JP4749658B2 - Colored resin film for color filter and method for producing the same, evaluation method for colored resin film for color filter, and color filter - Google Patents

Colored resin film for color filter and method for producing the same, evaluation method for colored resin film for color filter, and color filter Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子や固体撮像素子に用いられるカラーフィルターを作製するのに好適な感光性着色樹脂組成物、その製造方法、およびその評価方法、並びに、これを用いたカラーフィルターに関する。
【0002】
【従来の技術】
カラーフィルターの着色剤としては、顔料や染料が用いられている。通常、顔料はカラーフィルター用の光硬化性樹脂組成物中に顔料粒子を均一に分散して用いられる。一方、染料は光硬化性樹脂組成物中に溶解して用いられている。
【0003】
顔料は、染料に対して耐光性や耐熱性などの耐久性が優れており、液晶表示装置用のカラーフィルターや、CCDおよびCMOS等の固体撮像素子に用いられるイメージセンサー用カラーフィルターに幅広く用いられている。
【0004】
また、近年では、解像度の向上の要求に応えるため、固体撮像素子用カラーフィルターの画素(ピクセル)の大きさが微細化されおり、約2〜3μm角の画素が要求されている。しかし、ピクセルサイズが小さくなり、固体撮像素子に微細な画像の再現が求められるに従って、次第に再現画像のざらつき(画像の荒れ)等が問題になってきた。特に、顔料を用いたカラーフィルターにこの傾向が多く見られる。これは、顔料型カラーレジストに含まれる顔料の粒子径がデバイスに大きな影響を与えるためであり、例えば粗大粒子径の顔料を含む場合には、光が受光されずに信号が出力されない「黒欠陥」を引き起こす場合がある。また、各画素内の粒子径にばらつきがある場合には、各画素ごとに同じ強度の光を与えた場合であっても出力される信号のレベルが異なってしまい、各画素間に「ムラ」が生じてしまう。更に、かかるムラが隣接した画素間で生じると、顕著に目立つようになり、出力信号に基づいた再現画像が荒れたようになる、上述の「ざらつき」を生じることとなる。
【0005】
このような画素の微細化に伴う再現画像のざらつきは、例えば、画素が5〜6μm角程度の大きさでは再現画像のざらつきが問題にならないカラーフィルター用着色樹脂被膜であっても、画素が2〜3μm角まで微細化すると、再現画像のざらつきが顕著になり、得られる画質の低下の原因となる場合があった。
【0006】
上記問題を解決すべく、固体撮像素子による撮像の全画素の感度の均一性を改良したカラーフィルター用塗布物が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。かかるカラーフィルター用塗布物は、塗布物の相対色濃度の分布をシャープにすることで再生画像の濃度むらを抑制している。
【0007】
一方、高水準度な明彩度のレジストインキを得ること目的として、ジケトピロロピロール顔料をジケトピロロピロールスルホン酸誘導体と共に分散した赤色カラーレジストインキが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。かかる赤色カラーレジストインキは、まず、ジケトピロロピロール顔料をジケトピロロピロールスルホン酸誘導体と共に分散して、一次粒子径が100nm以下になるように微粒子化処理を行う。該微粒子化処理は、2種の顔料を三本ロールで乾式分散した後に、有機溶剤を加えてビーズミルにて湿式分散することにより、平均粒子径150nm〜170nmの赤色顔料の分散物を得ている。
【0008】
しかし、上記の分散方法によれば、乾式分散において使用される溶剤成分の含有量が比較的多く、25質量%程度使用しており、更に、乾式分散時には樹脂成分等が使用されていないため、実際に得られる分散物の粒子サイズは100nm以上となる。
【0009】
【特許文献1】
特開2001−249213号公報
【特許文献2】
特開2000−160084号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
上記再現画像のざらつきは、画素間の輝度、光学濃度および色度などの光学特性の差異に起因するものと考えられる。特に、3μm以下の画素など微細な画素を形成すると、再現画像のざらつきの問題が顕著になる。
【0012】
上記問題点を解決すべく、本発明は、デバイス上の黒欠陥、ムラ、および再現画像のざらつきを低減させた固体撮像素子の製造に好適に用いることのできるカラーフィルタ用着色樹脂被膜、その製造方法、およびこれを用いたカラーフィルター、並びに、カラーフィルター用着色樹脂被膜の評価方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、下記手段によって解決される。
【0014】
<1> 着色剤を含有し、且つ、厚さが0.1〜10μmのカラーフィルター用着色樹脂被膜であって、被膜表面を格子状に区分して2μm四方の区画を形成し、前記区画の各々に前記区画の輝度を0〜255の256階調に数値化した輝度値を付する数値化処理を施し、前記数値化処理により付された輝度値と周囲に隣接する全ての隣接区画の平均輝度値との差が5以上である前記区画を有意差区画とした際に、前記有意差区画の総数が全区画数の10%以下であり、さらに、前記着色剤が顔料であり、且つ、前記顔料は平均粒子径が0.01±0.005μmの範囲である顔料粒子を75質量%以上含むことを特徴とするカラーフィルター用着色樹脂被膜である。
【0015】
<2> 少なくとも着色剤を含有する組成物を基板に塗布するカラーフィルター用着色樹脂被膜の製造方法であって、前記カラーフィルター用樹脂皮膜は、厚さが0.1〜10μmであり、被膜表面を格子状に区分して2μm四方の区画を形成し、前記区画の各々に前記区画の輝度を0〜255の256階調に数値化した輝度値を付する数値化処理を施し、前記数値化処理により付された輝度値と周囲に隣接する全ての隣接区画の平均輝度値との差が5以上である前記区画を有意差区画とした際に、前記有意差区画の総数が全区画数の10%以下であり、前記着色剤は、2種以上の顔料からなり、且つ、前記2種以上の顔料を50000mPa・s以上の高粘度状態で分散した後に、更に1000mPa・s以下の低粘度状態で分散することを特徴とするカラーフィルター用着色樹脂被膜の製造方法である。
【0016】
<3> 前記2種以上の顔料を50000〜100000mPa・sの高粘度状態で分散した後に、更に100mPa・s以下の低粘度状態で分散することを特徴とする上記<2>のカラーフィルター用着色樹脂被膜の製造方法である
【0017】
<4> 着色剤を含むカラーフィルター用着色樹脂被膜の表面を格子状に区分して2μm四方の区画を形成する区画形成工程と、前記区画の各々に前記区画の輝度を0〜255の256階調に数値化した輝度値を付する数値化工程と、任意の区画の輝度値と前記任意の区画に隣接する全ての隣接区画の平均輝度値との差が5以上である場合に前記任意の区画を有意差区画と認定する認定工程と、前記有意差区画の総数をカウントするカウント工程と、を含むことを特徴とするカラーフィルター用着色樹脂被膜の評価方法である。
【0018】
<5> 更に、前記カウント工程においてカウントされた前記有意差区画の総数と全区画数とを比較する比較工程を含むことを特徴とする上記<4>のカラーフィルター用着色樹脂被膜の評価方法である。
【0019】
<6> 上記<1>のカラーフィルター用着色樹脂被膜を用いて形成されたことを特徴とするカラーフィルターである。
【0020】
【発明の実施の形態】
《カラーフィルター用着色樹脂被膜》
本発明のカラーフィルター用着色樹脂被膜(以下、「本発明の着色樹脂被膜」という場合がある。)は、着色剤を含有し、且つ、厚さが0.1〜10μmのカラーフィルター用着色樹脂被膜であって、被膜表面を格子状に区分して2μm四方の区画を形成し、前記区画の各々に前記区画の輝度を0〜255の256階調に数値化した輝度値を付する数値化処理を施し、前記数値化処理により付された輝度値と周囲に隣接する全ての隣接区画の平均輝度値との差が5以上である前記区画を有意差区画とした際に、前記有意差区画の総数が全区画数の10%以下であり、さらに、前記着色剤が顔料であり、且つ、前記顔料は平均粒子径が0.01±0.005μmの範囲である顔料粒子を75質量%以上含むことを特徴とする。
【0021】
本発明の着色樹脂被膜は、全ての隣接区画の平均輝度値との差が5以上である有意差区画の総数が全画数の10%以下であるため、例えば、CCDやCMOS等のイメージセンサー用のカラーフィルターに用いた場合に、黒抜けや各画素のムラを低減させることができ、且つ、再現画像のざらつきを効果的に抑制することができる。
【0022】
本発明は、上記特定区画の総数が全区画数の10%以下であるという条件を満たすための手段は限定されない。上記条件は、例えば、着色剤として顔料を用いた場合には、着色樹脂被膜を形成するための着色樹脂組成物中に含まれる顔料粒子を粒子径0.01μm程度の微粒子とし、且つ、粒子径が0.01±0.005μmの範囲内にある顔料粒子が全顔料粒子の質量に対して75質量%以上含まれるようにすることで、達成することができる。かかる粒子範囲内に顔料粒子の粒子径が含まれるようにするためには、後述する分散方法によって顔料を分散させることが有効である。
【0023】
(本発明の評価方法)
まず、本発明の着色樹脂被膜を特定する評価方法について説明する。本発明の着色樹脂被膜は、例えば、以下の評価方法(以下、「本発明の評価方法」という場合がある。)にて特定することができる。本発明の評価方法は、着色剤を含むカラーフィルター用着色樹脂被膜の表面を格子状に区分して2μm四方の区画を形成する区画形成工程と、前記区画の各々に前記区画の輝度を0〜255の256階調に数値化した輝度値を付する数値化工程と、任意の区画の輝度値と前記任意の区画に隣接する全ての隣接区画の平均輝度値との差が5以上である場合に前記任意の区画を有意差区画と認定する認定工程と、前記有意差区画の総数をカウントするカウント工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の評価方法は、例えば、着色樹脂被膜の透過画像を光学顕微鏡とCCDを有するデジタルカメラと画像取り込みソフトとを用いて実施される。
【0024】
上記区画形成工程は、着色樹脂被膜の表面を格子状に区分して2μm四方の区画を形成する工程である。本発明の評価方法においては、前記区画を2μm四方に区分するため、3μm以下の微小の画素が必要とされるイメージセンサーの評価方法として好適である。
【0025】
上記区画形成工程における区画の形成は、例えば、以下の方法によっておこなわれる。
まず、光学顕微鏡とCCDを有するデジタルカメラと画像取り込みソフトとを用いて、着色樹脂被膜の透過画像をピクセルあたり8ビットのビットマップ形式でコンピュータに取り込む。透過画像の取り込みは、着色樹脂被膜を光源と光学顕微鏡の観測レンズとの間に設置して光を観測レンズ側に向けて照射し、観測レンズに観察される透光状態の樹脂表面像をデジタルカメラで撮影することによって行われる。この際、観測レンズとしては、50〜3000倍程度(好ましくは、200〜1500倍程度)のものを用いるのが好ましい。また、デジタルカメラとしては30〜500万画素程度(好ましくは、128〜500万画素程度)の有効画素を有するCCDを搭載したものを好適に用いることができる。デジタルカメラによって撮影された撮影画像は、8ビットのビットマップ形式でデータにデジタル変換され、コンピューターに保存される。8ビットのビットマップ形式で保存されたデジタル画像は、RGBの3原色それぞれの輝度を0〜255までの256階調の濃度分布として数値化されて保存される。
【0026】
次いで、保存されたデジタル画像を一つの格子サイズが実際のサイズで2μm四方に相当するように格子状に区分することで区画を形成する。例えば、128万画素のデジタルカメラで光学1000倍の樹脂被膜表面を撮影した場合、実際のサイズでの2μmが、撮影画像上2mmに相当することになる。このため、例えば、実際に評価する着色樹脂被膜上の区画を1000倍の光学顕微鏡を介してデジタルカメラで撮影した場合、撮影画像サイズが452×352mmとなる。該撮影画像をデジタル画面上で2mm四方に相当する大きさの区画となるように形成すると、形成された区画の総数は39776個となる。尚、本発明の評価方法は、着色樹脂被膜の表面の全領域を評価するのが好ましいが、例えば、任意の領域を複数(好ましくは5箇所以上、更に好ましくは20箇所以上)選択して評価することでその着色樹脂被膜全体の評価としてもよい。
【0027】
上記数値化工程は、上記区画形成工程によって形成された区画の各々に対し数値化処理を施す工程である。数値化処理とは、その区画の輝度を0〜255の256階調に数値化し、その値を輝度値として付する処理を意味する。また、数値化処理による数値化は、各区画内の輝度の平均値を数値化して行う。即ち、上述のようにデジタル画像上で2mm四方の区画を形成した場合には、1区画内における8ビッドのビットマップ形式で保存される際に付された輝度の平均値をその区画の輝度値とする。
【0028】
前記認定工程は、任意の区画に注目した際、該任意の区画に付された輝度値と周囲に隣接する全ての隣接区画の平均輝度値との差を算出し、その差が5以上であった場合には当該任意の区画を「有意差区画」と認定する工程である。
ここで、「隣接区画」とは、任意の区画に隣接する区画を意味する。図1を用いて隣接区画について説明する。例えば、図1に示すように、任意の区画1のように周辺の八方に区画が隣接している場合には、その8つの区画のそれぞれが区画1の隣接区画2(区画1の周辺に配置された斜線で示される8つの各区画)となる。尚、任意の区画が図1に示すように画像の縁端に位置する場合、例えば、図1に示す任意の区画3のように周辺の6方に区画が隣接している場合には、その6つの区画のそれぞれが区画3の隣接区画4(区画3の周辺に配置された斜線で示される6つの各区画)となる。さらに、任意の区画5のように周辺の3方に区画が隣接している場合には、その3つの区画のそれぞれが区画5の隣接区画6(区画3の周辺に配置された斜線で示される3つの各区画)となる。
尚、隣接区画の平均輝度値は、各隣接区画のそれぞれに付された輝度値の平均の値である。
【0029】
前記カウント工程は、前記認定工程おいて有意差区画と認定された区画の数をカウントする工程である。有意差区画の数が大きければ大きい程、その着色樹脂被膜を用いて形成されたカラーフィルターを搭載した場合に、黒抜けや再生画像のざらつきの発生する確率が大きくなる。このため、前記カウント工程においてカウントされた有意差区画の数を基に、カラーフィルター用着色樹脂被膜の性能を評価することができる。かかる評価としては、カウントされた有意差区画の総数を絶対数として利用してもよいし、後述のように全区画数と比較してもよい。尚、有意差区画の総数を絶対数として利用する場合には、例えば、許容される有意差区画数を閾値とし、カウントされた有意差区画の総数が前記閾値を超えるか否かで着色樹脂被膜の性能を評価することができる。
【0030】
上述のように本発明の評価方法においては、更に、前記カウント工程においてカウントされた有意差区画の総数と全区画数とを比較する比較工程を含んでいてもよい。前記比較工程において、カウントされた有意差区画の総数と全区画数とを比較し、その値によって着色樹脂被膜の性能を評価することができる。前記比較工程においては、カウントされた有意差区画の総数と全区画数とを比較し、例えば、全区画数に対する有意差区画の総数の割合等を算出することができる。この場合、全区画数に対する有意差区画の総数が占める割合のうち許容される値を閾値とし、前記比較工程によって算出された値が前記閾値を超えるか否かで着色樹脂被膜の性能を評価することができる。
【0031】
本発明の着色樹脂被膜は、上記有意差区画の総数が全区画数の10%以下である。上記有意差区画の総数が全区画数の10%を超えると、イメージセンサー等のカラーフィルターとして使用した場合に、黒抜けおよびムラや、再生画像のざらつき等が発生してしまう。全区画数に対する上記有意差区画の総数の占める割合としては、7%以下が好ましく、5%以下がさらに好ましく、3%以下が特に好ましい。
【0032】
本発明の評価方法はコンピューター等によって好適に実施することが可能である。また、本発明の評価方法は、着色剤として顔料を含む着色樹脂被膜の性能評価のみならず、着色剤として染料を用いた着色樹脂被膜の性能評価にも有用である。
【0033】
<カラーフィルター用着色樹脂被膜>
次に本発明の着色樹脂被膜を構成する各成分等について説明する。本発明の着色樹脂被膜は、少なくとも着色剤を含有し、厚さが0.1〜10μmである。本発明の着色樹脂被膜は、3μm以下程度の微細な画素を形成した場合であっても、黒抜けや再生画像のざらつきが少ないため、これを用いたイメージセンサーの性能を向上させることができる。本発明の着色樹脂被膜の厚さとしては、0.5〜7μmが好ましく、さらに好ましくは、0.5〜2.0μmである。
【0034】
本発明の着色樹脂被膜は、着色樹脂組成物(以下、「本発明における組成物」という場合がある。)を基材上に塗布・乾燥等することより形成することができる。本発明における組成物は、少なくとも着色剤を含有し、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、アルカリ可溶性樹脂、感光性重合成分、光重合開始剤、溶剤、その他の成分を含有する。
【0035】
(着色剤)
上記着色剤としては、従来公知の種々の染料や顔料を一種または二種以上混合して用いることができる。特に本発明の着色樹脂被膜としては、上述の特別画素の総数が全画素数の総数に対して10%以下であるという条件を満たすために、顔料を2種以上用い、更に、これらの顔料が後述する分散方法で分散されていることが特に好ましい。
【0036】
−顔料−
