抑えられ、アルカリ現像および水洗による形成したパターン部の溶出・剥離を抑えることができるため、本発明のブラックマトリックス用顔料分散組成物は、細線密着性に優れる。 The black matrix pigment dispersion composition of the present invention contains carbon black, a basic group-containing pigment dispersant, an acidic group-containing pigment dispersing aid, an epoxy resin, an alkali-soluble resin, and a solvent. It is a surface-treated carbon black treated with an aluminum salt. In particular, the surface-treated carbon black has moderate hydrophilicity compared to untreated carbon black, and can suppress elution and peeling of the pattern portion formed by alkali development and washing with water, so the black matrix of the present invention The pigment dispersion composition for .

本発明のブラックマトリックス用顔料分散組成物は、カーボンブラック、塩基性基含有顔料分散剤、酸性基含有顔料分散助剤、エポキシ樹脂、アルカリ可溶性樹脂、及び溶剤を含有し、前記カーボンブラックは、無機アルミニウム塩で処理された表面処理カーボンブラックである。 The black matrix pigment dispersion composition of the present invention contains carbon black, a basic group-containing pigment dispersant, an acidic group-containing pigment dispersing aid, an epoxy resin, an alkali-soluble resin, and a solvent. It is a surface-treated carbon black treated with an aluminum salt.

<表面処理カーボンブラック>
前記表面処理カーボンブラックは、カーボンブラックの表面が、無機アルミニウム塩で処理されたものである。
<Surface-treated carbon black>
The surface-treated carbon black is obtained by treating the surface of carbon black with an inorganic aluminum salt.

前記カーボンブラックとしては、ブラックマトリックス用顔料分散組成物に使用される公知のカーボンブラックを使用でき、例えば、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。前記カーボンブラックの具体例としては、三菱化学社製のMA7、MA8、MA11、MA14、#1000、#2350等、オリオン・エンジニアドカーボンズ社製のSpecialBlack350、SpecialBlack250、SpecialBlack550、NEROX2500、NEROX3500、NEROX305等、キャボット社製のMOGULL、REGAL400R、TPK1101R、TPK1104R、TPK1227R等、コロンビヤンカーボン社製のRAVEN1200、RAVEN1250、RAVEN1255、RAVEN1190U、RAVEN1170、RAVEN1035、RAVEN1080U、RAVEN1060U、RAVEN1100U等が挙げられる。前記カーボンブラックは、pHが5以下であり、カルボキシル基等の酸性基を有する酸性カーボンブラックが好ましく、また、粒子径が20~60nmであることが好ましい。前記酸性カーボンブラックとしては、例えば、NEROX2500、NEROX3500、TPK1101R、TPK1104R、TPK1227R等が挙げられる。なお、上記粒子径は、顕微鏡観察によって測定または算出した平均一次粒子径を意味するが、市販品の場合、カタログ値を参考とする。前記カーボンブラックは単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。 As the carbon black, known carbon blacks used in black matrix pigment dispersion compositions can be used, and examples thereof include acetylene black, channel black, furnace black, and ketjen black. Specific examples of the carbon black include MA7, MA8, MA11, MA14, #1000, #2350, etc. manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Special Black350, SpecialBlack250, SpecialBlack550, NEROX2500, NEROX3500, NEROX305, etc. manufactured by Orion Engineered Carbons. , Cabot's MOGULL, REGAL400R, TPK1101R, TPK1104R, TPK1227R, etc., Columbian Carbon Co.'s RAVEN1200, RAVEN1250, RAVEN1255, RAVEN1190U, RAVEN1170, RAVEN1035, RAVEN1080U, RAVEN1060, etc. The carbon black has a pH of 5 or less, is preferably acidic carbon black having an acidic group such as a carboxyl group, and preferably has a particle size of 20 to 60 nm. Examples of the acidic carbon black include NEROX2500, NEROX3500, TPK1101R, TPK1104R and TPK1227R. The particle size means the average primary particle size measured or calculated by microscopic observation, but in the case of commercial products, the catalog value is used as a reference. The carbon black can be used alone or in combination of two or more.

前記無機アルミニウム塩は、公知の無機アルミニウム塩であれば使用でき、例えば、硫酸アルミニウム、(ポリ)塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等が挙げられる。 Any known inorganic aluminum salt can be used as the inorganic aluminum salt, and examples thereof include aluminum sulfate, (poly)aluminum chloride, and aluminum nitrate.

前記表面処理カーボンブラックにおいて、前記無機アルミニウムの使用量は、前記カーボンブラック100質量部に対して、細線密着性の観点から、0.5質量部以上であることが好ましく、8質量部以上であることがより好ましく、そして、黒色度の観点から、200質量部以下であることが好ましく、150質量部以下であることがより好ましい。 In the surface-treated carbon black, the amount of the inorganic aluminum used is preferably 0.5 parts by mass or more, and 8 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the carbon black, from the viewpoint of fine wire adhesion. From the viewpoint of blackness, it is preferably 200 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass or less.

前記表面処理カーボンブラックは、前記ブラックマトリックス用顔料分散組成物中、ブラックマトリックス膜を形成した場合の遮光性が高める観点から、3質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、そして、顔料分散の観点から、70質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましい。 The surface-treated carbon black is preferably 3% by mass or more, preferably 10% by mass or more, in the black matrix pigment dispersion composition, from the viewpoint of enhancing the light-shielding property when a black matrix film is formed. More preferably, from the viewpoint of pigment dispersion, the content is preferably 70% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less.

