JP3004044B2 - Photosensitive colored resin composition - Google Patents
Photosensitive colored resin compositionInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は着色画像を形成するための感光性着色樹脂組
成物に関し、特にカラーフィルターの製造に用いて好適
なものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a photosensitive colored resin composition for forming a colored image, and is particularly suitable for use in producing a color filter.
<従来の技術> 一般に固体撮像素子や液晶表示素子等に用いられるカ
ラーフィルターは、透明基板の表面に、例えばモザイク
状,ストライプ状あるいはトライアングル状の色要素を
配列してなるものである。<Related Art> Generally, a color filter used for a solid-state imaging device, a liquid crystal display device, or the like is one in which, for example, mosaic, stripe, or triangle color elements are arranged on the surface of a transparent substrate.
現在これらのカラーフィルターは、主として染色法に
よって製造されている。At present, these color filters are mainly manufactured by a dyeing method.
該染色法は、例えばゼラチン,フィッシュグルー,カ
ゼイン,ポリアクリルアミドなどの可溶性の水溶性高分
子に、重クロム酸塩や水溶性アジド化合物などを加えて
感光性を付与し、次にフォトマスクを通して露光し、水
で現像を行なってレリーフ・パターンを得た後、このレ
リーフ・パターンを染色して着色画像を形成するもので
ある。このような工程を3回繰り返すことによって、
赤,緑,青のフィルターを形成するのであるが、各色の
工程間には、後えばタンニン酸により防染処理を行った
り、あるいはウレタン系樹脂やアクリル系樹脂の中間層
を設けるなどを行うことで混色を防止している。The dyeing method is to impart photosensitivity to soluble water-soluble polymers such as gelatin, fish glue, casein, and polyacrylamide by adding a dichromate or a water-soluble azide compound, and then exposing through a photomask. Then, after developing with water to obtain a relief pattern, the relief pattern is dyed to form a colored image. By repeating such a process three times,
The red, green, and blue filters are formed. Between each color process, for example, anti-staining treatment with tannic acid is performed, or an intermediate layer of urethane resin or acrylic resin is provided. Prevents color mixing.
ところで、このような従来の染色法は、工程が複雑
である、染色浴の管理が難かしい、染色媒体(水溶
性高分子)の耐熱性が悪い、染料の耐熱性及び耐候性
が悪いなどの欠点がある。By the way, such conventional dyeing methods involve complicated processes, difficult control of the dyeing bath, poor heat resistance of the dyeing medium (water-soluble polymer), poor heat resistance and poor weather resistance of the dye, and the like. There are drawbacks.
そこで、上記欠点を克服するため、最近、例えば印刷
法とか顔料分散法等によるカラーフィルターの開発が盛
んに行なわれている。Therefore, in order to overcome the above-mentioned drawbacks, recently, a color filter has been actively developed by, for example, a printing method or a pigment dispersion method.
この印刷法は、有機ビヒクルに顔料を分散させたイン
キを用い透明基板に逐次印刷して、着色画像を形成する
方法である。この方法は成膜とパターニングが同時に行
なえるなどと共に、プロセスが簡単でコスト,耐久性の
点に選れているが、フリンジがある寸法精度が悪い
表面平滑性が悪いなどの新しい問題がある。This printing method is a method in which a colored image is formed by sequentially printing on a transparent substrate using an ink in which a pigment is dispersed in an organic vehicle. This method is selected for its simple process, cost, and durability, in addition to the fact that film formation and patterning can be performed at the same time. However, it has new problems such as fringes having poor dimensional accuracy and poor surface smoothness.
一方の顔料分散法は、上述のような問題点を改善した
方法である。この方法は感光性樹脂に顔料を分散して、
透明基板に塗布,乾燥し、露光,現像を行うことにより
着色画像を形成するもので、染色法と比較して単純なプ
ロセスカラーフィルターを製造することができるという
利点を有している。この顔料分散法に用いられる感光性
樹脂としては、例えば特開昭60−124738号公報に開示さ
れているスチルバゾリウム基ペンダントポリビニルアル
コール、特開昭60−237403号公報や特開昭62−212603号
公報などに開示されている感光性ポリイミドやポリアミ
ド、特開平1−200353号公報に開示されているアクリル
系ポリマーとビスジアジド化合物からなる感光性樹脂、
特開平1−152449号公報などに開示されている多官能ア
クリレートモノマー、有機重合体結合剤及び光重合開始
剤からなるラジカル重合型感光性樹脂などが種々提案さ
れている。On the other hand, the pigment dispersion method is a method in which the above-mentioned problems are improved. In this method, a pigment is dispersed in a photosensitive resin,
A colored image is formed by coating, drying, exposing and developing on a transparent substrate, and has the advantage that a simple process color filter can be manufactured as compared with the dyeing method. As the photosensitive resin used in the pigment dispersion method, for example, a stilbazolium-based pendant polyvinyl alcohol disclosed in JP-A-60-124736, JP-A-60-237403 and JP-A-62-212603 are disclosed. Photosensitive polyimide and polyamide disclosed in, such as a photosensitive resin comprising an acrylic polymer and a bisdiazide compound disclosed in JP-A-1-200353,
Various radically polymerizable photosensitive resins comprising a polyfunctional acrylate monomer, an organic polymer binder and a photopolymerization initiator disclosed in JP-A-1-152449 and the like have been proposed.