上記顔料としては、従来公知の種々の無機顔料または有機顔料を用いることができる。また、顔料は、無機顔料であれ有機顔料であれ、高透過率であることが好ましいことを考慮すると、なるべく細かいものの使用が好ましい。ハンドリング性をも考慮すると、顔料粒子の粒子径としては、平均粒子径0.01μm〜0.1μmが好ましく、より好ましくは0.01μm〜0.05μmの顔料が用いられ、粒子径が0.01±0.005μmの範囲内にある顔料粒子が顔料粒子の総質量に対して75質量%以上含まれていることが特に好ましい。かかる粒子径分布を達成するためには後述する分散方法によって顔料を分散することが好ましい。
【0037】
前記無機顔料としては、金属酸化物、金属錯塩等で示される金属化合物であり、具体的にはアルミニウム、鉄、コバルト、カドミウム、鉛、銅、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属酸化物、および前記金属の複合酸化物を挙げることができる。
【0038】
前記有機顔料としては、
C.I.Pigment Yellow 11, 24, 31, 53, 83, 93, 99, 108, 109, 110, 138, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 167, 180, 185, 199, ;
C.I.Pigment Orange 36, 38, 43, 71;
C.I.Pigment Red 81, 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177,209, 220, 224, 242, 254, 255, 264, 270;
C.I.Pigment Violet 19, 23, 32, 39;
C.I.Pigment Blue 1, 2, 15, 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66;
C.I.Pigment Green 7, 36, 37;
C.I.Pigment Brown 25, 28;
等を挙げることができる。
【0039】
本発明において好ましく用いることができる顔料として、以下のものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0040】
C.I.Pigment Yellow 11, 24, 108, 109, 110, 138, 139, 150, 151, 154, 167, 180, 185,
C.I.Pigment Orange 36, 71,
C.I.Pigment Red 122, 150, 171, 175, 177, 209, 224, 242, 254, 255, 264,
C.I.Pigment Violet 19, 23, 32,
C.I.Pigment Blue 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66,
【0041】
上記有機顔料は、単独で用いてもよいし、色純度を上げるため種々組合せて用いることもできる。具体例を示すと、赤の顔料としては、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料単独またはそれらの少なくとも一種とジスアゾ系黄色顔料、イソインドリン系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料またはペリレン系赤色顔料との組み合わせなどを用いることができる。例えばアントラキノン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド177、ペリレン系顔料としては、C.I.ピグメントレッド155、C.I.ピグメントレッド224、ジケトピロロピロール系顔料としては、C.I.ピグメントレッド254が挙げられ、色再現性の点でC.I.ピグメントイエロー83またはC.I.ピグメントイエロー139との組み合わせが好ましい。赤色顔料と黄色顔料との質量比は、100:5〜100:50が好ましく、100:10〜100:30がさらに好ましい。上記質量比がかかる範囲内にあると光透過率を抑えて色純度を向上させることができ、さらに主波長が短波長よりになってNTSC目標色相からずれるのを防止することができる。赤色顔料同士の組み合わせの場合は、色度に併せて調整することができる。
【0042】
緑の顔料としては、ハロゲン化フタロシアニン系顔料単独またはジスアゾ系黄色顔料、キノフタロン系黄色顔料、アゾメチン系黄色顔料またはイソインドリン系黄色顔料との組み合わせを用いることができる。例えば、C.I.ピグメントグリーン7,36,37とC.I.ピグメントイエロー83,C.I.ピグメントイエロー138,C.I.ピグメントイエロー139,C.I.ピグメントイエロー150,C.I.ピグメントイエロー180またはC.I.ピグメントイエロー185との混合が好ましい。緑顔料と黄色顔料との質量比は、100:5〜100:150が好ましく、100:30〜100:120がさらに好ましい。上記質量比がかかる範囲にあると、400nm〜450nmの光透過率を抑え色純度を向上させることができ、更に、主波長が長波長よりになってNTSC目標色相からずれるのを防止することができる。
【0043】
青の顔料としては、フタロシアニン系顔料単独またはジオキサジン系紫色顔料との組み合わせを用いることができる。該組み合わせとしては、例えば、C.I.ピグメントブルー15:6とC.I.ピグメントバイオレット23との混合が好ましい。青色顔料と紫色顔料との質量比は、100:0〜100:30が好ましく、より好ましくは100:10以下である。
【0044】
更に上記の顔料をアクリル系樹脂、マレイン酸系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマーおよびエチルセルロース樹脂等に微分散させた粉末状加工顔料を用いることによって、分散性および分散安定性の良好な顔料含有感光樹脂を得ることが出来る。
【0045】
上述の通り、本発明の着色樹脂被膜を形成するためには、顔料粒子を微粒子化し、且つ、その粒子サイズ分布をシャープにした顔料を用いる方法が好適である。具体的には、平均粒子径が0.01μm程度であり、且つ75質量%以上の粒子径が0.01±0.005μmの範囲にある顔料粒子から構成される顔料を用いる方法が好ましい。顔料の粒子サイズ分布を上述の範囲に調整するためには、顔料の分散方法が特に重要となる。顔料の分散方法については後述する。
【0046】
また、本発明においては、あらかじめアクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、マレイン酸樹脂、エチルセルロース樹脂、ニトロセルロース樹脂等で処理した加工顔料も好適に用いることができる。本発明において、上記の種々の樹脂で処理された加工顔料の形態としては、樹脂と顔料が均一に分散している粉末、ペースト状、ペレット状、ペースト状が好ましい。
【0047】
−染料−
本発明において、着色剤が染料である場合には、組成物中に均一に溶解して本発明における組成物を得る。
上記染料としては、特に制限はなく、従来カラーフィルター用として公知の染料を用いることができる。上記染料としては、例えば、特開昭64−90403号公報、特開昭64−91102号公報、特開平1−94301号公報、特開平6−11614号公報、特登2592207号、米国特許第4,808,501号明細書、米国特許第5,667,920号明細書、米国特許第5,059,500号明細書、特開平5−333207号公報、特開平6−35183号公報、特開平6−51115号公報、特開平6−194828号公報、特開平8−211599号公報、特開平4−249549号公報、特開平10−123316号公報、特開平11−302283号公報、特開平7−286107号公報、特開2001−4823号公報、特開平8−15522号公報、特開平8−29771号公報、特開平8−146215号公報、特開平11−343437号公報、特開平8−62416号公報、特開2002−14220号公報、特開2002−14221号公報、特開2002−14222号公報、特開2002−14223号公報、特開平8−302224号公報、特開平8−73758号公報、特開平8−179120号公報、特開平8−151531号公報等に開示されている染料を用いることができる。
【0048】
上記染料の化学構造としては、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アンスラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサテン系、フタロシアニン系、ペンゾピラン系、インジゴ系等が挙げられる。
【0049】
また、水またはアルカリ現像を行うレジスト系の場合、現像によりバインダーおよび/または染料を完全に除去するという観点では、酸性染料および/またはその誘導体が好適に使用でき、直接染料、塩基性染料、媒染染料、酸性媒染染料、アゾイック染料、分散染料、油溶染料、食品染料、および/または、これらの誘導体等も有用に使用することができる。
【0050】
上記酸性染料は、スルホン酸やカルボン酸等の酸性基を有するものであれば特に限定されないが、有機溶剤や現像液に対する溶解性、塩基性化合物との塩形成性、吸光度、組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等の必要とされる性能の全てを考慮して適宜選定することができる。
【0051】
上記酸性染料の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
上記酸性染料の具体例としては、例えば、acid alizarin violet N;acid blue 1,7,9,15,18,23,25,27,29,40,45,62,70,74,80,83,86,87,90,92,103,112,113,120,129,138,147,158,171,182,192,243,324:1;acid chrome violet K;acid Fuchsin;acid green 1,3,5,9,16,25,27,50;acid orange 6,7,8,10,12,50,51,52,56,63,74,95;acid red 1,4,8,14,17,18,26,27,29,31,34,35,37,42,44,50,51,52,57,66,73,80,87,88,91,92,94,97,103,111,114,129,133,134,138,143,145,150,151,158,176,183,198,211,215,216,217,249,252,257,260,266,274;acidviolet 6B,7,9,17,19;acid yellow 1,3,7,9,11,17,23,25,29,34,36,42,54,72,73,76,79,98,99,111,112,114,116,184,243;Food Yellow 3;およびこれらの染料の誘導体が挙げられる。
【0052】
この中でも上記酸性染料としては、acid blue 23,25,29,62,80,86,87,92,138,158,182,243,324:1;acid orange 8,51,56,63,74,;acid red1,4,8,34,37,42,52,57,80,97,114,143,145,151,183,217;acid violet 7;acid yellow 17,25,29,34,42,72,76,99,111,112,114,116,184,243;acidgreen 25等の染料およびこれらの染料の誘導体が好ましい。
また、上記以外の、アゾ系、キサンテン系、フタロシアニン系の酸性染料も好ましく、C.I.Solvent Blue 44,38;C.I.Solvent orange 45;Rhodamine B,Rhodamine 110等の酸性染料およびこれらの染料の誘導体も好ましく用いられる。
【0053】
上記酸性染料の誘導体としては、スルホン酸やカルボン酸等の酸性基を有する酸性染料の無機塩、酸性染料と含窒素化合物との塩、酸性染料のスルホンアミド体等が使用できる。上記酸性染料の誘導体は、組成物溶液として溶解させることが出来るものであれば特に限定されないが、有機溶剤や現像液に対する溶解性、吸光度、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等の必要とされる性能の全てを考慮して適宜選定することができる。
【0054】
本発明における組成物の全固形分中の着色剤含有率は特に限定されるものではないが、好ましくは30〜60質量%である。着色剤が少なすぎるとカラーフィルターとして適度な色度が得られなくなる場合がある。一方、着色剤が多すぎると光硬化が充分に進まず膜としての強度が低下したり、また、アルカリ現像の際の現像ラチチュードが狭くなる場合がある。
【0055】
本発明においては、顔料の分散性を向上させる目的で従来公知の顔料分散剤や界面活性剤を添加することが出来る。これらの分散剤としては、多くの種類の化合物が用いられるが、例えば、フタロシアニン誘導体(市販品:EFKA−745(エフカ社製))、ソルスパース5000(ゼネカ製);オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.90、No.95(共栄社油脂化学工業(株)製)、W001(裕商(株)製)等のカチオン系界面活性剤;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、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤;W004、W005、W017(裕商(株)製)等のアニオン系界面活性剤;EFKA−46、EFKA−47、EFKA−47EA、EFKAポリマー100、EFKAポリマー400、EFKAポリマー401、EFKAポリマー450(以上、森下産業(株)製)、ディスパースエイド6、ディスパースエイド8、ディスパースエイド15、ディスパースエイド9100(サンノプコ(株)製)等の高分子分散剤;ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、24000、26000、28000などの各種ソルスパース分散剤(ゼネカ(株)製);アデカプルロニックL31,F38,L42,L44,L61,L64,F68,L72,P95,F77,P84,F87、P94,L101,P103,F108、L121、P−123(旭電化(株)製)およびイソネットS−20(三洋化成(株)製)が挙げられる。
【0056】
(アルカリ可溶性樹脂)
上記アルカリ可溶性樹脂としては、側鎖の一部に水溶性の原子団を有する有機高分子重合体を用いることができる。上記アルカリ可溶性樹脂は、モノマーに対して相溶性のある線状有機高分子重合体であり、且つ、有機溶剤およびアルカリ可溶性(好ましくは弱アルカリ水溶液で現像できるもの)である。上記アルカリ可溶性樹脂としては、側鎖にカルボン酸を有するポリマー、例えば、特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号公報に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等があり、また同様に側鎖にカルボン酸を有する酸性セルロース誘導体が挙げられる。
【0057】
上記アルカリ可溶性樹脂としては、その他、水酸基を有するポリマーに酸無水物を付加させたものなどが有用である。特にこれらの中でも、具体的には、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体やベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸/および他のモノマーとの多元共重合体が好ましい。
【0058】
上記アルカリ可溶性樹脂としては、少なくとも(i)無水マレイン酸(MAA)、アクリル酸(AA)、メタクリル酸(MA)、およびフマル酸(FA)から選ばれた少なくとも一種の酸成分モノマーと、(ii)アルキルポリオキシエチレン(メタ)アクリレートと、および(iii)ベンジル(メタ)アクリレートとからなる共重合体(以下「共重合体A」という場合がある。)を用いることができる。
【0059】
上記共重合体Aの組み合わせとしては、(i)酸成分モノマー、(ii)アルキルポリオキシエチレン(メタ)アクリレート(Acr(EO)n:CH3(OC24nOCOC(CH3)=CHR)、および(iii)ベンジル(メタ)アクリレート(BzMA)の組成質量比は好ましくは10〜25/5〜25/50〜85、より好ましくは15〜20/5〜20/60〜80が好ましい。また、上記共重合体のGPCによるポリスチレン換算質量平均分子量(Mw)としては好ましくは3,000〜50,000、より好ましくは5,000〜30,000である。
【0060】
(i)酸成分モノマーの組成質量比が上記範囲にあると、アルカリ可溶性および溶剤への溶解性が低下しにくい。また、(ii)アルキルポリオキシエチレン(メタ)アクリレート(Acr(EO)n:CH3(OC24nOCOC(CH3)=CHR)の組成質量比が上記範囲にあると、本発明における組成物の基板上への液の広がりやすく、また着色剤の分散性が低下しにくいため、本発明を有効に達成することができる。
(iii)ベンジル(メタ)アクリレート(BzMA)の組成質量比が上記範囲にあると、着色剤の分散安定性や組成物中への溶解性や塗布膜のアルカリ現像適性が低下しにくい。
【0061】
尚、前記(ii)アルキルポリオキシエチレン(メタ)アクリレート(Acr(EO)n:CH3(OC24nOCOC(CH3)=CHR)のポリオキシエチレン(EO)nの繰り返し数nは、2〜15が好ましく、2〜10が更に好ましく、4〜10が特に好ましい。上記繰り返し数nが、前記範囲にあると、アルカリ現像液で現像した後に現像残渣が発生しにくく、組成物の塗布液としての流動性が低下し、塗布ムラを生じるのを防止でき、塗布膜厚の均一性や省液性が低下するのを防止できる。
【0062】
上記アルカリ可溶性樹脂としては、更に(i)(メタ)アクリル酸および(ii)ベンジルメタクリレートからなる共重合体(以下、「共重合体B1」という場合がある。)、または、(i)(メタ)アクリル酸、(ii)ベンジルメタクリレート、および(iii)ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートからなる共重合体(以下、「共重合体B2」という場合がある。)を用いることができる。