前記表面処理カーボンブラックにおける表面処理方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ミキサーやブレンダー中で、カーボンブラックを攪拌(流動)しながら、1)前記無機アルミニウム塩または前記無機アルミニウム塩を含む水溶液を添加して攪拌処理する方法、2)前記無機アルミニウム塩を含む水溶液を、スプレー等の噴霧機を用いて噴霧処理する方法、また、3)カーボンブラックの造粒工程に使用する水に前記無機アルミニウム塩を添加して処理する方法等が挙げられる。 The surface treatment method for the surface-treated carbon black is not particularly limited. For example, while stirring (flowing) the carbon black in a mixer or blender, 1) the inorganic aluminum salt or the inorganic aluminum salt is added. 2) a method of spraying the aqueous solution containing the inorganic aluminum salt using a sprayer such as a sprayer; A method of adding an inorganic aluminum salt for treatment and the like can be mentioned.

<塩基性基含有顔料分散剤>
前記塩基性基含有顔料分散剤は、前記カーボンブラックを分散できればよく、ブラックマトリックス用顔料分散組成物に使用される公知の塩基性基含有顔料分散剤を使用でき、例えば、アニオン性界面活性剤、塩基性基含有ポリエステル系顔料分散剤、塩基性基含有アクリル系顔料分散剤、塩基性基含有ウレタン系顔料分散剤、塩基性基含有カルボジイミド系顔料分散剤等が挙げられる。前記塩基性基としては、1級、2級または3級アミノ基が、特に分散性に優れる観点から好ましい。前記塩基性基含有顔料分散剤は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
<Basic group-containing pigment dispersant>
The basic group-containing pigment dispersant may be any known basic group-containing pigment dispersant used in a black matrix pigment dispersion composition, as long as it can disperse the carbon black. Examples include anionic surfactants, Basic group-containing polyester pigment dispersants, basic group-containing acrylic pigment dispersants, basic group-containing urethane pigment dispersants, basic group-containing carbodiimide pigment dispersants, and the like. As the basic group, a primary, secondary or tertiary amino group is preferable from the viewpoint of excellent dispersibility. The basic group-containing pigment dispersants may be used alone or in combination of two or more.

前記塩基性基含有顔料分散剤は、良好な顔料分散性が得られる点から、高分子型の塩基性基含有顔料分散剤が好ましい。前記高分子型の塩基性基含有顔料分散剤としては、例えば、塩基性基含有ウレタン系高分子顔料分散剤、塩基性基含有ポリエステル系高分子顔料分散剤、塩基性基含有アクリル系高分子顔料分散剤等が挙げられる。これらの中でも、塩基性基含有ウレタン系高分子顔料分散剤、塩基性基含有アクリル系高分子顔料分散剤が好ましい。前記塩基性基含有ウレタン系高分子顔料分散剤は、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖、およびポリカーボネート鎖よりなる群から選択される少なくとも1種を有する塩基性基含有ウレタン系高分子顔料分散剤がより好ましい。 The basic group-containing pigment dispersant is preferably a polymer-type basic group-containing pigment dispersant from the viewpoint of obtaining good pigment dispersibility. Examples of the polymer-type basic group-containing pigment dispersant include a basic group-containing urethane polymer pigment dispersant, a basic group-containing polyester polymer pigment dispersant, and a basic group-containing acrylic polymer pigment. Dispersants and the like are included. Among these, a basic group-containing urethane polymer pigment dispersant and a basic group-containing acrylic polymer pigment dispersant are preferred. The basic group-containing urethane-based polymeric pigment dispersant is more preferably a basic group-containing urethane-based polymeric pigment dispersant having at least one selected from the group consisting of polyester chains, polyether chains, and polycarbonate chains. .

前記塩基性基含有顔料分散剤は、前記表面処理カーボンブラック100質量部に対して、1~100質量部であることが好ましく、2~50質量部であることがより好ましい。 The amount of the basic group-containing pigment dispersant is preferably 1 to 100 parts by mass, more preferably 2 to 50 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the surface-treated carbon black.

<酸性基含有顔料分散助剤>
前記酸性基含有顔料分散助剤は、顔料の分散性をより改善する目的で使用され、例えば、ラクタムブラック、ペリレン系化合物、ジケトピロロピロール系化合物、アゾナフトール系化合物、ジオキサジン系化合物、キナクリドン系化合物、フタロシアニン系化合物及びその金属錯体、アントラキノン、ナフタレン、アクリドン、またはトリアジン等の色素に、カルボキシル基、スルホン酸基等の酸性基が導入された化合物(酸性基を有する色素誘導体)や、それらを有機アミン等で中和した化合物が挙げられる。前記酸性基を有する色素誘導体としては、カーボンブラックの分散性が良好である観点から、スルホン酸基を有するフタロシアニン系(フタロシアニン骨格を有する)色素誘導体が好ましい。前記酸性基含有顔料分散助剤は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
<Acidic Group-Containing Pigment Dispersion Aid>
The acidic group-containing pigment dispersing aid is used for the purpose of further improving the dispersibility of the pigment. compounds, phthalocyanine-based compounds and their metal complexes, dyes such as anthraquinone, naphthalene, acridone, or triazine into which acidic groups such as carboxyl groups and sulfonic groups are introduced (dye derivatives having acidic groups); Examples include compounds neutralized with organic amines and the like. As the dye derivative having an acidic group, a phthalocyanine dye derivative (having a phthalocyanine skeleton) having a sulfonic acid group is preferable from the viewpoint of good dispersibility of carbon black. The acidic group-containing pigment dispersing aid may be used alone or in combination of two or more.

前記酸性基含有顔料分散助剤は、前記表面処理カーボンブラック100質量部に対して、0.1~20質量部であることが好ましく、1~10質量部であることがより好ましい。 The acidic group-containing pigment dispersing aid is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the surface-treated carbon black.