<発明が解決しようとする課題> しかしながら、上記顔料分散法に係る感光性樹脂で、
スチルバゾリウム基ペンダントポリビニルアルコール
は、耐熱性が低いという欠点がある。これを改良するも
のとして、特開平2−160807号公報に開示されているベ
タイン構造を持つスチルバゾリウム基ペンダントポリビ
ニルアルコールが提案されているが、耐熱性はまた不充
分である。<Problems to be solved by the invention> However, in the photosensitive resin according to the pigment dispersion method,
Stilbazolium-based pendant polyvinyl alcohol has a drawback of low heat resistance. To improve this, a stilbazolium-based pendant polyvinyl alcohol having a betaine structure disclosed in JP-A-2-160807 has been proposed, but the heat resistance is also insufficient.
また、感光性ポリイミドあるいはポリアミドを用いた
ものは、高い耐熱性を有するものの樹脂が着色してい
る感度が低い有機溶媒での現像となるなどの問題が
ある。一方、ビスアジド化合物を感光剤とする系は、
感度が低い露光時に酸素の影響を受けるなどの問題点
がある。またラジカル重合を用いた系は、高感度ではあ
るが、露光時に酸素の影響を受けてしまうという問題点
がある。これを避けるため、不活性ガス雰囲気中で露光
するか、酸素遮断膜を設けるなどのことが必要となり、
そのため装置が高価になるか、あるいはプロセスが複雑
になるなどの問題がある。Further, those using photosensitive polyimide or polyamide have high heat resistance, but have problems such as development with an organic solvent having low sensitivity in which the resin is colored. On the other hand, systems using bisazide compounds as photosensitizers
There is a problem that the exposure is affected by oxygen at the time of low sensitivity exposure. A system using radical polymerization has high sensitivity, but has a problem that it is affected by oxygen during exposure. To avoid this, it is necessary to perform exposure in an inert gas atmosphere or to provide an oxygen barrier film,
For this reason, there are problems such as an increase in the cost of the apparatus or a complicated process.
本発明は以上述べた事情に鑑み、高感度であり、
酸素の影響によっても変化せず耐熱性が優れており、
且つ現像が水系であることなどの諸特性を有する感光
性着色樹脂組成物を提供することを目的とする。The present invention is highly sensitive in view of the circumstances described above,
Excellent heat resistance without changing even under the influence of oxygen,
Another object of the present invention is to provide a photosensitive colored resin composition having various properties such as that the development is aqueous.
<課題を解決するための手段> 前記目的を達成するための本発明に係る感光性樹脂組
成物は、着色パターンを形成するための感光性着色樹脂
組成物であって、 (イ)酸により硬化し得る樹脂系材料と、 (ロ)光酸発生剤と、 (ハ)顔料とを の比率で含有してなることを特徴とする。<Means for Solving the Problems> A photosensitive resin composition according to the present invention for achieving the above object is a photosensitive colored resin composition for forming a colored pattern, and is cured by (a) acid (B) a photoacid generator, and (c) a pigment. Characterized in that it is contained at a ratio of
以下、本発明の内容を詳細に説明する。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail.
ここで本発明に於ける(イ)の酸により硬化し得る樹
脂系材料、とは、例えばユリヤ樹脂,メラミン樹脂など
のアミノ樹脂のようなN−メチロール構造を有する架橋
剤とフェノール性水酸基若しくはカルボキシル基を有す
る樹脂との樹脂系材料、エポキシ樹脂とフェノール樹脂
との樹脂系材料、あるいはJ.Photopolym.Sci.Technol.V
ol3 No.3(1990)p235〜247に発表されているようなp
−ヒドロキシスチレンとp−アセトキシメチルスチレエ
ンとのヒドロキシスチレン構造を含む共重合体などを挙
げることができ、酸によって硬化する性質を有するもの
をいう。In the present invention, the resin-based material (a) curable by an acid is, for example, a crosslinking agent having an N-methylol structure such as an amino resin such as urea resin or melamine resin and a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group. Resin-based material with group-containing resin, resin-based material with epoxy resin and phenolic resin, or J.Photopolym.Sci.Technol.V
ol3 No.3 (1990) p235-247
-Hydroxystyrene and a copolymer of p-acetoxymethylstyreene containing a hydroxystyrene structure, etc., which have the property of being cured by an acid.
上記樹脂系材料において、N−メチロール構造を有す
る架橋剤としては、例えばメチロール化尿素,尿素樹
脂,メチロール化メラミン,メチロール化グアナミン,
メチロール化グリオキザールジウレイン,メチロール化
ウロン,メチロール化テトラヒドロピリミドン誘導体,
メチロール化トリアゾンあるいはこれらのアルキルエー
テルを挙げることができる。これらのうちで保存安定性
が高い点でアルキルエーテルを用いることが好ましい。
このアルキルエーテルのアルキル基としては、炭素数1
〜5のアルキル基が特に好ましい。In the above resin-based material, examples of the crosslinking agent having an N-methylol structure include methylolated urea, urea resin, methylolated melamine, methylolated guanamine,
Methylolated glyoxal diurein, methylolated uron, methylolated tetrahydropyrimidone derivative,
Methylolated triazones or their alkyl ethers can be mentioned. Among them, it is preferable to use an alkyl ether because of high storage stability.