本発明において、共重合体B1および共重合体B2は、着色剤の分散安定性に効果がある。また、本発明における組成物を製造するに際して、上記混練分散処理をする場合、上記共重合体B1およびB2は、着色剤の集合体に強い剪断力を与えて、その分散を促進し、それに続く微分散処理を経て最終的に得られる組成物中での着色剤の分散安定性を高めることができる。
【0063】
上記ポリマーは任意の量を混合して用いることができ、形成される画像強度等の観点から、本発明における組成物の固形分質量に対して30〜85質量%が好ましい。
【0064】
(感光性重合成分)
次に、上記感光性重合成分について説明する。
上記感光性重合成分としては、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン基を有し、常圧下で100℃以上の沸点を持つエチレン性不飽和基を持つ化合物が好ましく、なかでも、4官能以上のアクリレート化合物が更に好ましい。
【0065】
上記少なくとも1個の付加重合可能なエチレン性不飽和基をもち、沸点が常圧で100℃以上の化合物としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能のアクリレートやメタアクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、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、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化したもの、ペンタエリスリトールまたはジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号各公報に記載されているようなウレタンアクリレート類、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号各公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタアクリレートを挙げることが出来る。更に、日本接着協会誌Vol.20、No.7、300〜308頁に光硬化性モノマーおよびオリゴマーとして紹介されているものも使用できる。
【0066】
また、上記した多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化した化合物が、特開平10−62986号公報に一般式(1)および(2)としてその具体例と共に記載されており、これらも感光性重合成分として用いることができる。
【0067】
なかでも、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートおよびこれらのアクリロイル基が、エチレングリコール、プロピレングリコール残基を介している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用される。これらの感光性重合成分は1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記感光性重合成分の使用量は、硬化を十分に行う観点からは、本発明における組成物の全固形分に対して、20〜200質量%が好ましく、50〜120質量%が更に好ましい。
【0068】
(光重合開始剤)
上記光重合開始剤とては、光、放射線、活性電磁波等の照射により活性化する光重合開始剤を使用することができる。上記光重合開始剤としては、少なくとも1種のトリハロメチル化合物が使用でき、他に下記の材料を組み合わせることもできる。
上記トリハロメチル化合物と組み合わせて用いることのできる材料としては、米国特許第2,367,660号公報に開示されているピシナールポリケトアルドニル化合物、米国特許第2,367,661号および第2,367,670号公報に開示されているα−カルボニル化合物、米国特許第2,448,828号公報に開示されているアシロインエーテル、米国特許第2,722,512号公報に開示されているα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第3,046,127号および第2,951,758号公報に開示されている多核キノン化合物、米国特許第3,549,367号公報に開示されているトリアリルイミダゾールダイマー/p−アミノフェニルケトンの組み合せ、米国特許第4,212,976号公報に記載されているオキサジアゾール化合物等が挙げられる。上記トリハロメチル化合物の使用量は上記感光性重合成分に対する固形分比で約0.2〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がさらに好ましい。上記トリハロメチル化合物に組み合わせて使用する化合物の比率は、トリハロメチル化合物に対して10〜800質量%が好ましく、20〜300質量%が好ましい。
【0069】
上記光重合開始剤の使用量は、本発明における組成物の全固形分に対して0.1〜10.0質量%が好ましく、0.5〜5.0質量%がさらに好ましい。上記光重合開始剤の使用量が上記の範囲内にあると、重合が進みやすく、膜強度を高めることができる。
【0070】
(溶剤)
本発明における組成物を調製する際に使用する溶媒としては、エステル類、エーテル類、ケトン類、芳香族炭化水素類等の溶媒が挙げられる。
上記エステル類としては、例えば、酢酸エチル、酢−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロビル、酪酸エチル、酪酸ブチル、アルキルエステル類、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチルなどの3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類;
【0071】
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、2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等が挙げられる。
【0072】
上記エーテル類としては、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、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、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、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、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート等が挙げられる。
【0073】
上記ケトン類としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2ーヘプタノン、3−へプタノン等が挙げられ、上記芳香族炭化水素類としては、例えば、トルエン、キシレシ等が挙げられる。
【0074】
これらのうち、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、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメテルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−へプタノン、シクロへキサノン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等が好ましく用いられる。これら溶媒は、単独で用いてもあるいは2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0075】
(その他の成分)
本発明における組成物には、必要に応じてその他の各種添加物、例えば、分散剤、充填剤、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することかできる。
【0076】
上記分散剤は顔料の分散性を向上させるために添加することができる。上記分散剤としては、公知のものを適宜選定して用いることができ、例えば、カチオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、高分子分散剤等が挙げられる。
【0077】
また、特開平10−254133号公報に記載される主鎖部に特定の酸アミド基含有モノマーおよび四級アンモニウム塩モノマー残基を有するグラフト共重合体は、顔料を微分散する優れた作用を有することから、上記分散剤として用いることができる。上記フラフト共重合体を用いることによって、エネルギーや時間の消費を低減しながら顔料を微細に分散させることができ、且つ、分散した顔料が、時間経過しても凝集したり沈降したりすることがなく長期にわたる分散安定性を維持することができる。
【0078】
上記分散剤は、単独で用いてもよくまた2種以上組み合わせて用いてもよい。
上記分散剤の本発明における組成物中の添加量は、通常顔料100質量部に対して0.1〜50質量部程度が好ましい。
【0079】
また、本発明における組成物の保存安定性改良のため、熱重合防止剤を添加してもよい。さらに、放射線未照射部のアルカリ溶解性を促進し、本発明における組成物の現像性の更なる向上を図る場合には、本発明における組成物に有機カルポン酸、好ましくは分子量1000以下の低分子量有機カルボン酸を添加することができる。
【0080】
(本発明の着色樹脂被膜の製造方法)
本発明の着色樹脂被膜は、まず、着色剤、さらに必要に応じて用いられるアルカリ可溶性樹脂、感光性重合成分、光重合開始剤、その他の添加剤を溶剤とを混合し、各種の混合機、分散機を使用して混合分散する(混合分散工程)ことによって調製し、得られた本発明における組成物を基板に塗布し、乾燥することによって形成することができる。
尚、混合分散工程は、上述のように混練分散処理とそれに続けて行う微分散処理からなる方法を用いるのが好ましい。
【0081】
−本発明における組成物の調製−
上述の通り、本発明の着色樹脂被膜を形成するためには、顔料粒子を微粒子化し、且つ、その粒子サイズ分布をシャープにした顔料を用いる方法が好適である。具体的には、平均粒子径が0.01μm程度であり、且つ粒子径が0.01±0.005μmの範囲にある顔料粒子を75質量%以上含んで構成される顔料を用いる方法が好ましい。
顔料の粒子サイズ分布を上述の範囲に調整するためには、顔料の分散方法が特に重要となる。そのような分散方法としては、例えば、ニーダーや二本ロールなどのロールミルを用いて高粘度状態で分散する乾式分散(混練分散処理)と三本ロールやビーズミル等を用いて比較的低粘度状態で分散する湿式分散(微分散処理)とを組み合わせた分散方法が挙げられる。また、前記分散方法においては、2種以上の顔料を共分散したり、混練分散処理時には、溶剤を使用しないか若しくは使用量をできるだけ少なくしたり、各種分散剤を用いるのも好ましい。更に、ソルベントショックを和らげるために樹脂成分を上記混練分散処理時と微分散処理時とに分けて添加(2分割使用)したりすることが好ましく、また、混練分散処理から微分散処理に移行する際に顔料粒子が再凝集するのを防止するために溶解性に優れた樹脂成分を用いるのが好ましい。更に、微分散処理時に使用するビーズミルのビーズに高硬度のセラミックスを使用したり、粒径の小さいビーズを使用したりする手段も有効である。尚、上記樹脂成分としては、例えば、上述のアルカリ可溶性樹脂を用いることができる。
【0082】
本発明においては、特に、2種以上の顔料を用い、更に2種以上の顔料を50000mPa・s以上の高粘度状態で分散した後に、更に1000mPa・s以下の低粘度状態で分散して得られた着色剤を用いることが好ましい。
一般に、これら顔料は合成後、種々の方法で乾燥を経て供給される。通常は水媒体から乾燥させて粉末体として供給されるが、水が乾燥するには大きな蒸発潜熱を必要とするため、乾燥して粉末とさせるには大きな熱エネルギーを与える。そのため、顔料は一次粒子が集合した凝集体(二次粒子)を形成しているのが普通である。
本発明において好ましい本発明における組成物の調製方法について説明する。
但し、本発明はこれに限定されるものではない。
【0083】
上記調製方法において、まず着色剤(顔料)にアルカリ可溶性樹脂を混練分散処理後の粘度が50,000mPa・s以上(好ましくは50,000〜100,000mPa・s)の比較的高粘度になるように混練分散処理を施す。ここで、混練分散処理は、高粘度分散であってもよいし、乾式分散であってもよい。
【0084】
次いで、必要に応じて混練分散処理後の分散物にアルカリ可溶性樹脂を追加添加し、微分散処理後の粘度が1000mPa・s以下(好ましくは100mPa・s以下)の比較的低粘度になるように微分散処理を施す。尚、微分散処理は、低粘度分散であってもよいし、湿式分散であってもよい。
【0085】
上記混練分散処理においては、溶剤の比率が被分散物に対して0〜20質量%であることが好ましい。このように、溶剤をあまり使用せずに分散を行うと、顔料粒子の表面をビヒクルの樹脂成分を主体とした構成成分との濡れを促進させることができ、顔料粒子表面が形成する界面を、顔料粒子と空気との固体/気体界面から、顔料粒子とビヒクル溶液との固体/溶液界面に変換することができる。顔料粒子の表面が形成する界面を空気から溶液に変換し混合攪拌すると、顔料を一次粒子に近い微小な状態にまで分散することができる。
【0086】
このように、顔料を高度に分散させるためには、顔料粒子表面が形成する界面を空気から溶液に変換することが有効である。かかる変換には強い剪断力や圧縮力が必要である。このため、上記混練分散処理においては、強い剪断力や圧縮力を発揮できる混練機を用い、被混練物として高粘度のものを用いるのが好ましい。
【0087】
また、上記微分散処理時においては、ガラスやセラミックの微粒状の分散用メディアと共に混合攪拌することが好ましい。さらに、微分散処理時における溶剤の比率は、被分散物の20〜90質量%であることが好ましい。上記微分散処理時においては、顔料粒子を微小な状態にまで均一に安定させて分布させることが必要であることから、凝集している顔料粒子に衝撃力と剪断力とを付与できる分散機とを用い、被分散物として低粘度のものを用いるのが好ましい。
【0088】
本発明における組成物を用いて、例えば、カラーフィルターを作製するための混練分散処理は、先ず有機顔料等の着色剤と分散剤、表面処理剤、被最小量の溶剤で混練する。混練機としては二本ロール、三本ロール、ボールミル、トロンミル、ディスパー、ニーダー、コニーダー、ホモジナイザー、ブレンダー、単軸および2軸の押出機等を用いることができ、強い剪断力を与えながら分散する。上記混練機としては、特に二本ロールミルが好ましい。次いで、溶剤および必要に応じてアルカリ可溶性樹脂を加えて、主として縦型若しくは横型のサンドグラインダー、ボールミル、ピンミル、スリットミル、ホモジナイザー、ディスパー、超音波分散機等を使用し、0.1〜1mmの粒径のガラス、ジルコニア等でできたビーズで分散する。
尚、混練、分散についての詳細はT.C. Patton著"Paint Flow and Pigment Dispersion"(1964年 John Wiley and Sons社刊)等にも記載されている。
【0089】
次いで、得られた本発明における組成物を、直接または他の層を介して基板に回転塗布、スリット塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法により塗布して、本発明の着色樹脂被膜(感放射線性組成物層)を形成し、所定のマスクパターンを介して露光し、光照射された塗布膜部分だけを硬化させ、現像液で現像することによって、各色(3色あるいは4色)の画素からなるパターン状皮膜を形成し、カラーフィルターを製造することができる。この際に使用される放射線としては、特にg線、i線等の紫外線が好ましく用いられる。なお、本発明でいう放射線とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線等を含む広い概念である。
【0090】
次いでアルカリ現像処理を行うことにより、上記露光により光未照射部分をアルカリ水溶液に溶出させ、光硬化した部分だけが残る。現像液としては、光未照射部の感光性層を溶解し、一方光照射部を溶解しないものであればいかなるものも用いることができる。
さらに、余剰の現像液を洗浄除去し、乾燥を施した後に、50℃〜240℃の温度で加熱処理(ポストベーク)を行う。このように各色ごとに前記工程を順次繰り返して硬化皮膜を製造することができる。これによりカラーフィルターが得られる。
【0091】
−基板−
基板としては、例えば液晶表示素子等に用いられる無アルカリガラス、ソーダガラス、パイレックス(R)ガラス、石英ガラスおよびこれらに透明導電膜を付着させたものや、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板等が挙げられる。さらに、プラスチック基板も可能である。これらの基板上には、通常、各画素を隔離するブラックストライプが形成されていてもよい。
【0092】
基板上に塗布された本発明の感光性着色樹脂組成物層の乾燥(プリベーク)は、ホットプレート、オーブン等で50℃〜140℃の温度で10〜300秒で行うことができる。
【0093】
現像液としては、本発明の感光性着色樹脂組成物を溶解し、一方放射線照射部を溶解しない組成物であればいかなるものも用いることができる。具体的には種々の有機溶剤の組合せやアルカリ性の水溶液を用いることができる。
有機溶剤としては、本発明における組成物を調製する際に使用される前述の溶剤が挙げられる。現像温度としては通常20℃〜30℃であり、現像時間としては20〜90秒である。
【0094】
上記アルカリ性の水溶液としては、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、炭酸水素ナトリウム、硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン等のアルカリ性化合物を、濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように溶解したアルカリ性水溶液が使用される。なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を使用した場合には、一般に、現像後、水で洗浄(リンス)する。