<エポキシ樹脂>
前記エポキシ樹脂は、エポキシ基を2つ以上有する多官能エポキシ樹脂である。前記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、フェノール化合物(フェノール、クレゾール、アルキルフェノール、カテコール、ビスフェノールF、ビスフェノールA、ビスフェノールS等)とアルデヒド化合物(ホルムアルデヒド、サリチルアルデヒド等)との縮合物のグリシジルエーテル化物、二官能フェノールのグリシジルエーテル化物、二官能アルコールのグリシジルエーテル化物、三官能以上のポリフェノールのグリシジルエーテル化物、及びこれらの水素添加物又はハロゲン化物等が挙げられる。前記エポキシ樹脂は、脂環又は芳香環を有する多官能エポキシ樹脂であってもよく、また、脂環であるジシクロペンタジエン骨格を有する多官能エポキシ樹脂であってもよく、なかでも、細線密着性を向上させる観点から、芳香環を有する多官能エポキシ樹脂が好ましい。前記エポキシ樹脂の具体例としては、エポライト40E、エポライト100E、エポライト200E、エポライト400E、エポライト70P、エポライト200P、エポライト400P、エポライト1500NP、エポライト80MF、エポライト4000、エポライト3002(以上、共栄社化学社製)、デナコールEX-212L、デナコールEX-214L、デナコールEX-216L、デナコールEX-850L、デナコールEX-321L(以上、ナガセケムテックス社製)、GAN、GOT、NC3000、NC6000、EPPN502H(以上、日本化薬社製)、エピコート828、エピコート1002、エピコート1750、エピコート1007、YX8100-BH30、E1256、E4250、E4275(以上、ジャパンエポキシレジン社製)、エピクロンEXA-9583、エピクロンN695、HP7200、HP4032(以上、大日本インキ化学工業社製)、VG3101(三井化学社製)、テピックS、テピックG、テピックP(以上、日産化学工業社製)、ポトートYH-434L(東都化成社製)等が挙げられる。なお、前記エポキシ樹脂は、インダン構造やビフェニル構造を有しないことが、反応性等の点において好ましい。
<Epoxy resin>
The epoxy resin is a polyfunctional epoxy resin having two or more epoxy groups. Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, biphenol type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, aliphatic chain epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, Glycidyl etherified products of condensates of phenol compounds (phenol, cresol, alkylphenol, catechol, bisphenol F, bisphenol A, bisphenol S, etc.) and aldehyde compounds (formaldehyde, salicylaldehyde, etc.), glycidyl etherified products of bifunctional phenol, bifunctional Examples include glycidyl etherified alcohols, glycidyl etherified trifunctional or higher polyphenols, and hydrogenated products or halides thereof. The epoxy resin may be a polyfunctional epoxy resin having an alicyclic or aromatic ring, or may be a polyfunctional epoxy resin having an alicyclic dicyclopentadiene skeleton. From the viewpoint of improving the polyfunctional epoxy resin having an aromatic ring is preferred. Specific examples of the epoxy resin include Epolite 40E, Epolite 100E, Epolite 200E, Epolite 400E, Epolite 70P, Epolite 200P, Epolite 400P, Epolite 1500NP, Epolite 80MF, Epolite 4000, Epolite 3002 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Denacol EX-212L, Denacol EX-214L, Denacol EX-216L, Denacol EX-850L, Denacol EX-321L (manufactured by Nagase ChemteX Corporation), GAN, GOT, NC3000, NC6000, EPPN502H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) ), Epikote 828, Epikote 1002, Epikote 1750, Epikote 1007, YX8100-BH30, E1256, E4250, E4275 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), Epikron EXA-9583, Epikron N695, HP7200, HP4032 (manufactured by Dainippon Ink Kagaku Kogyo Co., Ltd.), VG3101 (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), Tepic S, Tepic G, Tepic P (all of which are manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), and Potato YH-434L (manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.). In terms of reactivity and the like, the epoxy resin preferably does not have an indane structure or a biphenyl structure.

前記エポキシ樹脂としては、例えば、下記式1~7で示される芳香環を有する多官能エポキシ樹脂が好ましく挙げられる。 As the epoxy resin, for example, polyfunctional epoxy resins having aromatic rings represented by the following formulas 1 to 7 are preferably exemplified.

Figure 2022189243000001
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Figure 2022189243000002
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Figure 2022189243000003
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Figure 2022189243000004
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Figure 2022189243000005
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Figure 2022189243000006
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Figure 2022189243000007
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前記エポキシ樹脂は、前記ブラックマトリックス用顔料分散組成物または後述するブラックマトリックス用レジスト組成物に含まれるカーボンブラック100質量部に対して、ブラックマトリックスとしての抵抗値の観点から、1質量部以上であることが好ましく、2質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることがさらに好ましく、そして、顔料濃度による黒色度の観点から、30質量部以下であることが好ましく、20質量部以下であることがより好ましく、15質量部以下であることがさらに好ましい。 From the viewpoint of the resistance value as a black matrix, the epoxy resin is 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of carbon black contained in the black matrix pigment dispersion composition or the black matrix resist composition described later. It is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and from the viewpoint of blackness due to pigment concentration, it is preferably 30 parts by mass or less, and 20 parts by mass. It is more preferably 15 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less.

<アルカリ可溶性樹脂>
前記アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ現像液に溶解できるものであれば特に制限はないが、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基(-P(=O)(OH))等のアニオン性基の1種または2種以上を含有する樹脂が好ましい。前記アルカリ可溶性樹脂は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
<Alkali-soluble resin>
The alkali - soluble resin is not particularly limited as long as it can be dissolved in an alkaline developer. Resins containing one or more are preferred. The said alkali-soluble resin can be used individually or in combination of 2 or more types.