The alkyl group of this alkyl ether has 1 carbon atom.
Particularly preferred are alkyl groups of 5 to 5.
また、上記樹脂系材料において、フェノール性水酸基
を有する樹脂としては、例えばアルカリ可溶性のフェノ
ール樹脂,ノボラック樹脂,ヒドロキシスチレン構造を
含む重合体,下記一般式(I)で表わされる構造を含む
重合体,フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性ポ
リイミドなどを挙げることができる。In the resin-based material, as the resin having a phenolic hydroxyl group, for example, an alkali-soluble phenol resin, a novolak resin, a polymer having a hydroxystyrene structure, a polymer having a structure represented by the following general formula (I), Examples thereof include alkali-soluble polyimides having a phenolic hydroxyl group.
(式中、R1は水素,アルキノ基又はアリール基を表わ
し、R2は水素,ハロゲン,アルキル基又はアルコキシ基
を表わし、nは0〜6の整数を表わす。) 上記ノボラック樹脂は、フェノール類とケトン類とを
酸触媒の存在下に縮合して得られるものをいう。この際
用いられるフェノール類としては、例えばフェノール,
クレゾール,エチルフェノール,ブチルフェノール,キ
シレノール,フェニルフェノール,ヒドロキノン,カテ
コール,レゾルシノール,ピロガロール,ナフトール,
ビスフェノールAなどが挙げられる。これらのフェノー
ル類は単独又は2種以上組合せて用いられる。また、ケ
トン類としては、例えばホルムアルデヒド,パラホルム
アルデヒド,アセトアルデヒド,プロピオンアルデヒ
ド,ベンズアルデヒド,アセトン,メチルエチルケトン
などが挙げられる。 (Wherein, R 1 represents hydrogen, an alkino group or an aryl group, R 2 represents a hydrogen, a halogen, an alkyl group or an alkoxy group, and n represents an integer of 0 to 6). And a ketone in the presence of an acid catalyst. Phenols used at this time include, for example, phenol,
Cresol, ethylphenol, butylphenol, xylenol, phenylphenol, hydroquinone, catechol, resorcinol, pyrogallol, naphthol,
Bisphenol A and the like can be mentioned. These phenols are used alone or in combination of two or more. Examples of the ketones include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, benzaldehyde, acetone, and methyl ethyl ketone.
上記樹脂系材料において、ヒドロキシスチレン構造を
含む重合体としては、例えばヒドロキシスチレン若しく
はα−メチル−ヒドロキシスチレンの単独、2種以上若
しくはスチレンあるいはアクリル系モノマーとの共重合
により得られる。この共重合成分としてのアクリル系モ
ノマーとしては、例えばアクリル酸エステル,メタクリ
ル酸エステル,アクリル酸アミド,メタクリル酸アミ
ド,アクリロニトリルなどを挙げることができる。In the above resin-based material, the polymer having a hydroxystyrene structure can be obtained, for example, by copolymerizing hydroxystyrene or α-methyl-hydroxystyrene alone, two or more kinds, or styrene or an acrylic monomer. Examples of the acrylic monomer as the copolymerization component include acrylic ester, methacrylic ester, acrylamide, methacrylamide, and acrylonitrile.
また、上記一般式(I)で表わされるマレイミド誘導
体構造を含む重合体としては、例えば特開昭61−162039
号公報,特開昭62−151408号公報,特開昭62−151409号
公報などに開示されている。Examples of the polymer containing the maleimide derivative structure represented by the above general formula (I) include, for example, JP-A-61-162039.
And Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Sho 62-151408 and 62-151409.
フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性ポリイミ
ドとしては、例えばJ.Photopolym.Sci.Technol.Vol3 N
o.3(1990)p275〜280に記載されているポリイミドを挙
げることができる。As an alkali-soluble polyimide having a phenolic hydroxyl group, for example, J. Photopolym.Sci.Technol.Vol3N
o.3 (1990) pp. 275-280.
上記樹脂系材料において、カルボキシル基を有する樹
脂としては、例えばアクリル酸,メタクリル酸,ビニル
安息香酸などの不飽和有機酸化合物と、アクリル酸エス
テル,メタクリル酸エステル,アクリロニトリルなどの
不飽和化合物とをモノマーとした共重合物などを挙げる
ことができる。In the above resin-based material, the resin having a carboxyl group may be, for example, an unsaturated organic acid compound such as acrylic acid, methacrylic acid, or vinylbenzoic acid, and an unsaturated compound such as acrylic acid ester, methacrylic acid ester, or acrylonitrile. And the like.
上記樹脂系材料において、エポキシ樹脂としては、ノ
ボラック型エポキシ樹脂,ビスフェノールA型エポキシ
樹脂,臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂,脂環式
エポキシ樹脂などを挙げることができる。In the resin-based material, examples of the epoxy resin include a novolak type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, a brominated bisphenol A type epoxy resin, and an alicyclic epoxy resin.