【0095】
ポストベークは、硬化を完全なものとするための現像後の加熱であり、通常約200℃〜220℃の加熱(ハードベーク)を行う。
このポストベーク処理は、現像後の塗布膜を、上記条件になるようにホットプレートやコンベクションオーブン(熱風循環式乾燥機)、高周波加熱機等の加熱手段を用いて、連続式あるいはバッチ式で行うことができる。
【0096】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
【0097】
[実施例1]
《カラーフィルター用着色組成物の調製》
<顔料分散液の調製>
緑色(G)、青色(B)、赤色(R)の各色についてそれぞれ下記表1に示す各素材をそれぞれニーダーで均一に混練した後に、混練物を二本ロールで乾式分散処理(混練分散処理)した。
乾式分散処理を施された分散物に、溶剤成分としてプロピレングリコールモノメチルエチルアセテートを785質量部加えた。その後、ホモジナイザーにて2000rpmで30分間攪拌処理し、顔料が均一に分散した、緑色(G)、青色(B)、赤色(R)の各色の分散組成物を調製した。得られた分散組成物を、0.3mmジルコニアビーズを用いたビーズ分散機(商品名:ディスパーマット、GETZMANN社製)にて微分散処理を施した。
【0098】
その後、2.5μmフィルターにて濾過を行い、顔料が均一に分散された各色の顔料分散液(1)〜(3)を得た。尚、各顔料分散液について混練分散処理時および微分散処理時における混練物(分散物)の粘度、並びに、各顔料分散液における顔料の平均粒子径および粒子径0.01±0.005μmの範囲にある顔料粒子の占める割合を表1に示す。尚、顔料の粒子径の測定は、日機装(株)製のMICROTRAC UPA 150を用い、各着色樹脂組成物をプロピレングリコールモノメチルエチルアセテートで希釈したものをサンプルとして測定した。
【0099】
【表1】

Figure 0004749658
【0100】
<着色樹脂組成物の調製>
上記から得られた各色の顔料分散液の各々200質量部当たりにつき、下記組成をそれぞれ攪拌機にて均一に混合し、各色用のカラーフィルター用着色樹脂組成物を調製した。
【0101】
〔組成〕
・ベンジルメタアクリレート/メタアクリル酸共重合体 33質量部
(アルカリ可溶性樹脂、共重合モル比=70/30、重量平均分子量 3万)
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(モノマー) 36質量部
・プロピレングリコールモノメチルエチルアセテート(溶剤) 110質量部
・エチル−3−エトキシプロピオネート(溶剤) 44質量部
・ハロメチルトリアジン系開始剤 4質量部
(光重合開始剤、商品名:TAZ107、みどり化学(株)製)
【0102】
《カラーフィルター用着色樹脂被膜の形成》
上記から得られた三色のカラーフィルター用着色樹脂組成物をそれぞれ別個に、アルカリ洗浄済みのガラス基板10cm×10cm(商品名:1737、コーニング(株)製)表面に均一になるようスピンコートを用いて塗布して光硬化性塗布膜を形成した。尚、スピンコートは、塗布後に塗布膜の表面温度110℃×120秒の条件で加熱処理した際に、着色樹脂被膜の膜厚が1.0μmになるように塗布回転数を調節した。
【0103】
次いで、得られた光硬化性塗布膜を、ホットプレート上で110℃×120秒の条件で加熱処理(プリベーク)した。その後、2.5KWの超高圧水銀灯を用いて、光硬化性塗布膜上の全面に200mJ/cm2の露光量で照射し、光硬化処理を行った。更に、有機系現像液(商品名:CD−2000、富士フイルムアーチ(株)製)の40%水溶液を用いて露光済みの塗布膜を覆い、60秒間静置した。その後、純水をシャワー状に散布して現像液を洗い流した。
以上のように、光硬化処理および現像処理を施した塗布膜をホットプレート上で200℃・5分間の条件で加熱処理(ポストベーク)を施し、各色についてガラス基板上にサイズ9cm×9cmの単色のカラーフィルター用着色樹脂被膜(1)〜(3)を形成した。
【0104】
《評価》
得られた単色のカラーフィルター用着色樹脂被膜を光学顕微鏡の観測レンズと光源との間に設置して光を観測レンズに向けて照射し、その透過光状態を倍率が1000倍のデジタルカメラが設置された光学顕微鏡によって観察した。光学顕微鏡に設置されたデジタルカメラには128万画素のCCDが搭載されており、透過光状態にある被膜表面を撮影した。撮影画像は8ビットのビットマップ形式でデジタル変換したデータ(デジタル画像)として保存した。尚、被膜表面の撮影は任意に選択した20の領域に対して行った。
また、デジタル変換したデータは、撮影画像をRGBの3原色それぞれの輝度を0〜255までの256階調の濃度分布として数値化して保存した。
【0105】
次いで、保存されたデジタル画像について、1つの格子サイズが実基板上の2μm四方に相当するように、格子状に区分し、一つの区画内での輝度を平均化した。本実施例においては、128万画素のデジタルカメラで光学1000倍の画像を撮影したため、実基板上の2μmは撮影画像上の2mmとなり、ディスプレイ上における画像サイズが452mm×352mmであったことから、一つの領域における総区画数は39776個であった。
【0106】
各領域の全区画について、任意の1区画とそれに隣接する全ての隣接区画の平均輝度とを計測した。隣接区画の平均輝度との差が5以上の区画を有意差区画と認定し、全領域の有意差区画の平均総数と、全領域の有意差区画の平均総数が各領域の全区画数(39776個)に対して占める割合とを算出した。結果を下記表2に示す。
【0107】
【表2】
Figure 0004749658
【0108】
《カラーフィルターおよびCCDデバイスの作製》
<カラーフィルターの作製>
下記組成を攪拌機で混合し、平坦化膜用レジスト液を調製した。
【0109】
〔組成〕
・ベンジルメタアクリレート/メタアクリル酸共重合体 165質量部
(共重合モル比=70/30、重量平均分子量 3万)
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート 65質量部
・プロピレングリコールモノメチルエチルアセテート 138質量部
・エチル−3−エトキシプロピオネート 123質量部
・ハロメチルトリアジン系開始剤 3質量部
(光重合開始剤、商品名:TAZ107、みどり化学(株)製)
【0110】
得られた平坦化用レジスト液を、フォトダイオードを形成した6インチシリコンウエハ上にスピンコートで均一に塗布した。尚、スピンコートは、塗布後に塗布膜の表面温度を110℃×120秒の条件でホットプレートを用いて加熱処理した際に膜厚が約2.0μmになるように塗布回転数を調節した。
その後、220℃で1時間オーブン中に置いて、塗布膜を硬化させ、シリコンウエハ上に形成されたフォトダイオード表面を一様に覆うように、平坦化膜を形成した。
【0111】
次いで、各色についてG、R、Bの順に、平坦化膜上に上述のカラーフィルター用着色樹脂組成物を塗布、乾燥(プリベーク)、パターン露光、アルカリ現像、リンス、硬化乾燥(ポストベーク)を行って着色樹脂被膜を形成し、フォトダイオード付シリコンウエハ上にカラーフィルターを作製した。
【0112】
尚、パターン露光は、2μmマスクパターンを介して、i線ステッパー(商品名:FPA−3000i5+、キャノン(株)製)を用いて500mJ/cm2で行った。
また、アルカリ現像には、有機アルカリ製現像液(商品名:CD−2000、富士フイルムアーチ(株)製)の40質量%水溶液を用いて、室温にて60秒間パドル現像を行った後、20秒スピンシャワーにて純水でリンスを行い、さらに純水で水洗を行った。その後、水滴を高圧のエアーで飛ばし、基板を自然乾燥させてパターンを得た後、ホットプレート上で表面温度200℃・5分間の条件でポストベーク処理を施した。
【0113】
以上のようにして得られたCCDデバイスをデジタルカメラに搭載し、同一光源下でKodak製グレースケール付きカラーチャートを撮影した画像をモニター上で観察したところ、ざらつきの少ない均一でなめらかな色の画像が得られた。
【0114】
[比較例1]
《カラーフィルター用着色樹脂被膜の形成》
実施例1における緑色用の顔料分散液(1)および青色用の顔料分散液(2)を、下記組成の緑色用の顔料分散液(4)および下記青色用の顔料分散液(5)に変更し、且つ、赤色用の顔料分散液3を用いなかった以外は実施例1と同様にして、緑色および青色用の着色樹脂被組成物(4)〜(5)および着色樹脂被膜(4)〜(5)を形成し、同様の評価を行った。結果を下記表3に示す。
【0115】
<緑色用顔料分散液(4)の調製>
実施例1の顔料分散液(1)の調製に用いた着色剤(ピグメント・グリーンPG36、ピグメント・グリーンPG7、ピグメント・イエローPY139)のそれぞれを別個に、実施例1で用いた分散剤、樹脂および溶剤と共にニーダーで均一に混練した。その後、各々の混練物を二本ロールで分散(乾式分散処理)し、得られた分散物に溶剤成分としてプロピレングリコールモノメチルエチルアセテートを加え、ホモジナイザーにて攪拌処理した。得られた混練組成物をビーズ分散機(商品名:ディスパーマット、GETZMANN製)にて微分散処理し、2.5μmフィルターにて濾過して、ピグメント・グリーンPG36、ピグメント・グリーンPG7、およびピグメント・イエローPY139が単独で分散された3種の顔料分散液を得た。その後、これら3種の顔料分散液をホモジナイザーにて攪拌処理し、緑色用の顔料分散液(4)を得た。
尚、二本ロール、ホモジナイザー、ビーズ分散機での処理条件は、実施例1と同一の条件を採用した。
【0116】
<青色用顔料分散液(5)の調製>
緑色用顔料分散液(4)の調製と同様にして、実施例1の顔料分散液(2)で用いた2種の着色剤(ピグメント・ブルーPB15:6、ピグメント・バイオレットPV23)が単独で分散された顔料分散液を得た。その後、これら2種の顔料分散液をホモジナイザーにて攪拌処理し、青色用の顔料分散液(5)を得た。
【0117】
【表3】
Figure 0004749658
【0118】
《カラーフィルターおよびCCDデバイスの作製》
実施例1において着色樹脂組成物(1)を上記着色樹脂組成物(4)に変更した以外は実施例1と同様にして、カラーフィルターおよびCCDデバイスを作製した。得られたCCDデバイスをデジタルカメラに搭載し、同一光源下でKodak製グレースケール付きカラーチャートを撮影した画像をモニター上で観察したところ、黒欠陥が認められ、且つ、ざらつき感のある画像が得られた。
【0119】
[比較例2]
実施例1において着色樹脂組成物(2)を上記着色樹脂組成物(5)に変更した以外は実施例1と同様にして、カラーフィルターおよびCCDデバイスを作製した。得られたCCDデバイスをデジタルカメラに搭載し、同一光源下でKodak製グレースケール付きカラーチャートを撮影した画像をモニター上で観察したところ、黒欠陥が認められ、且つ、ざらつき感のある画像が得られた。
【0120】
【発明の効果】
本発明によれば、デバイス上の黒欠陥、ムラ、および再現画像のざらつきを低減させた固体撮像素子の製造に好適に用いることのできるカラーフィルタ用着色樹脂被膜およびこれを用いたカラーフィルター、並びに、カラーフィルター用着色樹脂被膜の評価方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 隣接画素を説明するための説明図である。
【符号の説明】
1,3,5 有意差区画
2,4,6 隣接区画[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a photosensitive colored resin composition suitable for producing a color filter used in a liquid crystal display element or a solid-state imaging element.And its manufacturing methodAnd an evaluation method thereof, and a color filter using the same.
[0002]
[Prior art]
Pigments and dyes are used as colorants for color filters. Usually, pigment is used by uniformly dispersing pigment particles in a photocurable resin composition for a color filter. On the other hand, the dye is used by being dissolved in the photocurable resin composition.
[0003]
Pigments are excellent in durability such as light resistance and heat resistance against dyes, and are widely used in color filters for liquid crystal display devices and color filters for image sensors used in solid-state image sensors such as CCD and CMOS. ing.
[0004]
In recent years, in order to meet the demand for improvement in resolution, the size of a pixel (pixel) of a color filter for a solid-state imaging device has been miniaturized, and a pixel of about 2 to 3 μm square is required. However, as the pixel size is reduced and a solid image pickup device is required to reproduce a fine image, the roughness of the reproduced image (roughness of the image) has gradually become a problem. This tendency is particularly seen in color filters using pigments. This is because the particle size of the pigment contained in the pigment-type color resist has a large influence on the device. For example, when a pigment having a coarse particle size is included, no light is received and no signal is output. May be caused. In addition, when there is a variation in the particle diameter in each pixel, the level of the output signal varies even when light of the same intensity is given to each pixel, and “unevenness” occurs between the pixels. Will occur. Further, when such unevenness occurs between adjacent pixels, the above-described “roughness” is generated, which becomes noticeable and the reproduced image based on the output signal becomes rough.
[0005]
The roughness of the reproduced image due to such pixel miniaturization is, for example, that even if the pixel has a size of about 5 to 6 μm square, even if it is a colored resin film for a color filter in which the roughness of the reproduced image does not matter. When the size is reduced to ˜3 μm square, the roughness of the reproduced image becomes remarkable, which may cause deterioration in image quality.
[0006]
In order to solve the above problem, there has been proposed a color filter coating material in which the uniformity of sensitivity of all pixels picked up by a solid-state image pickup device is improved (for example, see Patent Document 1). Such a color filter application product suppresses uneven density of a reproduced image by sharpening the distribution of the relative color density of the application product.