前記アルカリ可溶性樹脂の酸価は、アルカリ現像性の観点から、10mgKOH/g以上300mgKOH/g以下であることが好ましく、20mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であることがより好ましい。 From the viewpoint of alkali developability, the acid value of the alkali-soluble resin is preferably 10 mgKOH/g or more and 300 mgKOH/g or less, more preferably 20 mgKOH/g or more and 200 mgKOH/g or less.

前記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、レジスト膜の形成性の観点から、5,000以上であることが好ましく、10,000以上であることがより好ましい。前記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、アルカリ現像液への溶解性を高める観点から、100,000以下であることが好ましく、50,000以下であることがより好ましい。 The weight-average molecular weight of the alkali-soluble resin is preferably 5,000 or more, more preferably 10,000 or more, from the viewpoint of forming a resist film. The weight average molecular weight of the alkali-soluble resin is preferably 100,000 or less, more preferably 50,000 or less, from the viewpoint of increasing the solubility in an alkali developer.

前記重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法によって測定することができる。一例として、GPC装置としてWater2690(ウォーターズ社製)、カラムとしてPLgel、5μm、MIXED-D(Polymer Laboratories社製)を使用して、展開溶媒としてテトラヒドロフラン、カラム温度25℃、流速1ミリリットル/分、RI検出器、試料注入濃度10ミリグラム/ミリリットル、注入量100マイクロリットルの条件下、クロマトグラフィーを行ない、ポリスチレン換算の重量平均分子量として求めることができる。 The weight average molecular weight can be measured by a gel permeation chromatography (GPC) method. As an example, Water 2690 (manufactured by Waters) as a GPC apparatus, PLgel, 5 μm, MIXED-D (manufactured by Polymer Laboratories) as a column, tetrahydrofuran as a developing solvent, column temperature 25 ° C., flow rate 1 ml / min, RI Chromatography is performed under the conditions of a detector, a sample injection concentration of 10 mg/ml, and an injection amount of 100 microliters, and the polystyrene equivalent weight average molecular weight can be obtained.

前記アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、アルカリ可溶性ポリイミド樹脂、アルカリ可溶性ポリイミド前駆体、アルカリ可溶性ポリベンゾオキサゾール樹脂、アルカリ可溶性ポリベンゾオキサゾール前駆体、アルカリ可溶性カルド樹脂、アルカリ可溶性エポキシ(メタ)アクリレート樹脂、アルカリ可溶性ポリシロキサン樹脂、アルカリ可溶性ノボラック樹脂、アルカリ可溶性(メタ)アクリル樹脂、アルカリ可溶性ポリウレタン樹脂、アルカリ可溶性ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらの中でも、塗膜の耐熱性の観点から、アルカリ可溶性カルド樹脂、アルカリ可溶性エポキシ(メタ)アクリレート樹脂が好ましい。 Examples of the alkali-soluble resin include alkali-soluble polyimide resins, alkali-soluble polyimide precursors, alkali-soluble polybenzoxazole resins, alkali-soluble polybenzoxazole precursors, alkali-soluble cardo resins, alkali-soluble epoxy (meth)acrylate resins, alkali Soluble polysiloxane resins, alkali-soluble novolak resins, alkali-soluble (meth)acrylic resins, alkali-soluble polyurethane resins, alkali-soluble polyester resins and the like can be mentioned. Among these, alkali-soluble cardo resins and alkali-soluble epoxy (meth)acrylate resins are preferable from the viewpoint of the heat resistance of the coating film.

前記アルカリ可溶性カルド樹脂とは、カルド骨格を有するアルカリ可溶性樹脂のことをいい、カルド骨格とは、環状構造を構成する環炭素原子である4級炭素原子に、2つの芳香族基が単結合で繋がった骨格をいう。アルカリ可溶性カルド樹脂の具体例としては、例えば、ADEKA ARKLS WR-301(ADEKA製)、オグゾールCR-TR1、CR-TR2、CR-TR3、CR-TR4、CR-TR5、CR-TR6(以上、大阪ガスケミカル製)が挙げられる。 The alkali-soluble cardo resin refers to an alkali-soluble resin having a cardo skeleton. The cardo skeleton is a quaternary carbon atom, which is a ring carbon atom constituting a cyclic structure, and two aromatic groups are single-bonded. Refers to the connected skeleton. Specific examples of the alkali-soluble cardo resin include ADEKA ARKLS WR-301 (manufactured by ADEKA), Oxol CR-TR1, CR-TR2, CR-TR3, CR-TR4, CR-TR5, CR-TR6 (the above, Osaka Gas Chemical Co., Ltd.).