一方、本発明に於ける(ロ)の光酸発生剤とは、光の
照射により酸を発生する化合物をいい、多くの公知化合
物及びそれらの混合物を用いればよく、例えば(i)オ
ニウムのハロゲン-,BF4 -,PF6 -,AsF6 -,SbF6 -,SiF6 -,ClO4
-,CF3SO4 -などの塩;(ii)有機ハロゲン化合物;(ii
i)ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物及び(iv)
光スルホン酸発生化合物などが適当である。On the other hand, the photoacid generator (b) in the present invention refers to a compound that generates an acid upon irradiation with light, and many known compounds and mixtures thereof may be used. -, BF 4 -, PF 6 -, AsF 6 -, SbF 6 -, SiF 6 -, ClO 4
-, CF 3 SO 4 - salts such as; (ii) organic halogen compounds; (ii
i) naphthoquinonediazidesulfonic acid compound and (iv)
Light sulfonic acid generating compounds and the like are suitable.
更に詳述すると、(i)オニウム塩としてのアンモ
ニウム塩の例としては、米国特許第4,069,055号明細書
及び同第4,069,056号明細書に;ジアゾニウム塩の例
としては、Photogr.Sci.Eng.,18,387(1974),J.Macrom
ol.Sci.,Chem.,A21,1695(1984),及びPolymer.21,423
(1980)に;ヨードニウム塩の例としては、Macromol
ecules,10,1307(1977).Chem.,& Eng.News,Nov.28,P3
1(1988),及びヨーロッパ特許第0,104,143号明細書
に;スルホニウム塩の例としては、Polymer J.,17,73
(1985),Polymer Bull.,14,279(1985),J.Polymer Sc
i.,17,977(1979),J.Org.Chem.,43,3055(1978).J.Or
g.Chem.,50,4360(1985),特開昭57−18723号公報,特
開昭56−8428号公報,米国特許第4,760,013号公報,米
国特許第4,139,655号公報、米国特許第4,734,444号公報
及びヨーロッパ特許第0297,433号公報に;ホスホニウ
ム塩の例としては、米国特許第4,069,055号公報,同第
4,069,056号公報及びMacromolecules,17,2469(1984)
に;セレノニウム塩の例としてはMacromolecules,10,
1307(1977)及びJ.Polymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,1
7,1047(1979)に;アルソニウム塩の例としては、Pr
oc.Conf.Rad.Curing ASIA p478 Tokyo.Oct.(1988)に
それぞれ開示されている。More specifically, (i) examples of ammonium salts as onium salts are described in U.S. Pat. Nos. 4,069,055 and 4,069,056; examples of diazonium salts include Photogr. Sci. Eng., 18 , 387 (1974), J.Macrom
ol. Sci., Chem., A21 , 1695 (1984), and Polymer. 21 , 423.
(1980); Examples of iodonium salts include Macromol
ecules, 10 , 1307 (1977). Chem., & Eng. News, Nov. 28, P3
1 (1988), and EP 0,104,143; examples of sulfonium salts include Polymer J., 17 , 73.
(1985), Polymer Bull., 14 , 279 (1985), J. Polymer Sc
i., 17 , 977 (1979), J. Org. Chem., 43 , 3055 (1978).
g. Chem., 50 , 4360 (1985), JP-A-57-18723, JP-A-56-8428, U.S. Patent No. 4,760,013, U.S. Patent No. 4,139,655, U.S. Patent No. 4,734,444 And EP 0297,433; examples of phosphonium salts include US Pat. Nos. 4,069,055,
4,069,056 and Macromolecules, 17 , 2469 (1984)
Examples of selenonium salts include Macromolecules, 10 ,
1307 (1977) and J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 1
7, 1047 (1979); examples of arsonium salts include Pr.
oc. Conf. Rad. Curing ASIA p478 Tokyo. Oct. (1988).
また、(ii)光の照射により酸を発生し得る有機ハロ
ゲン化合物の例としては、四臭化炭素,ヨードホル
ム,トリブロモアセトフェノン、特公昭46−4605号公報
に記載のフェニルトリハロメチルスルホン化合物,特公
昭48−36281号公報,特開昭53−133428号公報,特開昭6
0−105667号公報,特開昭60−239736号公報に記載のハ
ロメチル−S−トリアジン化合物,Angew.Physik.Chem.,
24,381(1918).J.Phys.Chem,66,2449(1962),特開昭
54−74728号公報,特開昭55−77742号公報,特開昭59−
148784号公報,特開昭60−3626号公報,特開昭60−1385
39号公報,特開昭60−239473号公報に記載のハロメチル
オキサジアゾール化合物などを挙げることができる。Examples of (ii) organic halogen compounds capable of generating an acid upon irradiation with light include carbon tetrabromide, iodoform, tribromoacetophenone, a phenyltrihalomethylsulfone compound described in JP-B-46-4605, and the like. JP-B-48-36281, JP-A-53-133428, JP-A-Sho-6
No. 0-105667, JP-A-60-239736, halomethyl-S-triazine compounds, Angew. Physik.
24 , 381 (1918); J. Phys. Chem, 66 , 2449 (1962);
JP-A-54-74728, JP-A-55-77742, JP-A-59-77742
148784, JP-A-60-3626, JP-A-60-1385
And halomethyloxadiazole compounds described in JP-A-39-239 and JP-A-60-239473.