[0007]
On the other hand, a red color resist ink in which a diketopyrrolopyrrole pigment is dispersed together with a diketopyrrolopyrrole sulfonic acid derivative has been proposed for the purpose of obtaining a resist ink with a high level of lightness (see, for example, Patent Document 2). .) In such a red color resist ink, first, a diketopyrrolopyrrole pigment is dispersed together with a diketopyrrolopyrrolesulfonic acid derivative, and a fine particle treatment is performed so that the primary particle diameter is 100 nm or less. In the fine particle treatment, two types of pigments are dry-dispersed with three rolls, and then an organic solvent is added and wet-dispersed with a bead mill to obtain a dispersion of red pigments having an average particle size of 150 nm to 170 nm. .
[0008]
However, according to the above dispersion method, the content of the solvent component used in the dry dispersion is relatively high, and is used at about 25% by mass. Further, since the resin component or the like is not used during the dry dispersion, The particle size of the dispersion actually obtained is 100 nm or more.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2001-249213 A
[Patent Document 2]
JP 2000-160084 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
[0011]
It is considered that the roughness of the reproduced image is caused by differences in optical characteristics such as luminance, optical density, and chromaticity between pixels. In particular, when a fine pixel such as a pixel of 3 μm or less is formed, the problem of roughness of the reproduced image becomes significant.
[0012]
  In order to solve the above problems, the present invention provides a colored resin film for a color filter that can be suitably used for manufacturing a solid-state imaging device with reduced black defects, unevenness, and roughness of a reproduced image on a device,Its manufacturing methodAnd a color filter using the same, and a method for evaluating a colored resin coating for a color filter.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is solved by the following means.
[0014]
  <1> A colored resin film for a color filter containing a colorant and having a thickness of 0.1 to 10 μm, wherein the surface of the film is divided into a grid to form a 2 μm square section, Each is subjected to a numerical process for attaching a luminance value obtained by quantifying the luminance of the section to 256 gradations of 0 to 255, and the luminance value given by the numerical processing and an average of all adjacent adjacent sections When the section having a difference from the luminance value of 5 or more is defined as a significant difference section, the total number of the significant difference sections is 10% or less of the total number of sections.Furthermore, the colorant is a pigment, and the pigment contains 75% by mass or more of pigment particles having an average particle diameter in the range of 0.01 ± 0.005 μm.This is a colored resin coating for a color filter.
[0015]
<2> A method for producing a colored resin film for a color filter, wherein a composition containing at least a colorant is applied to a substrate, wherein the resin film for a color filter has a thickness of 0.1 to 10 μm, and the surface of the film Are divided into a grid shape to form a 2 μm square section, and each of the sections is subjected to a numerical processing for attaching a luminance value in which the luminance of the section is numerically expressed in 256 gradations of 0 to 255, and the numerical value is applied. When the difference between the luminance value given by the process and the average luminance value of all adjacent adjacent areas is 5 or more is defined as a significant difference area, the total number of significant difference areas is the total number of areas. 10% or less, and the colorant is composed of two or more pigments, and after the two or more pigments are dispersed in a high viscosity state of 50000 mPa · s or more, a low viscosity state of 1000 mPa · s or less is further added. To disperse in A method of producing a color filter for the colored resin film and symptoms.
[0016]
  <3>The colored resin film for color filter according to <2>, wherein the two or more pigments are dispersed in a high viscosity state of 50,000 to 100,000 mPa · s, and further dispersed in a low viscosity state of 100 mPa · s or less. It is a manufacturing method.
[0017]
<4> A step of forming a 2 μm square section by dividing the surface of the colored resin film for a color filter containing a colorant into a lattice shape, and the brightness of the section in each of the sections is 256 floors from 0 to 255 A digitizing step of adding a numerical value to the key, and the difference between the luminance value of an arbitrary section and the average luminance value of all adjacent sections adjacent to the arbitrary section is 5 or more An evaluation method for a colored resin film for a color filter, comprising: an authorization step for authorizing a compartment as a significant difference compartment; and a counting step for counting the total number of the significant difference compartments.
[0018]
<5> The method for evaluating a colored resin film for a color filter according to <4>, further comprising a comparison step of comparing the total number of the significant difference sections counted in the counting step with the total number of sections. is there.
[0019]
  <6> Above<1>It is a color filter formed using the colored resin film for color filters.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<Colored resin film for color filter>
  The colored resin film for color filters of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “colored resin film of the present invention”) contains a colorant and has a thickness of 0.1 to 10 μm. A coating is formed by dividing a coating surface into a grid shape to form 2 μm square sections, and each section is provided with a luminance value obtained by quantifying the brightness of the section in 256 gradations from 0 to 255. When the section having a difference between the brightness value given by the numerical processing and the average brightness value of all adjacent sections adjacent to the surrounding area is 5 or more is defined as a significant difference section Is less than 10% of the total number of sectionsFurthermore, the colorant is a pigment, and the pigment contains 75% by mass or more of pigment particles having an average particle diameter in the range of 0.01 ± 0.005 μm.It is characterized by that.
[0021]
In the colored resin coating of the present invention, since the total number of significant difference sections having a difference from the average luminance value of all adjacent sections of 5 or more is 10% or less of the total number of strokes, for example, for image sensors such as CCD and CMOS When used in this color filter, it is possible to reduce black spots and unevenness of each pixel, and to effectively suppress the roughness of the reproduced image.
[0022]
In the present invention, means for satisfying the condition that the total number of the specific sections is 10% or less of the total number of sections is not limited. For example, when the pigment is used as the colorant, the above conditions are such that the pigment particles contained in the colored resin composition for forming the colored resin film are fine particles having a particle diameter of about 0.01 μm, and the particle diameter Can be achieved by containing 75 mass% or more of pigment particles in the range of 0.01 ± 0.005 μm with respect to the mass of all pigment particles. In order to include the particle diameter of the pigment particles within the particle range, it is effective to disperse the pigment by a dispersion method described later.
[0023]
(Evaluation method of the present invention)
First, an evaluation method for specifying the colored resin film of the present invention will be described. The colored resin film of the present invention can be specified by, for example, the following evaluation method (hereinafter, sometimes referred to as “the evaluation method of the present invention”). In the evaluation method of the present invention, the surface of the colored resin film for a color filter containing a colorant is divided into a lattice shape to form a 2 μm square section, and the brightness of the section is set to 0 to each of the sections. When the difference between the numerical value process of attaching a numerical luminance value to 256 gradations of 255 and the luminance value of an arbitrary section and the average luminance value of all adjacent sections adjacent to the arbitrary section is 5 or more And an authorization step for authorizing the arbitrary partition as a significant difference partition, and a counting step for counting the total number of the significant difference partitions.
The evaluation method of the present invention is performed, for example, using a digital camera having an optical microscope, a CCD, and image capturing software for transmitting a colored resin film.
[0024]
The partition forming step is a step of dividing the surface of the colored resin coating into a lattice shape to form a 2 μm square partition. In the evaluation method of the present invention, since the section is divided into 2 μm squares, it is suitable as an evaluation method for an image sensor that requires minute pixels of 3 μm or less.
[0025]
The formation of the compartments in the compartment formation step is performed, for example, by the following method.
First, using a digital camera having an optical microscope and a CCD and image capturing software, a transmission image of the colored resin film is captured into a computer in a bitmap format of 8 bits per pixel. To capture the transmission image, a colored resin film is placed between the light source and the observation lens of the optical microscope, and the light is irradiated toward the observation lens, and the transparent resin surface image observed by the observation lens is digitally displayed. This is done by shooting with a camera. At this time, it is preferable to use an observation lens having a magnification of about 50 to 3000 times (preferably about 200 to 1500 times). A digital camera equipped with a CCD having effective pixels of about 3 to 5 million pixels (preferably about 128 to 5 million pixels) can be suitably used. A photographed image photographed by a digital camera is digitally converted into data in an 8-bit bitmap format and stored in a computer. The digital image saved in the 8-bit bitmap format is digitized and saved as a density distribution of 256 gradations from 0 to 255 for each of the RGB primary colors.
[0026]
Next, the stored digital image is divided into a lattice shape so that one lattice size corresponds to 2 μm square in actual size, thereby forming a partition. For example, when the surface of a resin film with an optical magnification of 1000 times is photographed with a 1.28 million pixel digital camera, 2 μm in actual size corresponds to 2 mm in the photographed image. For this reason, for example, when a section on the colored resin film to be actually evaluated is photographed with a digital camera via a 1000 × optical microscope, the photographed image size is 452 × 352 mm. If the photographed image is formed so as to have a size corresponding to 2 mm square on the digital screen, the total number of the formed spaces is 39776. In the evaluation method of the present invention, it is preferable to evaluate the entire region of the surface of the colored resin film. For example, a plurality of arbitrary regions (preferably 5 or more, more preferably 20 or more) are selected and evaluated. It is good also as evaluation of the whole colored resin film by doing.
[0027]
The digitizing step is a step of applying a digitizing process to each of the sections formed by the section forming step. The digitization process means a process of digitizing the luminance of the section into 256 gradations of 0 to 255 and attaching the value as a luminance value. Also, the digitization by the digitization process is performed by digitizing the average value of luminance in each section. In other words, when a 2 mm square section is formed on a digital image as described above, the average value of the brightness assigned when saved in an 8-bit bitmap format in one section is the brightness value of that section. And
[0028]
In the certification process, when attention is paid to an arbitrary section, the difference between the luminance value assigned to the arbitrary section and the average luminance value of all adjacent adjacent sections is calculated, and the difference is 5 or more. In this case, the arbitrary section is recognized as a “significant difference section”.
Here, “adjacent section” means a section adjacent to an arbitrary section. The adjacent section will be described with reference to FIG. For example, as shown in FIG. 1, when a section is adjacent to the surrounding eight sides like an arbitrary section 1, each of the eight sections is adjacent to the adjacent section 2 of the section 1 (located around the section 1. 8 sections indicated by diagonal lines). In addition, when an arbitrary section is located at the edge of the image as shown in FIG. 1, for example, when an adjacent section is adjacent in six directions like the arbitrary section 3 shown in FIG. Each of the six sections becomes an adjacent section 4 of the section 3 (six sections illustrated by diagonal lines arranged around the section 3). Further, when a section is adjacent to three sides like an arbitrary section 5, each of the three sections is indicated by an adjacent section 6 of the section 5 (hatched lines arranged around the section 3). 3 sections).
The average luminance value of the adjacent section is an average value of the luminance values assigned to each of the adjacent sections.
[0029]
The counting step is a step of counting the number of sections recognized as significant difference sections in the recognition step. The greater the number of significant difference sections, the greater the probability that blackout or roughness of the reproduced image will occur when a color filter formed using the colored resin film is mounted. For this reason, the performance of the colored resin coating film for color filters can be evaluated based on the number of significant difference sections counted in the counting step. As such evaluation, the total number of significant difference sections counted may be used as an absolute number, or may be compared with the total number of sections as described later. In the case where the total number of significant difference sections is used as an absolute number, for example, the number of significant difference sections allowed is used as a threshold value, and the colored resin coating is determined by whether or not the total number of significant difference sections exceeds the threshold value. Performance can be evaluated.
[0030]
As described above, the evaluation method of the present invention may further include a comparison step of comparing the total number of significant difference zones counted in the counting step with the total number of zones. In the comparison step, the total number of significant difference sections counted is compared with the total number of sections, and the performance of the colored resin coating can be evaluated based on the value. In the comparison step, the counted total number of significant difference sections and the total number of sections can be compared, and for example, the ratio of the total number of significant difference sections to the total number of sections can be calculated. In this case, the permissible value of the ratio of the total number of significant difference sections to the total number of sections is set as a threshold value, and the performance of the colored resin coating is evaluated based on whether or not the value calculated by the comparison step exceeds the threshold value. be able to.
[0031]
In the colored resin film of the present invention, the total number of the significant difference sections is 10% or less of the total number of sections. If the total number of significant difference sections exceeds 10% of the total number of sections, black spots and unevenness, roughness of reproduced images, etc. occur when used as a color filter for an image sensor or the like. The ratio of the total number of the significant difference sections to the total number of sections is preferably 7% or less, more preferably 5% or less, and particularly preferably 3% or less.
[0032]
The evaluation method of the present invention can be preferably implemented by a computer or the like. The evaluation method of the present invention is useful not only for performance evaluation of a colored resin film containing a pigment as a colorant, but also for performance evaluation of a colored resin film using a dye as a colorant.
[0033]
<Colored resin film for color filter>
Next, each component etc. which comprise the colored resin film of this invention are demonstrated. The colored resin film of the present invention contains at least a colorant and has a thickness of 0.1 to 10 μm. The colored resin film of the present invention can improve the performance of an image sensor using this because even when a fine pixel of about 3 μm or less is formed, there is little blackout or roughness of a reproduced image. As thickness of the colored resin film of this invention, 0.5-7 micrometers is preferable, More preferably, it is 0.5-2.0 micrometers.
[0034]
The colored resin film of the present invention can be formed by applying and drying a colored resin composition (hereinafter sometimes referred to as “composition in the present invention”) on a substrate. The composition in the present invention contains at least a colorant and, as necessary, an alkali-soluble resin, a photosensitive polymerization component, a photopolymerization initiator, a solvent, and other components as long as the effects of the present invention are not impaired. To do.
[0035]
(Coloring agent)
  As the colorant, various conventionally known dyes and pigments can be used singly or in combination. In particular, as the colored resin film of the present invention, in order to satisfy the condition that the total number of the above-mentioned special pixels is 10% or less with respect to the total number of all pixels, two or more kinds of pigments are used.UseFurthermore, it is particularly preferable that these pigments are dispersed by a dispersion method described later.
[0036]
-Pigment-
As the pigment, conventionally known various inorganic pigments or organic pigments can be used. Moreover, considering that it is preferable that the pigment has a high transmittance, whether it is an inorganic pigment or an organic pigment, it is preferable to use a pigment as fine as possible. Considering handling properties, the pigment particle diameter is preferably 0.01 μm to 0.1 μm, more preferably 0.01 μm to 0.05 μm, and the particle diameter is 0.01 μm. It is particularly preferable that the pigment particles in the range of ± 0.005 μm are contained in an amount of 75% by mass or more based on the total mass of the pigment particles. In order to achieve such particle size distribution, it is preferable to disperse the pigment by a dispersion method described later.
[0037]
The inorganic pigment is a metal compound represented by a metal oxide, a metal complex salt or the like, specifically, metal oxide such as aluminum, iron, cobalt, cadmium, lead, copper, titanium, magnesium, chromium, zinc, antimony, etc. And composite oxides of the above metals.
[0038]
As the organic pigment,
C.I.Pigment Yellow 11, 24, 31, 53, 83, 93, 99, 108, 109, 110, 138, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 167, 180, 185, 199,;
C.I.Pigment Orange 36, 38, 43, 71;
C.I.Pigment Red 81, 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177,209, 220, 224, 242, 254, 255, 264, 270;
C.I.Pigment Violet 19, 23, 32, 39;
C.I.Pigment Blue 1, 2, 15, 15: 1, 15: 3, 15: 6, 16, 22, 60, 66;
C.I.Pigment Green 7, 36, 37;
C.I.Pigment Brown 25, 28;
Etc.