前記アルカリ可溶性エポキシ(メタ)アクリレート樹脂とは、エチレン性不飽和モノカルボン酸が有するカルボキシル基を、エポキシ樹脂が有するエポキシ基に開環付加させることによりエチレン性不飽和基を導入し、さらにエポキシ基の開環により生じた水酸基の少なくとも一部に、多塩基性カルボン酸(またはその無水物)を付加させることによりカルボキシル基を導入して得られる酸変性エポキシ樹脂のうち、上記カルド骨格を有さず、上記アルカリ可溶性樹脂に相当する樹脂のことをいう。前記アルカリ可溶性エポキシ(メタ)アクリレート樹脂において、母体原料となるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル構造を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく挙げられる。エポキシ樹脂を変性するために用いるエチレン性不飽和モノカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸が好ましく挙げられる。多塩基性カルボン酸(またはその無水物)としては、例えば、マレイン酸無水物、コハク酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物が好ましく挙げられる。これらの中でも、細線密着性を向上させる観点から、ビフェニル骨格を有するアルカリ可溶性エポキシ(メタ)アクリレート樹脂が好ましい。前記アルカリ可溶性エポキシ(メタ)アクリレート樹脂の具体例としては、例えば、ZAR-1494H、ZAR-2001H、ZFR-1491H、ZCR-1797H、ZCR-1569H、ZCR-1798H(以上、日本化薬製)が挙げられる。また、好ましい具体例としては、下記構造式のいずれかで表される部分構造を有するアルカリ可溶性エポキシ(メタ)アクリレート樹脂が挙げられる。 The alkali-soluble epoxy (meth)acrylate resin is a carboxyl group possessed by an ethylenically unsaturated monocarboxylic acid, which is introduced with an ethylenically unsaturated group by ring-opening addition to an epoxy group possessed by an epoxy resin, and an epoxy group. Among the acid-modified epoxy resins obtained by introducing carboxyl groups by adding a polybasic carboxylic acid (or its anhydride) to at least part of the hydroxyl groups generated by the ring opening, the above cardo skeleton has First, it refers to a resin corresponding to the above-mentioned alkali-soluble resin. In the alkali-soluble epoxy (meth)acrylate resin, examples of the base material epoxy resin include bisphenol A-type epoxy resin, bisphenol F-type epoxy resin, epoxy resin having a biphenyl structure, phenol novolak-type epoxy resin, and cresol novolak-type epoxy resin. Epoxy resins are preferred. Preferred examples of the ethylenically unsaturated monocarboxylic acid used to modify the epoxy resin include acrylic acid and methacrylic acid. Preferred examples of polybasic carboxylic acids (or anhydrides thereof) include maleic anhydride, succinic anhydride, and tetrahydrophthalic anhydride. Among these, an alkali-soluble epoxy (meth)acrylate resin having a biphenyl skeleton is preferable from the viewpoint of improving fine wire adhesion. Specific examples of the alkali-soluble epoxy (meth)acrylate resin include ZAR-1494H, ZAR-2001H, ZFR-1491H, ZCR-1797H, ZCR-1569H and ZCR-1798H (manufactured by Nippon Kayaku). be done. Preferred specific examples include alkali-soluble epoxy (meth)acrylate resins having a partial structure represented by any of the following structural formulas.

Figure 2022189243000008
Figure 2022189243000008

前記アルカリ可溶性樹脂は、前記表面処理カーボンブラック100質量部に対して、1~70質量部であることが好ましく、5~30質量部であることがより好ましい。 The alkali-soluble resin is preferably 1 to 70 parts by mass, more preferably 5 to 30 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the surface-treated carbon black.

<溶剤>
前記溶剤は、ブラックマトリックス用顔料分散組成物に使用される公知の溶剤を使用できる。前記溶剤は、顔料を安定的に分散させ、前記塩基性基含有顔料分散剤や前記アルカリ可溶性樹脂を十分に溶解させることができる観点から、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、エーテルエステル系溶剤、ケトン系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、含窒素系溶剤等が好ましい。前記溶剤は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
<Solvent>
As the solvent, a known solvent used in black matrix pigment dispersion compositions can be used. From the viewpoint that the solvent can stably disperse the pigment and sufficiently dissolve the basic group-containing pigment dispersant and the alkali-soluble resin, the solvent is an ester solvent, an ether solvent, an ether ester solvent, or a ketone. system solvents, aromatic hydrocarbon solvents, nitrogen-containing solvents and the like are preferred. The solvents may be used alone or in combination of two or more.

前記エステル系溶剤としては、2-ヒドロキシプロピオン酸メチル、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、3-メチル-3-メトキシブチルプロピオネート、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エステル、蟻酸n-アミル等が挙げられる。前記エーテル系溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等が挙げられる。前記エーテルエステル系溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等が挙げられる。前記ケトン系溶剤としては、例えば、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、δ-ブチロラクトン等が挙げられる。前記芳香族炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、アルキルナフタレン等が挙げられる。前記含窒素系溶剤としては、例えば、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等が挙げられる。 Examples of the ester solvent include methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, 3-methyl-3-methoxybutylpropionate, and methyl 3-methoxypropionate. , ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl ethoxyacetate, hydroxyacetic acid ester, n-amyl formate and the like. Examples of the ether solvent include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monoethyl ether. , propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether and the like. Examples of the ether ester solvent include ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate and the like. Examples of the ketone solvent include methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, δ-butyrolactone and the like. Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include toluene, xylene, alkylnaphthalene, and the like. Examples of the nitrogen-containing solvent include N-methylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide and the like.

前記溶剤の割合は、前記ブラックマトリックス用顔料分散組成物中、工程性の観点から、40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、そして、分散安定性の観点から、90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましい。 The proportion of the solvent in the black matrix pigment dispersion composition is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, from the viewpoint of processability, and from the viewpoint of dispersion stability. Therefore, it is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less.

前記ブラックマトリックス用顔料分散組成物には、さらに、必要に応じて、レベリング剤、前記エポキシ樹脂及び前記アルカリ可溶性樹脂以外の樹脂、酸化防止剤、消泡剤等の添加剤を添加してもよい。ただし、臭気性の観点から、チオール化合物(例えば、分子量が1000以下のチオール化合物)は含まないほうが好ましい。 If necessary, additives such as a leveling agent, a resin other than the epoxy resin and the alkali-soluble resin, an antioxidant, and an antifoaming agent may be added to the black matrix pigment dispersion composition. . However, from the viewpoint of odor, it is preferable not to include a thiol compound (for example, a thiol compound having a molecular weight of 1000 or less).