(iii)ナフトキノンジアジド化合物としては例えば、
1,2−ナフトキノンジアド−(2)−4−スルホニルク
ロリドを挙げることができる。(Iii) Examples of the naphthoquinonediazide compound include:
1,2-naphthoquinonediad- (2) -4-sulfonyl chloride can be mentioned.
(iv)光スルホン酸発生化合物としては、例えば1,2−
ナフトキノンジアジド−(2)−4−スルホン酸のエス
テルもしくはアミド化合物、Polymer Preprints.Japan
35,2406(1986)に記載のβ−ケトスルホン系化合物、M
acromolecules,21,2001(1988),特開昭64−18143号公
報に記載のニトロベンジルアルコールとアリールスルホ
ン酸とのエステル化合物、ヨーロッパ特許第0,044,155
号公報、同第0,199,672号公報記載のオキシムとアリー
ルスルホン酸とのエステル化合物、米国特許第4,258,12
1号公報、同第4,371,605号公報、同第4,618,564号公報
に記載のN−ヒドロキシアミドまたはイミドとスルホン
酸とのエステル化合物、ヨーロッパ特許第84515号公
報、同第199,672号公報に記載のベンゾインとスルホン
酸とのエステル化合物などを挙げることができる。(Iv) Examples of the photosulfonic acid generating compound include 1,2-
Naphthoquinonediazide- (2) -4-sulfonic acid ester or amide compound, Polymer Preprints.Japan
35 , 2406 (1986), β-ketosulfone compound, M
acromolecules, 21, 2001 (1988), JP-A-64-18143, an ester compound of nitrobenzyl alcohol and an arylsulfonic acid, EP 0,044,155.
No. 0,199,672, an ester compound of an oxime and an arylsulfonic acid described in U.S. Pat.
No. 1,371,605, No. 4,618,564, ester compounds of N-hydroxyamide or imide and sulfonic acid, European Patent No. 84515, benzoin and sulfone described in No. 199,672. Examples thereof include an ester compound with an acid.
これらの光酸発生剤のうち、(ii)の有機ハロゲン化
合物、特にハロメチル−S−トリアジン化合物、ハロメ
チルオキサジアゾール化合物及び(iv)の光スルホン酸
発生化合物が架橋効率が良く好適である。Among these photoacid generators, the organic halogen compound (ii), particularly the halomethyl-S-triazine compound, the halomethyloxadiazole compound and the photosulfonic acid generating compound (iv) are preferred because of their good crosslinking efficiency.
これらの光酸発生剤は、単独で、あるいは混合して使
用しても良く、その添加量は(イ)の酸により硬化し得
る樹脂系材料の固形分に対して、0.1〜50重量%が好ま
しく、より好ましくは0.5〜30重量%である。これは0.1
重量%未満では酸発生量が乏しく架橋反応が起こりにく
く、また50重量%を超えて添加しても、更なる増量効果
が期待できなく、現像性が悪くなり、共に好ましくない
からである。These photoacid generators may be used alone or as a mixture. The amount of the photoacid generator is 0.1 to 50% by weight based on the solid content of the resin-based material curable by the acid (a). Preferably, it is 0.5 to 30% by weight. This is 0.1
If the amount is less than 50% by weight, the amount of generated acid is so small that a crosslinking reaction hardly occurs. Also, if the amount exceeds 50% by weight, a further effect of increasing the amount cannot be expected, and the developability deteriorates, and both are not preferred.
光酸発生剤は必要に応じて酸発生効率を高める増感剤
と組み合わせて用いることができる。The photoacid generator can be used in combination with a sensitizer for increasing the acid generation efficiency as required.
かかる増感剤としては公知の増感剤が使用できるが、
例えば、アントラセン、フェナンスレン、ペリレン、ピ
レン、クリセン、1,2−ベンゾアントラセン、コロネ
ン、1,6−ジフェニル−1,3,5−ヘキサトリエン、1,1,4,
4−テトラフェニル−1,3−ブタジエン、2,3,4,5−テト
ラフェニルフラン、2,5−ジフェニルチオフェン、チオ
キサントン、2−クロロチオキサントン、フェノチアジ
ン、1,3−ジフェニルピラゾリン、1,3−ジフェニルイソ
ベンゾフラン、キサントン、ベンゾフェノン、4−ヒド
ロキシベンゾフェノン、アンスロン、ニンヒドリン、9
−フルオレノン、ニトロピレン、2,4,7−トリニトロフ
ルオレノン、インダノン、フェナンスラキノン、テトラ
ロン、7−メトキシ−4−メチルクマリン、3−ケト−
ビス(7−ジエチルアミノクマリン)、フルオロセン、
エオシン、ローダミンS及びトリフェニルピリリウムパ
ークロレート等の増感剤を挙げることができる。Known sensitizers can be used as such a sensitizer,
For example, anthracene, phenanthrene, perylene, pyrene, chrysene, 1,2-benzoanthracene, coronene, 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene, 1,1,4,
4-tetraphenyl-1,3-butadiene, 2,3,4,5-tetraphenylfuran, 2,5-diphenylthiophene, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, phenothiazine, 1,3-diphenylpyrazoline, 1,3 -Diphenylisobenzofuran, xanthone, benzophenone, 4-hydroxybenzophenone, anthrone, ninhydrin, 9
-Fluorenone, nitropyrene, 2,4,7-trinitrofluorenone, indanone, phenanthraquinone, tetralone, 7-methoxy-4-methylcoumarin, 3-keto-
Bis (7-diethylaminocoumarin), fluorocene,
Sensitizers such as eosin, rhodamine S and triphenylpyrylium perchlorate can be mentioned.