[0039]
Although the following can be mentioned as a pigment which can be preferably used in this invention, This invention is not limited to these.
[0040]
C.I.Pigment Yellow 11, 24, 108, 109, 110, 138, 139, 150, 151, 154, 167, 180, 185,
C.I.Pigment Orange 36, 71,
C.I.Pigment Red 122, 150, 171, 175, 177, 209, 224, 242, 254, 255, 264,
C.I.Pigment Violet 19, 23, 32,
C.I.Pigment Blue 15: 1, 15: 3, 15: 6, 16, 22, 60, 66,
[0041]
The above organic pigments may be used alone or in various combinations in order to increase color purity. Specific examples of red pigments include anthraquinone pigments, perylene pigments, diketopyrrolopyrrole pigments alone or at least one of them and disazo yellow pigments, isoindoline yellow pigments, quinophthalone yellow pigments or perylenes. A combination with a red pigment can be used. For example, as an anthraquinone pigment, C.I. I. Pigment Red 177 and perylene pigments include C.I. I. Pigment red 155, C.I. I. Pigment Red 224 and diketopyrrolopyrrole pigments include C.I. I. Pigment red 254, and C.I. I. Pigment yellow 83 or C.I. I. A combination with Pigment Yellow 139 is preferred. The mass ratio of the red pigment to the yellow pigment is preferably 100: 5 to 100: 50, more preferably 100: 10 to 100: 30. When the mass ratio is within such a range, the light transmittance can be suppressed and the color purity can be improved, and further, it is possible to prevent the main wavelength from becoming shorter than the NTSC target hue. In the case of a combination of red pigments, it can be adjusted in accordance with the chromaticity.
[0042]
As the green pigment, a halogenated phthalocyanine pigment alone or a combination with a disazo yellow pigment, a quinophthalone yellow pigment, an azomethine yellow pigment or an isoindoline yellow pigment can be used. For example, C.I. I. Pigment Green 7, 36, 37 and C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 180 or C.I. I. Mixing with Pigment Yellow 185 is preferred. The mass ratio of the green pigment to the yellow pigment is preferably 100: 5 to 100: 150, more preferably 100: 30 to 100: 120. When the mass ratio is within such a range, the light transmittance of 400 nm to 450 nm can be suppressed and the color purity can be improved, and further, the main wavelength can be prevented from deviating from the NTSC target hue due to the longer wavelength. it can.
[0043]
As the blue pigment, a phthalocyanine pigment alone or a combination with a dioxazine purple pigment can be used. Examples of the combination include C.I. I. Pigment blue 15: 6 and C.I. I. Mixing with pigment violet 23 is preferred. The mass ratio of the blue pigment to the violet pigment is preferably 100: 0 to 100: 30, more preferably 100: 10 or less.
[0044]
Furthermore, by using a powdered processed pigment in which the above pigment is finely dispersed in an acrylic resin, a maleic acid resin, a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, an ethyl cellulose resin, or the like, a pigment-containing photosensitive material having good dispersibility and dispersion stability. Resin can be obtained.
[0045]
As described above, in order to form the colored resin film of the present invention, a method using a pigment having finely divided pigment particles and a sharp particle size distribution is suitable. Specifically, a method using a pigment composed of pigment particles having an average particle diameter of about 0.01 μm and a particle diameter of 75% by mass or more in the range of 0.01 ± 0.005 μm is preferable. In order to adjust the particle size distribution of the pigment within the above range, the pigment dispersion method is particularly important. The method for dispersing the pigment will be described later.
[0046]
In the present invention, processed pigments previously treated with an acrylic resin, vinyl chloride-vinyl acetate resin, maleic acid resin, ethyl cellulose resin, nitrocellulose resin or the like can also be suitably used. In the present invention, the processed pigment treated with the above-mentioned various resins is preferably a powder, paste, pellet, or paste in which the resin and the pigment are uniformly dispersed.
[0047]
-Dye-
In the present invention, when the colorant is a dye, it is uniformly dissolved in the composition to obtain the composition in the present invention.
There is no restriction | limiting in particular as said dye, A well-known dye can be used for conventional color filters. Examples of the dye include JP-A 64-90403, JP-A 64-91102, JP-A-1-94301, JP-A-6-11614, Japanese Patent No. 2592207, US Pat. 808,501, US Pat. No. 5,667,920, US Pat. No. 5,059,500, JP-A-5-333207, JP-A-6-35183, JP JP-A-6-51115, JP-A-6-194828, JP-A-8-2111599, JP-A-4-249549, JP-A-10-123316, JP-A-11-302283, JP-A-7- No. 286107, JP-A No. 2001-4823, JP-A No. 8-15522, JP-A No. 8-29771, JP-A No. 8-146215, JP-A-11-343437, JP-A-8-62416, JP-A-2002-14220, JP-A-2002-14221, JP-A-2002-14222, JP-A-2002-14223, JP-A-8. The dyes disclosed in JP-A No. 302224, JP-A-8-73758, JP-A-8-179120, JP-A-8-151531, and the like can be used.
[0048]
The chemical structures of the above dyes include pyrazole azo, anilino azo, triphenyl methane, anthraquinone, anthrapyridone, benzylidene, oxonol, pyrazolotriazole azo, pyridone azo, cyanine, phenothiazine, pyrrolopyrazole. Examples include azomethine series, xanthene series, phthalocyanine series, benzopyran series, and indigo series.
[0049]
In the case of a resist system that performs water or alkali development, from the viewpoint of completely removing the binder and / or dye by development, an acid dye and / or a derivative thereof can be preferably used. Dyes, acid mordant dyes, azoic dyes, disperse dyes, oil-soluble dyes, food dyes, and / or derivatives thereof can also be usefully used.
[0050]
The acidic dye is not particularly limited as long as it has an acidic group such as sulfonic acid or carboxylic acid, but is soluble in an organic solvent or a developer, salt-forming with a basic compound, absorbance, other in the composition. It can be appropriately selected in consideration of all the required performance such as interaction with the above components, light resistance, heat resistance and the like.
[0051]
Specific examples of the acidic dye are listed below, but the present invention is not limited thereto.
Specific examples of the acid dye include, for example, acid alizarin violet N; acid blue 1,7,9,15,18,23,25,27,29,40,45,62,70,74,80,83, 86, 87, 90, 92, 103, 112, 113, 120, 129, 138, 147, 158, 171, 182, 192, 243, 324: 1; acid chroma violet K; acid Fuchsin; acid green 1, 3, 5, 9, 16, 25, 27, 50; acid orange 6, 7, 8, 10, 12, 50, 51, 52, 56, 63, 74, 95; acid red 1, 4, 8, 14, 17, 18, 26, 27, 29, 31, 34, 35, 37, 42, 44, 50, 51, 52, 57, 66 73, 80, 87, 88, 91, 92, 94, 97, 103, 111, 114, 129, 133, 134, 138, 143, 145, 150, 151, 158, 176, 183, 198, 211, 215, 216, 217, 249, 252, 257, 260, 266, 274; acid violet 6B, 7, 9, 17, 19; acid yellow 1, 3, 7, 9, 11, 17, 23, 25, 29, 34, 36 42, 54, 72, 73, 76, 79, 98, 99, 111, 112, 114, 116, 184, 243; Food Yellow 3; and derivatives of these dyes.
[0052]
Among them, the acid dyes 23, 25, 29, 62, 80, 86, 87, 92, 138, 158, 182, 243, 324: 1; acid orange 8, 51, 56, 63, 74, Acid red1,4,8,34,37,42,52,57,80,97,114,143,145,151,183,217; acid violet 7; acid yellow 17,25,29,34,42, Preferred are dyes such as 72, 76, 99, 111, 112, 114, 116, 184, 243; acidgreen 25 and derivatives of these dyes.
Other than the above, azo, xanthene and phthalocyanine acid dyes are also preferred. I. Solvent Blue 44, 38; I. Acid dyes such as Solvent orange 45; Rhodamine B, Rhodamine 110 and derivatives of these dyes are also preferably used.
[0053]
Examples of the acid dye derivative include inorganic salts of acidic dyes having an acidic group such as sulfonic acid and carboxylic acid, salts of acidic dyes and nitrogen-containing compounds, sulfonamides of acidic dyes, and the like. The acidic dye derivative is not particularly limited as long as it can be dissolved as a composition solution, but is soluble in organic solvents and developers, absorbance, interaction with other components in the curable composition, It can be appropriately selected in consideration of all required performance such as light resistance and heat resistance.
[0054]
The colorant content in the total solid content of the composition in the present invention is not particularly limited, but is preferably 30 to 60% by mass. If the amount of the colorant is too small, an appropriate chromaticity as a color filter may not be obtained. On the other hand, when the amount of the colorant is too large, photocuring does not proceed sufficiently and the strength as a film may be reduced, or the development latitude during alkali development may be narrowed.
[0055]
In the present invention, conventionally known pigment dispersants and surfactants can be added for the purpose of improving the dispersibility of the pigment. As these dispersants, many kinds of compounds are used. For example, phthalocyanine derivatives (commercially available products: EFKA-745 (manufactured by Efka)), Solsperse 5000 (manufactured by Geneca); organosiloxane polymer KP341 (Shin-Etsu Chemical) (Product)), (meth) acrylic acid type (co) polymer polyflow No.75, No.90, No.95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.), W001 (manufactured by Yusho Co., Ltd.), etc. Cationic surfactants of: polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, sorbitan Fatty acid Nonionic surfactants such as Lu; anionic surfactants such as W004, W005, W017 (manufactured by Yusho Co., Ltd.); EFKA-46, EFKA-47, EFKA-47EA, EFKA polymer 100, EFKA polymer 400, Polymer dispersing agents such as EFKA polymer 401, EFKA polymer 450 (manufactured by Morishita Sangyo Co., Ltd.), disperse aid 6, disperse aid 8, disperse aid 15, disperse aid 9100 (manufactured by San Nopco) Various Solsperse dispersants (manufactured by Geneca) such as Solsperse 3000, 5000, 9000, 12000, 13240, 13940, 17000, 24000, 26000, 28000; Adeka Pluronic L31, F38, L42, L44, L61, L64, F68 , L72, P9 , F77, P84, F87, P94, L101, P103, F108, L121, P-123 (manufactured by Asahi Denka Co.) and Isonetto S-20 (manufactured by Sanyo Chemical Co.) and the like.
[0056]
(Alkali-soluble resin)
As said alkali-soluble resin, the organic high molecular polymer which has a water-soluble atomic group in a part of side chain can be used. The alkali-soluble resin is a linear organic high molecular polymer that is compatible with the monomer, and is organic solvent and alkali-soluble (preferably one that can be developed with a weak alkaline aqueous solution). Examples of the alkali-soluble resin include polymers having a carboxylic acid in the side chain, such as JP-A-59-44615, JP-B-54-34327, JP-B-58-12777, JP-B-54-25957, JP-A-sho 59-53836, methacrylic acid copolymer, acrylic acid copolymer, itaconic acid copolymer, crotonic acid copolymer, maleic acid copolymer as described in JP-A-59-71048, There are partially esterified maleic acid copolymers, and acidic cellulose derivatives having a carboxylic acid in the side chain are also included.
[0057]
As the alkali-soluble resin, those obtained by adding an acid anhydride to a polymer having a hydroxyl group are also useful. In particular, among these, specifically, a benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid copolymer and a multi-component copolymer of benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid / and other monomers are preferable.
[0058]
The alkali-soluble resin includes at least (i) at least one acid component monomer selected from maleic anhydride (MAA), acrylic acid (AA), methacrylic acid (MA), and fumaric acid (FA), and (ii) It is possible to use a copolymer (hereinafter sometimes referred to as “copolymer A”) composed of ()) alkylpolyoxyethylene (meth) acrylate and (iii) benzyl (meth) acrylate.
[0059]
As the combination of the copolymer A, (i) acid component monomer, (ii) alkylpolyoxyethylene (meth) acrylate (Acr (EO)n: CHThree(OC2HFour)nOCOC (CHThree) = CHR), and (iii) the composition mass ratio of benzyl (meth) acrylate (BzMA) is preferably 10-25 / 5 to 25 / 50-85, more preferably 15-20 / 5 to 20 / 60-80. Is preferred. The polystyrene-reduced mass average molecular weight (Mw) by GPC of the copolymer is preferably 3,000 to 50,000, more preferably 5,000 to 30,000.
[0060]
(I) When the compositional mass ratio of the acid component monomer is within the above range, alkali solubility and solubility in a solvent are unlikely to decrease. And (ii) alkyl polyoxyethylene (meth) acrylate (Acr (EO)n: CHThree(OC2HFour)nOCOC (CHThree) = CHR) is within the above range, the liquid of the composition in the present invention tends to spread on the substrate, and the dispersibility of the colorant is not easily lowered. Can do.
(Iii) When the composition mass ratio of benzyl (meth) acrylate (BzMA) is in the above range, the dispersion stability of the colorant, the solubility in the composition, and the alkali development suitability of the coating film are unlikely to decrease.
[0061]
The above (ii) alkyl polyoxyethylene (meth) acrylate (Acr (EO)n: CHThree(OC2HFour)nOCOC (CHThree) = CHR) polyoxyethylene (EO)n2 to 15 is preferable, 2 to 10 is more preferable, and 4 to 10 is particularly preferable. When the above repeating number n is in the above range, a development residue is less likely to occur after development with an alkaline developer, the fluidity of the composition as a coating solution can be prevented, and coating unevenness can be prevented. It is possible to prevent the thickness uniformity and the liquid-saving property from decreasing.
[0062]
Examples of the alkali-soluble resin include a copolymer (i) (meth) acrylic acid and (ii) benzyl methacrylate (hereinafter sometimes referred to as “copolymer B1”), or (i) (meta ) A copolymer comprising acrylic acid, (ii) benzyl methacrylate, and (iii) hydroxyethyl (meth) acrylate (hereinafter sometimes referred to as “copolymer B2”) can be used.
In the present invention, the copolymer B1 and the copolymer B2 are effective in the dispersion stability of the colorant. Further, when the kneading and dispersing treatment is carried out in the production of the composition in the present invention, the copolymers B1 and B2 give a strong shearing force to the colorant aggregate to promote the dispersion, followed by the copolymer B1 and B2. The dispersion stability of the colorant in the composition finally obtained through the fine dispersion treatment can be enhanced.
[0063]
The said polymer can be used in mixture of arbitrary quantity, and 30-85 mass% is preferable with respect to solid content mass of the composition in this invention from viewpoints of the image intensity | strength etc. which are formed.
[0064]
(Photosensitive polymerization component)
Next, the photosensitive polymerization component will be described.
As the photosensitive polymerization component, a compound having an ethylenically unsaturated group having at least one addition-polymerizable ethylene group and having a boiling point of 100 ° C. or higher under normal pressure is preferable. Acrylate compounds are more preferred.