前記ブラックマトリックス用顔料分散組成物中、前記カーボンブラック、前記塩基性基含有顔料分散剤、前記酸性基含有顔料分散助剤、前記エポキシ樹脂、前記アルカリ可溶性樹脂、及び前記溶剤の合計の割合は、75質量%以上であることが好ましく、85質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがさらに好ましい。 In the black matrix pigment dispersion composition, the total ratio of the carbon black, the basic group-containing pigment dispersant, the acidic group-containing pigment dispersing aid, the epoxy resin, the alkali-soluble resin, and the solvent is It is preferably 75% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more.

前記ブラックマトリックス用顔料分散組成物は、上記の各成分をロールミル、ニーダー、高速攪拌機、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散機、高圧分散装置等を用いて、分散処理して調製すればよい。 The black matrix pigment dispersion composition may be prepared by dispersing each of the above components using a roll mill, kneader, high-speed stirrer, bead mill, ball mill, sand mill, ultrasonic disperser, high-pressure disperser, or the like.

<ブラックマトリックス用レジスト組成物>
本発明のブラックマトリックス用レジスト組成物は、前記ブラックマトリックス用顔料分散組成物、光重合性化合物、および光重合開始剤を含む。なお、前記表面処理カーボンブラックの割合は、前記ブラックマトリックス用レジスト組成物の固形分中、30質量%以上80質量%以下であることが好ましい。
<Black matrix resist composition>
The black matrix resist composition of the present invention comprises the black matrix pigment dispersion composition, a photopolymerizable compound, and a photopolymerization initiator. The proportion of the surface-treated carbon black is preferably 30% by mass or more and 80% by mass or less in the solid content of the black matrix resist composition.

<光重合性化合物>
前記光重合性化合物は、ブラックマトリックス用レジスト組成物に使用される公知の光重合性化合物を使用でき、例えば、光重合性不飽和結合を有するモノマー、オリゴマー等が挙げられる。前記光重合性化合物は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
<Photopolymerizable compound>
As the photopolymerizable compound, known photopolymerizable compounds used in black matrix resist compositions can be used, and examples thereof include monomers and oligomers having photopolymerizable unsaturated bonds. The photopolymerizable compounds may be used alone or in combination of two or more.

光重合性不飽和結合を1個有するモノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、メチルアクリレート、ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート等のアルキルメタクリレートまたはアクリレート;ベンジルメタクリレート、ベンジルアクリレート等のアラルキルメタクリレートまたはアクリレート;ブトキシエチルメタクリレート、ブトキシエチルアクリレート等のアルコキシアルキルメタクリレートまたはアクリレート;N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N-ジメチルアミノエチルアクリレート等のアミノアルキルメタクリレートまたはアクリレート;ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルのメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステル;ヘキサエチレングリコールモノフェニルエーテル等のポリアルキレングリコールモノアリールエーテルのメタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステル;イソボニルメタクリレートまたはアクリレート;グリセロールメタクリレートまたはアクリレート;2-ヒドロキシエチルメタクリレートまたはアクリレート等が挙げられる。 Monomers having one photopolymerizable unsaturated bond include, for example, alkyl methacrylates or acrylates such as methyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, methyl acrylate, butyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate; benzyl methacrylate, benzyl acrylate, etc. aralkyl methacrylates or acrylates of butoxyethyl methacrylate, alkoxyalkyl methacrylates or acrylates such as butoxyethyl acrylate; aminoalkyl methacrylates or acrylates such as N,N-dimethylaminoethyl methacrylate, N,N-dimethylaminoethyl acrylate; diethylene glycol monoethyl ether , triethylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether and other polyalkylene glycol monoalkyl ether methacrylates or acrylic acid esters; polyalkylene glycol monoaryl ether methacrylic acid esters or acrylic acid esters such as hexaethylene glycol monophenyl ether ester; isobornyl methacrylate or acrylate; glycerol methacrylate or acrylate; 2-hydroxyethyl methacrylate or acrylate;

光重合性不飽和結合を2個以上有するモノマーとしては、例えば、ビスフェノールAジメタクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、グリセロールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等が挙げられる。 Monomers having two or more photopolymerizable unsaturated bonds include, for example, bisphenol A dimethacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, glycerol dimethacrylate, and neopentyl. Glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, dipenta Erythritol pentamethacrylate, bisphenol A diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, glycerol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate , tetraethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate and the like.

光重合性不飽和結合を有するオリゴマーとしては、例えば、前記モノマーを適宜重合させて得られたものが挙げられる。 Examples of the oligomer having a photopolymerizable unsaturated bond include those obtained by appropriately polymerizing the above monomers.

前記光重合性化合物は、前記ブラックマトリックス用レジスト組成物の固形分中、2~20質量%であることが好ましく、4~15質量%であることがより好ましい。 The photopolymerizable compound is preferably 2 to 20% by mass, more preferably 4 to 15% by mass, based on the solid content of the black matrix resist composition.

前記光重合開始剤は、ブラックマトリックス用レジスト組成物に使用される公知の光重合開始剤を使用でき、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、ベンジル、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、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、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、トリアジン系光重合開始剤、オキシムエステル系光重合開始剤等が挙げられる。前記光重合開始剤は単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。 As the photopolymerization initiator, known photopolymerization initiators used in black matrix resist compositions can be used. 4'-dimethylaminobenzophenone, benzyl, 2,2-diethoxyacetophenone, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyl dimethyl ketal, α-hydroxyisobutylphenone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone , t-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2,3-dichloroanthraquinone, 3-chloro-2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 1,4-naphthoquinone, 1,2-benzoanthraquinone, 1,4-dimethyl Examples include anthraquinone, 2-phenylanthraquinone, triazine photopolymerization initiators, oxime ester photopolymerization initiators, and the like. The photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

前記光重合開始剤は、前記ブラックマトリックス用レジスト組成物の固形分中、0.1~15質量%であることが好ましく、1~10質量%であることがより好ましい。 The content of the photopolymerization initiator is preferably 0.1 to 15% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, based on the solid content of the black matrix resist composition.