これらの増感剤と前記酸を発生し得る化合物との割合
は、モル比で0.01/1〜10/1であり、好ましくは0.1/1〜5
/1である。The ratio between these sensitizers and the compound capable of generating the acid is 0.01 / 1 to 10/1 by mole, preferably 0.1 / 1 to 5%.
/ 1.
また、使用する顔料に応じて、このような増感剤の種
類を選択することにより、本発明の組成物の感度を高め
ることができる。The sensitivity of the composition of the present invention can be enhanced by selecting the type of such a sensitizer according to the pigment used.
本発明に於ける(ハ)の顔料とは、水あるいは有機溶
媒に難溶性である着色粉末を意味し、耐熱性,耐光性及
び耐溶剤性に優れたものが好ましい。かかる顔料として
は、例えばアゾ系,アントラキノン系,イソインドリノ
ン系,インジゴ系,インダスロン系,キサンテン系,キ
ナクリドン系,キノフタロン系,ジオキサジン系,チオ
インジゴ系,ピランスロン系,フタロシアニン系,ペリ
ノン系,ペリレン系,ベンゾインダゾロン系の有機顔料
や、ミロリブルー,群青,コバルトブルー,エメラルド
グリーン,カーボン,チタンカーボン,酸化鉄などの無
機顔料を挙げることができ、これらから一種又は二種以
上を適宜選択して用いられる。The pigment (c) in the present invention means a colored powder that is hardly soluble in water or an organic solvent, and is preferably one having excellent heat resistance, light resistance and solvent resistance. Such pigments include, for example, azo, anthraquinone, isoindolinone, indigo, indathrone, xanthene, quinacridone, quinophthalone, dioxazine, thioindigo, pyranthrone, phthalocyanine, perinone, perylene-based pigments. , Benzoindazolone-based organic pigments and inorganic pigments such as Miroli blue, ultramarine blue, cobalt blue, emerald green, carbon, titanium carbon, iron oxide, and the like. Can be
上記顔料は、カラーフィルターなどに用いる場合は、
光透過性や、形成される膜の均一性等の観点から、その
粒径は、1μm以下のものが好ましい。When the above pigment is used for a color filter or the like,
From the viewpoints of light transmittance, uniformity of the formed film, and the like, the particle size is preferably 1 μm or less.
本発明に於ける下記(1)式の重量比は、 95/5から10/90、好ましくは90/10から40/60とするの
がよい。これは該重量比が95/5未満以下となると、望ま
しい色濃度を得るための膜厚が厚くなりすぎるし、また
10/90を超えた場合には、顔料の分散安定性,膜形成能
が損われ、共に好ましくないからである。The weight ratio of the following formula (1) in the present invention is: 95/5 to 10/90, preferably 90/10 to 40/60. This is because when the weight ratio is less than 95/5, the film thickness for obtaining a desired color density becomes too thick, and
If the ratio exceeds 10/90, the dispersion stability of the pigment and the film-forming ability are impaired, which are both undesirable.
本発明の感光性着色樹脂組成物は、上記(イ)の酸に
より硬化し得る樹脂系材料の成分と、(ロ)光酸発生剤
との成分を、溶解する溶媒に溶かし、該顔料を分散させ
た溶液として用いられる。In the photosensitive colored resin composition of the present invention, the component (a) of the resin-based material curable by the acid and the component (b) of the photoacid generator are dissolved in a solvent capable of dissolving, and the pigment is dispersed. It is used as a solution that has been made to fall.
このような溶剤の例としては、ジオキサン、ジエトキ
シエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メ
チルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコー
ルモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエ
ーテルなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シク
ロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブア
セテート、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ
メチルオギザレート、乳酸メチル、乳酸エチルなどのエ
ステル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミドなどのアミド類、N−メチルピロリドンな
どのピロリドン類、γ−ブチロラクトンなどのラクトン
類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類などを
挙げることができる。これらの溶剤はそれぞれ単独で用
いてもよいし、2種類以上組み合わせて用いても良い。
そして上記成分中の濃度(添加物を含む全固形分)は、
2〜70重量%、より好ましくは5〜50重量%が適当であ
る。Examples of such solvents include ethers such as dioxane, diethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, ethylene glycol monoisopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, acetone, methyl ethyl ketone, methyl Ketones such as isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl acetate, butyl acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, dimethyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate Esters, such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc. S, pyrrolidones such as N- methylpyrrolidone, lactones such as γ- butyrolactone, and the like sulfoxides such as dimethyl sulfoxide. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
And the concentration in the above components (total solids including additives)
It is suitably from 2 to 70% by weight, more preferably from 5 to 50% by weight.