[0065]
Examples of the compound having at least one addition-polymerizable ethylenically unsaturated group and having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure include polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, phenoxyethyl (meta ) Monofunctional acrylates and methacrylates such as acrylates; polyethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra ( (Meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, hexanediol (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, Poly (meth) of penta (erythritol) or di (pentaerythritol) obtained by adding (meth) acrylate after adding ethylene oxide or propylene oxide to polyfunctional alcohols such as ly (acryloyloxyethyl) isocyanurate, glycerin or trimethylolethane Acrylates, urethane acrylates as described in JP-B-48-41708, JP-B-50-6034, JP-A-51-37193, JP-A-48-64183, JP-B-49 -Polyfunctional acrylates and methacrylates such as polyester acrylates and epoxy acrylates which are reaction products of epoxy resin and (meth) acrylic acid described in JP-B No. 43191 and JP-B-52-30490 I can do it. Furthermore, the Japan Adhesion Association Vol. 20, No. 7, pages 300 to 308, those introduced as photocurable monomers and oligomers can also be used.
[0066]
A compound obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to the polyfunctional alcohol and then (meth) acrylated is described in JP-A-10-62986 as general formulas (1) and (2) together with specific examples thereof. These can also be used as photosensitive polymerization components.
[0067]
Among these, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and a structure in which these acryloyl groups are interposed via ethylene glycol or propylene glycol residues are preferable. These oligomer types are also used. These photosensitive polymerization components can be used alone or in combination of two or more.
The amount of the photosensitive polymerization component used is preferably 20 to 200 mass%, more preferably 50 to 120 mass%, based on the total solid content of the composition in the present invention, from the viewpoint of sufficient curing.
[0068]
(Photopolymerization initiator)
As said photoinitiator, the photoinitiator activated by irradiation of light, a radiation, active electromagnetic waves, etc. can be used. As the photopolymerization initiator, at least one trihalomethyl compound can be used, and the following materials can also be combined.
Examples of materials that can be used in combination with the above trihalomethyl compound include the picinal polyketoaldonyl compounds disclosed in US Pat. No. 2,367,660, US Pat. Nos. 2,367,661 and 2 Α-carbonyl compounds disclosed in US Pat. No. 2,367,670, acyloin ethers disclosed in US Pat. No. 2,448,828, and US Pat. No. 2,722,512. Aromatic substituted aromatic acyloin compounds, polynuclear quinone compounds disclosed in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758, US Pat. No. 3,549,367 Triarylimidazole dimer / p-aminophenyl ketone combination disclosed in US Pat. No. 4,212,976 The oxadiazole compound etc. which are described in the gazette are mentioned. The amount of the trihalomethyl compound used is preferably about 0.2 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass in terms of the solid content ratio relative to the photosensitive polymerization component. 10-800 mass% is preferable with respect to the trihalomethyl compound, and, as for the ratio of the compound used in combination with the said trihalomethyl compound, 20-300 mass% is preferable.
[0069]
0.1-10.0 mass% is preferable with respect to the total solid of the composition in this invention, and, as for the usage-amount of the said photoinitiator, 0.5-5.0 mass% is more preferable. When the usage-amount of the said photoinitiator exists in said range, superposition | polymerization will advance easily and film | membrane intensity | strength can be raised.
[0070]
(solvent)
Examples of the solvent used when preparing the composition in the present invention include solvents such as esters, ethers, ketones, and aromatic hydrocarbons.
Examples of the esters include ethyl acetate, vinegar-n-butyl, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, alkyl esters, methyl lactate, Such as ethyl lactate, methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, butyl oxyacetate, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-oxypropionate, ethyl 3-oxypropionate 3-oxypropionic acid alkyl esters;
[0071]
Methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 2-oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, propyl 2-oxypropionate, 2 -Methyl methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, methyl 2-oxy-2-methylpropionate, 2-oxy-2 -Ethyl methylpropionate, methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, 2- Oxobutanoic acid Le, ethyl 2-oxobutanoate, and the like.
[0072]
Examples of the ethers include diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol methyl ether acetate. , Propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate and the like.
[0073]
Examples of the ketones include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, and 3-heptanone. Examples of the aromatic hydrocarbons include toluene and xylesi.
[0074]
Among these, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, ethyl Carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol methyl ether acetate and the like are preferably used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
[0075]
(Other ingredients)
Various other additives such as dispersants, fillers, surfactants, adhesion promoters, antioxidants, ultraviolet absorbers, anti-aggregation agents, and the like are added to the composition of the present invention as necessary. I can do it.
[0076]
The dispersant can be added in order to improve the dispersibility of the pigment. As the dispersant, known ones can be appropriately selected and used, and examples thereof include a cationic surfactant, a fluorine surfactant, and a polymer dispersant.
[0077]
Further, the graft copolymer having a specific acid amide group-containing monomer and a quaternary ammonium salt monomer residue in the main chain described in JP-A-10-254133 has an excellent action of finely dispersing the pigment. Therefore, it can be used as the dispersant. By using the above-mentioned furaft copolymer, it is possible to finely disperse the pigment while reducing energy and time consumption, and the dispersed pigment may aggregate or settle even after a lapse of time. Long-term dispersion stability can be maintained.
[0078]
The said dispersing agent may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
The amount of the dispersant added in the composition of the present invention is usually preferably about 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment.
[0079]
In order to improve the storage stability of the composition in the present invention, a thermal polymerization inhibitor may be added. Furthermore, in the case where the alkali solubility in the unirradiated part is promoted and the developability of the composition in the present invention is further improved, the composition in the present invention has an organic carboxylic acid, preferably a low molecular weight of 1000 or less. Organic carboxylic acids can be added.
[0080]
(Method for producing colored resin film of the present invention)
The colored resin film of the present invention is prepared by first mixing a colorant, further an alkali-soluble resin used as necessary, a photosensitive polymerization component, a photopolymerization initiator, and other additives with a solvent, It can be formed by mixing and dispersing using a disperser (mixing and dispersing step), applying the obtained composition of the present invention to a substrate and drying.
In addition, it is preferable to use the method which consists of a kneading | mixing dispersion | distribution process and the fine dispersion | distribution process performed following it as a mixing dispersion | distribution process as mentioned above.
[0081]
-Preparation of composition in the present invention-
As described above, in order to form the colored resin film of the present invention, a method using a pigment having finely divided pigment particles and a sharp particle size distribution is suitable. Specifically, a method using a pigment constituted by including 75% by mass or more of pigment particles having an average particle size of about 0.01 μm and a particle size in the range of 0.01 ± 0.005 μm is preferable.
In order to adjust the particle size distribution of the pigment within the above range, the pigment dispersion method is particularly important. As such a dispersion method, for example, dry dispersion (kneading dispersion treatment) in which a high-viscosity state is dispersed using a roll mill such as a kneader or two-roll, and a relatively low-viscosity state using a three-roll or bead mill is used. Examples of the dispersion method include a combination of wet dispersion (fine dispersion treatment) for dispersion. In the dispersion method, it is also preferable to co-disperse two or more pigments, or not to use a solvent or to reduce the amount of use as much as possible during the kneading dispersion treatment, or to use various dispersants. Further, in order to relieve the solvent shock, it is preferable to add the resin component separately at the time of the kneading and dispersing treatment and at the time of the fine dispersing treatment (use in two divisions), and shift from the kneading and dispersing treatment to the fine dispersing treatment. In order to prevent reaggregation of the pigment particles, it is preferable to use a resin component having excellent solubility. Furthermore, it is also effective to use high hardness ceramics or beads with a small particle diameter for the beads of the bead mill used during the fine dispersion treatment. In addition, as said resin component, the above-mentioned alkali-soluble resin can be used, for example.
[0082]
In the present invention, in particular, two or more pigments are used, and two or more pigments are further dispersed in a high viscosity state of 50000 mPa · s or more, and then further dispersed in a low viscosity state of 1000 mPa · s or less. It is preferable to use a different colorant.
Generally, these pigments are supplied after drying by various methods after synthesis. Usually, it is dried from an aqueous medium and supplied as a powder. However, since water requires a large latent heat of vaporization for drying, a large amount of heat energy is given to dry it to form a powder. Therefore, the pigment usually forms an aggregate (secondary particle) in which primary particles are aggregated.
The preparation method of the composition according to the present invention which is preferable in the present invention will be described.
However, the present invention is not limited to this.
[0083]
In the above preparation method, first, the viscosity after kneading and dispersing the alkali-soluble resin in the colorant (pigment) is 50,000 mPa · s or more (preferably 50,000 to 100,000 mPa · s) so that the viscosity becomes relatively high. A kneading and dispersing treatment is applied to the above. Here, the kneading dispersion treatment may be high viscosity dispersion or dry dispersion.
[0084]
Then, if necessary, an alkali-soluble resin is additionally added to the dispersion after the kneading dispersion treatment so that the viscosity after the fine dispersion treatment is 1000 mPa · s or less (preferably 100 mPa · s or less). Apply fine dispersion. The fine dispersion treatment may be low viscosity dispersion or wet dispersion.
[0085]
In the kneading and dispersing treatment, the solvent ratio is preferably 0 to 20% by mass with respect to the dispersion. Thus, when the dispersion is performed without using much solvent, the surface of the pigment particles can promote the wetting with the constituent component mainly composed of the resin component of the vehicle. The solid / gas interface between the pigment particles and air can be converted to a solid / solution interface between the pigment particles and the vehicle solution. When the interface formed by the surfaces of the pigment particles is converted from air to a solution and mixed and stirred, the pigment can be dispersed to a fine state close to the primary particles.
[0086]
Thus, in order to highly disperse the pigment, it is effective to convert the interface formed by the pigment particle surface from air to a solution. Such conversion requires a strong shearing force or compressive force. For this reason, in the above kneading and dispersing treatment, it is preferable to use a kneading machine capable of exhibiting a strong shearing force and compressing force, and to use a material having a high viscosity as the material to be kneaded.
[0087]
In the fine dispersion treatment, it is preferable to mix and stir together with fine dispersion media such as glass or ceramic. Furthermore, it is preferable that the ratio of the solvent at the time of a fine dispersion process is 20-90 mass% of to-be-dispersed material. At the time of the fine dispersion treatment, it is necessary to uniformly and evenly distribute the pigment particles to a fine state, and therefore, a disperser capable of imparting impact force and shear force to the aggregated pigment particles; It is preferable to use a low-viscosity material.
[0088]
For example, in the kneading and dispersing treatment for producing a color filter using the composition in the present invention, first, a coloring agent such as an organic pigment, a dispersing agent, a surface treating agent, and a minimum amount of solvent are kneaded. As the kneading machine, a two-roll, three-roll, ball mill, tron mill, disper, kneader, kneader, homogenizer, blender, single-screw or twin-screw extruder, etc. can be used, and they are dispersed while giving a strong shearing force. As the kneader, a two-roll mill is particularly preferable. Next, a solvent and, if necessary, an alkali-soluble resin are added, mainly using a vertical or horizontal sand grinder, ball mill, pin mill, slit mill, homogenizer, disper, ultrasonic disperser, etc. Disperse with beads made of glass or zirconia of particle size.
Details of kneading and dispersing are also described in “Paint Flow and Pigment Dispersion” by T.C. Patton (published by John Wiley and Sons, 1964).
[0089]
Next, the obtained composition of the present invention is applied to the substrate directly or via another layer by a coating method such as spin coating, slit coating, casting coating, roll coating, etc. Radiation-sensitive composition layer), exposing through a predetermined mask pattern, curing only the light-irradiated coating film portion, and developing with a developer, so that each color (3 colors or 4 colors) can be obtained. A color filter can be manufactured by forming a patterned film made of pixels. As radiation used at this time, ultraviolet rays such as g-line and i-line are particularly preferably used. The radiation referred to in the present invention is a broad concept including visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays and the like.
[0090]
Next, by performing an alkali development treatment, the light-irradiated portion is eluted in the alkaline aqueous solution by the exposure, and only the photocured portion remains. Any developer can be used as long as it dissolves the light-irradiated portion of the photosensitive layer but does not dissolve the light-irradiated portion.
Further, after the excess developer is washed away and dried, heat treatment (post-bake) is performed at a temperature of 50 ° C. to 240 ° C. Thus, the said process can be repeated sequentially for every color, and a cured film can be manufactured. Thereby, a color filter is obtained.
[0091]
-Board-
As the substrate, for example, non-alkali glass, soda glass, pyrex (R) glass, quartz glass used for liquid crystal display elements and the like, and those obtained by attaching a transparent conductive film to these, photoelectric conversion elements used for solid-state imaging devices, etc. Examples of the substrate include a silicon substrate. Furthermore, a plastic substrate is also possible. On these substrates, normally, black stripes for isolating each pixel may be formed.
[0092]
Drying (pre-baking) of the photosensitive colored resin composition layer of the present invention applied on the substrate can be performed at a temperature of 50 ° C. to 140 ° C. for 10 to 300 seconds using a hot plate, oven or the like.
[0093]
Any developer can be used as long as it dissolves the photosensitive colored resin composition of the present invention and does not dissolve the radiation irradiated portion. Specifically, a combination of various organic solvents or an alkaline aqueous solution can be used.
Examples of the organic solvent include the aforementioned solvents used in preparing the composition in the present invention. The development temperature is usually 20 ° C. to 30 ° C., and the development time is 20 to 90 seconds.
[0094]
Examples of the alkaline aqueous solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium oxalate, sodium metasuccinate, aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, dimethylethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, Concentration of an alkaline compound such as tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene, in a concentration of 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to An alkaline aqueous solution dissolved so as to be 1% by mass is used. In addition, when using the developing solution which consists of such alkaline aqueous solution, generally it wash | cleans (rinse) with water after image development.
[0095]
Post-baking is heating after development to complete curing, and is usually performed at about 200 ° C. to 220 ° C. (hard baking).
This post-bake treatment is performed continuously or batchwise using a heating means such as a hot plate, a convection oven (hot air circulation dryer), a high-frequency heater, or the like so that the coating film after development is in the above-described condition. be able to.
[0096]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited by a following example.
[0097]
[Example 1]
<< Preparation of coloring composition for color filter >>
<Preparation of pigment dispersion>
For each color of green (G), blue (B), and red (R), each material shown in Table 1 below is uniformly kneaded with a kneader, and the kneaded product is then subjected to dry dispersion treatment (kneading dispersion treatment) with two rolls. did.
785 parts by mass of propylene glycol monomethyl ethyl acetate as a solvent component was added to the dispersion subjected to the dry dispersion treatment. Thereafter, the mixture was stirred with a homogenizer at 2000 rpm for 30 minutes to prepare a dispersion composition of each color of green (G), blue (B), and red (R) in which the pigment was uniformly dispersed. The obtained dispersion composition was finely dispersed with a bead disperser (trade name: Dispermat, manufactured by GETZMANN) using 0.3 mm zirconia beads.