前記ブラックマトリックス用レジスト組成物は、アルカリ現像液による現像性の観点から、上記のアルカリ可溶性樹脂をさらに添加してもよい。また、前記アルカリ可溶性樹脂の合計は、前記ブラックマトリックス用レジスト組成物の固形分中、10質量%以上50質量%以下であることが好ましい。また、前記ブラックマトリックス用レジスト組成物は、塗装性を向上させる観点から、上記の溶剤をさらに添加してもよい。前記溶剤の合計の割合は、前記ブラックマトリックス用レジスト組成物中、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。 From the viewpoint of developability with an alkaline developer, the above-mentioned alkali-soluble resin may be further added to the black matrix resist composition. Moreover, the total content of the alkali-soluble resin is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less in the solid content of the black matrix resist composition. From the viewpoint of improving paintability, the black matrix resist composition may further contain the above solvent. The total proportion of the solvent is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, in the black matrix resist composition.

前記ブラックマトリックス用レジスト組成物には、さらに、必要に応じて、レベリング剤、酸化防止剤、消泡剤等の添加剤を添加してもよい。 Additives such as a leveling agent, an antioxidant, and an antifoaming agent may be added to the black matrix resist composition, if necessary.

前記ブラックマトリックス用レジスト組成物は、前記ブラックマトリックス用顔料分散組成物、光重合性化合物、および光重合開始剤等の各成分を、攪拌装置等を用いて、攪拌混合して調製すればよい。 The black matrix resist composition may be prepared by stirring and mixing components such as the black matrix pigment dispersion composition, the photopolymerizable compound, and the photopolymerization initiator using a stirrer or the like.

以下に本発明を実施例等によって説明するが、本発明はこれらのみに限定されない。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to Examples and the like, but the present invention is not limited to these.

<調製例A~E>
<表面処理カーボンブラックの準備>
表1に示す各種原料を、表1に示す配合組成(質量部)となるように混合した後、室温で12時間撹拌した。その後、吸引ろ過を行ったのち、精製水で洗浄を繰り返し、乾燥させて表面処理カーボンブラックA~Eを得た。
<Preparation Examples A to E>
<Preparation of surface-treated carbon black>
Various raw materials shown in Table 1 were mixed so as to have the composition (parts by mass) shown in Table 1, and then stirred at room temperature for 12 hours. Thereafter, suction filtration was performed, followed by repeated washing with purified water and drying to obtain surface-treated carbon blacks A to E.

Figure 2022189243000009
Figure 2022189243000009

表1中、TPK1104Rは、酸性カーボンブラック(吸油量:38ml/100g、pH約3.0、キャボット社製);
SS12000Sは、スルホン酸基を有するフタロシアニン系色素誘導体(ルブリゾール社製);
アルファイン83は、ポリ塩化アルミニウム水溶液(酸化アルミニウム換算として23%、大明化学工業社製);
液体硫酸バンドは、硫酸アルミニウム水溶液(酸化アルミニウム換算として8%、大明化学工業社製);を示す。
In Table 1, TPK1104R is acidic carbon black (oil absorption: 38 ml/100 g, pH about 3.0, manufactured by Cabot Corporation);
SS12000S is a phthalocyanine dye derivative having a sulfonic acid group (manufactured by Lubrizol);
Alphane 83 is a polyaluminum chloride aqueous solution (23% in terms of aluminum oxide, manufactured by Taimei Chemical Industry Co., Ltd.);
Liquid aluminum sulfate indicates an aqueous solution of aluminum sulfate (8% in terms of aluminum oxide, manufactured by Taimei Chemical Industry Co., Ltd.).

<実施例1-1~4-1、比較例1-1~2-1>
<ブラックマトリックス用顔料分散組成物の調製>
表2に示す各種原料を、表2に示す配合組成(質量%)となるように混合した後、ビーズミルで練肉し、各調製例および比較調製例のブラックマトリックス用顔料分散組成物を調製した。
<Examples 1-1 to 4-1, Comparative Examples 1-1 to 2-1>
<Preparation of black matrix pigment dispersion composition>
Various raw materials shown in Table 2 were mixed so as to have the composition (% by mass) shown in Table 2, and then kneaded with a bead mill to prepare black matrix pigment dispersion compositions of each preparation example and comparative preparation examples. .

Figure 2022189243000010
Figure 2022189243000010

表2中、DB167は、ポリエステル鎖を有するアミノ基含有ポリウレタン系高分子分散剤(ビックケミー社製、固形分52質量%);
SS12000Sは、スルホン酸基を有するフタロシアニン系色素誘導体(ルブリゾール社製);
VG3101Lは、エポキシ樹脂(固形分100%、プリンテック社製);
ZCR-1569Hは、ビフェニル骨格を有するアルカリ可溶性エポキシ(メタ)アクリレート樹脂(固形分69%、日本化薬社製);
PGMEA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;を示す。
In Table 2, DB167 is an amino group-containing polyurethane polymer dispersant having a polyester chain (manufactured by BYK-Chemie, solid content 52% by mass);
SS12000S is a phthalocyanine dye derivative having a sulfonic acid group (manufactured by Lubrizol);
VG3101L is an epoxy resin (solid content 100%, manufactured by Printec);
ZCR-1569H is an alkali-soluble epoxy (meth)acrylate resin having a biphenyl skeleton (solid content 69%, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.);
PGMEA indicates propylene glycol monomethyl ether acetate;

<実施例1-2~4-2、比較例1-2~2-2>
<ブラックマトリックス用レジスト組成物の調製>
表3に示す各種原料を、表3に示す配合組成(質量%)となるように、高速撹拌機を用いて混合した後、孔径0.5μmのフィルターで濾過し、各実施例および比較例のブラックマトリックス用レジスト組成物を調製した。
<Examples 1-2 to 4-2, Comparative Examples 1-2 to 2-2>
<Preparation of resist composition for black matrix>
Various raw materials shown in Table 3 were mixed using a high-speed stirrer so that the composition (% by mass) shown in Table 3 was obtained, and then filtered through a filter with a pore size of 0.5 μm. A black matrix resist composition was prepared.