本発明の感光性着色樹脂組成物には更に必要に応じ
て、組成物の粘度の調整,顔料の分散安定性改善,塗布
性の改善,塗膜の基板に対する密着性改善,塗膜の平坦
化性改善,現像特性の改善などの目的に、その他の添加
物を配合することができる。In the photosensitive colored resin composition of the present invention, if necessary, the viscosity of the composition is adjusted, the dispersion stability of the pigment is improved, the coating property is improved, the adhesion of the coating film to the substrate is improved, and the coating film is flattened. Other additives can be added for the purpose of improving the developing property and the developing characteristics.
次に本発明の感光性着色樹脂組成物の使用例を述べ
る。Next, examples of use of the photosensitive colored resin composition of the present invention will be described.
本発明の感光性着色樹脂組成物を基板上に塗布,乾燥
して、着色樹脂層を形成した後、所定のパターンに従っ
て光を照射し、この層を約50〜200℃、好ましくは70〜1
50℃の範囲で加熱し、次いで現像液で現像して着色パタ
ーンを形成する。After coating the photosensitive colored resin composition of the present invention on a substrate and drying to form a colored resin layer, the layer is irradiated with light according to a predetermined pattern, and the layer is irradiated at about 50-200 ° C., preferably 70-1 ° C.
Heat in the range of 50 ° C. and then develop with a developer to form a colored pattern.
上記塗膜が形成される基板としては、例えば液晶表示
素子などに用いられるソーダガラス,パイレックスガラ
ス,石英ガラスおよびこれらのガラスに透明導電性膜を
付着させたものや、固体撮像素子などに用いられる光電
変換素子基板、例えばシリコン基板などが挙げられる。As the substrate on which the coating film is formed, for example, soda glass, pyrex glass, quartz glass used for a liquid crystal display device or the like, a glass obtained by attaching a transparent conductive film to these glasses, or a solid-state imaging device is used. A photoelectric conversion element substrate, such as a silicon substrate, may be used.
また、塗布方法としては、従来公知の方法、例えば回
転塗布,ワイヤーバー塗布,ディップ塗布,エアーナイ
フ塗布,ロール塗布,ブレード塗布,カーテン塗布,ス
クリーン印刷塗布などを挙げることができる。Examples of the coating method include conventionally known methods such as spin coating, wire bar coating, dip coating, air knife coating, roll coating, blade coating, curtain coating, and screen printing coating.
上記着色樹脂層を形成する際の乾燥は、約50〜150℃
で30秒〜30分程度である。照射する光は、例えば可視光
線,紫外線,X線及び電子線などが使用できる。Drying when forming the colored resin layer is about 50 to 150 ° C.
It takes about 30 seconds to 30 minutes. For example, visible light, ultraviolet light, X-rays, and electron beams can be used for the irradiation.
次いで上記樹脂層を加熱するのであるが、この露光後
の熱処理により露光部の樹脂が架橋,硬化して現像液に
溶けなくなる。Then, the resin layer is heated. The heat treatment after the exposure causes the resin in the exposed portion to crosslink and harden, so that the resin does not dissolve in the developer.
この現像液としては、アルカリ性水溶液、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,メタケイ酸ナトリウム,メタケイ酸カリウ
ム,第二リン酸ナトリウム,第三リン酸ナトリウム,ア
ンモニア等の無機アルカリ,エチルアミン,n−プロピル
アミン,ジエチルアミン,ジ−n−プロピルアミン,ト
リエチルアミン,メチルジエチルアミン等のアルキルア
ミン類、ジエタノールアミン,トリエタノールアミン等
のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒド
ロキサイド,テトラエチルアンモニウムヒドロキサイ
ド,トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム
ヒドロキサイド等の第四級アンモニウム塩、またはピロ
ール,ピペリジン等の環状アミン類などの水溶液を挙げ
ることができる。Examples of the developer include alkaline aqueous solutions such as inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium metasilicate, potassium metasilicate, dibasic sodium phosphate, tertiary sodium phosphate, and ammonia. , Ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, alkylamines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as diethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, trimethyl An aqueous solution of a quaternary ammonium salt such as (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide or a cyclic amine such as pyrrole or piperidine can be used.
また現像液中に必要に応じて他の添加剤、例えば界面
活性剤,湿潤剤,安定剤,少量の有機溶剤等の添加剤を
添加することができる。If necessary, other additives such as a surfactant, a wetting agent, a stabilizer and a small amount of an organic solvent can be added to the developer.
<実 施 例> 次に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。<Example> Next, the present invention will be described in more detail with reference to an example.
実施例1〜6 下記第1表に示す(イ)の酸により硬化し得る樹脂系
材料及び(ロ)の光酸発生剤を溶媒に溶かし、これに
(ハ)の顔料を混合し、三本ロールで分散した後、溶媒
で所定の濃度まで希釈し、次いで1μmのテトロンフィ
ルタを用いて過し、各々の感光性着色樹脂組成物を得
た。Examples 1 to 6 A resin material curable with an acid (a) and a photoacid generator (b) shown in Table 1 below were dissolved in a solvent, and the pigment (c) was mixed with the solution. After dispersing with a roll, the mixture was diluted to a predetermined concentration with a solvent and then passed through a 1 μm tetron filter to obtain each photosensitive colored resin composition.