[0098]
Then, it filtered with a 2.5 micrometer filter, and obtained the pigment dispersion liquid (1)-(3) of each color in which the pigment was disperse | distributed uniformly. For each pigment dispersion, the viscosity of the kneaded product (dispersion) at the time of the kneading dispersion treatment and the fine dispersion treatment, and the average particle diameter and the particle diameter of 0.01 ± 0.005 μm in each pigment dispersion liquid Table 1 shows the ratio of the pigment particles. The pigment particle size was measured by using MICROTRAC UPA 150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd., and using each of the colored resin compositions diluted with propylene glycol monomethyl ethyl acetate as a sample.
[0099]
[Table 1]
Figure 0004749658
[0100]
<Preparation of colored resin composition>
The following composition was uniformly mixed with a stirrer for each 200 parts by mass of the pigment dispersion of each color obtained from the above to prepare a colored resin composition for a color filter for each color.
[0101]
〔composition〕
・ 33 parts by mass of benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer
(Alkali-soluble resin, copolymerization molar ratio = 70/30, weight average molecular weight 30,000)
・ 36 parts by mass of dipentaerythritol pentaacrylate (monomer)
・ 110 parts by mass of propylene glycol monomethyl ethyl acetate (solvent)
・ 44 parts by mass of ethyl-3-ethoxypropionate (solvent)
・ Halomethyltriazine initiator 4 parts by mass
(Photopolymerization initiator, trade name: TAZ107, manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.)
[0102]
<Formation of colored resin film for color filter>
The three colored resin compositions for color filters obtained from the above are individually spin-coated so as to be uniform on the surface of an alkali cleaned glass substrate 10 cm × 10 cm (trade name: 1737, manufactured by Corning). A photo-curable coating film was formed by application. In spin coating, the coating rotation speed was adjusted so that the thickness of the colored resin coating film was 1.0 μm when the coating film was heat-treated after application at a surface temperature of 110 ° C. × 120 seconds.
[0103]
Subsequently, the obtained photocurable coating film was heat-treated (prebaked) on a hot plate under conditions of 110 ° C. × 120 seconds. Then, using a 2.5 KW ultra high pressure mercury lamp, 200 mJ / cm over the entire surface of the photocurable coating film.2The photocuring process was performed by irradiating with the exposure amount. Further, the exposed coating film was covered with a 40% aqueous solution of an organic developer (trade name: CD-2000, manufactured by Fuji Film Arch Co., Ltd.) and allowed to stand for 60 seconds. Thereafter, pure water was sprayed in a shower to wash away the developer.
As described above, the coating film that has been subjected to the photo-curing treatment and the development treatment is subjected to heat treatment (post-baking) on a hot plate at 200 ° C. for 5 minutes, and each color is a single color of 9 cm × 9 cm on a glass substrate. The colored resin coatings (1) to (3) for color filters were formed.
[0104]
<Evaluation>
The obtained colored resin film for a single color filter is placed between the observation lens and the light source of the optical microscope to irradiate the light toward the observation lens, and a digital camera with a magnification of 1000 times installs the transmitted light state. Was observed with an optical microscope. A digital camera installed in the optical microscope is equipped with a CCD with 1.28 million pixels, and the surface of the coating film in a transmitted light state was photographed. The photographed image was stored as digitally converted data (digital image) in an 8-bit bitmap format. The film surface was photographed on 20 arbitrarily selected areas.
In addition, the digitally converted data was stored by digitizing the captured image as a density distribution of 256 gradations from 0 to 255 for each of the three primary colors of RGB.
[0105]
Next, the stored digital image was divided into a lattice shape so that one lattice size corresponds to 2 μm square on the actual substrate, and the luminance in one partition was averaged. In this example, since an image of 1000 times optical was captured with a 1.28 million pixel digital camera, 2 μm on the actual substrate was 2 mm on the captured image, and the image size on the display was 452 mm × 352 mm. The total number of sections in one area was 39976.
[0106]
For all the sections in each region, an arbitrary luminance and the average luminance of all adjacent sections adjacent to it were measured. A partition having a difference of 5 or more from the average brightness of adjacent partitions is recognized as a significant difference partition, and the average total number of significant difference partitions in all regions and the average total number of significant difference partitions in all regions are the total number of partitions in each region (39976). The ratio of the total to the total) was calculated. The results are shown in Table 2 below.
[0107]
[Table 2]
Figure 0004749658
[0108]
<Production of color filter and CCD device>
<Production of color filter>
The following composition was mixed with a stirrer to prepare a planarizing film resist solution.
[0109]
〔composition〕
165 parts by mass of benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer
(Copolymerization molar ratio = 70/30, weight average molecular weight 30,000)
・ 65 parts by mass of dipentaerythritol pentaacrylate
・ Propylene glycol monomethyl ethyl acetate 138 parts by mass
-123 parts by mass of ethyl-3-ethoxypropionate
Halomethyltriazine initiator 3 parts by mass
(Photopolymerization initiator, trade name: TAZ107, manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.)
[0110]
The obtained flattening resist solution was uniformly applied by spin coating onto a 6-inch silicon wafer on which photodiodes were formed. In spin coating, the coating rotation speed was adjusted so that the film thickness was about 2.0 μm when the surface temperature of the coating film was heated using a hot plate under the condition of 110 ° C. × 120 seconds after coating.
Then, it was placed in an oven at 220 ° C. for 1 hour to cure the coating film, and a planarizing film was formed so as to uniformly cover the surface of the photodiode formed on the silicon wafer.
[0111]
Next, the above-described colored resin composition for color filter is applied on the planarizing film in the order of G, R, and B for each color, followed by drying (pre-baking), pattern exposure, alkali development, rinsing, and curing drying (post-baking). A colored resin film was formed, and a color filter was produced on a silicon wafer with a photodiode.
[0112]
The pattern exposure is 500 mJ / cm using an i-line stepper (trade name: FPA-3000i5 +, manufactured by Canon Inc.) through a 2 μm mask pattern.2I went there.
For alkali development, a 40% by weight aqueous solution of an organic alkali developer (trade name: CD-2000, manufactured by Fuji Film Arch Co., Ltd.) is used for paddle development for 60 seconds at room temperature. The second spin shower was rinsed with pure water, and further washed with pure water. Thereafter, water droplets were blown off with high-pressure air, the substrate was naturally dried to obtain a pattern, and then post-baked on a hot plate at a surface temperature of 200 ° C. for 5 minutes.
[0113]
When the CCD device obtained as described above is mounted on a digital camera and an image obtained by photographing a color chart with Kodak's gray scale under the same light source is observed on a monitor, an image of uniform and smooth color with little roughness is obtained. was gotten.
[0114]
[Comparative Example 1]
<Formation of colored resin film for color filter>
The green pigment dispersion liquid (1) and the blue pigment dispersion liquid (2) in Example 1 were changed to a green pigment dispersion liquid (4) and a blue pigment dispersion liquid (5) described below. In addition, the green and blue colored resin compositions (4) to (5) and the colored resin coating (4) to 4 are the same as in Example 1 except that the pigment dispersion 3 for red is not used. (5) was formed and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 3 below.
[0115]
<Preparation of green pigment dispersion (4)>
Each of the colorants (Pigment Green PG36, Pigment Green PG7, Pigment Yellow PY139) used in the preparation of the pigment dispersion (1) of Example 1 was separately used. It knead | mixed uniformly with the kneader with the solvent. Thereafter, each kneaded product was dispersed with two rolls (dry dispersion treatment), propylene glycol monomethyl ethyl acetate was added as a solvent component to the obtained dispersion, and the mixture was stirred with a homogenizer. The obtained kneaded composition was finely dispersed with a bead disperser (trade name: Dispermat, manufactured by GETZMANN), filtered with a 2.5 μm filter, and Pigment Green PG36, Pigment Green PG7, and Pigment Three types of pigment dispersions in which yellow PY139 was dispersed alone were obtained. Thereafter, these three types of pigment dispersions were stirred with a homogenizer to obtain a green pigment dispersion (4).
The processing conditions in the two-roll, homogenizer, and bead disperser were the same as those in Example 1.
[0116]
<Preparation of blue pigment dispersion (5)>
In the same manner as the preparation of the pigment dispersion for green (4), the two colorants (Pigment Blue PB15: 6, Pigment Violet PV23) used in the pigment dispersion (2) of Example 1 were dispersed alone. A pigment dispersion was obtained. Thereafter, these two pigment dispersions were stirred with a homogenizer to obtain a blue pigment dispersion (5).
[0117]
[Table 3]
Figure 0004749658
[0118]
<Production of color filter and CCD device>
A color filter and a CCD device were produced in the same manner as in Example 1 except that the colored resin composition (1) was changed to the colored resin composition (4) in Example 1. When the obtained CCD device is mounted on a digital camera and an image obtained by photographing a color chart with Kodak gray scale under the same light source is observed on a monitor, an image with black defects and a rough feeling is obtained. It was.
[0119]
[Comparative Example 2]
A color filter and a CCD device were produced in the same manner as in Example 1 except that the colored resin composition (2) was changed to the colored resin composition (5) in Example 1. When the obtained CCD device is mounted on a digital camera and an image obtained by photographing a color chart with Kodak gray scale under the same light source is observed on a monitor, an image with black defects and a rough feeling is obtained. It was.
[0120]
【The invention's effect】
According to the present invention, a colored resin film for a color filter that can be suitably used for the manufacture of a solid-state imaging device with reduced black defects, unevenness, and roughness of a reproduced image on the device, a color filter using the same, and A method for evaluating a colored resin film for a color filter can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining adjacent pixels.
[Explanation of symbols]
1,3,5 significant difference compartment
2, 4, 6 Adjacent compartments

Claims (6)

着色剤を含有し、且つ、厚さが0.1〜10μmのカラーフィルター用着色樹脂被膜であって、被膜表面を格子状に区分して2μm四方の区画を形成し、前記区画の各々に前記区画の輝度を0〜255の256階調に数値化した輝度値を付する数値化処理を施し、前記数値化処理により付された輝度値と周囲に隣接する全ての隣接区画の平均輝度値との差が5以上である前記区画を有意差区画とした際に、前記有意差区画の総数が全区画数の10%以下であり、さらに、前記着色剤が顔料であり、且つ、前記顔料は平均粒子径が0.01±0.005μmの範囲である顔料粒子を75質量%以上含むことを特徴とするカラーフィルター用着色樹脂被膜。A colored resin film for a color filter containing a colorant and having a thickness of 0.1 to 10 μm, wherein the surface of the film is divided into a grid to form 2 μm square sections, and each of the sections has the above-mentioned A numerical value processing is performed to add a luminance value obtained by numerically dividing the luminance of the section into 256 gradations of 0 to 255, and the luminance value given by the numerical processing and the average luminance value of all adjacent adjacent areas when the difference is a significant difference partitioning in which the partitions 5 or more, the total number of significant difference compartment Ri der than 10% of the total number of compartments, further the colorant is a pigment, and said pigment Contains 75% by mass or more of pigment particles having an average particle diameter in the range of 0.01 ± 0.005 μm . 少なくとも着色剤を含有する組成物を基板に塗布するカラーフィルター用着色樹脂被膜の製造方法であって、A method for producing a colored resin film for a color filter, wherein a composition containing at least a colorant is applied to a substrate,
前記カラーフィルター用樹脂皮膜は、厚さが0.1〜10μmであり、被膜表面を格子状に区分して2μm四方の区画を形成し、前記区画の各々に前記区画の輝度を0〜255の256階調に数値化した輝度値を付する数値化処理を施し、前記数値化処理により付された輝度値と周囲に隣接する全ての隣接区画の平均輝度値との差が5以上である前記区画を有意差区画とした際に、前記有意差区画の総数が全区画数の10%以下であり、  The color filter resin film has a thickness of 0.1 to 10 μm, and the surface of the film is divided into a grid to form 2 μm square sections, and the brightness of the sections is set to 0 to 255 in each of the sections. The numerical value process which attaches | subjects the luminance value digitized to 256 gradations is performed, The difference of the luminance value attached | subjected by the said numerical value process and the average luminance value of all the adjacent divisions adjacent to the circumference is 5 or more When the section is a significant difference section, the total number of the significant difference sections is 10% or less of the total number of sections,
前記着色剤は、2種以上の顔料からなり、且つ、前記2種以上の顔料を50000mPa・s以上の高粘度状態で分散した後に、更に1000mPa・s以下の低粘度状態で分散することを特徴とするカラーフィルター用着色樹脂被膜の製造方法。  The colorant comprises two or more pigments, and the two or more pigments are dispersed in a high viscosity state of 50000 mPa · s or more, and then further dispersed in a low viscosity state of 1000 mPa · s or less. A method for producing a colored resin film for a color filter.
前記2種以上の顔料を50000〜100000mPa・sの高粘度状態で分散した後に、更に100mPa・s以下の低粘度状態で分散することを特徴とする請求項2に記載のカラーフィルター用着色樹脂被膜の製造方法 3. The colored resin film for a color filter according to claim 2, wherein the two or more pigments are dispersed in a high viscosity state of 50,000 to 100,000 mPa · s and further dispersed in a low viscosity state of 100 mPa · s or less. Manufacturing method . 着色剤を含むカラーフィルター用着色樹脂被膜の表面を格子状に区分して2μm四方の区画を形成する区画形成工程と、
前記区画の各々に前記区画の輝度を0〜255の256階調に数値化した輝度値を付する数値化工程と、
任意の区画の輝度値と前記任意の区画に隣接する全ての隣接区画の平均輝度値との差が5以上である場合に前記任意の区画を有意差区画と認定する認定工程と、
前記有意差区画の総数をカウントするカウント工程と、
を含むことを特徴とするカラーフィルター用着色樹脂被膜の評価方法。
A section forming step of forming a section of 2 μm square by dividing the surface of the colored resin film for a color filter containing a colorant into a lattice shape;
A quantification step of attaching a luminance value obtained by quantifying the luminance of the division to 256 gradations of 0 to 255 to each of the divisions;
A qualifying step of certifying the arbitrary section as a significant difference section when a difference between a luminance value of the arbitrary section and an average luminance value of all adjacent sections adjacent to the arbitrary section is 5 or more;
A counting step of counting the total number of the significant difference compartments;
A method for evaluating a colored resin film for a color filter, comprising:
更に、前記カウント工程においてカウントされた前記有意差区画の総数と全区画数とを比較する比較工程を含むことを特徴とする請求項4に記載のカラーフィルター用着色樹脂被膜の評価方法。  The method for evaluating a colored resin film for a color filter according to claim 4, further comprising a comparison step of comparing the total number of the significant difference sections counted in the counting step with the total number of sections. 請求項1に記載のカラーフィルター用着色樹脂被膜を用いて形成されたことを特徴とするカラーフィルター。A color filter formed using the colored resin film for a color filter according to claim 1 .
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