<ブラックレジスト膜の細線密着性の評価>
実施例及び比較例で作製した各ブラックマトリックス用レジスト組成物をスピンコーターにて膜厚1μmとなるようにガラス基板(EAGLE XG)上に塗布し、100℃で3分間プレベークした。次いで、1μmから20μmの線幅について1μm間隔のラインパターンを有するフォトマスクを用いて、高圧水銀灯を用い、UV積算光量100mJ/cmで露光した。その後、23℃、0.05%水酸化カリウム水溶液中、1kgf/cmのシャワー現像圧にて現像パターンが現れ始める時間(ブレイクポイント)から現像を開始し、ブレイクポイントの2倍の時間になったところで現像を終了し、1kgf/cm圧のスプレー水洗を行った。ガラス基板上に残存する最小のラインパターンのサイズ(μm)を評価した。結果を表3に示す。
<Evaluation of Fine Line Adhesion of Black Resist Film>
Each of the black matrix resist compositions prepared in Examples and Comparative Examples was applied on a glass substrate (EAGLE XG) by a spin coater to a film thickness of 1 μm, and prebaked at 100° C. for 3 minutes. Then, using a photomask having a line pattern with a line width of 1 μm to 20 μm and an interval of 1 μm, exposure was performed using a high-pressure mercury lamp with an integrated UV light amount of 100 mJ/cm 2 . After that, development was started at the time (break point) when the development pattern started to appear under a shower development pressure of 1 kgf/cm 2 in a 0.05% potassium hydroxide aqueous solution at 23° C., and the time reached twice the break point. The development was terminated at the point where the film was exposed, and the film was washed with a spray of water at a pressure of 1 kgf/cm 2 . The size (μm) of the minimum line pattern remaining on the glass substrate was evaluated. Table 3 shows the results.

Figure 2022189243000011
Figure 2022189243000011

表3中、DPHAは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート;
OXE02は、オキシムエステル系光重合開始剤(BASFジャパン社製);
WR-301は、アルカリ可溶性カルド樹脂(固形分44%、ADEKA社製);
PGMEA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;を示す。
In Table 3, DPHA is dipentaerythritol hexaacrylate;
OXE02 is an oxime ester photopolymerization initiator (manufactured by BASF Japan);
WR-301 is an alkali-soluble cardo resin (44% solids, manufactured by ADEKA);
PGMEA indicates propylene glycol monomethyl ether acetate;

Claims (8)

カーボンブラック、塩基性基含有顔料分散剤、酸性基含有顔料分散助剤、エポキシ樹脂、アルカリ可溶性樹脂、及び溶剤を含有し、
前記カーボンブラックは、無機アルミニウム塩で処理された表面処理カーボンブラックであることを特徴とするブラックマトリックス用顔料分散組成物。
Carbon black, a basic group-containing pigment dispersant, an acidic group-containing pigment dispersing aid, an epoxy resin, an alkali-soluble resin, and a solvent,
A pigment dispersion composition for a black matrix, wherein the carbon black is a surface-treated carbon black treated with an inorganic aluminum salt.
前記無機アルミニウム塩は、塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムの中からなる群より選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1に記載のブラックマトリックス用顔料分散組成物。 2. The black matrix pigment dispersion composition according to claim 1, wherein the inorganic aluminum salt is one or more selected from the group consisting of aluminum chloride and aluminum sulfate. 前記カーボンブラックは、酸性カーボンブラックであることを特徴とする請求項1または2に記載のブラックマトリックス用顔料分散組成物。 3. The black matrix pigment dispersion composition according to claim 1, wherein the carbon black is acidic carbon black. 前記エポキシ樹脂は、芳香環を有する多官能エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のブラックマトリックス用顔料分散組成物。 4. The black matrix pigment dispersion composition according to claim 1, wherein the epoxy resin is a polyfunctional epoxy resin having an aromatic ring. 前記アルカリ可溶性樹脂は、ビフェニル骨格を有するアルカリ可溶性エポキシ(メタ)アクリレート樹脂であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のブラックマトリックス用顔料分散組成物。 5. The black matrix pigment dispersion composition according to claim 1, wherein the alkali-soluble resin is an alkali-soluble epoxy (meth)acrylate resin having a biphenyl skeleton. 前記酸性基含有顔料分散助剤は、フタロシアニン骨格を有することを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のブラックマトリックス用顔料分散組成物。 6. The black matrix pigment dispersion composition according to claim 1, wherein the acidic group-containing pigment dispersing aid has a phthalocyanine skeleton. 請求項1~6のいずれかに記載のブラックマトリックス用顔料分散組成物、光重合性化合物、及び光重合開始剤を含有することを特徴とするブラックマトリックス用レジスト組成物。 7. A black matrix resist composition comprising the black matrix pigment dispersion composition according to claim 1, a photopolymerizable compound, and a photopolymerization initiator. 請求項7に記載のブラックマトリックス用レジスト組成物を用いて得られることを特徴とするブラックレジスト膜。 A black resist film obtained by using the black matrix resist composition according to claim 7 .
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