これらの感光性着色樹脂組成物をSiO2膜を形成したソ
ーダガラス基板にスピナーで塗布し、80℃で10分間乾燥
させた。該着色感光性樹脂層を所定形状のマスクを介し
てメタルハライドランプで空気雰囲気下露光した。These photosensitive coloring resin compositions were applied to a soda glass substrate on which a SiO 2 film had been formed, using a spinner, and dried at 80 ° C. for 10 minutes. The colored photosensitive resin layer was exposed to an air atmosphere with a metal halide lamp through a mask having a predetermined shape.
次いで、パターン露光された着色感光性樹脂層を、14
0℃で10分間加熱後、2.38%水酸化テトラメチルアンモ
ニウムヒドロキサイド水溶液で現像して着色パターンを
得た。Subsequently, the colored photosensitive resin layer subjected to pattern exposure was
After heating at 0 ° C. for 10 minutes, development was performed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to obtain a colored pattern.
このようにして得られた着色パターンは均一であり、
またそのエッジはシャープであった。The coloring pattern thus obtained is uniform,
The edges were sharp.
また実施例1〜6のパターンを230℃で1時間加熱し
て、加熱前後の吸収スペクトルを測定したところ、全て
の実施例のものについて全く変化が観られなかった。Further, the patterns of Examples 1 to 6 were heated at 230 ° C. for 1 hour, and the absorption spectra before and after heating were measured. As a result, no change was observed in all the examples.
実施例7 実施例1〜6と同様の配合のものを、N3ガス雰囲気下
で露光して着色パターンを作成したところ、その露光時
間は実施例1〜6と同じで硬化しており、N2ガス雰囲気
による差は観察されなかった。 Example 7 A composition having the same composition as in Examples 1 to 6 was exposed under an N 3 gas atmosphere to form a colored pattern. The exposure time was the same as in Examples 1 to 6, and the composition was cured. No difference between the two gas atmospheres was observed.
<発明の効果> 以上実施例と共に詳しく述べたように、本発明によれ
ば、高感度を有し、露光時に酸素の影響を受けなく、耐
熱性が優れていて、且つ水系現像液で現像できる感光性
着色組成物が提供できる。また、この感光性着色組成物
は、特に液晶表示素子に用いられるカラーフィルタ、あ
るいはブラックストライプの製造に用いて好適である。<Effects of the Invention> As described above in detail with the examples, according to the present invention, it has high sensitivity, is not affected by oxygen at the time of exposure, has excellent heat resistance, and can be developed with an aqueous developer. A photosensitive coloring composition can be provided. This photosensitive coloring composition is particularly suitable for use in the production of color filters or black stripes used in liquid crystal display devices.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 英夫 千葉県船橋市米ケ崎町563番地 東洋合 成工業株式会社感光材研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−154248(JP,A) 特開 平2−52348(JP,A) 特開 昭63−313150(JP,A) 特開 昭63−97948(JP,A) 特開 昭60−39642(JP,A) 特開 昭59−113435(JP,A) 特開 昭60−129707(JP,A) 特開 昭60−129739(JP,A) 特開 平2−804(JP,A) 特開 平2−144502(JP,A) 特開 平2−191901(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/038 G03F 7/004 G02B 5/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Hideo Kikuchi 563 Yonegasaki-cho, Funabashi-shi, Chiba Pref. Photographic Materials Research Laboratories, Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd. (56) References JP-A-60-154248 (JP, A) Hei 2-52348 (JP, A) JP-A-63-313150 (JP, A) JP-A-63-97948 (JP, A) JP-A-60-39642 (JP, A) JP-A-59-113435 (JP, A) JP-A-60-129707 (JP, A) JP-A-60-129739 (JP, A) JP-A-2-804 (JP, A) JP-A-2-144502 (JP, A) 2-191901 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03F 7/038 G03F 7/004 G02B 5/20
Claims (4)
樹脂組成物であって、 (イ)酸により硬化し得る樹脂系材料と、 (ロ)光酸発生剤と、 (ハ)顔料とを の比率で含有してなることを特徴とする感光性樹脂組成
物。1. A photosensitive colored resin composition for forming a colored pattern, comprising: (a) a resin-based material curable by an acid; (b) a photoacid generator; and (c) a pigment. A photosensitive resin composition characterized in that it is contained at a ratio of:
て、 上記顔料が粒径1μm以下であることを特徴とする感光
性樹脂組成物。2. The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the pigment has a particle size of 1 μm or less.
て、 上記光酸発生剤が酸により硬化し得る樹脂系材料に対し
て、0.5〜30重量%であることを特徴とする感光性樹脂
組成物。3. The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein said photoacid generator is contained in an amount of 0.5 to 30% by weight based on an acid-curable resin material. Composition.
て、 上記酸により硬化し得る樹脂系材料が、フェノールを含
む樹脂とN−メチロール構造を持つ架橋剤とから成るこ
とを特徴とする感光性樹脂組成物。4. The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein said resin material curable by acid comprises a resin containing phenol and a crosslinking agent having an N-methylol structure. Resin composition.
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